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怎样去判断风机使用电机的优劣

详细信息

其实这个话题不小,也需要掌握一定的基础知识。为了介绍得更清楚,那我就换位思考,从一个风机最终用户的角度来谈谈选择风机电机的时候该注意哪些方面。

总体上说,每个风机使用者所关心的无非是两个方面,一个是初期采购投入成本,买到的产品一定要性价比高而且质量也要好;另一个是使用过程中的成本,能耗低而且维护成本低。电机作为风机上使用的关键部件,在做采购决策时必须考虑上述几个因素。

俗话说,买的不如卖的精。这其实也可以理解为市场交易中买方和卖方的信息不对称及技术能力不对称的客观反映。作为无法全面掌握信息的买方,该如何应对这样的情况?该如何在决策前去判断来自不同厂商的电机既物美价廉而且后期使用成本低呢?

先从物美价廉的电机说起吧。基本上这是个伪命题,因为一般上物美都不会价廉。不过我们还是可以从一些方面来判断不同厂商的产品优劣,最起码要做到能看出来哪些是物美。通常,基本上会从设计、用材、制造、检测和质控体系几个方面来判断。比如说,电机是IEC标准还是NEMA标准,IP等级,绝缘等级,功率和功率因数,电机效率,绕组材料、定子硅钢片厂家,转子动平衡等级,如果是铸铝端盖的话还需要看轴承室设计等等很多方面,就不在这里逐一列举。说了这么多,可能大家还是一头雾水,因为不可能每个人都能全面了解电机技术。所以我的建议还是,一定要选用进口品牌或者国内大厂品牌的电机,不敢说每个品牌电机厂商都是良心企业,但他们毕竟不是小作坊,之前从事工业领域所拥有完善的设计和制造能力以及质量管控体系还是可以为我们提供能稳定运行的风机电机。

关于风机电机的使用成本,无外乎是电机能耗和维护保养成本。基本上电机质量过关的话,维护保养成本还是很低。真碰上三天两头烧电机坏轴承的,八成是图便宜买到作坊电机和扇叶了。这里主要谈谈电机能耗的问题,先介绍几个关于电机的常识。通常电机铭牌上标注的额定功率是电机的输出功率,而额定电流是电机可以输入的最大电流值。这说明如果用你在现场实测的电机电流和电压值算出来的功率在大部分情况下是高于电机铭牌上的功率的。这里面不仅有电机输入功率和输出功率的不同,而且还没有考虑电机的实际功率因数。

什么是电动机的功率因数?

异步电动机的功率因数是衡量在异步电动机输入的视在功率(即容量等于三倍相电流与相电压的乘积)中,真正消耗的有功功率所占比重的大小,其值为输入的有功功率P1与视在功率S之比,用cosψ来表示。

电动机在运行中,功率因数是变化的,其变化大小与负载大小有关,电动机空载运行时,定子绕组的电流基本上是产生旋转磁场的无功电流分量,有功电流分量很小。此时,功率因数很低,约为0.2左右,当电动机带上负载运行时,要输出机械功率,定子绕组电流中的有功电流分量增加,功率因数也随之提高。当电动机在额定负载下运行时,功率因数达到最大值,一般约为0.7-0.9。因此,电动机应避免空载运行,防止“大马拉小车”现象。

什么是电动机的输入功率和输出功率

电动机从电源吸取的有功功率,称为电动机的输入功率,一般用P1表示。而电动机转轴上输出的机械功率,称为输出功率,一般用P2表示。在额定负载下,P2就是额定功率Pn。

电动机运行时,内部总有一定的功率损耗,这些损耗包括:绕组上的铜(或铝)损耗,铁芯上的铁损耗以及各种机械损耗等。因此输入功率等于损耗功率与输出功率之和,也就是说,输出功率小于输入功率。

什么是电动机的效率

电动机内部功率损耗的大小是用效率来衡量的,输出功率与输入功率的比值称为电动机的效率,其代表符号为,常用百分数表示,即:效率高,说明损耗小,节约电能。但过高的效率要求,将使电动机的成本增加。一般异步电动机在额定负载下其效率为75~92%。异步电动机的效率也随着负载的大小而变化。空载时效率为零,负载增加,效率随之增大,当负载为额定负载的0.7~1倍时,效率最高,运行最经济。

名词解释结束,回到刚才介绍的电机能耗。作为最终用户,肯定要关心风机上所使用的电机效率,这也是构成风机自身效率的一部分。通常电机功率越小效率越低,而且每台电机的效率都是和风机负载工作点有关。对于定速风机来说,如果风机设计合理,往往电机最大效率点是设计在风机在某个工作负压下的定速运转功率下。但是对于变速风机来说,只要你使用的是异步电动机,无论是使用变压调速还是变频器调速,在低速下效率都很差。这也是未来永磁同步电机能解决能耗问题的原因,以后专门讨论永磁同步电机。

功率因数是和无功功率有关,由于目前用电单位的供配电系统内都装有一定容量的功率因数补偿系统,正常情况下是不会为此部分无功功率付电费的,因此也谈不上成本。关于功率因数和电费之间的关系,如果大家有兴趣,也可以单独介绍。说简单一点,如果给你的风机单独装一块电表来记录电耗,这部分无功功率是不会被电度表记录下来的,电度表只是记录下风机消耗的有功功率。

最后总结一下,电机的能耗主要还是要看电机自身的效率(电机效率是电机设计、用材、制造和质量的综合体现)和与风机配合的工作点。即使电机的效率很高,但是当作变速电机使用时,在低功率点的时候效率同样很低。对于用户来说,如果没有权威的风机测试数据来证明实际风机能耗,最好的办法就是给风机装一块电度表来看看风机到底花了多少电费。

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