国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

電機(jī)降壓節(jié)能技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)

2010-03-20 08:51:06黃燕琴
關(guān)鍵詞:可控硅節(jié)電調(diào)壓

黃燕琴

?

電機(jī)降壓節(jié)能技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)

黃燕琴

(漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子工程系,福建 漳州 363000)

介紹可控硅在電機(jī)降壓電路中的應(yīng)用,分析了電機(jī)節(jié)電率與電機(jī)效率、負(fù)載的關(guān)系,可控硅的特性和降壓電路原理圖,論證了節(jié)電率的高低取決于電機(jī)的效率、及負(fù)載特性電機(jī)輕載時(shí)采取降壓的幅度,電機(jī)輕載時(shí)采取降壓節(jié)電是可行的。

電機(jī);降壓;可控硅

0 引言

三相異步電機(jī),因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,運(yùn)行可靠,工作效率高,成為機(jī)電設(shè)備的最重要的動(dòng)力來(lái)源,應(yīng)用十分廣泛。據(jù)美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì),電動(dòng)機(jī)所耗能占總電能的比重很大,每天有60%的電能消耗在電機(jī)的運(yùn)行中,其中20%~40%的電能做了“無(wú)用”功?!皻鈧鲃?dòng)系統(tǒng)中,通常會(huì)遇到兩種工作狀態(tài):一是轉(zhuǎn)速不變,負(fù)載時(shí)變化;二是端電壓部不變,轉(zhuǎn)速瞬時(shí)變化。而電機(jī)的設(shè)計(jì)不能滿足傳動(dòng)系統(tǒng)的要求,因此電機(jī)不能在既節(jié)能又高效率下正常運(yùn)行,為此各種電機(jī)的機(jī)電技術(shù)應(yīng)用而生”。[1]用可控硅在電機(jī)降壓節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用分析。

1 電機(jī)節(jié)能的原理分析

1.1 節(jié)電率的計(jì)算

中國(guó)節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證管理委員會(huì)發(fā)布的《電力省電裝置節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證技術(shù)要求》中對(duì)電機(jī)輕載調(diào)壓節(jié)電器節(jié)電率計(jì)算作了明確規(guī)定。如圖1是試驗(yàn)接線原理,在接入節(jié)電器前后,必須保持負(fù)載電機(jī)轉(zhuǎn)速不變。不接入節(jié)電器即閉合旁路開(kāi)關(guān)K,旁路運(yùn)行,記錄時(shí)間1h電機(jī)的用電量W,時(shí)間的長(zhǎng)短可根據(jù)負(fù)載的周期來(lái)確定。接入節(jié)電器即斷開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)K,電機(jī)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài),記錄1h的用電量W`。

節(jié)電率計(jì)算公式為:

節(jié)電率=W –W`

有些廠家是將電度表安裝在節(jié)電器后面進(jìn)行測(cè)量,這樣旁路時(shí)的負(fù)載的用量和電度表接在節(jié)電器的前端是一樣的,但是計(jì)算節(jié)電率時(shí)卻有區(qū)別,主要是將電度表安裝在節(jié)電器后沒(méi)有將節(jié)電器本身的損耗計(jì)入,從而計(jì)算的節(jié)電率偏高。

1.2 節(jié)電率與電機(jī)效率、負(fù)載

“電機(jī)效率越低、電機(jī)的耗電就越大,則電機(jī)的節(jié)電空間越大,電機(jī)從電網(wǎng)吸收的功率Ps,等于電機(jī)軸額定功率與總損耗∑Pn之和(效率η為額定輸出功率是的電機(jī)效率,Pn為額定軸功率)”,[2]即

Pn=Ps×η (1)

Ps=Pn+∑Pn (2)

電機(jī)的總損耗與額定功率和效率的關(guān)系為

∑Pn=Ps – Pn=(1/η-1)×Pn (3)

同樣功率的電機(jī)轉(zhuǎn)速越低、效率越低,轉(zhuǎn)速越高、效率越高。圖2為電機(jī)功率與效率的關(guān)系曲線。從圖可以看出,電機(jī)功率越小,效率越低,損耗越大。電機(jī)運(yùn)行時(shí)的損耗,主要由以下幾方面的損耗組成:鐵損、銅損、機(jī)械損耗、雜散損耗(包括風(fēng)損)等。由于采取輕載調(diào)壓節(jié)電主要是減少電機(jī)在輕載時(shí)的功率損耗,從而提高電機(jī)效率。由此可見(jiàn),效率越低,空載損耗越大的電機(jī),采取調(diào)壓節(jié)電的空間就越大。

1.3 節(jié)電率與負(fù)載率之間的關(guān)系

空載損耗在總損耗中所占比例較大造成的。空載損耗的主要成分是鐵損和機(jī)械損耗,稱為不變損耗。因?yàn)殂~損和雜散損耗隨電流的增加按平方關(guān)系增加,故稱為可變損耗?!凹与姍C(jī)輸出功率的上升,效率最初明顯呈上升趨勢(shì)。負(fù)載率越低,空載損耗所占的比例就越大,調(diào)壓節(jié)電率就越高”。[3]但要達(dá)到最好的節(jié)電率,還取決于調(diào)壓幅度。雖然降壓可以降低鐵耗,而當(dāng)電壓降到一定程度之后,若繼續(xù)下降,則電流又要增加,因而又增加了銅耗,因此要取得最好的節(jié)能效果,必須有一個(gè)合理的調(diào)壓系數(shù)。

由于電壓降低,電機(jī)負(fù)載不變,轉(zhuǎn)差率增大,電動(dòng)機(jī)輸出功率也會(huì)有所減少,因此在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,節(jié)約的有功會(huì)比理論計(jì)算的要偏大。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變,則轉(zhuǎn)差率近似地與電壓的平方成正比。

從以上分析可看見(jiàn),節(jié)電率的高低取決于電機(jī)的效率、及負(fù)載特性電機(jī)輕載時(shí)采取降壓的幅度。因此在對(duì)電機(jī)進(jìn)行降壓節(jié)電改造時(shí),認(rèn)真分析電機(jī)的運(yùn)行特性有利于估算節(jié)電率,并將有利于成本的控制和回收。

圖1 試驗(yàn)接線示意圖

圖2 電機(jī)功率與效率的關(guān)系

2 可控硅降壓電路分析

2.1 可控硅的特性

可控硅是一種新型的半導(dǎo)體器件,它具有體積小、質(zhì)量輕、動(dòng)作快、效率高、壽命長(zhǎng)以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)??煽毓柙诮ú墓I(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,如在玻璃廠利用可控硅控制自動(dòng)配料系統(tǒng)對(duì)電子秤給料機(jī)。

可控硅是P1、N1、P2、N2四層三端結(jié)構(gòu)元件,共有3個(gè)PN節(jié)。其工作原理可以看作是由1個(gè)PNP管和1個(gè)NPN管所組成,其等效解如圖3所示。

圖3 可控硅等效圖解

當(dāng)A端加上正向電壓時(shí),從控制極G輸入1個(gè)正向觸發(fā)信號(hào),可控硅則飽和導(dǎo)通。由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋?zhàn)饔?,一旦可控硅?dǎo)通后,即使控制極G的電流消失,可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)??煽毓枵抢盟膶?dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)的特性來(lái)調(diào)壓。

2.2 可控硅交流調(diào)壓電路

可控硅控制電路由降壓電阻和可控硅組成??垢蓴_電路為普通電源抗干擾電路。可變電阻、沖放電電路由電阻及電容組成。整流電路采用橋式整流,將電網(wǎng)提供的220V、50Hz交流電變成單向的脈動(dòng)電流;將單向脈動(dòng)直流電送到可控硅,經(jīng)電阻降壓,作為觸發(fā)電路的直流電源。調(diào)節(jié)電阻的阻值可以改變電容的沖放電時(shí)間,從而通過(guò)改變可控硅的導(dǎo)通時(shí)刻來(lái)改變輸出電壓。張弛振蕩器由單結(jié)晶體管和電阻組成,形成一個(gè)尖脈沖送到可控硅的控制極,通過(guò)對(duì)電容的沖放電來(lái)控制張弛振蕩器。電路圖如圖4。

圖4 交流降壓電路原理圖

TVP抗干擾普通電源電路采用雙向TVP管子,它對(duì)于電網(wǎng)的尖脈沖電壓和雷電疊加電壓等干擾超過(guò)額定的數(shù)值量都能有效地吸收。整流電路采用橋式整流,由D1、D2、D3、D4的二極管組成。雙基極二極管組成張弛振蕩器作為可控硅的同步觸發(fā)電路。當(dāng)調(diào)壓器接入交流電時(shí),經(jīng)過(guò)負(fù)載電阻Rc、二極管D1到D4整流,并在可控硅SCH的A、K兩極形成一個(gè)脈動(dòng)的直流電壓。該電壓由電阻R1降壓后作為觸發(fā)電路的直流電源。在交流的正半周時(shí),整流電路通過(guò)電阻R1、可變電阻W1對(duì)電容充電。當(dāng)充電電壓達(dá)到T1管的峰值電壓時(shí),T1管由截止變?yōu)閷?dǎo)通。于是電容C通過(guò)T1管的e1、b1結(jié)和R2迅速放電,結(jié)果在R2上獲得1個(gè)尖脈沖。這個(gè)脈沖作為控制信號(hào)送到可控硅SCR的控制極,使可控硅導(dǎo)通。可控硅導(dǎo)通后的管壓降很低(一般<1V),所以,張弛振蕩器停止工作。當(dāng)交流電通過(guò)0點(diǎn)時(shí),可控硅自行關(guān)斷。當(dāng)交流電在負(fù)半周時(shí),C又重新充電,如此周而復(fù)始。改變可變電阻的阻值也就改變電容的充放電時(shí)間,從而改變可控硅的導(dǎo)通時(shí)刻,來(lái)改變負(fù)載上的輸出電壓,實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能。

負(fù)載率越低,空載損耗所占的比例就越大,調(diào)壓節(jié)電率就越高。但要達(dá)到最好的節(jié)電率,還取決于調(diào)壓幅度。雖然降壓可以降低鐵耗,而當(dāng)電壓降到一定程度之后,若繼續(xù)下降,則電流又要增加,因而又增加了銅耗,因此要取得最好的節(jié)能效果,必須有一個(gè)合理的調(diào)壓系數(shù)。不同負(fù)載率β下的調(diào)壓系數(shù)由下式可以確定:

式中∑PN— 電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的有功損耗,kW;

P0— 電動(dòng)機(jī)的空載損耗,kW;

K — 計(jì)算系數(shù),K=( P0- PM) / 6 PN;

PM— 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗,kW;

β— 電動(dòng)機(jī)的負(fù)載系數(shù),β=P2/PN×100%;

P2— 電動(dòng)機(jī)的輸出功率,kW;

PN— 電動(dòng)機(jī)的額定功率,kW。

在電動(dòng)機(jī)空載、輕載時(shí)降低電動(dòng)機(jī)的端電壓可使電動(dòng)機(jī)的鐵耗減少同時(shí)也減小電動(dòng)機(jī)定子銅耗,從而減少了電動(dòng)機(jī)空載和輕載時(shí)的輸入功率,減少了電動(dòng)機(jī)的有功損耗和無(wú)功損耗,提高了功率因數(shù)?!昂饬侩妱?dòng)機(jī)空載和輕載運(yùn)行時(shí)節(jié)能性能的指標(biāo)是其最低運(yùn)行電壓的大??;而衡量電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的指標(biāo)是在電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行于低電壓,突加全負(fù)載時(shí)的響應(yīng)速度”。[4]為了提高上述二個(gè)指標(biāo),提高電機(jī)節(jié)電器的性能,應(yīng)用電動(dòng)機(jī)模擬反電勢(shì)信號(hào),提高電動(dòng)機(jī)在很低的電壓時(shí)(接近臨界失步電壓)的工作穩(wěn)定性和突加負(fù)載快速響應(yīng)性能。

以上是采用可控硅主動(dòng)降壓法,判斷依據(jù)來(lái)自對(duì)電網(wǎng)輸入電壓的檢測(cè),并與基準(zhǔn)電壓的比較得到誤差電壓,再通過(guò)分析計(jì)算得到導(dǎo)通角控制脈沖時(shí)間,從而產(chǎn)生對(duì)輸出電壓的降壓控制。根據(jù)輸入電壓與基準(zhǔn)電壓比較得到誤差電壓ΔU(最大不超過(guò)5V),并導(dǎo)出觸發(fā)時(shí)間ΔT,過(guò)零中斷產(chǎn)生時(shí),啟動(dòng)定時(shí)器倒計(jì)時(shí)ΔT,計(jì)數(shù)完成后發(fā)出觸發(fā)脈沖。

3 結(jié)束語(yǔ)

主動(dòng)降壓法會(huì)產(chǎn)生比較大的正負(fù)誤差電壓,所以更加優(yōu)質(zhì)降壓應(yīng)該加入反饋調(diào)整。判斷依據(jù)來(lái)自對(duì)負(fù)載端輸出電壓的檢測(cè),并與基準(zhǔn)電壓的比較得到具有正負(fù)的誤差電壓,每次誤差電壓加上原來(lái)的誤差值,才是最終的導(dǎo)通角控制依據(jù),通過(guò)分析計(jì)算得到導(dǎo)通角控制脈沖時(shí)間,從而產(chǎn)生對(duì)輸出電壓的降壓控制。電動(dòng)機(jī)的降壓比較完善技術(shù)應(yīng)該是把兩者結(jié)合起來(lái)綜合考慮,以方法一為主,兼監(jiān)測(cè)輸出電壓的變化,以達(dá)到更精準(zhǔn)的控制目的。這也是電機(jī)降壓節(jié)能中一直還在努力的方向。

[1]徐志紅,等.電機(jī)降壓節(jié)電技術(shù)[J].節(jié)能與環(huán)保,2003(9):40-41.

[2]陳增祿,等.異步電動(dòng)機(jī)降壓運(yùn)行時(shí)的一種計(jì)算方法[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化,2001(10):7-10.

[3]周新朝.應(yīng)用相控電機(jī)節(jié)電器的節(jié)電率計(jì)算[J].節(jié)能,2006(2):57-60.

[4]陳國(guó)成.異步電機(jī)輕載調(diào)壓節(jié)能優(yōu)化控制的微型機(jī)實(shí)現(xiàn)[J].電工技術(shù)雜志.1998(10):13-16.

The SCR Application in the electric buck of Energy-saving technologies

HUANG Yan-qin

(Zhangzhou Institute of Technology,Zhangzhou 363000,China)

Saving rate of the motor and motor efficiency, load, demonstrating that the level of saving rate depends on the efficiency of motor and load characteristics of motor at light loads to take blood pressure levels. Analysis of the SCR characteristics and step-down circuit diagram, introduced the SCR step-down circuit in electrical applications, electrical light show set to take step-down power saving is possible.

Motor;Buck;SCR

2009-12-15

黃燕琴(1982-),女,福建漳浦人,助教,學(xué)士,研究方向:電子信息技術(shù)。

TM 301.4

A

1673-1417(2010)01-0014-03

(責(zé)任編輯:季平)

猜你喜歡
可控硅節(jié)電調(diào)壓
基于RFID技術(shù)的調(diào)壓箱智能巡檢系統(tǒng)
煤氣與熱力(2021年7期)2021-08-23 01:11:10
基于HYSYS軟件的天然氣液化和調(diào)壓工藝模擬
煤氣與熱力(2021年6期)2021-07-28 07:21:36
葛南直流工程可控硅試驗(yàn)儀的應(yīng)用研究
調(diào)壓柜的調(diào)試與試運(yùn)行探討
從“冰箱小殺手”到“節(jié)電小王子”
從“冰箱小殺手”到“節(jié)電小王子”
基于FPGA的可控硅移相觸發(fā)控制器的實(shí)現(xiàn)
電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)電措施及實(shí)踐
智能可控硅溫控儀在塑瓶瓶胚注塑機(jī)中的應(yīng)用
有載調(diào)壓變壓器開(kāi)關(guān)升高座的應(yīng)用
河南科技(2014年12期)2014-02-27 14:10:37
康马县| 桃江县| 克东县| 睢宁县| 屯门区| 博兴县| 江阴市| 洛南县| 进贤县| 开阳县| 河北省| 金乡县| 汶川县| 海安县| 漳浦县| 姜堰市| 巢湖市| 双鸭山市| 武陟县| 东阳市| 明溪县| 肥西县| 兴宁市| 漳州市| 肃北| 锦屏县| 茌平县| 乾安县| 基隆市| 天门市| 慈溪市| 丹寨县| 本溪市| 苍溪县| 隆尧县| 乐安县| 盐津县| 蒙自县| 荆州市| 息烽县| 广东省|