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          開關磁阻電機應用在中央空調節能效果明顯

          时间:2015-11-09     【转载】

          一、     開關磁阻電機簡介

          開關磁阻電機調速系統是繼直流電機調速系統、變頻調速系統之后的調速電機。隨著開關磁阻電機功率的不斷增大,性能的不斷穩定,近幾年在國內很多行業,得到了非常廣泛的應用,被傳動領域專家稱為繼直流電機調速系統、變頻調速系統之后的第三代調速系統。

          開關磁阻電機調速系統主要由開關磁阻電機(SRM)、操作電路系統、控制電路系統和功率電路系統等組成。下圖示出了該系統的結構框圖。

          二、     開關磁阻電機特點

          (1)效率高,節能效果好。在所有的調速和功率范圍內,SRD效率都可達到85%以上,整體效率比交流異步電動機變頻調速系統(簡稱變頻調速)至少高10%以上,在低速工作的狀態下其效率能夠提高20~30%以上。與直流調速、串級調速、電磁調速等系統相比,SRD節電效果更明顯。 

          (2)起動轉矩大,特別適合于那些需要重載起動和負載變化明顯并且頻繁的場合。SRD控制器從電源側吸收較少的電流,在電機側可得到較大的起動轉矩,起動轉矩達額定轉矩的150%時(車用300%)、起動電流僅為額定電流的30%,比之直流流電動機的100%電流獲得100%的轉矩的性能,優勢非常明顯。

          (3)調速范圍廣。SR電動機可以在低速下長期運行。由于效率高,在低速下的溫升程度比額定工況時還要低。此外,SR電動機最高轉速不會像交流電動機那樣受極數的限制,可以根據實際需要靈活地設定最高轉速,最高轉速可達10000rpm。

          (4)可頻繁正、反轉,頻繁起動、停止,電動車等應用場合。

          (5)起動電流小,避免了對蓄電池的沖擊,在整個工作范圍內,其起動電流小于額定電流。

          (7)電機結構簡單、堅固、制造工藝簡單,成本低。工作可靠,能適用于各種惡劣、高溫甚至強振動環境,不存在直流永磁電機的退磁現象。

          (8)由于控制器中功率變換器與電機繞組串聯,不會出現變頻調速系統功率變換器可能出現的直通故障,可靠性大為提高。

          三、性能指標


          額定功率(KW)

          15

          額定轉速(RPM)

          1500

          轉速范圍(RPM)

          50~1500

          額定轉矩(N.M)

          95

          輸出特性

          額定轉速以下為恒扭矩,額定轉速以上為恒功率

          過載能力

          120%(額定功率)

          起動轉矩

          150%(額定轉矩)

          制動轉矩

          100%(額定轉矩)

          起動電流

          30%(額定電流)

          轉速精度(RPM)

          ±1.5

          穩速精度

          0.15%(最高轉速)

          相應時間

          0.2秒

          電源

          電壓/頻率

          3~380V/50Hz

          允許波動范圍

          ±15%,50Hz±10%

          轉速給定

          1)≥1KΩ電位器; 2)0~+10V或-10V~+10V電壓

          起?刂

          1)起動開關;2)觸頭

          轉向控制

          1)起動開關;2)觸頭;3)轉速給定的電壓極性

          升降時間

          0.3~3秒,電位器整定

          點動控制

          開關或觸頭,180RPM左右

          保護功能

          電源過壓

          動作值不低于110%額定電壓,人工恢復

          電源欠壓

          動作值不低于85%額定電壓,人工恢復

          電源缺相

          缺相停機,人工恢復

          電動機過載

          延時15秒動作,人工恢復

          電動機堵轉

          延時1秒動作,人工恢復

          電動機過流

          動作值為160%額定電流,人工恢復

          控制器輸出短路

          延時10秒動作,人工恢復

          控制器高熱

          動作值為70°C,人工恢復

          電動機

          絕緣等級

          B(或F)

          防護等級

          IP44

          冷卻型式

          風扇自冷

          控制器

          安裝型式

          壁掛式

          防護等級

          IP23

          冷卻型式

          風扇自冷

          環境要求

          標高/振動

          1000米以下,0.6g以下

          存儲溫度

          -25~65°C

          使用溫度

          -5~40°C

          相對濕度

          不大于90%,不結露


          顯示功能

          電源顯示,電動機運行顯示,電動機轉速顯示,保護顯示

           四、用在空調上的節能原理

          下面是開關磁阻電機與傳統調速電機的效率比較曲線:

          說明:

          1,對于90%以上的工業應用現場,為了提高設備的整體可靠性,或為了增加電機啟動扭矩,所選配的電機額定功率總是大于實際所需功率,大部分電機長時間工作在輸出功率的80%,70%,60% ,40%,30%甚至更低,故效率偏低,從上圖的功率-效率曲線可見,開關磁阻能夠保持高效,解決了這一問題;

          2,在很多需要調速的工業現場,速度越低,傳統電機效率越低,從上圖的速度-效率曲線可見,開關磁阻電機能夠保持高效,解決了這一問題。

          對于中央空調來說,負載變化非常頻繁。室外溫度和室內溫度相差較大時,空調負荷大,空調壓縮機電機需高速高負荷運行,才能保持室內溫度恒定;當室溫溫度和室內溫度相差較小時,空調負荷小,空調壓縮機電機低速低負荷運行,即可滿足室內溫度要求。在中國內陸大部分地區,一年中的不同季節,每一天的不同時刻,環境溫度變化是很大的。在很多地區,冬季溫度和夏季溫度相差近60℃,每天的白天和夜晚溫差近30 ℃。

          在這種情況下,為了保持室內溫度恒定,對于空調的電機來說,有2個特點:1,電機頻繁工作在負荷變化非常大的場合;2,電機的速度變化非常大。

             從上面的節能曲線可以看出,在額定點附近,開關磁阻電機和其他電機效率非常接近,但在上面的在這種工作情況下,電機的綜合效率比其他電機效率高30%~50%。根據我們的原來在空調類負載上的測試數據,節能量應該不低于30%。


                                            淄博京科電氣研究所

                                           淄博京科電氣有限公司

                                             2015年7月10日

          空調用開關磁阻電機,開關磁阻電機用在中央空調上節能,中央空調節能電機


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