我公司是從事散貨裝卸作業的碼頭公司,公司流水作業線較長,皮帶機使用數量眾多,皮帶機電機總裝機容量接近2500KW,因此皮帶機的電力消耗很大,每月都達到三十幾萬度電。我公司皮帶機的啟動目前全部都采用全壓直接啟動方式,而且經常是帶滿負荷啟動,因此電動機啟動過程中電流非常大。這種啟動方式對電網會形成一定的沖擊,同時會增加額外的電能損耗。在作業散貨過程中,由于受到貨種和作業不同階段的影響,皮帶機的流量會經常變動,因此很多情況下,電動機會在低于設計額定負荷60%以下的欠負荷狀態下運行。而在此狀態下運行的電動機,將會有高達30%的用電被浪費掉。
控制用的交流感應電機,設計過程中出于安全考慮,其通常消耗的電能都會大于其實際需要的電能,該多余的電能會以震動、發熱、噪音和鐵磁損耗等的形式耗散掉。特別是當其運行在欠載狀態,這時候損耗的電能就會更大。因此,搞好電動機的節電工作,對我們這類用電大戶在節能降耗方面將具有非常積極的意義。
電動機的節能有兩方面的技術途徑:一方面是進行電機本體結構設計的改進和新材料的采用,對老電機進行更新改造;另一方面是改進電動機運行的外部環境。相控節電技術采用改善電動機外部運行環境實現動態電量管理,是與變頻器互補的交流電機兩大主流節電技術之一。
相控技術通過實時測量電動機的電壓與電流波形,并采用閉環反饋系統進行優化控制。由于電動機為一感性負載,其電流與電壓波形通常存在一相位差,該相位差的大小與其負載的大小有關。相控器將實際相位差與依據電動機特性的理想相位差進行比較,并依此來控制SCR可控硅整流橋觸發角以給電動機提供優化的電流和電壓,以便及時調整輸入電機的功率,實現“所供即所需”。相控技術采用了可控硅半導體與集成芯片檢測與控制觸發系統來實現無觸點開關功能,其檢測和控制集成芯片的高速處理特性和SCR的快速反應特點,使得相控器裝置能自動處理各種工況下的電動機動態特性,具有軟啟動、節能、優化運行及保護等特性。
一、對相控器的技術特點作簡單說明:
1、相控器能檢測電動機的負荷與提供給電動機的功率,在不減少啟動力矩的前提下,相控器僅提供給電動機啟動過程中所需要的功率,且啟動時間可在0秒-30秒范圍內根據需要設定?熏啟動過程是平滑無級的。
2、相控技術的柔性化能量管理模式,在配電系統和交流電機之間建立有效的電機能量監控方式,在輕載或空載狀態下實時將電機的運行電流、電壓和功率調低,實現節能運行的目的。
3、軟啟動及依據負荷來提供功率的特性,可有效提高電動機的效率、生產力和壽命,同時節省能源和費用。相控器能對單相和三相交流電動機進行極優控制,以滿足優化安全運行模式。相控器在設計上完全不同于傳統的變頻調速節能技術,它采用了電流電壓矢量傳感動態監控獨特控制技術,不改變電機原有的一切運行特性,從而避免了變頻器因調低速度而導致生產效率下降的弊端。其相控器還配備了過流和缺相自動保護切入旁路運行的功能。
4、相控器實現了“柔性電力”管理的理念,在配電網和用電負載之間提供了“柔性化”的用電智能管理功能,它不僅自動檢測電機的負載變化,優化運行特性,提供“所需即所供”的供電方式,使電機節電率高達15%-45%;同時,相控器能有效減少電機對電網的沖擊,降低電網無功損耗,提高電網運行效率。
5、相控器以其獨特的微電腦負載監測系統,輔以電壓、電流功率輸出反饋控制系統,能按負載的變化及時地控制電機的輸出功率,也就是當負載變化時,節電器提供給電動機的輸入功率也隨之變化,保持與負載相匹配,從而使電動機始終工作在最佳電壓、電流和功率因數狀態下。
6、采用的微處理器芯片及集成式雙置晶閘管技術,都是技術成熟性高、可靠性強的技術及產品。該產品密封工藝很先進,可在日曬雨淋及其他惡劣環境下安全運行,在-30℃至85℃溫度范圍內帶上額定負載穩定工作,使用壽命達15年之久。
二、相控器最佳的節電應用范圍:
1、看標稱電流與實際運行電流是否差別較大,差別越大,節電效果就越好;
2、看功率因數,電機的功率因數低于0.6以下,就會獲得比較好的節電效果;
3、看運行電壓,運行電壓高出380V,如夜間運行時段或變壓器容量富余的用戶,在應用相控節電器后會有比較好的節電效果。
4、對于負載率超過75%的電機,將不是一個好的應用,因此,要注意避免在負荷率大于75%以上的電機使用相控節電器。
綜上所述,相控器可實現軟啟動功能,因此可解決皮帶機全壓啟動帶來的各種弊端,可應用處于輕載負荷或負載變化較大狀態下運行的交流感應電機的節能與優化控制,從而解決“大馬拉小車”狀態下電機本體的浪費。如果我公司在皮帶機控制系統中廣泛應用這項前沿技術,必將使公司在節能降耗方面取得極其重要的突破。
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