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同步电动机提高电网(同步电动机提高电网效率

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-30 20:47   点击:95  编辑:admin   手机版

1. 同步电动机提高电网效率

1)效率高:在转子上嵌入永磁材料后,在正常工作时转子与定子磁场同步运行,转子绕组无感生电流,不存在转子电阻和磁滞损耗,提高了电机效率。

2)功率因数高:永磁同步电机转子中无感应电流励磁,定子绕组呈现阻性负载,电机的功率因数近于 1,减小了定子电流,提高了电机的效率。同时功率因数的提高,提高了电网品质因数,减小了输变电线路的损耗,输变电容量也可降低,节省 了电网投资。

3)起动转矩大:在需要大起动转矩的设备(如油田抽油电机 )中,可以用较小容量 的永磁 电机替代较大容量的Y 系列电机。如果 37 kw 永磁同步电机代替45kW ~55 kW 的 Y 系列电机,较好地解决了“大马拉小车”的现象,节省了设备投入费用,提高了系统 的运行效能。

4)力能指 标好 :Y 系列 电机在 60%的负荷下工作时,效率下降 15%,功率因数下降 30%,力能指标下降40%;而永磁同步电机的效率和功率因数下降甚微,当电机只有 20%负荷时,其力能指标仍为满负荷的 80%以上。

5)温升低:转子绕组中不存在电阻损耗,定子绕组中几乎不存在无功电流,因而电机温升低。

6 )体积小,重量轻 ,耗材少:同容量 的永磁同步电机体积、重量、所用材料可以减小 30%左右。

7)可大气隙化,便于构成新型磁路。

8 )电枢反应小 ,抗过载能力强。

缺点:

永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时,其导磁性能可能会下降,或发生退磁现象,有可能降低永磁电动机的性能。另外,稀土式永磁同步电动机要用到稀土材料,制造成本不太稳定。

2. 同步电动机提高电网功率

同步机可通过调节励磁电流来调节功率因数,可使电流超前电压(此时同步机就是容性负载了),如果你变电站或高压室总的用电功率因数为滞后(通常由异步电动机等感性负载使用造成,其特点是电流滞后电压),这样你就可以把同步机的功率因数调到超前0.9左右,可以抵消感性负载,起到减小无功电流,提高功率因数的作用。

我公司的空压机同步电机一般就是把功率因数调到超前0.9运行的。

最后你还得确认下你总的用电(交电费的总表)功率因数过补没(就是超前),如果过补你还得适当的调高同步机的功率因数,使总的用电功率因数达到供电部门的要求(我公司用电总功率因数一般控制在滞后0.9-0.95)。

3. 异步电动机对电网运行不利

三相异步电动机烧机的原因总结可以分为:电气原因烧掉电机和机械方面原因烧掉电机。电气方面原因烧掉电机:

1.负载(过载):电机超负荷运行.温度升高.导致电机发热。或者电机启动频繁,导致电机过热。这种的烧机会出现电机内部定转子两端都会烧黑,烧黑的部位比较均匀(一般电机都有一个因定的运行功率,称之为额定功率,单位为瓦(W),如果在某种情况下使电机的实际使用功率超过电机的额定功率,则称这种现象为电机过载)。

2.电源:电压过低加上负载在额定情况下,电流加大,电机过热。电源电压过高,烧机。或者电机缺相运行。这种情况比较少,也很容易判断,主要是线路有烧灼的痕迹。

3.绝缘:电机内部绝缘不符合标准,存在匝间相间短路。或者内部接线错误。这种烧机与过载烧机有的时候容易混淆,定转子同样会烧黑,不过在短路部位会有明显的烧灼痕迹,比如有的时候会出现铜镏。绕组局部严重烧毁。

4.缺相烧机:1、电动机是三角形接法:只会烧掉一相绕组,可以用兆欧表(摇表)测量出一相绕组对地绝缘破坏。2、电动机是星形(Y)接法:有两相绕组会烧掉,可以用兆欧表(摇表)测量出两相绕组对地绝缘破坏。总之:如果电动机是因为缺相而烧掉,那么就会有绕组没有被烧掉,如果电动机因为负荷过重而烧掉的话就是三相绕组全部对地绝缘破坏。以上指的是正常情况下!

5.崩线:有的大电机没有采用降压启动的就容易崩线,特别是在启动的时候;再有就是降压启动的频繁操作也容易产生崩线机械方面原因:

6.电机轴承缺油.摩擦大温导致温度升高.

7.电机转子或定子线圈绝缘老化,温度升高.

8.电机被卡住,致使电流增大温度升高.

9.环境温度过高.

4. 同步电动机提高电网电压

1、基频以下调速

磁场定向控制:磁场定向,即在d-q坐标系下,电机参数中,如励磁电流,影响力矩的部分,是参数投影到q轴的分量。而投影到d轴上的部分,则不必考虑,即通常所说的id=0方法。此方法下,电机最大输出转速的决定因素是控制器最高供电电压。磁场定向控制策略的局限在于,不能体现励磁电流影响磁场的部分参数变化,因此不能进行弱磁控制。

2、基频以上调速

直接转矩法,出发点是想要通过控制转矩公式中的参数去直接对转矩输出值产生影响。选择矩角作为控制对象。以内置式转子永磁同步电机为例,说明具体方法。在电源电压和定子磁场频率恒定的情况下,电机实时输出转矩,与矩角的正弦值成正比。

可以在离线状态下,计算每个转矩角对应的电磁转矩值,形成一张矢量表,存放在上位机。在电机控制器运行过程中,实时观测转矩和转矩角,并提取表格中的原始值进行比对。发现与表格的值有出入,则调整电源电压值,进行转矩修正。

直接转矩法,鲁棒性好,算法简单,并且不需要坐标变换,在早期是应用较多的一种控制方法。但这种方法在低转速情况下,控制精度急剧下降。因此可以选择仅在基频以下使用。

5. 发电机与电网同步

同步电机并列的方法有准同期法和自同期法。

1、准同期并列法是指发电机在投入运行之前先加励磁,建立接近了额定值的电压,然后调节发电机的电压和频率,在接近同步条件时,合上并列断路器,并入系统运行。

2、自同期并列法是指发电机先不加励磁,当其转速接近于同步转速时,投入电力系统,在并列断路器,合闸后,立即给转子励磁,发电机随即被拉入同步。

6. 为什么可以利用同步电动机来提高电网的功率因数

1、为了提高电力系统的功率因数,,常在感性负载电路中并联适当的电容器。是“并联”,因为若是串联的话将影响负载的工作电压。

2、在额定电压下,对有功功率确定的某一负载输送电能时,负载的功率因数愈高则输送的电流愈小,这一电流在输电线路上的电压降也愈小,功率损耗也就愈小。因而提高功率因数可以节约电能,提高输电效率,充分利用电力设备。

负载的功率因数过低是由于负载是变压器、电动机等感性元件消耗了大量感性无功功率。接用电容器可以增生感性无功功率,使功率因数得到提高。

7. 为什么可以利用同步电动机来提高

  单相交流电机可以通过电压调速的原理是:  

1、同步电机扭矩 = 电机功率/(2 * π * 转速/60) N·m。  

2、交流电的频率为50Hz,合成磁场的同步转速为50r/s,即3000r/min,如果电动机不止一对磁极,进一步分析还可以得到同步转速。  

3、4极同步转速是1500r/min,6极同步转速是1000r/min,8极同步转速是750r/min。  

4、异步电动机转速=(60*频率/ 极对数)×转差率。  

5、令同步电机的定子电压降低,据第1条,电机扭矩下降,电机产生异步,符合第4条算式,转差率小于1,电机转速下降。  

6、如果电机扭矩与外部阻力扭矩达到平衡,转差率也趋于稳定,转速趋于稳定,电机降速成功。  

7、第5、6条以后,提高电机的定子电压,过程相反。如此实现电压调速。

8. 同步电动机改善电网功率因数

电机的功率因数,一般都是指在额定功率点工况运行下的功率因数。这个功率因数是电机自身的功率因数,这个功率因数是电机自身的有功功率和无功功率的正切值。

因为电机的线圈也有电阻、铁心还有磁阻这些都会在电流作用下发热。轴承还有摩擦热等等。我们使用电机不是为了发热!要的是输出轴的功率。那么一台电机的输出轴功率和输入的电功率之比,就是这台电机的效率!

在计算效率的时候会用到功率因数。

视在功率^2=有功功率^2+无功功率^2

输入功率一般指的是视在功率;

输出功率指的是有功功率-无用功(用于电机线圈发热)

电动机的效率=输出功率/输入功率

电动机的效率主要取决于电机所作的无用功,如线圈电阻发热,机芯发热(磁阻)等浪费。

功率因数:因为电机是感性绕组,必然会对电源的功率因数产生影响。

电机的效率主取决于定子线圈性能

9. 同步电动机多运行在 状态,以便从电网

同步电机,和感应电机(即异步电机)一样是一种常用的交流电机。同步电机是电力系统的心脏,它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体,实现电能与机械能变换的元件,其动态性能十分复杂,而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。特点是:稳态运行时,转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p,其中f为电网频率,p为电机的极对数,ns称为同步转速。若电网的频率不变,则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步发电机为主。

中文名

同步电机

外文名

synchronous machine

分类

电励磁同步电机、永磁同步电机

运行方式

发电机、电动机、补偿机

类型

交流电机

学科

电力学

10. 同步电机补偿电网

电力系统无功补偿的方法,分为:

1、高压电网集中补偿;2、低压电网就地补偿;3、调节同步电机的励磁补偿。

应用上述补偿方法,是满足供电部门对企业功率因数的要求,而很少考虑如何减少企业内部的电能损耗,因此都存在了如下优缺点:

1)、投资少,即便满足了电业局对功率因数的要求,而企业内部大量的高压配电线路,各车间变电所的配电变压器和低压配电线路都没有得到补偿,而大部分有功电能变为变损和线损消耗。

2)、采用低压集中补偿虽然投资少,在满足电业局对功率因数要求的同时也可以补偿一部分线损与变损,但是电容器不能随着负荷的变动即时投切,有时能造成部分线路过补偿(功率因数COSΦ>1)反而对电网照成冲击,同时大量的低压电网仍旧未能得到彻底的补偿。

3)、采用调节同步电机的励磁补偿,虽然不用增加无功补偿器,在设备运行中就可以对线路进行补偿,而且也能随着设备的开停而即时投切,但是目前企业的同步机数量有限,如果把所有的异步电机更换为同步电机不但一次性投资巨大,而且有些设备根本不实用。

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