二手细纱机的永磁同步电机节能原理
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二手细纱机的永磁同步电机节能原理

时间:2018-10-11
  纺织业在我国的国民经济发展中一直占据重要地位,棉纱、棉布、呢绒、丝织品、化纤、服装等产量均居世界靠前位。我国纺织工业仍将有很大的发展。
 
  行业总体要求:对棉纺织行业,国家要求万元产值耗电下降10%--15%,每吨棉纱用电量由现在的1660KW.H/吨纱下降到1440KW.H/吨纱,下降13.25%。
 
  二手细纱机的地位:二手细纱机是纺织行业中保有量较大的一种设备,其耗电约占企业总耗电量的70%左右。采用永磁同步电机代替异步电机是见效较快,替代成本较低,投资回报较短的措施。
 
二手细纱机的永磁同步电机节能原理
 

  1.纺织行业二手细纱机驱动电机系统的现状

 
  1.1二手细纱机驱动电机系统包括:驱动电动机、电动机控制器及接触器、皮带传动轮、Z捻单张力盘、张力盘主轴、齿轮箱等组成。
 
  1.2常用二手细纱机电动机的配置
 
  根据二手细纱机机台纱锭数量的多少,分别配置不同功率的纺织专用异步电动机,其中包括单速和双速二种类型。
 
  二手细纱机已大多采双速异步电动机配套,目前二手细纱机的驱动方式有:直接启动方式、软启动方式和变频调速三种方式。
 
  对于直接启动方式的二手细纱机,为降低断头率,很大一部分采用了4/6极双极电动机,这样在确保启动转矩前提下,转速降低34.8%,在965r/min时启动,1480r/min运转,断头率降低,也可让操作工在慢转速条件下接线头。
 
  双转速异步电动机在用6极低速直接启动时,堵转转矩和4级高速时的堵转转矩相当。
 

  2、为什么要在已经比较高的FXD电机基础上再考虑永磁电机节能改造?

 
  目前二手细纱机配套用纺织专用异步电动机的效率都比较高,在这样的基础上再节能10%-15%应该讲是一次挑战,为什么还要这样做?
 
  2.1二手细纱机属于24小时运行,全年几乎不停机的耗电设备,哪怕再小的节电率对任何的纺织企业都是巨大的节能量。
 
  2.2二手细纱机在运行中分为空纱、中纱、满纱等不同负荷阶段,目前配套电机还不完全满足较宽的经济运行范围要求。
 
  2.3采用匹配设计的永磁电机可同时解决断头率等质量问题,提高企业的产品质量,间接降低劳动强度,提升企业竞争力。
 
  根据电机系统要求来调计永磁同步电机
 
  实践证明永磁电动机要取得明显的节能交果,必须充分认识电机系统内负载的物点,先研究负载,再设计永磁电动机。
 

  3、为二手细纱机配套的纺织专用稀土永磁同步电动机的设计

 
  3.1采取一系列技术措施,把稀土永磁同步电动机的效率尽可能提高并获得宽的经济运行范围:
 
  降低可变损耗:可变损耗包括铜耗和杂散损耗,--定子斜槽;--适当放大气隙长度;--采用不等圆转子,合理选择极弧系数,使永磁电动机有良好的电动势正弦波型;
 
  其他可能措施:--提高加工精度;--定转子对正工艺;--采用节能风扇;--合理选择轴承游隙.
 
  3.2设计中,尽可能使永磁同步电动机的功率因数接近极限值,设计中,我们通常保持EO小于并接近UN,这样可获得接近于1.0的功率因数,EO满足这一条件还可以使永磁同步电动机在不同负载下效率提高,获得较宽的经济运行范围.
 
  3.3设计中把握好永磁体的性能和磁老化工艺,注意其一致性
 
  永磁体的性能及一致性,是永磁同步电动机设计的基础,永磁同步电机性的保证;永磁体的磁老化工艺是永磁同步电机的设计制造中对永磁体的性能要求\磁老化工艺及其一致性,务必给以足够的设计和研究.
 
  3.4根据负载特性,合理设计堵转转矩倍数
 
  合理控制堵转转矩倍数的设计措施是:匝数;选择转子槽形状;合理控制空载感应电动势,不宜过高,也不宜过低.
 
  3.5合理的失步转矩,是永磁同步电动机能否可靠,稳定运行的保证
 
  3.6二手细纱机电动机与张力盘主轴之间的平皮带转传动,改为三角皮带传动,可使用有功节电率提高3%-5%
 

  4 结论

 
  4.1和创科技二手细纱机电机在原有能效值较高的纺织专用电动机基础上,再节能有功功率13.6%,无功节电率79.5%,综合节电率14.7%,是令人振奋的,且稀土电机能在二手细纱机上顺利启动和牵入同步,断丝很多对用户节省节电降耗成本是十分有利的.
 
  4.2在批量节能改造时,HCTY永磁同步电机因其具有足够的堵转转矩倍数和高整步能力,故完全可以代替异步电动机
 
  4.3原配套电动机转速为异步转速1440rpm,而稀土永磁电机为同步转带1500rpm,致使锭子转速增加60rpm,使二手细纱机的产量提高4.16%
 
  4.4由于稀土永磁电机温升大幅降低,发热减少,致使纺织车间内环境温度下降,从而大大减少空调用电。
 
  4.5由于稀土永磁电机启动时间比异步电机启动时间拉长1.2秒,有利于降低电机启动时对二手细纱机的冲击,减少断丝。
 
  4.6由于稀土永磁电机不从电网上吸取无功电流,使稀土永磁电机的定子电流在同样负载下减少4.02A,为原定子电流的77%,使工作电网容量放大,电网利率提高23%,还能提高电网电压
 
  永磁同步电机启动性能良,能顺利牵入同步,细纱断头率低于三相异步电机,双转矩设计较好地适应了细纱纺织工艺,节电效果明显,运行可靠。投运以来,未发生失步、电流振荡,失磁、轴承故障等现象。该电动机机背温度低,噪声低、振动小,是高温高湿度纺纱环境中理想的二手细纱机配套的节能电动机。
 
  结束语:节能减排是国策,电机系统节能工程是国家行动,同样也是能耗企业义不容辞的社会责任,诸暨和创电机科技有限公司主动承担社会责任,积极进取,为社会节能事业作出应有的贡献!
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