日期：2023-02-22 18:33:29瀏覽量：62082
電動機的電磁線圈。資料來源：國家可再生能源實驗室
在許多應用中，在交流電動機的上游添加變頻驅動器（VFD）可以降低能耗，減少峰值需求并提高功率因數。在啟動和運行期間降低電動機速度可以削減維護成本，增加正常運行時間并延長設備壽命。盡可能降低電動機速度可以減輕電動機及其連接設備的壓力。無論是應用程序泵，物料輸送機還是自動化設備，都可以通過計算和限制系統的最大必要速度，以及在啟動和停止時平滑加速和減速來減少維護。
盡管本文的主要重點是顯示降低電機減速度如何降低維護和維修成本，但使用VFD在某些應用中還可以節省大量電機減速度能源。根據美國能源部的出版物“可調速驅動器的部分負載效率”，將旋轉設備的速度降低20％可以將輸入功率需求降低大約50％。根據IHS Technology的研究，這一點尤為重要，該研究發現，對于工廠中使用的普通電動機，電動機總擁有成本的96％由其終生用電量構成。電機減速度維修和保養費用占另外2％，購買費用占剩余的2％。
負責IHS Technology旋轉機械和控制裝置的分析師凱文·席勒（Kevin Schiller）表示，很難計算出連接至電動機的VFD的平均投資回報率。在進行此類計算時要考慮的變量包括電動機規格（包括額定功率，電動機效率，電動機類型），應用（最常見的是泵，風扇和壓縮機），電動機運行情況（包括電動機的啟動/停止頻率，在不同的負載百分比，電機運行天數，以前使用機械節流的情況下的運行時間以及其他成本因素（例如回扣/激勵措施，電價和VFD效率）。
席勒說，驅動器附件的其他好處可以減少投資回收期，包括減少電動機應力和延長電動機壽命，減少涌入電流，以及在具有這種功能的驅動器上實現可再生的節省和諧波的緩解。
席勒說，一般來說，供應商報告說，客戶在做出電機系統購買決定時最多期望2年的投資回報。一些供應商已經相應地改變了策略，計劃免費提供更節能的設備，并從安裝后實現的節能中收取費用。這在改造方案中更常見，尤其是在樓宇自動化應用（例如HVAC設備）中。
考慮最常見的電動機故障原因時，電動機軸承和損壞的定子繞組位于頂部或頂部附近。兩者合計，軸承和繞組問題占電機故障的一半以上。較少的電動機旋轉可減少磨損，因此降低電動機速度可增加轉子和軸承的使用壽命。以較低的速度運行還會減少動態和靜態負載以及熱，振動和沖擊應力。
從停止狀態緩慢上升到運行速度，并以較低的速度運行電動機，這可以減少電動機軸承，電動機繞組絕緣層和連接的機械組件的磨損，從而延長電動機的使用壽命。從理論上講，降低電動機速度以在泵和風扇上提供50％的流量將使馬力要求降低到100％流量時所需功率的1/8。減少了工作量，因此減少了磨損。
