2、电机相控器节能

    在中国，有近10亿台交流电机在使用之中。60%的工业电机消耗了约70%的电网电能，电机的耗能在电力工业中占主足轻重的地位。

    电机在额定负载状态下，其机电转换效率可达95%，但当电机在轻载状态下运行时，其机电转换效率可低至20%。

    美国国家电力研究所（EPRI）的研究表明：60%的交流电动机是在其设计额定负荷的55%或更低状态下运行。在此状态下，电机消耗的电能中有相当部分是以发热、铁损、噪音与振动等形式浪费掉。

　　造成轻载运行电机效率很低的主要原因是电机偏离最佳效率的额定功率运行，且无论电机负载怎么变化，电机与电网之间的电压和频率不可调节的硬性供电方式所致。

    在电机与电网之间加上一能量管理控制器，通过实时检测电机运行的电压和电流及其相位角的大小，判断电机所处运行负荷和效率状态；当电机在低效率轻载状态下运行时，通过优化运算决策实时调节加于电机的电压和电流的大小，以调整对电机的功率的输入，保证电机的输出转矩与负荷需求精确匹配，实现“所供即所需”的柔性化能量管理模式，（达到软启动和节能效果。）不仅可以节省部分励磁损耗和负载损耗，提高功率因数，改善电机运行状态和电网运行品质，而且具有软启动功能，是一种不同于变频器的电机节能产品。

    这种电机的输入功率和电压能自动跟随电机负载的动态变化的模式，是一种柔性化电力能量管理新模式，也就是相控技术设计理念的精髓。

    应用对象：

    适用于经常处于轻载或变负载运行且不需要调速的交流电机软启动及节电控制，如冲压机、电动衣车、啤机、皮带传送机、空气压缩机等。

    由于冲压机的电机选型是参照冲压时的最大负荷来设计的，并留有一定的富余空间，而冲床其加工过程具有周期性，向上提升冲头时需要能量，处于电动过程；而向下冲压工件时是势能转化为动能的阶段，是处于能量释放过程。实际运行状况决定了冲床长时间轻载和空载的低效率运行状态。

    啤机、衣车用离合器控制带动机器工作，当机器停止加工时离合器跟电机分离，电机空转，待工人把工料准备就绪以后踩动离合器使其电机连动的飞轮咬合带动机器运转。工人备料的时间占整个生产周期很长的一部分，而这部分时间里，电机一直处于空转状态，造成机器的低效率运行。

    对于这类间歇性（冲击）负载，可采用在电机安装相位控制节电器，通过相位控制器实时监测电机负荷的变化情况，应用最优化原理，动态调整电机的运行电压和电流，使其与负载匹配，从而有效提高电机在低负荷下的用电效率，达到节能的目的。

    适用场所：

　　负载变化较大且不允许速度变化的设备。

　　与传统变频控制器相比，相控控制器不影响电机的速度，转矩的动态响应，因而具有下列特点：

　　*不改变电机速度，避免了采用变频器调低速度而导致生产效率下降的弊端；

　　*不需要整流和逆变，可大大降低高次谐波对电网的污染，减少电机的谐波损耗与噪音；

　　*不需要改变电机原有控制线路，安装接线简单，且能自动跟踪最佳节能状态；

　　*成本更低，运行更可靠。

    功能特性：

　　适用各种处于轻负载运行交流电机,综合节能电率达15%～40%,并大幅度降低无功损耗。

　　软 启 动：有效降低电机启动时的冲击电流；

　　改善运行：可有效降低电机运行噪音、振动和发热、减少电机维护量,延长电机使用寿命的2～4倍。。

　　优化特性：不改变电机运行特性和转矩特性,不改变电机转速；一旦设定,自动跟随控制,不需人为调节。

　　安装方便：不改变电机原有控制线路,直接串接于电机供电输入端。

　　使用环境：全静态固体部件,箱体整机密封、防雨、防尘、静态散热。

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