电机系统节能改造技术浅析

    0 引言 
　　随着国民经济的进一步发展，能源的节约与利用受到了高度的重视。电机系统所消耗的
能源超过了全国总用电量的

60%，同时当前市场上也涌现出了大量针对电机系统的节能改

造技术，实际所能获得的节能效果也有较大差异

[1]。 

　　针对当前电机系统节能改造鱼龙混杂情况，本文选取了四个典型的电机系统节能改造
技术进行了深入的分析研究。

 

　　

1 电机系统节能技术介绍 

　　当前节能市场上电动机系统节能

[2]的主要技术措施有以下几种： 

　　

1）对于需要进行流量和风量调节的场合，采用管路系统的阀门控制技术。 

　　

2）对长期连续运行场合，采用高效率电动机或超高效率电动机。 

　　

3）对需有级改变风量和流量的风机水泵，采用风机水泵专用的变极多速电动机。 

　　

4）对需特高起动转矩的长期运行场合，采用高起动转矩的永磁电动机。 

　　

5）对于经常在空载或轻载工况运行的电机，采用相控调压节电器。 

　　

6）采用电动机就地无功补偿。 

　　

7）采用正确的电动机修理技术。 

　　

8）采用交流变频调速装置。 

　　

9）电动机系统的优化设计和实施。 

　　上面提到了在生产生活中比较常见的九种电机系统节能改造技术，本文针对其中应用
较为广泛，节能效果有一定争议的四种节能技术

——变阀技术、变频技术、相控调压技术和

负荷优化运行技术进行对比分析，给电机系统节能改造技术的合理应用提供一定的依据。

 

　　

2 典型节能技术及效果分析 

　　

2.1 变阀技术 

　　对风机水泵的改造特性研究主要包括：管路的特性曲线及风机泵类的性能曲线

[3]。 

　　当转速由

n0 变化为 n1 时，管路特性由 n0 曲线变化为 n1 曲线，当阀门开度减小时，

风机特性曲线由

R1 变化为 R2。 

　　当管路阀门开度减小时，若风机转速保持不变，则风机的运行点由

A1 移动到 A2，管

路流量减小，但管路压力增大。当阀门开度不变，风机转速由

n0 下降到 n1 时，则风机运行

点由

A1 移动到 A2，管路流量减小，同时管路压力也减小了。 

　　根据以上分析可看出，采用阀门控制技术与变频技术，均可以获得一定的节能效果，
但运用变频技术，在保护管路安全、延长使用寿命方面也起到了良好的作用

[4]。在设备处于

低负荷运行状态时，在减少管路流量的情况下，变频技术的运用减小了风机转速，降低了
管路压力，保护了管网。而运用阀门控制技术，不能减小风机的转速，增加了管路压力，不
利于管路的长期运行。

 

　　根据风机（水泵）的运行特性，利用变阀技术可实现如下的节能效果：

 

　　当电机的转速一定时，风量

Q 为 0 时，压力 H 为 1.4p.u（标么值，以额定值为基准） ；

设曲线特性为

H=1.4-0.4Q2，额定风量时的风机轴功力：15kW，电动机的效率＝88%，假

设

P100 为 100%风量的功耗，P70 为 70%风量的功耗，P50 为 50%风量的功耗，风机每天

24 小时运行，其中 10 小时 70%工况，6 小时 100%工况，8 小时 50%工况。 
　　

P100=15/0.88 = 17.05kW 

　　

P70=15×0.7×（1.4-0.4×0.72）/0.88  

　　

= 14.37kW 

　　

P50=15×0.5×（1.4-0.4×0.52）/0.88 =11.08kW 

　　则全天用电量为：