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目前我國液壓機生產(chǎn)已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)集群。大型液壓機的生產(chǎn)已經(jīng)不在話下。但是如果提升大型液壓機的工作效率，如果能更節(jié)能才是我們要考慮，要研究的。2 000噸液壓機感應電動機總?cè)萘窟_225 kW，長期工作在25％左右的低負載狀況，電能大量浪費。當前，在大型液壓機上應用的節(jié)能技術尚處于探索階段，沒有成熟的應用經(jīng)驗可供參考，因此，有必要進行適用節(jié)能技術的應用研究。目前，可用于感應電動機節(jié)電的成熟技術有：感應電動機智能節(jié)電器和變頻器。下面就兩種節(jié)電技術的工作原理做一先容。
智能節(jié)電器是通過不斷地檢測電動機的工作狀態(tài)，從而改變電機的輸進電壓。當節(jié)電器檢測到電機在輕載或負載不斷變化時，通過調(diào)整電動機的輸進電壓，使電動機的輸出功率與實時負載匹配，從而降低電動機的銅損和鐵損、改善電動機的起動和停機性能，達到節(jié)電效果。它的優(yōu)點是價格低且不會改變電動機的轉(zhuǎn)速，但節(jié)能空間較小。
變頻器節(jié)電是通過降低電動機轉(zhuǎn)速來降低液壓泵的輸出功率，使液壓泵的輸出功率與實時負載匹配，降低電動機的銅損和鐵損、進步電動機的功率因數(shù)、改善電動機的起動和停機性能，并且可以減少泵損耗，從而達到節(jié)電效果。它的優(yōu)點是節(jié)電效果較好，同時降低了噪音和延長了液壓泵的壽命，缺點是投資大且對液壓機的工作狀態(tài)有影響。
2 試驗方案和試驗目的
2．1 試驗方案
采用以下方案進行該項目的研究。2000噸液壓機有3臺75 kW的液壓泵電動機，在其中的l#電動機接進變頻器，2#電動機接進節(jié)電器，3#電動機仍為原控制線路，然后采用數(shù)字多功能電力儀表對3臺電動機的電能使用情況進行全天在線計量和測試，取得實際的節(jié)電數(shù)據(jù)，再對兩種節(jié)電技術進行綜合技術經(jīng)濟分析和評價。
2.2 試驗目的
節(jié)能技術研究試驗目的如下：
1）感應電動機智能節(jié)電器與變頻器在液壓機應用中的節(jié)電率對比。
2）節(jié)電器與變頻器在液壓機應用中對整機系統(tǒng)性能影響的對比。
3）節(jié)電器與變頻器在液壓機應用中綜合性價比的對比。
3 試驗結(jié)果
2000噸液壓機節(jié)能試驗電氣控制柜于2006年7月3日調(diào)試完畢正式投進運行，經(jīng)過1月的運行試驗測試，于2006年8月3日，通過測試電力儀表（ACR220E）取得以下試驗數(shù)據(jù)（待機節(jié)電模式）。
在試驗中，我們還對2 000t液壓機的液壓泵機械特性進行了測試。驅(qū)動l#液壓泵的變頻器設定為無速度傳感器矢量控制模式，液壓泵正常工作時運行在50Hz，空載待機時變頻器的輸出電流為40．6 A：待機節(jié)電模式時工作在5 Hz，變頻器的輸出電流為37．2 A。變頻器為無速度傳感器矢量控制模式時，電動機工作在恒磁通方式，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液壓機為液壓泵基本屬于恒轉(zhuǎn)矩負載。
4 技術分析
4．1感應電動機智能節(jié)電器與變頻器在液壓機應用中的節(jié)電率對比
通過1個月的運行試驗測試，由上表測試數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論。
1）整機采用節(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％，無功節(jié)電率為24．2％。
2）整機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)約電費開支，降低生產(chǎn)本錢。無功節(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)約的無功電流可以出讓給電網(wǎng)中新安裝的設備，從而化解了新增設備后的車間配電變壓器增容題目。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)約的無功遠比有功大得多，無功節(jié)電給車間電網(wǎng)帶來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應用中對整機系統(tǒng)性能影響的對比
智能節(jié)電器是通過不斷地檢測電動機的工作狀態(tài)，從而改變電動機的輸進電壓。當節(jié)電器檢測到電動機在輕載或負載不斷變化時，通過調(diào)整電動機的輸進電壓，使電動機的輸出功率與實時負載匹配，從而降低電動機的銅損和鐵損、改善電動機的起動和停機性能，達到節(jié)電效果。它的優(yōu)點是價格低且不會改變電動機的轉(zhuǎn)速，但節(jié)能空間較小。
變頻器節(jié)電是通過降低電動機轉(zhuǎn)速來降低液壓泵的輸出功率，使液壓泵的輸出功率與實時負載匹配，降低電動機的銅損和鐵損、進步電動機的功率因數(shù)、改善電動機的起動和停機性能，并且可以減少泵損耗，從而達到節(jié)電、降低噪聲和延長液壓泵壽命的效果。由測試結(jié)果可知，2 000 t液壓機的液壓泵基本屬于恒轉(zhuǎn)矩負載。在液壓機空載條件下，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)點是節(jié)電效果較好，同時延長，液壓泵的壽命和降低了噪聲，缺點是投資大且對液壓機的工作狀態(tài)有影響。
4.3節(jié)電器與變頻器在液壓機應用中綜合性價比的對比
由上述分析可知，在2000t大型液壓機節(jié)能試驗中變頻器表現(xiàn)出了節(jié)電器無法相比的優(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85.7%，降低機床噪聲和延長液壓泵壽命的效果。它的缺點：由于它是通過降低液壓泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)節(jié)能，所以對液壓機的工作狀態(tài)有影響。但是，這一缺點可以通過電氣控制來解決。
節(jié)電器固然不會改變電動機的轉(zhuǎn)速，對液壓機的工作狀態(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比來分析。一臺75 kW的國產(chǎn)森蘭變頻器價格為3．3萬元，一臺75 kW的國產(chǎn)齊力達節(jié)電器價格為1. 3萬元，變頻器的綜合節(jié)電率是節(jié)電器的4．285倍，而其價格僅是節(jié)電器的2．538倍，同時變頻器節(jié)能方案具有節(jié)電器節(jié)能方案所沒有的降低機床噪聲和延長液壓泵壽命這兩項明顯的上風，延長液壓泵壽命就意味著節(jié)約設備維修用度，降低機床噪聲就是對工人工作環(huán)境的改善，同時也為環(huán)境噪聲污染治理做出應有的貢獻。
5 結(jié)論
綜上所述，在2000t大型液壓機節(jié)能試驗中變頻器節(jié)能方案表現(xiàn)出了節(jié)電器節(jié)能方案無法相比的優(yōu)越性能，即綜合節(jié)電率高達85．7％，同時還有降低機床噪音和延長液壓泵壽命的明顯效果。因此，變頻器節(jié)能方案的綜合性價比優(yōu)于節(jié)電器節(jié)能方案。
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