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网站首页 >> 新闻资讯 >>技术文章 >> 开关磁阻电机应用在中央空调节能效果明显
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开关磁阻电机应用在中央空调节能效果明显

时间:2015-11-09     【转载】

一、     开关磁阻电机简介

开关磁阻电机调速系统是继直流电机调速系统、变频调速系统之后的调速电机。随着开关磁阻电机功率的不断增大,性能的不断稳定,近几年在国内很多行业,得到了非常广泛的应用,被传动领域专家称为继直流电机调速系统、变频调速系统之后的第三代调速系统。

开关磁阻电机调速系统主要由开关磁阻电机(SRM)、操作电路系统、控制电路系统和功率电路系统等组成。下图示出了该系统的结构框图。

二、     开关磁阻电机特点

(1)效率高,节能效果好。在所有的调速和功率范围内,SRD效率都可达到85%以上,整体效率比交流异步电动机变频调速系统(简称变频调速)至少高10%以上,在低速工作的状态下其效率能够提高20~30%以上。与直流调速、串级调速、电磁调速等系统相比,SRD节电效果更明显。 

(2)起动转矩大,特别适合于那些需要重载起动和负载变化明显并且频繁的场合。SRD控制器从电源侧吸收较少的电流,在电机侧可得到较大的起动转矩,起动转矩达额定转矩的150%时(车用300%)、起动电流仅为额定电流的30%,比之直流流电动机的100%电流获得100%的转矩的性能,优势非常明显。

(3)调速范围广。SR电动机可以在低速下长期运行。由于效率高,在低速下的温升程度比额定工况时还要低。此外,SR电动机最高转速不会像交流电动机那样受极数的限制,可以根据实际需要灵活地设定最高转速,最高转速可达10000rpm。

(4)可频繁正、反转,频繁起动、停止,电动车等应用场合。

(5)起动电流小,避免了对蓄电池的冲击,在整个工作范围内,其起动电流小于额定电流。

(7)电机结构简单、坚固、制造工艺简单,成本低。工作可靠,能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境,不存在直流永磁电机的退磁现象。

(8)由于控制器中功率变换器与电机绕组串联,不会出现变频调速系统功率变换器可能出现的直通故障,可靠性大为提高。

三、性能指标


额定功率(KW)

15

额定转速(RPM)

1500

转速范围(RPM)

50~1500

额定转矩(N.M)

95

输出特性

额定转速以下为恒扭矩,额定转速以上为恒功率

过载能力

120%(额定功率)

起动转矩

150%(额定转矩)

制动转矩

100%(额定转矩)

起动电流

30%(额定电流)

转速精度(RPM)

±1.5

稳速精度

0.15%(最高转速)

相应时间

0.2秒

电源

电压/频率

3~380V/50Hz

允许波动范围

±15%,50Hz±10%

转速给定

1)≥1KΩ电位器; 2)0~+10V或-10V~+10V电压

起停控制

1)起动开关;2)触头

转向控制

1)起动开关;2)触头;3)转速给定的电压极性

升降时间

0.3~3秒,电位器整定

点动控制

开关或触头,180RPM左右

保护功能

电源过压

动作值不低于110%额定电压,人工恢复

电源欠压

动作值不低于85%额定电压,人工恢复

电源缺相

缺相停机,人工恢复

电动机过载

延时15秒动作,人工恢复

电动机堵转

延时1秒动作,人工恢复

电动机过流

动作值为160%额定电流,人工恢复

控制器输出短路

延时10秒动作,人工恢复

控制器高热

动作值为70°C,人工恢复

电动机

绝缘等级

B(或F)

防护等级

IP44

冷却型式

风扇自冷

控制器

安装型式

壁挂式

防护等级

IP23

冷却型式

风扇自冷

环境要求

标高/振动

1000米以下,0.6g以下

存储温度

-25~65°C

使用温度

-5~40°C

相对湿度

不大于90%,不结露


显示功能

电源显示,电动机运行显示,电动机转速显示,保护显示

 四、用在空调上的节能原理

下面是开关磁阻电机与传统调速电机的效率比较曲线:

说明:

1,对于90%以上的工业应用现场,为了提高设备的整体可靠性,或为了增加电机启动扭矩,所选配的电机额定功率总是大于实际所需功率,大部分电机长时间工作在输出功率的80%,70%,60% ,40%,30%甚至更低,故效率偏低,从上图的功率-效率曲线可见,开关磁阻能够保持高效,解决了这一问题;

2,在很多需要调速的工业现场,速度越低,传统电机效率越低,从上图的速度-效率曲线可见,开关磁阻电机能够保持高效,解决了这一问题。

对于中央空调来说,负载变化非常频繁。室外温度和室内温度相差较大时,空调负荷大,空调压缩机电机需高速高负荷运行,才能保持室内温度恒定;当室温温度和室内温度相差较小时,空调负荷小,空调压缩机电机低速低负荷运行,即可满足室内温度要求。在中国内陆大部分地区,一年中的不同季节,每一天的不同时刻,环境温度变化是很大的。在很多地区,冬季温度和夏季温度相差近60℃,每天的白天和夜晚温差近30 ℃。

在这种情况下,为了保持室内温度恒定,对于空调的电机来说,有2个特点:1,电机频繁工作在负荷变化非常大的场合;2,电机的速度变化非常大。

   从上面的节能曲线可以看出,在额定点附近,开关磁阻电机和其他电机效率非常接近,但在上面的在这种工作情况下,电机的综合效率比其他电机效率高30%~50%。根据我们的原来在空调类负载上的测试数据,节能量应该不低于30%。


                                  淄博京科电气研究所

                                 淄博京科电气有限公司

                                   2015年7月10日

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