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數字式異步電動機節電器技術原理
發布時間:2018-05-14    點擊次數:次   
一、節能技術的發展概述
 
    
由于交流電動機的工作原理,使得電動機電能浪費成了各界人士廣泛關注的問題。作為消費電能達發電總量60%以上的電動機,任何微小的浪費累計都是一個驚人的天文數字。為了解決這世界性的難題,各國的科學家進行了不懈的努力,也誕生了許多有效的節電辦法,如使用變壓器強制降壓等。但是,這些節電方法并沒有獲得推廣,其主要原因是設計復雜、造價昂貴,而節電效果不很理想。直到80年代中期,由于微電子技術的發展以及半導體材料科學的發展,使得節電效果好、結構簡單、造價低廉的節電產品得以問世并迅速得到推廣成為現實。控制輸入電動機所需的低電力,以達到省電的目的是當代節電技術的設計主流。它的原理基本上是以閘流體控制電力的供應。此一構想首由美國NASA于20多年前提出。利用閘流技術進行電能控制,可分為兩種情況:調壓、調頻。調頻是改變電網供電頻率的方法,促使電機在工作中始終在效率所要求高狀態下,提供低限正常工作電量的節能方案。這一技術的應用,在很大程度上改變了異步電動機的工作特性,其節能的有效性已被廣大客戶所共識。但是這一技術的應用投入成本非常高,投
資回收期很長。正是由于這一投資方面的原因,其節能技術的應用廣泛性受到極大限制。 數字式異步電動機節電器是綜合新高科技技術的一種新產品。由一臺微型電腦(單片機)和相關控制模塊所組成。是先進的微電子技術和半導體
材料科學的杰出代表,具有實時監控、智能調整、電機保護等多種功能。其極高的性能價格比,一經問世就成了關注的熱點。通過世界60多個和地區的應用而終成熟的一種采用先進電子數字技術的程控節能產品。
 二.數字式異步電動機節電器的工作原理 
    我們知道,異步電動機結構簡單、堅固、制造成本低,是應用普遍的交流電動機。不論異步電動機種類如何,基本工作原理是相同的,電動機定
子中產生的旋轉磁場在轉子中感應出一個電動勢。由此感應電動勢在轉子電路中引起的電流也建立一個磁場,這兩個磁場互相作用而使轉子旋轉。這
種轉子旋轉速度的變化,一方面與感生電動勢的作用有關,
另一方面則是轉子磁場與定子磁場相互排斥所產生旋轉慣性有關。(參見附圖
——鼠籠式馬達)
 附圖 
    
上普金電氣科技有限公司引進生產的數字式電動機節電器,正是基于電機工作時的特點進行的專項開發。
 
    
數字式異步電動機節電器(亦稱普金智能節能器)在接通電源的初始狀態時,通過延時電位器設定的延時,而使電機正常啟動。在電機運轉正常
后,通過對電動機輸入電壓的采樣取值,判別電機負載情況,確定完整波形中起動電勢、電量和效率電壓峰值,在不改變電機輸出功率的情況下,將
某段電壓割切,從而達到節省電能的效果。完成這一判別割切過程是非常復雜的。在不考慮電網因素和機械應變的前提下,取樣的連續性、運算的高
速性、割切的靈敏性就成為節能效果優劣的重要因素。數字式異步電動機節電器采用基于8位元RISC技術的微電腦控制器和專項電能處理軟件,對電動機運行負載進行高頻快速的判別運算(每秒500萬次的取樣運算),通過運用閘流體術,使產品的節能效果近乎。
 數字式異步電動機節電器的工作過程是先檢測電機的負載,閘流體導通角的大小依負載高低和省電特性而定。電壓、電流被割去的寬度,決定于電機負載的高低。(參見附圖2)
 
電動機負載情況對節電效率影響很大。這是由交流電動機的特性所決定的。連續滿載運行而且負載又剛等于電動機的額定功率,電動機的效率較高,
節電器的節能效果甚微;若電動機的額定功率大于負載功率,則節電器立即產生節電效果,節電量取決于電機滿載的時間和低于滿載的時間之比。很
 
明顯,電動機空載或輕載時間愈長,節電量就愈高。所以在那些為滿
足設備瞬時大功率需要而將電動機額定功率選擇較大的場合,節電器的節電就充分體現出來。在大部分設備中,電動機是經常低于載運行甚至是空載運行,在這種情況下節電器的節電效果也很明顯。也就是電動機輕載運行時其負載越小則節電效果越顯著。附圖2 
    
以單相為例,實功率和電壓及電流有如下關系:P=V·I ·Power Factor(COSθ)
由于電壓V、電流I、功率因數PF的綜合變化決定實功率P的變化,輸入電壓、電流由于被割去而降低,為了平衡實功率相對穩定,功率因數的上升就成為必然結果;功率因數Cosθ的提升,表示sinθ降低,而sinθ降低也相應降低了無功功率KVAR
;能夠有效降低無功功率,對異步電動機的運行壽命會有著可觀的提高。
(參見附圖3)
三.數字式異步電動機節電器技術特點
     
數字式異步電動機節電器產品具有以下幾個技術特點。
 
單相系列技術特點:○基于8位RISC技術的微控制器,數據處理能力達
500萬次/秒;
 
○專用的電能處理軟件;自動跟蹤負載變化,有效降低不匹配產生的感應電動機的電力浪費;
 
○具有涌浪吸收等功能,可防止電壓尖峰對電機的破壞作用;
 
○降低電動機運行溫度、噪聲,延長電動機壽命;
 
○適用于20/220V50/60HZ電壓;
 ○選型范圍:5~60安培
 
典型用途:中央空調、冰箱、風扇、洗衣機、干衣機、冰柜、軟飲料售貨機、洗碗機、真空吸塵器等。
 
四、數字式異步電動機節電器(節能博士)知識問答
 

、數字式異步電動機節電器有哪些技術特點?
 
    
數字式異步電動機節電器是綜合了新高科技技術的一種新產品。由一臺微型電腦(單片機)和相關控制模塊所組成。它通過實時測定通過電機
的電流、電壓,跟蹤電機的負載變化,應用優化控制原理,對電機的能耗進行監控管理。高質量的電腦芯片,達
500
萬次
/
秒的數據處理能力,能及
時調整輸入電機的電流、電壓,使電機一直處在佳工作狀態。其大的特點是:在電機負載發生變化時,使電源送入電機的功率也隨之變化,從而
有效地防止電能的浪費,達到了節約電能的目的。
 
2
、上面的道理太深奧了,能不能用簡單的話來說明節能博士的節電道理?
 
    
要說明這個問題,應先從交流電機的特殊性說起。首先,進入交流電機的電流、電壓是不同步的,也就是先后次序不同,這樣就使得進入電機的
功率被分成了兩個部分:用于電機拖動負載所做的有用功
-----
這就是我們常講的有功功率,另一部分則由不做功的感性電流發生損耗
-----
這就是所
說的無功功率。
同時,
由于電機所加的負載不是固定不變的,
由上面所講的原因使得電源送入電機的功率不能跟隨電機負載的變化而造成多余和浪費。
我公司生產的節能博士則抓住了這些特點很好地解決了上述兩個問題。功能強大的電腦芯片,可以跟蹤電機的負載變化,及時調節送入電機的有功功
率。同時,應用優化原理(由電腦程序控制)大限度地降低無功功率和提高有功功率的效力,從而獲得好的節電效果。
 
3
、目前各行業運行的電機情況大致怎樣,有沒有使用節能器的必要?
 
    
應該說沒有哪個行業不使用電動機的,然而由于種種原因,這些電機造成的電能浪費是十分驚人的。有這么幾種情況不容忽視。首先是由于配套
設計上的原因,工程師在為設備選用電機的時候為了保險起見,常常把電機的功率(額定功率)選擇得比實際工況要大一些,使得電機長期運行在輕
負載的情況下,由于交流電機的特性,在輕負載的情況下電機效率是很低很低的,造成了電能大量浪費,這就是所說的“大馬拉小車”的現象。第二
個因素是,電機的銅耗、鐵耗在電能浪費中也占相當大的比重。而且它也是一個不定的變化量,與輸入電機的電流、電壓有關。第三,由于交流電對
感性負載的作用特點,使得無功功率不可避免地造成浪費。基于上述原因,在我國能源還十分緊張的情況下,在電機上安裝相關的節能裝置是十分必
要,也是一件相當緊迫的大事,同時,生產成本下降了,在市場競爭中也會處于有利地位,省錢也是賺錢。能耗的降低也帶來環境的改善。因此說,
節能環保、利國利民,早做早受益。
 
4、數字式異步電動機節電器(普金博士)與目前市面上出售節電器有哪些不同?
 A、節能方式不同。普金博士既節省有功功率也節省無功功率,而目前市面上出售的節電器很少能同時集合這兩種功能。節電率高,綜合節電率達到25%。
 
B. 功能齊全。先進的技術集成了保護電機的多項功能,具有軟起動、穩壓、防雷、缺相保護等多項功能。有效地延長了電機使用壽命。在降低電機溫度、運行噪聲方面效果非常明顯。具有極高的性能價格比。
 C. 模塊式結構。安裝極其簡便。產品質量可靠,性能穩定。
 5、數字式異步電動機節電器(普金博士)應用范圍怎樣?
 
本公司生產的電機節能器用于方面:空調、電風扇、冷柜、洗衣機以及各種家用電器中的電動機。可選用型號從8安培到60安培。
 6、如何選用數字式異步電動機節電器(普金博士)?
 選擇和使用節電器,在何種情況,家用使用。在選擇本公司生產的節電器時,應注意以下幾點:
 
家用方面:首先要確定家用電器的功率,然后再確定節電器的型號。一般地,選擇的節電器功率(用安培大小表示)要略大于家用電器的實際功率。綜合上述,共有三個選型步驟:
 A 確定電機的額定功率(電機銘牌中有標記),對于家用電器功率大小可以從使用說明書中了解。
 B、測定電機實際的工作電壓、工作電流。
 C、根據電機的額定功率和實際的工作電流,終確定節電器的型號。
 8、使用本公司生產的節能器有哪些有利條件?
     
上普金電氣科技有限公司是一家專業生產電源的企業。其技術標準積累多年的生產、科研經驗,為生產節能器奠定了堅實基礎。選擇本公司生產
的數字式異步電動機節電器有如下的有利條件: 技術先進,性能優異。普金博士系列產品系本公司引進美國新技術(曾用于美國航天產品),結合中國實際生產的一項高新技術產品。它同時集成了多項電機保護功能(軟起動、防雷、缺相保護)性價比高。

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