【壓縮機網】電機效率和功率因數

 

　　電壓，電流，額定轉速，功率因素等都是電機的重要參數，電動機的損耗包含各種形式，有與負載電流大小基本無關的鐵損、與負載電流大小有關的定、轉子銅損、雜散損耗等還有由勵磁電流產生的定子銅損以及機械損耗等。即使在電動機空載情況下，電動機的損耗也不等于零。，對全面開展節能降耗工作具有重要的意義。 關于提高電機功率因素，有人說使用變頻器或電機選型時選擇功率匹配的電機，防止大馬拉小車使負載率在85%’可以提高電機的功率因數，此外可以通過安裝功率因數補償電容器來減少對電網的無功需求等。

 

　　那么電機功率因素不高的原因有哪些？1.電源質量的優劣對電動機的正常運行和節能有直接的影響。電動機處于非額定電壓和非額定頻率下，其損耗大大增加，使電動機處于不合理運行狀態，電源電壓和頻率允許范圍之外的變化對電動機性能引起顯著變化，尤其當電源頻率降低、電壓增高時，電動機空載損耗和空載電流要大幅度上升，使功率因數降低。電壓降低時，電動機轉速下降，使轉子銅損增加，導致功率因數降低。

 

　　2.被驅動機械功率周期性變化，但電機沒有設置變頻器。很多機械的要求輸出功率隨著工況、氣候都有周期性大小的變化，當功率變小時，電動機如果有變頻器，可以降低頻率減少功率輸出，否則電機運行的無功部分加大，影響電機的效率；

 

　　3.電機端電壓偏低，電機為了有足夠的輸出，其中電流將加大，而電機的損耗隨著電流的平方增加，所以也影響電機的效率

 

　　4.大馬拉小車，即電動機處于輕載下運行。這里有兩個原因：

 

　　1）計算被驅動機械軸功率時加上了比較多的安全系數，使得軸功率偏大；

 

　　2）選擇電動機時加上了太多的備用系數，使得電動機功率遠遠大于被驅動機械的軸功率；

 

　　5.高次諧波電流流入電動機繞組，增加電動機附加損耗，尤其是使電動機溫升增加，嚴重時電動機因過熱而燒毀。高次諧波的脈沖電壓波，使相繞組電壓分布不均勻，繞組s*尾端電壓分布過高，易造成繞組匝間擊穿而短路。高次諧波電流的脈沖，使電動機電磁轉矩脈動，引起電動機振動。噪聲增大。高次諧波分布電容的影響，使電動機軸電流增大。總之，高次諧波會使三相異步電動機z*大轉矩下降，功率因數降低，效率也隨之降低。

 

　　6.電機轉動部分潤滑不好，消耗部分功率，也影響效率

 

　　那么s*先來談一談定子銅損大和轉子銅損大

 

　　定子銅損大

 

　　● 定子繞組電阻大：（1）導線電阻率大或線徑小、線徑不勻或并繞根數少；（2）接線錯誤或焊接不牢；（3）實際匝數比設計值多。

 

　　● 定子電流大：（1）其他損耗較大；（2）由于定子繞組不對稱使三相不平衡；（3）定轉子氣隙嚴重不均勻；（4）因匝數少于正常值，此時電阻將少于正常值；（5）繞組接線不正確。

 

　　轉子銅損大

 

　　● 轉子繞組（或導條）電阻大：（1）鋁（銅）的電阻率較大；（2）鑄鋁轉子導條或端環內有氣有氣孔或雜質，或因鑄造缺陷導致局部有瘦條問題；（3）定子槽不整齊（表現為槽口鋸齒），有錯片、反片，導致轉子槽的有效面積不足；（4）因為鑄鋁參數選擇不當導致鋁的組織疏松，直接導致電阻率增加；（5）材料不符合要求，比如普通鋁轉子使用了合金鋁；（6）用錯轉子等。

 

　　● 轉子電流大；（1）用錯轉子；（2）鑄鋁時用錯鋁，比如合金鋁轉子使用了普通鋁；（3）轉子鐵心疊壓不實，造成大面積的片間進鋁，導致轉子橫向電流過大。

 

　　其次雜散損耗大和鐵損大

 

　　雜散損耗大

 

　　● 定子繞組型式或節距選擇不當；

 

　　● 定、轉子槽配合選擇不當；

 

　　● 氣隙過小或嚴重不均勻；

 

　　● 轉子導條與鐵心嚴重短路；

 

　　● 定子繞組端部過長等。

 

　　鐵損大

 

　　● 硅鋼片質量較差或材料使用錯誤，比如600料錯用成800的這種降牌號使用；對于外購鐵芯的電機廠應特別關注該問題。

 

　　● 定子鐵心片間絕緣不好：（1）未進行絕緣處理或處理效果不好；（2）鐵心疊壓時壓力過大，使片間絕緣受到破壞；（3）車定子內膛或修銼鐵芯時，導致鐵心片與片短路（該問題在大多的鐵芯制造廠存在）。

 

　　● 鐵心片數不足，鐵重不夠：（1）碼片數量不足（缺片）；（2）疊壓壓力較小，未壓實，直接結果是鐵重不足；（3）沖片毛刺較大，鐵長符合時鐵重不能保證；（4）涂漆過厚，屬于硅鋼片的直接質量問題。

 

　　● 磁路過于飽和，此時空載電流與電壓的關系曲線彎曲得較嚴重。

 

　　● 空載雜散損耗較大，因試驗時它被包含在鐵損耗中，使鐵損耗顯得較大。

 

　　● 用火燒或通電加熱等方法拆出繞組時，造成鐵心過熱，使導磁性能下降和片間絕緣損壞。這問題主要出現在繞組故障后通過火燒的方法取出繞組的情形；有的電機廠家已尋求到一種通過堿液浸泡方式取出繞組的辦法。

 

　　z*后來談一談-機械損耗大

 

　　● 軸承或軸承裝配質量不好，此時軸承將嚴重發熱或轉動不靈活。

 

　　● 外風扇用錯（如2極電機使用了4極的風扇）或扇葉角度有誤；按照常規設計，2P電機風扇相對較小，通過調整風扇方法降低損耗的方法非常有效，但前提是要保證電機的溫升性能。

 

　　● 機座和兩端蓋軸承室不同軸；

 

　　● 軸承室直徑小，使軸承外圈受壓變形，造成軸承磨擦損耗加大；該情況還同時可能導致軸承過熱失效。

 

　　● 軸承室內加的潤滑脂過多或油脂質量不好。該問題在高壓電機上表現明顯，Ms.參曾做過一個試驗，軸承蓋溫度的z*高點比z*低點高10K，打開檢查，該位置的潤滑脂確實堆積較多。

 

　　● 定轉子相擦，也就是我們所說的掃膛，定轉子虛擦時，不至于直接導致電機不轉，但電機損耗增加明顯。

 

　　● 轉子軸向尺寸不正確，造成兩端頂死，使轉動不靈活。

 

　　● 油封或甩水環等部件安裝不正或變形，產生較大的摩擦阻力。

 

　　● 帶風扇電機，風扇與關聯件相擦致轉動不暢。