三相异步电动机降压节能应用研究

王金

摘 要：当前，交流异步电动机被广泛应用于相关领域中。相关统计资料表明，我国三相异步电动机每年耗电量占总耗电量的60%以上。从三相异步电动机下机床的实际运行情况看，因为“大马拉小车”这一使用问题，致使电动机的实际运行效率低且能耗高。在实际工作中，实现三相异步电动机降压节能和节能增效是当前亟待解决的问题。简要研究和探讨了实现三相异步电动机降压节能的方法，以期为日后的工作提供参考。

关键词：三相异步电动机；减压节能；耗电量；机床切割

中图分类号：TM343+.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.096

基于交流异步电动机价格低，运维管理简单、耐用的特点，其被广泛应用于机床切割加工领域中。从其能耗方面看，这种电动机的能耗量极高，在全面贯彻节能低碳环保的生活理念下，研究三相异步电动机的降压节能情况有极为重要的现实意义。在实际工作过程中，因为这一电动机是以在最大负荷下实现正常运行为前提来设计的，所以，在其运行过程中，负载运行状态的存在致使电动机的整体能耗与效益产出不成正比，并且电能的消耗量极大。鉴于此，需要针对这一问题进行深入的研究和探讨。

1 节能设计的着手点

在落实这一设计理念的过程中，可以从以下三方面入手：①优化和完善电动机本身的工艺、结构、零部件的使用等，在工作中充分融入节能理念，通过优化电动机的参数降低电动机的整体能耗。②在电动机转速控制中融入相应的变频节能技术。应用这一节能技术可以让电动机在不同运行状态下保持不同的转速，从而达到节能的目的。在实践的过程中，要对驱动电源的电压和频率做节能设计，保证其转速，以平滑调节的方式促使其能够按照相应输出量优化调整，进而实现节能目标。③实现电动机的降压节能。电动机的损耗是其所输出的机械损耗与输入的有功电功率的差值。而在三相异步电动机中，铁耗和铜耗是其最主要的能耗点。因此，本文主要研究电动机损耗下相应的铜损耗和铁损耗。根据其与转子电流和工作电压间的关系，可以不断优化工作端的电压，采取降压的方式实现电动机降压节能的目标。

2 降耗节能模块

2.1 降耗节能模块的设计

在三相异步电动机运行的过程中，可将其工作负载状态分为恒转负载和变转矩负载。相关分析结果表明，要想实现电动机的降压节能设计，不论电动机处于何种工作状态下，都可以降低铁损耗与铜损耗之和，抑或是降低电动机的输出功率，为实现降压节能的目标奠定基础。

在设计节能模块时，首先要设计调压电力。当前交流调压电路主要有斩波式和相控式2种。基于相控式调压电路下能够为改变输出电压奠定基础，并且整体结构简单，实际运行反应速度快。基于斩波类型下的电路则是借助相应的全控开关器实现对电源的控制，进而为调节电动机的输出电压奠定基础，同时，其反应速度也比较快。在设计降压节能型电动机模块时，使用的是第一种交流调压电路。接入三相交流电源后，即可得出相应的相位差，即2π/3，从而搭建相应的调压电路。在这一调压电路下，借助双窄脉冲晶闸，负载能够通过相关电路。在实际应用的过程中，该电路的优势是接线方便。对于触发角调压工作机制，当触发角比续流角大时，电动机呈调压状态，能够保证相应的晶闸管一直处于正确触发的状态；当触发角在零与续流角之间时，电流为完整正弦波，调压器处于失控状态。为了解决这一问题，需要优化触发脉冲。一般情况下，可以应用宽脉冲来解决。在调压触发模块上，需要结合相位条件和脉宽条件进行设计。在相位条件下，要保证触发信号与电机电源的电压是同步的；在脉宽条件下，尽量不要使用单窄脉冲，要使用双窄脉冲，以满足脉宽的需求。

在应用调压模块时，受晶闸管的限制，需要根据电动机的型号配置相应的晶闸管，以满足电动机的实际运行需求。针对电动机经常出现的过载等异常，可通过晶闸管来弥补。对于主回路，需要增设缺相保护继电器保证调压的高效运行。

2.2 降压节能模型的应用效果

实际应用情况表明，无论三相异步电动机处于非恒定负载状态下，还是处于恒定负载状态下，应用调压模块都能够起到良好的节能效果，能够在降低电压的基础上有效提高节能率，在实现节能目标的基础上提高该电动机的运行效益，延长其使用寿命。因此，将这一降压节能设计应用于机床电机中，能够在提高生产效益的同时进一步落实节能降耗发展理念，从根本上提升企业的竞争力，并为其可持续发展奠定基础。

3 结束语

综上所述，在三相异步电动机运行的过程中，经常会因负载状态的存在而浪费大量的电能，而它又被广泛应用于各领域中。因此，为了实现降压节能的目标，本文明确了落实电动机节能降压工作的入手点，完成对这一节能模块的设计，并将其应用于普通机床中。结果表明，该调压模块能够在降低能耗的基础上，采用简单、方便的接线安装与运行维护方式提高电动机的实际运行效益，从而为提高相关应用行业的综合效益，落实节能降耗的发展目标，为自身的稳健发展奠定基础。

参考文献

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〔编辑：白洁〕