【壓縮機(jī)網(wǎng)】電機(jī)效率和功率因數(shù)

 

　　電壓，電流，額定轉(zhuǎn)速，功率因素等都是電機(jī)的重要參數(shù)，電動(dòng)機(jī)的損耗包含各種形式，有與負(fù)載電流大小基本無關(guān)的鐵損、與負(fù)載電流大小有關(guān)的定、轉(zhuǎn)子銅損、雜散損耗等還有由勵(lì)磁電流產(chǎn)生的定子銅損以及機(jī)械損耗等。即使在電動(dòng)機(jī)空載情況下，電動(dòng)機(jī)的損耗也不等于零。，對(duì)全面開展節(jié)能降耗工作具有重要的意義。 關(guān)于提高電機(jī)功率因素，有人說使用變頻器或電機(jī)選型時(shí)選擇功率匹配的電機(jī)，防止大馬拉小車使負(fù)載率在85%’可以提高電機(jī)的功率因數(shù)，此外可以通過安裝功率因數(shù)補(bǔ)償電容器來減少對(duì)電網(wǎng)的無功需求等。

 

　　那么電機(jī)功率因素不高的原因有哪些？1.電源質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和節(jié)能有直接的影響。電動(dòng)機(jī)處于非額定電壓和非額定頻率下，其損耗大大增加，使電動(dòng)機(jī)處于不合理運(yùn)行狀態(tài)，電源電壓和頻率允許范圍之外的變化對(duì)電動(dòng)機(jī)性能引起顯著變化，尤其當(dāng)電源頻率降低、電壓增高時(shí)，電動(dòng)機(jī)空載損耗和空載電流要大幅度上升，使功率因數(shù)降低。電壓降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，使轉(zhuǎn)子銅損增加，導(dǎo)致功率因數(shù)降低。

 

　　2.被驅(qū)動(dòng)機(jī)械功率周期性變化，但電機(jī)沒有設(shè)置變頻器。很多機(jī)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(dāng)功率變小時(shí)，電動(dòng)機(jī)如果有變頻器，可以降低頻率減少功率輸出，否則電機(jī)運(yùn)行的無功部分加大，影響電機(jī)的效率；

 

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

 

　　4.大馬拉小車，即電動(dòng)機(jī)處于輕載下運(yùn)行。這里有兩個(gè)原因：

 

　　1）計(jì)算被驅(qū)動(dòng)機(jī)械軸功率時(shí)加上了比較多的安全系數(shù)，使得軸功率偏大；

 

　　2）選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)加上了太多的備用系數(shù)，使得電動(dòng)機(jī)功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被驅(qū)動(dòng)機(jī)械的軸功率；

 

　　5.高次諧波電流流入電動(dòng)機(jī)繞組，增加電動(dòng)機(jī)附加損耗，尤其是使電動(dòng)機(jī)溫升增加，嚴(yán)重時(shí)電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，引起電動(dòng)機(jī)振動(dòng)。噪聲增大。高次諧波分布電容的影響，使電動(dòng)機(jī)軸電流增大?？傊叽沃C波會(huì)使三相異步電動(dòng)機(jī)z*大轉(zhuǎn)矩下降，功率因數(shù)降低，效率也隨之降低。

 

　　6.電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)子銅損大

 

　　定子銅損大

 

　　● 定子繞組電阻大：（1）導(dǎo)線電阻率大或線徑小、線徑不勻或并繞根數(shù)少；（2）接線錯(cuò)誤或焊接不牢；（3）實(shí)際匝數(shù)比設(shè)計(jì)值多。

 

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

 

　　轉(zhuǎn)子銅損大

 

　　● 轉(zhuǎn)子繞組（或?qū)l）電阻大：（1）鋁（銅）的電阻率較大；（2）鑄鋁轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或端環(huán)內(nèi)有氣有氣孔或雜質(zhì)，或因鑄造缺陷導(dǎo)致局部有瘦條問題；（3）定子槽不整齊（表現(xiàn)為槽口鋸齒），有錯(cuò)片、反片，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子槽的有效面積不足；（4）因?yàn)殍T鋁參數(shù)選擇不當(dāng)導(dǎo)致鋁的組織疏松，直接導(dǎo)致電阻率增加；（5）材料不符合要求，比如普通鋁轉(zhuǎn)子使用了合金鋁；（6）用錯(cuò)轉(zhuǎn)子等。

 

　　● 轉(zhuǎn)子電流大；（1）用錯(cuò)轉(zhuǎn)子；（2）鑄鋁時(shí)用錯(cuò)鋁，比如合金鋁轉(zhuǎn)子使用了普通鋁；（3）轉(zhuǎn)子鐵心疊壓不實(shí)，造成大面積的片間進(jìn)鋁，導(dǎo)致轉(zhuǎn)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(jié)距選擇不當(dāng)；

 

　　● 定、轉(zhuǎn)子槽配合選擇不當(dāng)；

 

　　● 氣隙過小或嚴(yán)重不均勻；

 

　　● 轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與鐵心嚴(yán)重短路；

 

　　● 定子繞組端部過長等。

 

　　鐵損大

 

　　● 硅鋼片質(zhì)量較差或材料使用錯(cuò)誤，比如600料錯(cuò)用成800的這種降牌號(hào)使用；對(duì)于外購鐵芯的電機(jī)廠應(yīng)特別關(guān)注該問題。

 

　　● 定子鐵心片間絕緣不好：（1）未進(jìn)行絕緣處理或處理效果不好；（2）鐵心疊壓時(shí)壓力過大，使片間絕緣受到破壞；（3）車定子內(nèi)膛或修銼鐵芯時(shí)，導(dǎo)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(shù)不足，鐵重不夠：（1）碼片數(shù)量不足（缺片）；（2）疊壓壓力較小，未壓實(shí)，直接結(jié)果是鐵重不足；（3）沖片毛刺較大，鐵長符合時(shí)鐵重不能保證；（4）涂漆過厚，屬于硅鋼片的直接質(zhì)量問題。

 

　　● 磁路過于飽和，此時(shí)空載電流與電壓的關(guān)系曲線彎曲得較嚴(yán)重。

 

　　● 空載雜散損耗較大，因試驗(yàn)時(shí)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(shí)，造成鐵心過熱，使導(dǎo)磁性能下降和片間絕緣損壞。這問題主要出現(xiàn)在繞組故障后通過火燒的方法取出繞組的情形；有的電機(jī)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(jī)械損耗大

 

　　● 軸承或軸承裝配質(zhì)量不好，此時(shí)軸承將嚴(yán)重發(fā)熱或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。

 

　　● 外風(fēng)扇用錯(cuò)（如2極電機(jī)使用了4極的風(fēng)扇）或扇葉角度有誤；按照常規(guī)設(shè)計(jì)，2P電機(jī)風(fēng)扇相對(duì)較小，通過調(diào)整風(fēng)扇方法降低損耗的方法非常有效，但前提是要保證電機(jī)的溫升性能。

 

　　● 機(jī)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(shí)可能導(dǎo)致軸承過熱失效。

 

　　● 軸承室內(nèi)加的潤滑脂過多或油脂質(zhì)量不好。該問題在高壓電機(jī)上表現(xiàn)明顯，Ms.參曾做過一個(gè)試驗(yàn)，軸承蓋溫度的z*高點(diǎn)比z*低點(diǎn)高10K，打開檢查，該位置的潤滑脂確實(shí)堆積較多。

 

　　● 定轉(zhuǎn)子相擦，也就是我們所說的掃膛，定轉(zhuǎn)子虛擦?xí)r，不至于直接導(dǎo)致電機(jī)不轉(zhuǎn)，但電機(jī)損耗增加明顯。

 

　　● 轉(zhuǎn)子軸向尺寸不正確，造成兩端頂死，使轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。

 

　　● 油封或甩水環(huán)等部件安裝不正或變形，產(chǎn)生較大的摩擦阻力。

 

　　● 帶風(fēng)扇電機(jī)，風(fēng)扇與關(guān)聯(lián)件相擦致轉(zhuǎn)動(dòng)不暢。