在工业企业中，球磨机的用电量约占企业总用电量的70%，而异步电机的无功功率一般都在10%以上，功率因数在0.80-0.85，所以它的用电质量直接影响到企业的电耗，因此对于异步电机目前大多数企业均采用就地无功功率补偿以提高用电质量、减少电能消费、以此降低生产成本。

 

　　一 静止式进相器工作原理及性能特点

 

　　1、静止式进相器工作原理

 

　　采用交－交变频器将50HZ的工频电压转变与电机转子电流同频的低频电压附加在转子回路上，并使该附加电压滞后转子电流90°，以达到降低定子侧电流的补偿效果；且进相器的补偿电压可调，因此功率因素可调整到0.98以上。

 

　　2、静止式进相器的特点

 

　　(1)不怕灰尘，参数易调节，无易损件，故障降低，维护费用低；

 

　　（2）功率因数能提高到0.95－1，电流下降10％－25％，有效降低损耗；

 

　　（3）直接改善电机的运行状况，显著降低电机绕组的温度；

 

　　（4）由于采用交－交变频及单片机跟踪控制技术，可自动跟踪电机运行状态的变化，自动调整相关参数，以达到最佳补偿效果，使得系统无环流，损耗降到最小；

 

　　（5）具有故障保护、缺相及故障自动退相、断电自动联锁跳闸，保护电机；

 

　　（6）由于采用两台接触器转换，可以在不停机的情况下检修设备。它的原理如图1。

 

　　图1   静止式进相器的原理
 

　　随着补偿电压的逐步升高，定子侧无功逐步减小， COSφ不断上升，定子电流就不断下降，当补偿电压提高到一定值后，定子侧无功减小到接近零，COSφ上升到接近于1，而电机输出功率基本不变。

 

　　二 静止式进相器经济效益分析

 

　　1．改善功率因数及减少电费

 

　　采用就地补偿后，可使电机COSφ达到0.95－1，对电网COSφ有很大的提高；根据水电部、国家物价局会同以(83)水电财字第215号文件颁发的“功率因数调整电费方法”的规定，COSφ越高则电价越低，这样有利于节约电费避免罚款甚至奖励。

 

　　2.减少电能损耗

 

　　电能损耗主要有线路损耗和电机损耗，电机损耗防要有铜损、铁损，而这些损耗都与电流的二次方有正比的关系：

 

　　线损PI1=I2L1 RL

 

　　电机损耗∑P=Pcu1 + Pcu2 + Pfe1 + Pfe2 + PΩ + P△

 

　　铜损Pcu=3 I02 R1

 

　　铁损PFe=Pfe1 + Pfe2 =3 I o2 Rm

 

　　采用就地补偿后，电流减少，则损耗降低，相应电耗下降，节约电能。

 

　　3.增加供电功率和减少电气投资

 

　　采用就地补偿后，COSφ上升电流下降，则降低了对绕组的要求及相应用电帖费，同时降低了电机的视在功率。

 

　　4.对设备及电网的影响

 

　　因采用就地补偿设备后，电机定子电流下降10％－20％，则对电机温升下降10％－20％，对线路及电机内绕组的绝缘影响变小，延长电机使用寿命，同时变相增加了变压器的容量及减少了变压器的损耗。

 

　　5.可以增加热磨机的台时产量

 

　　如果磨机的装载量在电动机满负荷时，没有达到最大值，则在使用进相器后，可以在不增加线径及电动机容量的情况下，通过加大磨机装载量以提高台时产量。

 

　　以475千瓦电机为例，假设用进相器前电动机满载时，磨机台时间量为X方，使用进相器后，定子电流由原来的28A降为22.4A，这时通过加大磨机装载量，使定子电流回升到28A，此时台时产量约为（假定台时产量与电机输出轴功率成正比关系，且电机效率不变）

 

　　√3Х380Х28Х25Х0.90Хη

 

　　=1.125X（方）

 

　　√3Х380Х28Х25Х0.80Хη

 

　　由此可见，使用进相器后，可以提高热磨机台时产量

 

　　注释：电机起动时KM1吸合，电机转子接入起动器内，电机正常起动，当电机起动完毕星点接触短接后方能进相，进相接触器把转子切换到变频器输出端，通过转子电流传感器检测转子电流的变化，经过控制器的自动跟踪处理，再通过单片机控制晶闸管，把50HZ交流电通过交一交变频，给转子附加一个同频率的电势EF，以改变电机转子和定子电流的相位，使异步电机的COSφ明显提高。从电网吸取的无功大大减少，定子电流大幅降低，如图2，它的补偿特性如图3。前后相比电机定子电流下降12%，功率因数上升0.08。

 

　　图2 采用进相器后电机的电流变化        图3 电机的补偿特性

 

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