[发明专利]一种基于三相异步电动机运行工况的电机节能改造方法

摘要

一种基于三相异步电动机运行工况的电机节能改造方法，通过电动机运行工况测试，电机运行参数估算，电机解体，电机原绕组拆除及定子铁芯、绕组数据测量，定子绕组设计、制作、下线，定转子组装等步骤完成节能改造，在使改造后电机最高效率点负载率向实际负载率接近的同时，降低电机可变损耗，从而取得最佳的节能效果，并且最大限度地利用了原电动机的零部件，实现资源综合利用和循环经济；电机改造后在保证转矩不降低的前提下可提高效率、功率因数。

主权项

1.一种基于三相异步电动机运行工况的电机节能改造方法，其特征在于：包括以下步骤：1)电机运行工况的测试：运用电机运行参数测试仪或电机故障测试仪，测试电机工作状态下的输入功率P1，运行电流I1，工作负载率β1，运行效率η1；2)电动机运行参数估算：由电机已知额定功率PN，额定电流IN，分别估算电机输出功率P2，空载电流I0，额定状态总损耗∑PN，额定效率ηN，由电机损耗关系估算电机空载损耗P0，最后估算电机最高效率点负载率βm；计算步骤：①电动机运行时输出功率P2计算P2＝η1P1；②空载电流估算：③额定状态总损耗ΣPN估算：由P1(1‑η1)＝ΣPNk+(I12‑I02/IN2‑I02)ΣPN(1‑k)，对Y系列电机k＝0.4，可得ΣPN；④额定效率ηN计算：由ΣPN＝(1/ηN‑1)PN，可得ηN；⑤空载损耗P0估算：由P1＝η1P1+P0+β12(ΣPN‑P0)可得P0；⑥最大效率负载率βm估算：3)电动机解体、定子绕组拆除、定子铁芯、绕组数据测量：电机解体后，定子经240‑250度4‑6小时将绝缘漆烘烤失效后，拆除绕组、铁芯清理干净后，测量定子铁芯槽型尺寸、铁芯长度、铁芯内径、槽数，测量定子绕组每槽导体数、并联支路数、线规、跨距等数据，按电机设计常规公式计算槽满率Aef；4)定子绕组设计：(1)匝数：根据工作负载率β1与最高效率点负载率βm相对位置确定是否增加匝数，若βm＞β1，则改造后的效率曲线应前移，使βm接近β1，需在原绕组匝数基础上增加1‑2匝；若βm＜β1，则改造后效率曲线应后移，由于改造过程中，额定负载损耗是降低的，βm将增大，自然使βm接近β1，可保持原来匝数；(2)绕组跨距一般按短一槽设计；(3)导线线规及并绕根数：槽满率暂定78％，按计算公式(其中d为包括双边绝缘厚度的导线直径，Aef为槽满率，Ns为每槽导体数，Nt为并绕根数)，分别计算并绕根数Ns＝1,2,3……时导线直径估算值及减去绝缘厚度的估算值，套用标准线经的线规及相应的导线截面积s，计算不同的总截面积Nts，以总截面积Nts最大值为并绕根数和线规的最终方案；一般改造后，导线截面积应增大20％左右，槽满率应控制在76‑78％；(4)槽满率校核；(5)线圈端部尺寸：规定绕组出槽直线部分距离，该距离在满足工艺技术条件前提下越小越好；5)线圈制作、下线、接线、半成品测试，绝缘处理；6)转子永磁改造：一般导线截面增大16‑20％，槽满率76‑78％，电机性能即可达到要求，如果绕组设计达不到要求，原电机性能较差或运行负载率变化较大，要取得良好的节电效果，则应对转子进行永磁改造；7)电机总装、试验及改造后现场工况测试。