IESMC 智能电机节电器
产品简介
详细信息
国内的调查资料表明，电机消耗的电能占我国工业用电总量的60％～70％。而且通常有60％的电机都在60％或以下的负荷状况下运行，大马拉小车与低负荷运行的情况相当普遍。在此状态下，电机消耗的电能中有相当部分是以发热、铁损、噪音与振动等形式浪费掉。下面是导致电能浪费产生的几个主要因素：
1.设备上配置的电动机容量大：
为设备配置电动机容量均按zui大负载考虑。正常工作时，电动机带动负载比较小，只是在偶然情况才带动大负载进行工作。如果不配置大容量电动机，负载大时将无法工作。2.长时间轻载运行：
很多生产设备大半的时间都处于备料、等待等状态，负载很轻，经常开、停机损伤设备或不方便停机，有的设备甚至不能停机，因而电机只有小半的时间或更少的时间才重载工作，产生巨大的浪费。
3.长时间无规律变负载运行：
工作在公用场所或商业场所以及其它企业场所的设备(如扶梯、空调等)，其负载变化大，并且无规律，电动机容量小将无法满足人多或重物等运行情况的需要，所以必须配置比较大的电动机，并且留有较多的余量，以预防超负载运行的需要。
4.长时间有规律地动态负载运行：
有些电动机经常在空载或轻载与重负载之间进行有规律变化的运转，有些电动机在运转过程中设备本身由于重量的自由落体或贯性运动，长年有一部分电能不能充分利用，浪费巨大。
5.电网电压偏高造成浪费：
在电力供电系统中，为避免送电过程中的线路损耗及用电高峰造成的末端电压过低，都以较高电压传输，电网电压往往超出电动机的额定电压，电动机磁通或磁通密度随电压升高而增大，铁损耗和铜损耗增加，zui终导致电动机运行温度升高，寿命缩短，能耗增加。
6.电网当中大量瞬流、浪涌的存在：
研究表明，日光灯一个简单的开关动作，就有24个瞬流产生，电压有时高达1200V，办公室及商店，瞬流产生的次数在900000次，额外增加的电耗在20%以上，一般工厂瞬流次数在6000-81000次，额外增加的损耗达30%以上，大型工厂、大开关负载次数在180000-432000次，额外增加的电耗达35%以上，瞬流产生的高电压会使电机过热而效率降低，使各种触点产生氧化性碳膜层而接触不良，会使电表产生跳越和冲击式跳动而计量不正确。总的效果是使用户增加电费和加速设备损坏。
电动机节电率受哪些因素影响？
电动机节电率受电动机的负荷率、负荷变化速率、功率因数、电网电压等因素的影响。
电动机在拖动一般的机械设备时，设备的负荷越轻（电动机的负荷率越低），电动机的功率因数也就越低。一般电动机所拖动的机械设备由于自身的重量都具有一定的惯性，机械设备的重量越大，惯性也就越大，启动时需要较大的功率，而设备启动之后的运转只需要很小的维持力矩，这时电动机的负荷率会很低。电机负荷越低，说明电机“大马拉小车”的情况越严重，节省电能的空间也越大，节约比率也就越高。电网电压超出正常值越高，电动机的损耗也就越高，这时的节约电能空间越大，可以得到的节约比率也就越高。
电动机运行存在的问题及IESMC智能节电器相应的解决办法
电动机运行当中存在的问题 | IESMC智能电机节电器相应的解决办法 |
| 电能方面 高启动电流，电源电压下降或中断，接触器损耗/失效/超负荷/过热 | 减少电流冲击和降低启动电流，减轻电器设备和电机线圈的磨损，允许更高频率的电机启停，加强对电机及其周边设备的保护 |
| 机械方面 突然的高负载，传输劳损/失效，传动带受压或滑脱，噪音和震动 | 平滑无级加速减轻机械传动系统的压力，逐渐减速控制，增加安全性 |
| 经济方面 增加设备维修费用，降低电机寿命，浪费电能 | 降低高峰需求，提高功率因数，减少维护成本，提高使用寿命；低廉的安装成本，投资回收快 |
| 应用方面 增加停工期，生产损失，产品损毁/损坏，缺乏操控能力 | 降低次品率，提高生产量，增强用户的操控能力 |
IESMC智能电机节电器工作原理
IESMC采用智能化的微处理器控制，自动跟踪检测电机运行中的负载变化， 检测信号经节能软件分析、处理后，动态调节电机运行过程中的电压电流，在保证电机转速的前提下， 保持电机的输出转矩与负载的精确匹配，有效地减少有功功率和无功功率损耗，也相应减少了磁损耗，同时使 电机的功率因数提高。在轻负载的情况下，将电机的电压自动降至zui低需求，而转速保持恒定，降低电机的定子 励磁电流，使得供电线路损耗、电机绕组的铜损耗显著减少，电机的铁损下降，避免电机的电能浪费，提高了电 机的效率。如果负载增加，电压通过可控硅能在百分之一秒内自动上升以防止电机失速，使电机的输出功率与实 时负荷刚好匹配,从而减低铜损、铁损,改善电机起动性能,达到节约电能的目的。同时，可保证电机连续平滑地启 动，消除了常规启动方式因启动电流大对设备造成的机械冲击，有效地降低轴承和皮带的磨损，大大减少了传动机IESMC有那些技术特点？
- 采用微电脑数字控制技术，使繁杂的控制线路集成化、简单化。
- 既提高了系统运行可靠性，又使维修工作量大大减少。同时能降低传动系统的停车率，提高综合生产效率。
- 无触点程序降压启动，既软启动、软停车。既改善了电动机启动时对电网的影响，又降低了电动机启动时自身所承受的较大机械冲击力，随着电动机启动升速，自动增加启动电压、使电动机加速启动。与Y－△起动器及自耦减压起动器比较，其zui大优点：适合频繁起动，适合重载起动，起动升速平滑、无噪声、无振动、无火花、适用范围广。
- 采用控制软件实现节能运行。随着电动机负载率的变化，自动调整电动机的输入电压，使电动机运行功率因数相应提高。同时降低电动机运行时的功率损耗。对经常处于低负载，以及负载变化较频繁的电动机，节能效率显著。在60%负载以下运行，平均节能15%。
- 全功能保护系统。对电动机控制系统设有失压、过流、断相、短路等保护。
IESMC适用于哪些设备？
适用于有负载变化，低负荷率，低功率因数的惯性负载电动机。- 1、化学工业：搅拌器、空压机、原料泵、吹风机、离心机、输送机、磨碎机、注塑机、混合器等。
- 2、矿山企业：柏油拌合机、水泥拌合机、石矿电钻、输送带、岩石切割机、浮选机、球磨机、压碎机等
- 3、食品加工业：空压机、装瓶设备、搅拌机、真空泵、冷冰机、输送带、冰冷压缩机等。
- 4、木材加工业：空压机、切片机、锯木电锯、抽风机、磨光机、木材粉碎机等。
- 5、商业企业：冷藏设备、输送机、印刷机、自动扶梯、大型建筑空调机等。
- 6、纺织工业：染织机、空压机、织布机、抽风机、电衣车、纺纱机、卷车固定机等。
- 7、橡胶与塑胶工艺：成形射击机、搅拌机、磨粉机、混合机、各种成压铸机等。
- 8、造纸业：纸浆机、离心机、切片机、筛捡机、木材切碎机等。
- 9、机械加工业：切割机、剪板机、冲压机、各式机床等。
- 10、石油工业：抽油机、抽油泵等。
电机节电器技术参数
※详细的技术参数见《产品使用手册》工作电压 单项220V、三项220V—630V (±10%) 频率 50—60Hz 运行环境温度 －30℃--＋40℃ 储存环境温度 －40℃--＋60℃ 散热 自然散热/风扇散热 相对湿度 95%以下（不结露） 外壳防护等级 IP20标准封套 海拔高度 zui高1000米，每超出100米功率将下降1% IESMC节电原理分析
工业和商业用于驱动的电机绝大多数是鼠笼式交流感应电机。此类电机具有成本低、坚固耐用、可靠性高、使用简便等特点。但存在的zui大问题就是：高启动电流及它不能在启动和运行时将电机扭力配合负荷扭力。在启动时，电机会产生150-200%的扭力（见图1）方可于瞬间将转速提升至zui高速，因而容易导致电机受损。与此同时，它可耗用高达6-8倍的额定电流，影响了供电电源的稳定性（见图2）；每当电机长时间处于半负荷状态，其线圈会出现漏磁效应，导致电机性能下降，亦是电机zui浪费电能的因素之一。
交流感应电机的工作原理是在定子的对称三相绕组中通过三相对称电流产生三相旋转磁动势；其中基波磁动势作用于光滑气隙，并在气隙中产生基波旋转磁场。基波旋转磁场以同步转速NS=60F/P旋转，切割定、转子绕组而分别在绕组中感生电动势。转子电动势在自成闭合回路的转子绕组中产生电流，该电流与气隙中基波磁场作用，产生电磁转矩，从而使转子旋转驱动机械负载。
电机都必须消耗一定的能量以提供磁场让其连续工作。当供给笼型电机的端电压恒定时， 因此产生的磁通也保持恒定。在额定转速下，磁场消耗的能量保持恒定，与负载所需的转矩无关, 支持负载转矩的能量大小取决于转矩的大小。当负载转矩增加，转子的转速会稍微下降(转差率增大)，使得感应的转子电流上升以增加转矩，转子中增加的电流由定子线圈中增加的电流来平衡。相反， 如果需要的负载转矩减少，转差率减少，转子电流下降，定子电流也相应下降。但在端电压恒定的情况下,定子提供磁场的电流在任何负载转矩条件下将保持恒定。结果是感应电机的效率随负载的减少而降低.下图表示典型的电机损耗与负荷的关系：
事实上很少的电机始终在额定条件下运行。通常选择的标准电机其标称均高于驱动负载时的zui大需求。当提供额定电压时即使满负荷运行也有节电空间。有些应用其负荷本来就是变化的，而选择的电机大小必须满足其zui大负荷时的需求，尽管zui大负荷只是间断出现，其他时间负荷要小得多。
由于电机产生的转矩与供电电压的平方成正比，降低端电压将减少转矩。降低电压实际上是降低了电机的额定输出功率。也意味着所需磁场能量的减少。利用这一原理IESMC智能电机节电器可以在从空载至多数负载情况下保持恒定的电机效率。
IESMC智能电机节电器采用智能化的微处理器控制，无需人工调节。 在轻负载的情况下电机的电压自动降至zui低需求，而转速保持恒定，因此降低了不必要的损耗。 如果负载增加，电压将自动上升以防止电机失速。
轻负载状态下的输出电压波形
IESMC智能电机节电器通过闭环反馈系统控制，其感应电路比较通过电机的电压和电流波形。由于是电感电路， 电压和电流波形存在时间差，负载越轻，电流波形的滞后越大。空载时电机的效率zui低，波形间的间隔也越大。 微处理器将监测波形间的间隔并相应地调整可控硅的触发脉冲,其速度为每秒钟改变100次。这一速度比电机所 能响应的速度要快得多，但对防止电机在任何负载工况出现失速是十分必要的。原则上，在轻载条件下，如果 可以将过剩的励磁电流减少到仅仅与保持负荷的恒定转矩相匹配，则可使电机的运行效率提高。
IESMC智能 电机节电器通过改变电机的相位角来实现控制。下图中,电压V和电流I均以相量形式表示.两者之间的夹角即相位 角。可定为电流超前或滞后电压的量。对于感应电机，电流通常滞后于电压。功率因数(QPF)是量化的电流-电压 滞后的三角关系。
电机功率因数与相位角关系之描述
在不同的负荷条件下，相位角将随之改变。下图是电机电压和电流在不同负荷条件下的说明。 请注意：在部分负荷条件下，相位角或电压电流之间的时间滞后将增加。通常在负载情况下， 电机的电流滞后于电压30°；在空载情况下，电机电流滞后于电压80°。
IESMC智能电机节电器连续监测电机电压和电流之间的相位角，依据负荷的变化改变相位角， IESMC智能电机节电器通过使用三端双向晶闸管等半导体开关元件来“切削”电压而进行控制。
三端双向可控硅只允许电源电压正半周和负半周的一部分供给电机。如下图所示：这样的结果是降低了供给电机的均方根电压，其结果是磁滞损耗zui小化，相位角回到原来的大小。电机效率提高。为了更好的理解为什么损耗会zui小化，首先要分析电机负荷变化时将影响哪些因素。
我们知道，维持电机工作的电流是由两个不同的部分组成：负载或阻性电流(IR1)和感性或励磁电流(IM1)。感性电流依赖于电压和磁通密度。在一定程度上,阻性电流也是电压的函数。在满负荷也就是在满电压情况下，感性电流和阻性电流合成相位角QPF.当电机的负荷下降，一些参数将发生变化。产生负载转矩的阻性电流(IR2)和相对不变的感性电流(IM2)合成的相位角将增大，如下图所示：控制器通过降低电机的供电电压而减少感性电流(IM3)，起到使相位角趋近原来大小的作用，从而降低磁滞损耗。
在轻负荷情况下，阻性电流产生的铁心损耗也将随着电压的降低而减少。因此，电机的电耗有效下降。