电动机节电运行和试验计算

电动机节电运行和试验计算一、异步电动机最佳负荷率的计算电动机运行效率最高时，其相应的负荷率，称为最佳负荷率Pzio1.公式一（计算有功经济负荷率）电动机的可变损耗为「11当Po=Pkb时，效率最高，所以2.公式二（计算综合经济负荷率）即考虑有功损耗，又考虑无功损耗，并将无功损耗用无功经1>1 aXARH1 9P°+K3UIx10e0—3~I P-n；-lpe-po+n^.tan甲©—、7UeI0XIMK式中；K—无功经济当量，对于功率因数已集中补偿至0・9及以上的、企业，取K=0・01；对于发电厂自用电的电动机，取K=0.05；对于功率因数未做补偿时，取K=0.1对于Y（IP44）系列电动机，按上述公式算得的Pzi值，见表勺4—30《简明电工速查速算手册》第275页。例有一台Y160M-4型11KW异步电动机，已知额定电流为气为22.6A,额定效率叭为0.88,额定功率因数cos®。为0・84。试求该电动机的有功经济负荷率和综合经济负荷率解;由表4—30查得该电动机的空载电流I。=O.84A,空载损耗P。=0.45KW，并设K=0.02有功经济负荷率为｛（盘卜11045tan®叫。53=0.45100%=66.1%r=tan32.86o｛（盘卜11045tan®叫。53=0.45100%=66.1%r=tan32.86o=0.6463x380x8.4x103=5.53r 、P「K3UExlp（1中）P討。（曽tan^e、3UpIoxlO3）K、=71.8%由以上计算结果可知；上述两种经济负荷率对应的电动机负荷功率分别为（1）效率最高时的负荷功率P2=0.661x11=7.27（KW）（2）效率和功率因数都相对高时的负荷功率P2=0.718x11=7.89（KW）二、 “大马拉小车”节电计算“大马拉小车”节电计算，举例说明如下。®例有一台JO2 72 4,30KW电动机，实际负载为10KW,测出电动机的实际效率只有75%，功率因数为0.5。如果更换成Y160M 4,11KW电动机，额定效率为88%，功率因数为0.84问更换后年节电量为多少？解；原电动机的输入功率为P]=P2/n=10/0.75=13.35（kw）无功损耗为Q1Q1=P]tana=13.35^打誉=23.2（kvar）.更换后电动机输入功率为P；=10/0.88=11.36（kw）

无功损耗为, , V1-0.8421=X向0=心6 MA更换电机后节约有功功率为AP=P-P'=13.35-11.36=1.99(KW)ii节约无功功率为AQ=Q—Q‘=23.2-7.34=15.86(kvar)ii如果每年连续运行60O0h,则电动机每年节约有功电量11940KWh,节约无功电量95160kvar。例一台Y315M1-6型90KW异步电动机已知额定电压U。为380V，额定电流Ie为167A，额定效率为ne为93%,空载损耗P。为3.6KW,负载率B为35%，拟更换成一台Y280M-6型55KW电动机,已知该电动机的U'为380V,I'为104.9A,*为91.6%,P'为e e ・e e2.53KW,设年运行小时数为4000h。问更换后年节电量为多少？解原电动机总损耗为SAP=Po+p2[(±-1)Pe-PQ]3.6+0.352|(丄-1)X90-3.60.93=3.99(KW)0.93更换后电动机的负荷率为P90=—P= x0.35=0.5755更换后电动机的总损耗为0 L/ e 0-1EAP'=P'+^2[(—-1)P'-P

=2.53+0.572|(^-1)X55-2.530 L/ e 0-10.916=3.53(KW)

0.916年节电量为A=（》4P-）t=（3.99-3.35）x4000=2560（KWh）三、星—三角变换的节电计算当电动机负荷率低于45%时可考虑A—Y变换的节电措施1.△接法改为Y接法后，电动机各种损耗的变化改成Y接法后，电动机相电压为原来的1/V3,此时铁耗比原来减少2/3。由于电动机转速基本不变，故机械损耗基本不变。附加损耗与电流平方成正比，改成Y接法后，由于定子电流较小，所以定子附加损耗也有下降，功率因数得到改善，达到节电的效果。如负荷率由原来的30%〜50%，提高到80%左右，功率因数由原来的0・5~0・7提高到0.8以上。但在电动机转矩不变的条件下，改善后转子电流增加到V3倍，所以转子铜耗也增加到3倍，转子附加损耗会增加。电动机转差率增大到3倍左右。2・介绍两种计算方法（1）方法一。1）改接的条件；a） p=pLj时，改接意义不大，因为浪费电能负载区比节能负载区大,有功损耗可能增加。B>pLj时,改接没有意义。只有B<PLj时，改接才有意义。B为电动机实际负荷率；PLj为临界负荷率，即Y接法与△接法的总损耗相等时的负荷率。b） 应满足起动条件；电动机由△接法改接为Y接法后，在起动时应满足k标<匕m3式中；陷一电动机轴上总的反抗转矩与额定转矩之比；卩一电动机起动转矩与额定转矩之比一般鼠龙型电动机，起动转矩约为额定转矩的0・9~2倍之间，因此上

式可表示为km<0.3〜0.6c）应满足稳定性条件；为了保证电动机改成Y接线后负荷保持稳定。其最高负荷与额定容量之比，即电动机的极限负荷率盅应满足盅§皿n3k式中；卩最大转矩与额定转矩之比K—安全系数，根据经验可取1・5对于某些要求起动力矩大而运转力矩小的电动机，为了不降低起动力矩，可以采用△接法起动后在转入Y接法运行的方式2）临界负荷率计算a）公式一卩Lj2时T)PeP°+P|Lj2」卩Lj2时T)PeP°+P|Lj2」Ljl=O.67(Po-Pir+K叫。X10-3)卩Lj2tan化3UIX10-3)Ke0 /式中符号同前。b）公式二（简化计算）C）B= °.67Pf»+°.75卩耐1人叫池-讥-P。』Al式中；PFeA—△接法时的铁耗（KW）POcuA—△接法时的空载铜耗（KW）Po△—△接法时的空载损耗（KW）其他符号同前如用公式一计算，改接后节约的有功功率（KW）为AP=2p2［（_L-1）Pe-Po+（fatan —侖哼。x10-3）K0. 67（P-P+K“3UIx10-3）0 1 e0当4P<0时，表示节电；AP>0时，表示多用电。由于电动机极数不同，故临界负荷率也不相同。为了便于计算现将部分电动机的临界负荷率列于表4—31供参考。改接后节约的有功功率只能等于或少于额定负载时的总损耗其计算公式如下；》AP=PeS）fe如Y160M—6，7.5KW电动机，（fe=86%），总损耗为丫AP=Pe（导）=7-5 "22（KW）e表4—31 部分电动机的临界负荷率极数2468临界负荷率PL.（%）31333649该电动机由△接法改为Y接法后，所节约的有功功率不会超过1.22KW”有一台Y132S—4，5.5KW电动机，△接法时，已知U。为380V,I。为4.7A,P.为60W,P0为250W,为0.855,cos^e=0.84,假设无功经济当量K=0.01。试求；（1） 电动的临界负荷率pLj（2） 负荷率P=0.2时，改为Y接法的节电量。（3）解：（1）临界负荷率为Plu2丄IPLnieP0PLj2、0Lil盘lx5.50.25BLj2=0.327式中；Lji=°-67PLji=°-67PoLj2p_2tan^n eePiKf3UeI0x103=°・148f3UIx103K=0.011e0（2）当P=0.2时，因P<PLj,故改接后可以节电，节电功率为AP=2p20.L叫67PoIPPe(AP=2p20.L叫67PoIPPe(=2x0.22fatan叫 ePK|3UIx1031 e010.8555.5x0.6460.8550.670.25 0.06 0.011x5.5 0.253U」°x103K3x380x4.7x103x0.013