Principales formas y características del ahorro energético en motores de alta potencia
El motor de inducción de jaula de ardilla de CA debe consumir una cierta cantidad de energía para proporcionar un campo magnético que haga que el motor funcione continuamente. Cuando el voltaje suministrado al motor es constante, la energía magnética generada también permanece constante y la energía consumida por el campo magnético permanece constante a la velocidad nominal, independientemente del par requerido por la carga.
La energía para soportar el par de carga depende de la magnitud del par. A medida que aumenta el par de carga, la velocidad del rotor disminuye ligeramente (la velocidad de giro aumenta), lo que hace que la corriente inducida del rotor aumente, aumentando así el par. El aumento de corriente en el rotor se equilibra con el aumento de corriente en las bobinas del estator. Por el contrario, si el par de carga requerido disminuye, la velocidad de giro disminuye, la corriente del rotor disminuye y la corriente del estator disminuye en consecuencia, pero bajo cualquier condición de par de carga, la corriente en el estator utilizado para proporcionar el campo magnético permanecerá constante. El voltaje terminal permanece sin cambios. Por tanto, la eficiencia de un motor de inducción disminuye a medida que disminuye la carga.
De hecho, pocos motores pueden funcionar siempre en condiciones nominales. El criterio de selección habitual es que la potencia nominal del motor sea superior a la demanda máxima de la carga accionada. Por lo tanto, es casi seguro que el motor seleccionado superará los requisitos de especificación y habrá margen de ahorro cuando funcione a tensión nominal, incluso cuando funcione a plena capacidad. Además, en algunas aplicaciones la carga en sí es variable, por lo que el motor elegido debe dimensionarse para satisfacer las demandas con carga máxima, incluso si la carga máxima ocurre sólo de forma intermitente y el motor funciona con cargas más pequeñas en otros momentos.
Dado que el par producido por el motor es proporcional al cuadrado de la tensión de alimentación, reducir el voltaje del terminal reducirá el par. Reducir el voltaje del terminal en realidad reduce la potencia de salida nominal del motor, lo que también significa menos energía de campo magnético requerida. Utilizando este principio, GL-DJ mantiene una alta eficiencia del motor constante sin carga y bajo la mayoría de las cargas.
GL-DJ está controlado por un microprocesador inteligente, eliminando la necesidad de ajustes manuales. En condiciones de carga ligera, el voltaje del motor se reduce automáticamente al nivel mínimo requerido mientras la velocidad permanece sin cambios, reduciendo así pérdidas innecesarias. Si la carga aumenta, el voltaje aumenta automáticamente para evitar que el motor se cale.
El control de bucle cerrado se logra detectando el voltaje y la corriente del motor. Dado que el circuito del motor es un circuito inductivo, existe una diferencia de tiempo entre las formas de onda de voltaje y corriente. Cuanto más liviana es la carga, más se retrasa la corriente con respecto al voltaje. La eficiencia del motor es más baja cuando no hay carga y la diferencia de fase entre las formas de onda de corriente y voltaje también es mayor. El microprocesador monitorea la fase entre las formas de onda y ajusta el pulso de disparo del tiristor en consecuencia a una velocidad de 100 veces por segundo. Esta velocidad es mucho más rápida que la velocidad de respuesta del motor y es suficiente para evitar que el motor se cale bajo cualquier condición de carga. Cuando el motor funciona en condiciones de carga ligera, la corriente de excitación se puede reducir para igualar el par de carga, mejorando así la eficiencia operativa del motor. El control se logra cambiando el ángulo de fase del motor.
Bajo diferentes condiciones de carga, el ángulo de fase cambiará en consecuencia. La Figura 3.5 es un diagrama esquemático del voltaje y la corriente del motor bajo diferentes condiciones de carga. Tenga en cuenta que en condiciones de carga ligera, el desfase entre los ángulos de fase o las corrientes aumenta. En condiciones de carga normales, la corriente del motor retrasa el voltaje en 30 grados; en condiciones de carga ligera, el retraso de la corriente del motor aumentará. Normalmente, en condiciones de carga ligera, la corriente del motor retrasa el voltaje en 80 grados.
El ángulo de fase entre el voltaje del motor y la corriente se monitorea continuamente y cambia a medida que cambia la carga. El voltaje está controlado por elementos de conmutación semiconductores que "cortan" el voltaje. Como se muestra en la Figura 3.6, los elementos de conmutación semiconductores permiten que solo una parte de los semiciclos positivo y negativo del voltaje de suministro se suministre al motor. Esto reduce el voltaje efectivo suministrado al motor. Como resultado, las pérdidas por histéresis se reducen al mínimo, el ángulo de fase vuelve a su tamaño original y aumenta la eficiencia del motor. Para comprender mejor las razones de la minimización de pérdidas, primero es necesario analizar los factores que se ven afectados cuando cambia la carga del motor.
Sabemos que la corriente que mantiene el motor en funcionamiento consta de dos partes diferentes: la corriente de carga (resistiva) (IR1) y la corriente inductiva (excitación) (IM1), ver Figura 3.7. La corriente inducida depende del voltaje y la densidad del flujo magnético. Hasta cierto punto, la corriente resistiva también es función del voltaje.
A plena carga (es decir, a plena tensión), el ángulo de fase combinado de la corriente del inductor y la corriente de la resistencia es фPF. Cuando la carga del motor disminuye, algunos parámetros cambiarán y el ángulo de fase combinado entre la corriente de la resistencia (IR2) que genera el par de carga y la corriente del inductor relativamente sin cambios (IM2) aumentará, como se muestra en la Figura 3.7(b). El controlador reduce la corriente del inductor (IM3) reduciendo el voltaje de suministro al motor, acercando así el ángulo de fase a su tamaño original, reduciendo así las pérdidas por histéresis. En condiciones de carga ligera, siempre que se reduzca el voltaje, también se reducirá la pérdida del núcleo causada por la corriente resistiva. Por lo tanto, el consumo de energía del motor se reducirá efectivamente.
De hecho, la energía ahorrada al reducir el voltaje disminuye rápidamente a medida que aumenta la carga.
Como se mencionó anteriormente, el controlador reduce el voltaje del motor cortando la forma de onda de voltaje. Cuando se reduce el voltaje del motor, las pérdidas magnéticas disminuirán, pero de hecho algunas pérdidas aumentarán.
La figura 3.8 ilustra esta característica. La Figura 3.8 muestra la variación de la corriente de excitación a diferentes voltajes. A medida que cambia el voltaje, los devanados del motor se calientan junto con la corriente total (I). En la figura se puede ver que la corriente total en el punto B es la más pequeña, mientras que el voltaje en el punto C es la más baja.
En cargas ligeras, el efecto del aumento de la pérdida de calor puede ignorarse porque este aumento es mucho menor que la reducción de las pérdidas magnéticas. Por tanto, el resultado es un aumento de la eficiencia del motor.
GL-DJ también tiene una función completa de arranque suave, que puede reducir el impacto mecánico y el desgaste del motor, reducir los costos de mantenimiento y minimizar las facturas de electricidad.
GL-DJ es un nuevo tipo de controlador de ahorro de energía del motor que es completamente diferente del inversor. No afecta la velocidad, el par y la respuesta dinámica del motor, y no necesita reducir el motor. Velocidad para lograr el ahorro de energía.
Características principales
1. Función de arranque suave: GL-DJ tiene varias funciones integradas para ajustar el tiempo de arranque, de modo que el arranque del motor pueda controlarse adecuadamente, de este modo. controlando eficazmente la corriente de arranque.
2. Optimice automática y continuamente la entrada del motor de CA para reducir el consumo de energía del motor, con una tasa integral de ahorro de energía de hasta 10 ~ 40%.
3. El ahorrador de energía del motor inteligente es un nuevo tipo de controlador de ahorro de energía del motor que es completamente diferente del inversor. No afecta la velocidad, el par ni la respuesta dinámica del motor.
4. Tiene una gran capacidad de sobrecorriente y funciones de protección completas, que incluyen sobrecorriente, sobretensión, subtensión, pérdida de fase y derivación de seguridad.
3. Objetos aplicables
GL-DJ se puede utilizar ampliamente en el control optimizado y de ahorro de energía de cualquier motor asíncrono de CA que no requiera regulación de velocidad o tenga un tiempo de funcionamiento prolongado. Bajo carga ligera, lo que puede resolver eficazmente el problema de desperdiciar el cuerpo del motor en el estado de "gran carro tirado por caballos". Al mismo tiempo, también tiene excelentes efectos de arranque suave y parada lenta.
1. Motor de carga ligera: el factor de potencia de funcionamiento real es inferior a 0,6.
2. Equipos con grandes cambios de carga que no permiten variación de velocidad: como cintas transportadoras, escaleras mecánicas, equipos rodantes, maquinaria transportadora industrial diversa, etc. Equipos de carga variable: como máquinas herramienta hexagonales, molinos, amoladoras, máquinas formadoras, punzonadoras, pulidoras, máquinas de drapeado, prensas hidráulicas, máquinas cortadoras, batidoras, molinos de plástico, máquinas de forja, máquinas formadoras de hormigón, máquinas formadoras de caucho, etc.
4. Parámetros técnicos
1 Frecuencia 50 HZ/60 Hz
2 Capacidad de sobrecorriente 1,25 veces la corriente nominal durante 2 minutos, 1,5 veces la corriente nominal durante 2 segundos
3 Tasa integral de ahorro de energía 15-40 (dependiendo de las condiciones de operación de carga)
4 Circuito de control electrónico del sistema de control, control por microprocesador
5 Aislamiento, aislamiento, resistencia al calor .
5 Nivel de aislamiento, resistencia de voltaje entre la fuente de alimentación, el circuito de control y la carcasa 2,5 kv
6 El tiempo de arranque suave es ajustable de 0 a 60 segundos
7 Funcionamiento temperatura -40°C～85°C
8 El ambiente requiere buena ventilación, humedad relativa de 0 a 85 y sin condensación.
9 Medidas de protección Sobreintensidad, sobretensión, bypass de seguridad.
5. Especificaciones
Las especificaciones principales del economizador son 4KW-315KW
VI.Diagrama de instalación
VII. del economizador La tasa aproximada de ahorro de energía se puede calcular a partir de los cambios en la corriente del motor antes y después de su puesta en funcionamiento.
2. Prueba del medidor de potencia activa: al probar el consumo de energía del motor en las mismas condiciones de carga y el ahorro de energía activado y desactivado respectivamente, se puede calcular la tasa de ahorro de energía real.
3. Prueba del probador de parámetros eléctricos: probando la corriente, potencia activa, potencia reactiva, factor de potencia y otros parámetros eléctricos del motor funcionando en las mismas condiciones de carga y cuando el protector está encendido y apagado respectivamente. , podemos calcular la salida de la tasa de ahorro de energía aproximada.
8. Cosas que debes saber antes de usar el ahorro de energía
1. Obtenga más información sobre los tipos de dispositivos.
2. Conocer el modelo, valor nominal (tensión, corriente, potencia, factor de potencia) y otros parámetros característicos del motor utilizado en el equipo.
3. Comprender la situación básica de la carga real del motor, incluidas las características de carga y el ciclo de funcionamiento. Y mida el voltaje, la corriente y el factor de potencia durante la operación.
4. Comprenda el consumo de energía y la tasa de uso de energía del motor.
Después de comprender la situación anterior en detalle, complete el "Cuestionario de aplicación de Motor Saver" y luego, según los datos del cuestionario, consulte el tercer párrafo "Contenidos relacionados de los objetos aplicables" y el siguientes condiciones para determinar si es adecuado instalar el ahorro de energía GL-DJ y el efecto de ahorro de energía aproximado después de la instalación.
¿Cómo juzgar si una aplicación es una buena aplicación para ahorrar batería?
Compruebe si hay una gran diferencia entre la corriente nominal y la corriente de funcionamiento real. Cuanto mayor sea la diferencia, mejor será el efecto de ahorro de energía.
Mire el factor de potencia. El factor de potencia de funcionamiento del motor es inferior a 0,55 o más. Si el voltaje de funcionamiento es inferior a 380 V, obtendrá un mejor efecto de ahorro de energía;
Mire el voltaje de funcionamiento es superior. 380V, por ejemplo, los usuarios que funcionan durante mucho tiempo por la noche o tienen suficiente capacidad de transformador obtendrán mejores resultados al aplicar este efecto de ahorro de energía;
Para motores con un factor de carga superior a. 60, su efecto de ahorro de energía no será muy bueno, pero puede usarse como arrancador suave para este tipo de motores, así que tenga cuidado de evitarlo. Utilice el ahorrador de energía como dispositivo de ahorro de energía para motores con un factor de carga superior a 60. .
La siguiente tabla enumera los ahorros de energía esperados bajo diferentes condiciones de carga; utilícela como referencia en aplicaciones reales.
Predicción del efecto de ahorro de energía en condiciones de carga clasificadas
1 Factor de carga bajo (menos de 40), factor de potencia bajo (COS ¢ < 0,4) Bueno, 20-40
2 Factor de carga medio (50-60), factor de potencia medio (COS ¢ = 0,5-0,6) Bueno 10-20
3 Factor de carga medio (50-60), factor de potencia alto ( COS ¢ >0,65) Dificultad 5-10
4 Factor de carga alto (>70), factor de potencia bajo (COS¢>0,7) No apto 7) No apto
De lo anterior En la tabla, se puede ver que la Categoría 1 es la situación más ideal y se espera que logre efectos significativos de ahorro de energía. La Categoría 2 es una situación más ideal y generalmente logra mejores efectos de ahorro de energía. Se debe tener precaución y decidir mediante pruebas. Se puede implementar la modificación del GL-DJ en situaciones de Categoría 4.
Desde la perspectiva del tipo de equipo terminal, las cargas inactivas, como escaleras mecánicas y laminadores, son aplicaciones ideales, como cintas transportadoras y extrusoras continuas, son cargas de velocidad de carga media y factor de potencia medio, y también lo son; Aplicaciones relativamente buenas; algunas bombas de agua, compresores de aire, molinos de bolas, etc. pueden tener tasas de carga medias y cargas de factor de potencia alto, y deben aplicarse con precaución.
Esta es la mejor manera de ahorrar energía.