我公司的2 000 t大型液壓機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘窟_(dá)225 kW，長(zhǎng)期工作在25%左右的低負(fù)載狀況，電能大量浪費(fèi)。當(dāng)前，在大型液壓機(jī)上應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)尚處于探索階段，沒有成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可供參考，因此，有必要進(jìn)行適用節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究。目前，可用于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)節(jié)電的成熟技術(shù)有：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)智能節(jié)電器和變頻器。下面就兩種節(jié)電技術(shù)的工作原理做一介紹。

　　智能節(jié)電器是通過不斷地檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，從而改變電機(jī)的輸入電壓。當(dāng)節(jié)電器檢測(cè)到電機(jī)在輕載或負(fù)載不斷變化時(shí)，通過調(diào)整電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，使電動(dòng)機(jī)的輸出功率與實(shí)時(shí)負(fù)載匹配，從而降低電動(dòng)機(jī)的銅損和鐵損、改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停機(jī)性能，達(dá)到節(jié)電效果。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低且不會(huì)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但節(jié)能空間較小。

　　變頻器節(jié)電是通過降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)降低液壓泵的輸出功率，使液壓泵的輸出功率與實(shí)時(shí)負(fù)載匹配，降低電動(dòng)機(jī)的銅損和鐵損、提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)、改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停機(jī)性能，并且可以減少泵損耗，從而達(dá)到節(jié)電效果。它的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)電效果較好，同時(shí)降低了噪音和延長(zhǎng)了液壓泵的壽命，缺點(diǎn)是投資大且對(duì)液壓機(jī)的工作狀態(tài)有影響。

　　2 試驗(yàn)方案和試驗(yàn)?zāi)康?/P>

　　2.1 試驗(yàn)方案

　　采用以下方案進(jìn)行該項(xiàng)目的研究。2 000 t液壓機(jī)有3臺(tái)75 kW的液壓泵電動(dòng)機(jī)，在其中的l#電動(dòng)機(jī)接入變頻器，2#電動(dòng)機(jī)接入節(jié)電器，3#電動(dòng)機(jī)仍為原控制線路，然后采用數(shù)字多功能電力儀表對(duì)3臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電能使用情況進(jìn)行全天在線計(jì)量和測(cè)試，取得實(shí)際的節(jié)電數(shù)據(jù)，再對(duì)兩種節(jié)電技術(shù)進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)。

　　2.2 試驗(yàn)?zāi)康?/P>

　　本次節(jié)能技術(shù)研究試驗(yàn)?zāi)康娜缦拢?/P>

　　1)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)智能節(jié)電器與變頻器在液壓機(jī)應(yīng)用中的節(jié)電率對(duì)比。

　　2)節(jié)電器與變頻器在液壓機(jī)應(yīng)用中對(duì)整機(jī)系統(tǒng)性能影響的對(duì)比。

　　3)節(jié)電器與變頻器在液壓機(jī)應(yīng)用中綜合性價(jià)比的對(duì)比。

　　3 試驗(yàn)結(jié)果

　　2000t大型液壓機(jī)節(jié)能試驗(yàn)電氣控制柜于2006年7月3日調(diào)試完畢正式投入運(yùn)行，經(jīng)過1月的運(yùn)行試驗(yàn)測(cè)試，于2006年8月3日，通過測(cè)試電力儀表(ACR220E)取得以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)(待機(jī)節(jié)電模式)。

　　在試驗(yàn)中，我們還對(duì)2 000t液壓機(jī)的液壓泵機(jī)械特性進(jìn)行了測(cè)試。驅(qū)動(dòng)l#液壓泵的變頻器設(shè)定為無(wú)速度傳感器矢量控制模式，液壓泵正常工作時(shí)運(yùn)行在50Hz，空載待機(jī)時(shí)變頻器的輸出電流為40.6 A：待機(jī)節(jié)電模式時(shí)工作在5 Hz，變頻器的輸出電流為37.2 A。變頻器為無(wú)速度傳感器矢量控制模式時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在恒磁通方式，因此其輸出轉(zhuǎn)矩與輸出電流成正比.由此可以得出結(jié)論：2 000 t液壓機(jī)為液壓泵基本屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

　　4 技術(shù)分析

　　4.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)智能節(jié)電器與變頻器在液壓機(jī)應(yīng)用中的節(jié)電率對(duì)比

　　通過1個(gè)月的運(yùn)行試驗(yàn)測(cè)試，由上表測(cè)試數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論。

　　1)整機(jī)采用節(jié)電器后每年可以節(jié)電：有功電度為

　　3x12x(1714-1655)=2124 kW-h;無(wú)功電度為3x12 x (6 746-5114)=58752kvar-h。

　　節(jié)電器的有功節(jié)電率為34%，無(wú)功節(jié)電率為24.2%。

　　2)整機(jī)采用變頻器后每年呵以節(jié)電：有功電度為

　　3x12x(1 714 1 029)=24 660 kW-h：無(wú)功電度為3x12x(6 746 179)=236 412 kvar-h。變頻器的有功節(jié)電率為40%，無(wú)功節(jié)電率為97.3%。

　　有功節(jié)電的意義在于可以直接節(jié)約電費(fèi)開支，降低生產(chǎn)成本。無(wú)功節(jié)電的意義在于降低車間供電母線的線路損耗，降低車間配電變壓器的二次電流，節(jié)約的無(wú)功電流可以出讓給電網(wǎng)中新安裝的設(shè)備，從而化解了新增設(shè)備后的車間配電變壓器增容問題。由以上節(jié)電數(shù)據(jù)可以看出，不論是節(jié)電器方案，還是變頻器方案，節(jié)約的無(wú)功遠(yuǎn)比有功大得多，無(wú)功節(jié)電給車間電網(wǎng)帶來(lái)的間接收益是十分明顯的。

　　4.2節(jié)電器與變頻器在液壓機(jī)應(yīng)用中對(duì)整機(jī)系統(tǒng)性能影響的對(duì)比

　　智能節(jié)電器是通過不斷地檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，從而改變電動(dòng)機(jī)的輸入電壓。當(dāng)節(jié)電器檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)在輕載或負(fù)載不斷變化時(shí)，通過調(diào)整電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，使電動(dòng)機(jī)的輸出功率與實(shí)時(shí)負(fù)載匹配，從而降低電動(dòng)機(jī)的銅損和鐵損、改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停機(jī)性能，達(dá)到節(jié)電效果。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低且不會(huì)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但節(jié)能空間較小。

　　變頻器節(jié)電是通過降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)降低液壓泵的輸出功率，使液壓泵的輸出功率與實(shí)時(shí)負(fù)載匹配，降低電動(dòng)機(jī)的銅損和鐵損、提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)、改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停機(jī)性能，并且可以減少泵損耗，從而達(dá)到節(jié)電、降低噪聲和延長(zhǎng)液壓泵壽命的效果。由測(cè)試結(jié)果可知，2 000 t液壓機(jī)的液壓泵基本屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。在液壓機(jī)空載條件下，液壓泵轉(zhuǎn)速降低為1/10額定轉(zhuǎn)速后，其消耗的有功功率也成正比相應(yīng)降低為1/10的原消耗功率，從而可以大幅度節(jié)電。它的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)電效果較好，同時(shí)延長(zhǎng)，液壓泵的壽命和降低了噪聲，缺點(diǎn)是投資大且對(duì)液壓機(jī)的工作狀態(tài)有影響。

　　4.3節(jié)電器與變頻器在液壓機(jī)應(yīng)用中綜合性價(jià)比的對(duì)比

　　由上述分析可知，在2000t大型液壓機(jī)節(jié)能試驗(yàn)中變頻器表現(xiàn)出了節(jié)電器無(wú)法比擬的優(yōu)越性能，即采用變頻器節(jié)能控制后具有綜合節(jié)電率高達(dá)85.7%，降低機(jī)床噪聲和延長(zhǎng)液壓泵壽命的效果。它的缺點(diǎn)：由于它是通過降低液壓泵的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，所以對(duì)液壓機(jī)的工作狀態(tài)有影響。但是，這一缺點(diǎn)可以通過電氣控制來(lái)解決。

　　節(jié)電器雖然不會(huì)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)液壓機(jī)的工作狀態(tài)沒有影響，但是它的節(jié)能空間較小。

　　從節(jié)電器和變頻器的綜合性價(jià)比來(lái)分析。一臺(tái)75 kW的國(guó)產(chǎn)森蘭變頻器價(jià)格為3.3萬(wàn)元，一臺(tái)75 kW的國(guó)產(chǎn)齊力達(dá)節(jié)電器價(jià)格為1. 3萬(wàn)元，變頻器的綜合節(jié)電率是節(jié)電器的4.285倍，而其價(jià)格僅是節(jié)電器的2.538倍，同時(shí)變頻器節(jié)能方案具有節(jié)電器節(jié)能方案所沒有的降低機(jī)床噪聲和延長(zhǎng)液壓泵壽命這兩項(xiàng)明顯的優(yōu)勢(shì)，延長(zhǎng)液壓泵壽命就意味著節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用，降低機(jī)床噪聲就是對(duì)工人工作環(huán)境的改善，同時(shí)也為環(huán)境噪聲污染治理做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

　　5 結(jié)論

　　綜上所述，在2000t大型液壓機(jī)節(jié)能試驗(yàn)中變頻器節(jié)能方案表現(xiàn)出了節(jié)電器節(jié)能方案無(wú)法比擬的優(yōu)越性能，即綜合節(jié)電率高達(dá)85.7%，同時(shí)還有降低機(jī)床噪音和延長(zhǎng)液壓泵壽命的顯著效果。因此，變頻器節(jié)能方案的綜合性價(jià)比優(yōu)于節(jié)電器節(jié)能方案。