一, 异步电机调速新技术包含两个内容:
(一)单绕组近极比4/6,6/8,8/10,10/12,12/14-------变极双速电动机
此项新技术是基于以下约束条件:
1,在已有单速电机的基础上,所用有效材料不变,即铁心长不变,铁心内外圆不变,且槽配合不变,槽形不变,只改变绕组结构。
2,引出端子数保持6个不变。
3,变极后高速挡出力不变,低速挡的出力能满足风机水泵负载,恒力矩,恒堵转力矩负载(如抽油机负载)需要量。
就是说,此项新技术可以将现有单速电机,变为功率不变的双速电机,实现变一为二,而又合二为一,做到大幅节电!
(二)恒压移相 4速,10速,多速异步电动机:
速比 1:13, 1:1.4, 1:1.6 1:2,
调速挡数:4,10,15,20,
二异步电机调速新技术在工业领域的节电应用:
(一)单绕组4/6极风力异步发电机:
1,和目前国内外通用的双绕组4/6极风力异步发电机相比,使用同样的材料,同样的安装尺寸,其高速挡 4极可提高出力 30%,其低速挡6极可提高出力一倍以上,这样可使整台风力发电机组的纯利润提高 30% ,即10 万美元之多!
2,单绕组4/6极风力异步发电机新技术特点和难点:
它是4/6极近极比变极新技术与“低谐波绕组”的有机融合,其绕组系数达0.90以上,电势谐波含量极低,波形正弦度极佳(美国一家大公司有一项专利,波形见Beijing International Conference on Electrical Machines August 10—14,1987,Beihing, China proceedings book Ⅱ p860--864)为并网所允许!
波形如下图示:
这是一项有待申请国际专利的全新技术,屹立在世界风力发电塔群中将更显得挺拔而内力充盈!
(二) 单绕组 6/8极,8/12极油田抽油机电机在遼河油田,长庆油田的应用:
自1997年至今已在10型机上应用了5000台以上。因为它是改变了电机的同步速,所以它的转差损耗很小,比美国SARGENT油田设备公司专用抽油机(ULTRA HIGH SLIP MOTOR)超高转差电机的节电更优越。节电 15-35%。
(1) 第一代6/8。8/12电机的特点:
(A) 可以变速调参(即改变冲次/分)
(B) 两个速下都可以从静止一次完成起动。
(C) 引出端子6个不变。
(D)低速6极可节电15-35%
获我国科学技术部颁发的“国家重点新产品”奖,(99G041D6000069).
(2) 第二代 6/8p,8/12p极双速电机特点:
(A) 6极也可节电约10%。
(B) 可根治“大马拉小车”困惑油田多年的痼嫉!
既可用于新电机制造,又可以实现对所有凡在油田运行过的十五万台以上的旧电机改造。
(3)第三代6/8/12p,8/10/12 p三速电机特点:
(A)三速系三个同步速,转差很小,因此转子损耗很小,效率高,三挡的节电率 为(8-25-40)%。
(B)三速电机所用材料,按装尺寸与原单速电机一样。
(C)这是目前国内外包括美国SARGENT油田设备专用公司在内的,用于抽油机的既可宽调速又可高节电的理想抽油机电机。
(D)既可用于新电机制造又可用于旧电机改造。
(4)10/12p,10/14p,12/14p,12/16p双速异步电动机,用于油田12型,14型机拖动电机的新制和改造。
(三)近极比 4/6,6/8,8/10,10/12,12/14p-----双速电机在工业风机水泵领域的节电应用:
我国有各种风机水泵4200万台,其耗电佔整个电网(27000亿度)发电量的
35%,大量实践表明,近极比变极调速可满足风机水泵的调流量的要求。其节电达到50-70%,见下表
|
地点
|
风机
|
电机型号
|
档次
|
电压
V
|
电流
A
|
有功功率kW
|
功率因数cosφ
|
低速比高速节电率
|
备注
|
|
北京731医院6t锅炉
|
引风机
|
Y225S-4/6
37/15kw
|
高速4极
|
400.5
|
39.96
|
22.89
|
0.825
|
55.17%
|
在线监测已4年运行良好
|
|
低速6极
|
413
|
25.48
|
10.24
|
0.562
|
|
鼓风机
|
Y160M-4/6
11/3.7kw
|
高速4极
|
406.5
|
16.70
|
10.23
|
0.87
|
65.3%
|
|
低速6极
|
407.7
|
9.46
|
3.55
|
0.532
|
|
北京南方庄供热厂10锅炉
|
引风机
|
Y225M-4/6
45/15kw
|
高速4极
|
400
|
83
|
46.5
|
|
63.8%
|
冷态下测试运行已两年多良好
|
|
低速6极
|
400
|
38
|
16.8
|
|
|
鼓风机
|
Y160M-4/6
18.5/6.2kw
|
高速4极
|
400
|
21
|
11.2
|
|
73.2%
|
|
低速6极
|
400
|
12.5
|
3.5
|
|
|
北京天利供热一厂20t锅炉
|
引风机
|
Y280M-4/6
90/30kW
|
高速4极
|
381
|
110
|
64.49
|
0.89
|
53.6%
|
在线监测运行已四年多,良好
|
|
低速6极
|
382
|
61.7
|
29.9
|
0.732
|
|
鼓风机
|
Y250M-4/6
55/18.5kW
|
高速4极
|
378
|
45.1
|
25.36
|
0.839
|
59.3%
|
|
低速6极
|
390
|
30.2
|
10.3
|
0.505
|
|
河北迁安首钢矿业公司烧结厂20t锅炉
|
引风机
|
Y280S-4/6
75/25kW
|
高速4极
|
399.27
|
145.97
|
91.31
|
0.903
|
70%
|
48小时在线监测,运行已五年,良好
|
|
低速6极
|
404.33
|
56.57
|
27.44
|
0.685
|
|
由于电机改造中同时增加了水膜除尘,所以实际功率加大,电机超载运行,但情况良好。
|
|
规格
|
功率
kW
|
极数
|
台数
|
改造后
|
工业现场实测数据
|
一年节电
(万度)
|
|
极数
|
转速
|
功率
kW
|
电压
V
|
电流(A)
|
输入功率
kW
|
节电率 %
|
|
Y160L-4
|
15
|
4
|
1
|
4/6
|
1500/1000
|
15/5
|
400
|
4p 25.1/25/24.9
|
14.8
|
65
|
3.6
|
|
6p 11.5/11.5/11.4
|
5.05
|
|
Y160L-8
|
7.5
|
8
|
1
|
8/10
|
750/600
|
7.5/3.5
|
405
|
8p 13.5/13.5/13
|
6.5
|
46
|
1.2
|
|
10p 10.5/10.5/10
|
3.5
|
|
Y255S-8
|
18.5
|
8
|
2
|
8/10
|
750/600
|
18.5/9
|
402
|
8p 30.6/30.6/30.2
|
16
|
46
|
3
|
|
10p 20.2/20.2/20.2
|
8.5
|
|
Y200L-4
|
30
|
4
|
1
|
4/6
|
1500/1000
|
30/10
|
400
|
4p 49.2/49.9/49.1
|
29.9
|
58
|
7
|
|
6p 29.6/28//27
|
12.5
|
|
2
|
4/6
|
1500/1000
|
30/10
|
397
|
4p 49/48.8/48.6
|
28
|
70
|
75.8
|
|
6p 24.4/23.4/24.2
|
8.3
|
如果全国的风机水泵有30%得到改造其节电按40%计,用低速的时间按40%,则一年的节电为:
27000亿度×35%×20%×40%×40% = 450亿度
大亚灣核电站年发电量为 90 亿度,这相当于新建5个大亚湾核电站。 这说明国家能源政策“开源与节流”并重是多么正确!
三 多速(密级)“恒压移相”异步电动机:
应用于风机水泵变速节电有变频技术,它有谐波污染,对电网和电机都有污染,损耗较大,效率较低,对电机寿命影响大。本技术应用恒定电压移相的方法可以实现调速,大幅度节电,以纯正弦波对电机负载供电,没有谐波污染,效率高节电幅度大,电机寿命长。
1,4速异步电动机:
(1)速比:1:2 1500 / 1250/1000 /750 rpm
(2) 速比:1:1.7 1000 /875 /750 /600 rpm
(3) 速比:1:1.4 750 / 675 / 600 /525 rpm
(4) 速比:1:1.3 600 /550 / 500 /450 rpm
2, 多速异步电动机:
基于上述4速电机的两个同步速之间再插如1-5个速的10挡的密级调速,如
(1)1500/1400/1300/1200/1100/1000/900/800/700/600/500 10挡
(2)1000/900/800/7500/700/650/600 7挡
(3)750/700/650/600/550/500 6挡
(4)600/550/500/450/400 5挡
3,2极电机11挡(应用于油田输油泵电机)调速节电 3000/2900/2800/2700/2600/2500/2400/2300/2200/2100/2000 rpm
四,高压(6kv,10kv)电机用“降压变相”的方法对新电机设计和对旧电机改造为近极比双速电机
(1)高压降为690 V (SIEMENS标准),此时将原高压电机制成690V的4/6,6/8,8/10。10/12,12/14的双速电机,则出力可提高7-10%,变压器的投入可在半年至一年内由节电收回。
(2)对现场运行着的高压电机,用“降压变相”的方法,可以不拆下电机,只改变电机端部接线的简单方法即可完成近极比变极改造,投入部分可在半年至一年内的节电中收回。。
(3)做高压电机的近极比调速:
有一定工艺能力后可按低压方法完成。
(4)出于节电的考虑,变频器已定位于 690 V,这决定了高压电机发展方向。
今天高压电机已经成为节电的各方关注焦点,调速节电是节电的公认的大方向,市场竟争要求一切欲生存和发展的企业,企业家都要在调速(电机)节电上下苦工夫,不如此,是断无出路的!要走出去,放眼看市场!把脚根深深植根于市场,要为人先,引领电机发展新潮流,更何愁不大盈!