日期：2023-02-22 18:33:29瀏覽量：62119
電動(dòng)機(jī)的電磁線圈。資料來(lái)源：國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室
在許多應(yīng)用中，在交流電動(dòng)機(jī)的上游添加變頻驅(qū)動(dòng)器（VFD）可以降低能耗，減少峰值需求并提高功率因數(shù)。在啟動(dòng)和運(yùn)行期間降低電動(dòng)機(jī)速度可以削減維護(hù)成本，增加正常運(yùn)行時(shí)間并延長(zhǎng)設(shè)備壽命。盡可能降低電動(dòng)機(jī)速度可以減輕電動(dòng)機(jī)及其連接設(shè)備的壓力。無(wú)論是應(yīng)用程序泵，物料輸送機(jī)還是自動(dòng)化設(shè)備，都可以通過(guò)計(jì)算和限制系統(tǒng)的最大必要速度，以及在啟動(dòng)和停止時(shí)平滑加速和減速來(lái)減少維護(hù)。
盡管本文的主要重點(diǎn)是顯示降低電機(jī)減速度如何降低維護(hù)和維修成本，但使用VFD在某些應(yīng)用中還可以節(jié)省大量電機(jī)減速度能源。根據(jù)美國(guó)能源部的出版物“可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器的部分負(fù)載效率”，將旋轉(zhuǎn)設(shè)備的速度降低20％可以將輸入功率需求降低大約50％。根據(jù)IHS Technology的研究，這一點(diǎn)尤為重要，該研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于工廠中使用的普通電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)總擁有成本的96％由其終生用電量構(gòu)成。電機(jī)減速度維修和保養(yǎng)費(fèi)用占另外2％，購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用占剩余的2％。
負(fù)責(zé)IHS Technology旋轉(zhuǎn)機(jī)械和控制裝置的分析師凱文·席勒（Kevin Schiller）表示，很難計(jì)算出連接至電動(dòng)機(jī)的VFD的平均投資回報(bào)率。在進(jìn)行此類(lèi)計(jì)算時(shí)要考慮的變量包括電動(dòng)機(jī)規(guī)格（包括額定功率，電動(dòng)機(jī)效率，電動(dòng)機(jī)類(lèi)型），應(yīng)用（最常見(jiàn)的是泵，風(fēng)扇和壓縮機(jī)），電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況（包括電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)/停止頻率，在不同的負(fù)載百分比，電機(jī)運(yùn)行天數(shù)，以前使用機(jī)械節(jié)流的情況下的運(yùn)行時(shí)間以及其他成本因素（例如回扣/激勵(lì)措施，電價(jià)和VFD效率）。
席勒說(shuō)，驅(qū)動(dòng)器附件的其他好處可以減少投資回收期，包括減少電動(dòng)機(jī)應(yīng)力和延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)壽命，減少涌入電流，以及在具有這種功能的驅(qū)動(dòng)器上實(shí)現(xiàn)可再生的節(jié)省和諧波的緩解。
席勒說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)，供應(yīng)商報(bào)告說(shuō)，客戶(hù)在做出電機(jī)系統(tǒng)購(gòu)買(mǎi)決定時(shí)最多期望2年的投資回報(bào)。一些供應(yīng)商已經(jīng)相應(yīng)地改變了策略，計(jì)劃免費(fèi)提供更節(jié)能的設(shè)備，并從安裝后實(shí)現(xiàn)的節(jié)能中收取費(fèi)用。這在改造方案中更常見(jiàn)，尤其是在樓宇自動(dòng)化應(yīng)用（例如HVAC設(shè)備）中。
考慮最常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)故障原因時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸承和損壞的定子繞組位于頂部或頂部附近。兩者合計(jì)，軸承和繞組問(wèn)題占電機(jī)故障的一半以上。較少的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)可減少磨損，因此降低電動(dòng)機(jī)速度可增加轉(zhuǎn)子和軸承的使用壽命。以較低的速度運(yùn)行還會(huì)減少動(dòng)態(tài)和靜態(tài)負(fù)載以及熱，振動(dòng)和沖擊應(yīng)力。
從停止?fàn)顟B(tài)緩慢上升到運(yùn)行速度，并以較低的速度運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，這可以減少電動(dòng)機(jī)軸承，電動(dòng)機(jī)繞組絕緣層和連接的機(jī)械組件的磨損，從而延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命。從理論上講，降低電動(dòng)機(jī)速度以在泵和風(fēng)扇上提供50％的流量將使馬力要求降低到100％流量時(shí)所需功率的1/8。減少了工作量，因此減少了磨損。
