หน้าแรก > บนพีเอ็มมอเตอร์ > การคำนวณเปรียบเทียบการประหยัดพลังงานของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูงและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

การคำนวณเปรียบเทียบการประหยัดพลังงานของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูงและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

2022-08-30 13:05:59

By

    แบ่งปันไปที่:

01 ประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลัง

เมื่อมอเตอร์อะซิงโครนัสทำงาน ขดลวดโรเตอร์จะต้องดูดซับพลังงานไฟฟ้าบางส่วนจากโครงข่ายเพื่อกระตุ้น ซึ่งจะสิ้นเปลืองพลังงานโครงข่าย ในที่สุดพลังงานไฟฟ้าส่วนนี้จะถูกใช้โดยกระแสในขดลวดโรเตอร์เพื่อสร้างความร้อน และการสูญเสียจะคิดเป็นประมาณ 20~30% ของการสูญเสียมอเตอร์ทั้งหมด ซึ่งจะลดประสิทธิภาพของมอเตอร์ กระแสกระตุ้นของโรเตอร์จะถูกแปลงเป็นกระแสอุปนัยหลังจากที่ขดลวดสเตเตอร์ ดังนั้นกระแสที่เข้าสู่ขดลวดสเตเตอร์จะล่าช้ากว่าแรงดันกริดไปหนึ่งมุม ส่งผลให้ค่าตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ลดลง

นอกจากนี้ จากกราฟประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรและมอเตอร์อะซิงโครนัส (รูปที่ 1) จะเห็นได้ว่าเมื่ออัตราการโหลด (=P2/Pn) ของมอเตอร์อะซิงโครนัสน้อยกว่า 50% ประสิทธิภาพการดำเนินงานและตัวประกอบกำลังในการดำเนินงานลดลงอย่างมาก ดังนั้นโดยทั่วไปจึงต้องดำเนินการในเขตเศรษฐกิจ กล่าวคือ อัตราการโหลดอยู่ระหว่าง 75% ถึง 100%

หลังจาก มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร ถูกฝังอยู่กับแม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์ แม่เหล็กถาวรถูกใช้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ ในระหว่างการทำงานปกติ สนามแม่เหล็กของโรเตอร์และสเตเตอร์จะทำงานพร้อมกัน ไม่มีกระแสเหนี่ยวนำในโรเตอร์ และไม่มีการสูญเสียความต้านทานของโรเตอร์ มีเพียงสิ่งนี้เท่านั้นที่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้ 4% ~ 50%

เนื่องจากไม่มีการกระตุ้นกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในโรเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ขดลวดสเตเตอร์อาจเป็นโหลดความต้านทานล้วนๆ ทำให้ตัวประกอบกำลังของมอเตอร์อยู่ใกล้ 1 อย่างไม่สิ้นสุด จากเส้นโค้งประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรและ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส (รูปที่ 1) จะเห็นได้ว่าเมื่ออัตราการโหลดของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรอยู่ที่> 20% ประสิทธิภาพการทำงานและตัวประกอบกำลังในการทำงานของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก และประสิทธิภาพในการทำงาน คือ >80%

รูปที่ 1 ประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังเทียบกับเส้นโค้งอัตราการโหลด

02 อุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้น

เมื่อมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสทำงานจะมีกระแสไหลในขดลวดโรเตอร์และกระแสไฟฟ้านี้ถูกใช้ไปอย่างสมบูรณ์ในรูปของพลังงานความร้อน ดังนั้นความร้อนจำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นในขดลวดโรเตอร์ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของมอเตอร์เพิ่มขึ้น และส่งผลต่ออายุการใช้งานของมอเตอร์

เนื่องจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรมีประสิทธิภาพสูง จึงไม่มีการสูญเสียความต้านทานในขดลวดของโรเตอร์ และมีกระแสปฏิกิริยาน้อยหรือแทบไม่มีเลยในขดลวดสเตเตอร์ ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์จึงต่ำ และอุณหภูมิที่ต่ำมาก- อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นยังช่วยยืดอายุการใช้งานของแม่เหล็กถาวรและยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ การประยุกต์ใช้เครื่องลากลิฟต์อย่างครอบคลุมก็พิสูจน์จุดนี้ได้เช่นกัน

03 ผลกระทบต่อการทำงานของกริด

เนื่องจากตัวประกอบกำลังไฟฟ้าต่ำของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส มอเตอร์จึงต้องดูดซับกระแสรีแอกทีฟจำนวนมากจากโครงข่ายไฟฟ้า ส่งผลให้กระแสรีแอกทีฟจำนวนมากในโครงข่ายไฟฟ้า อุปกรณ์ส่งและแปลงกำลัง และอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยลดปัจจัยด้านคุณภาพของโครงข่ายไฟฟ้าและเพิ่มโครงข่ายไฟฟ้าและระบบส่งกำลัง โหลดของอุปกรณ์สร้างพลังงานไฟฟ้าของอุปกรณ์สถานีย่อยและกระแสไฟฟ้ารีแอกทีฟกินส่วนหนึ่งของพลังงานไฟฟ้าในโครงข่ายไฟฟ้า อุปกรณ์ส่งและเปลี่ยนกำลัง และอุปกรณ์สร้างไฟฟ้า ส่งผลให้ประสิทธิภาพของโครงข่ายไฟฟ้าลดลงและส่งผลต่อการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ เนื่องจากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมีประสิทธิภาพต่ำ เพื่อตอบสนองความต้องการของกำลังไฟฟ้าขาออก จึงจำเป็นต้องดูดซับพลังงานจากโครงข่ายมากขึ้น ซึ่งจะเพิ่มการสูญเสียพลังงานโครงข่ายและทำให้ภาระงานโครงข่ายรุนแรงขึ้น

ไม่มีการกระตุ้นกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในโรเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ค่าตัวประกอบกำลังของมอเตอร์อยู่ในระดับสูง ปัจจัยด้านคุณภาพของโครงข่ายไฟฟ้าได้รับการปรับปรุง และไม่จำเป็นต้องติดตั้งตัวชดเชยในโครงข่ายไฟฟ้าอีกต่อไป ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรมีประสิทธิภาพสูง จึงช่วยประหยัดไฟฟ้าด้วย

04 การคำนวณการประหยัดพลังงาน

เมื่อประสิทธิภาพของมอเตอร์ภายใต้โหลดที่กำหนดเพิ่มขึ้นจาก η1 เป็น η2 พลังงานไฟฟ้า ws (kW·h) ที่มอเตอร์ประหยัดได้สำหรับการทำงานหนึ่งปีจะเป็นดังนี้:

ในสูตร: PN—- กำลังพิกัดของมอเตอร์ (kW);

LF% – อัตราโหลดการทำงานของมอเตอร์

ธ —- เวลาทำการประจำปี (h)

จากตัวอย่างสภาพการทำงานที่กำหนดของมอเตอร์ 22kW-4P ประสิทธิภาพของมอเตอร์อะซิงโครนัสซีรีส์ Y คือ 91.5% เมื่อประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเป็น 94.7% หลังจากเปลี่ยนเป็นมอเตอร์แม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูง หนึ่งยูนิตสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ทุกปี: 4.09×103 kW.h

หมายเหตุ การคำนวณข้างต้นดำเนินการภายใต้สภาวะการทำงานที่ได้รับการจัดอันดับ หากอัตราการโหลดเปลี่ยนแปลงและสภาพการทำงานด้วยช่วงความเร็วในการหมุนที่กว้าง ผลการประหยัดพลังงานจะมากกว่าจุดที่กำหนดมาก

05 สรุป

เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรมีข้อดีที่ชัดเจน มีประสิทธิภาพสูง ตัวประกอบกำลังสูง ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ดี ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิต่ำ ผลการประหยัดพลังงานที่สำคัญ และตัวประกอบคุณภาพที่ดีกว่าของโครงข่ายไฟฟ้า ทำให้เล่นเต็มความจุของโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ ประหยัด การลงทุนโครงข่ายไฟฟ้าช่วยแก้ปัญหาปรากฏการณ์ “มอเตอร์กำลังสูงเพื่อลากโหลดเบา” ในอุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างมาก

สินค้าที่เกี่ยวข้อง