1 引言
我國電力工業(yè)目前發(fā)電裝機容量達到3.16億kW，年發(fā)電量達到了13500億
kWh。我國的電力消耗僅次于美國位居世界第二位，但我國人均用電只有1038kWh，還不到發(fā)達國家用電水平的10%。
去年夏天，我國持續(xù)高溫酷熱，導(dǎo)致部分城市由于電力供應(yīng)緊張拉閘限電。用電緊張從往年的季節(jié)性轉(zhuǎn)變?yōu)槿晷?，出現(xiàn)電力、電量雙缺口，機組長期高負荷運轉(zhuǎn)，故障增多。我國正處于向大規(guī)模工業(yè)化和城市化過渡的快速發(fā)展階段，能源消費增長巨大。目前我國電力能源利用效率較低、消耗高、浪費大。在過去的20年里，我國已在能源利用上取得“GDP翻兩番而能源消費僅翻一番”的令人矚目的成績，但我國能源消耗，尤其工業(yè)用電設(shè)備浪費電能嚴重。據(jù)有關(guān)專家介紹:2002年我國能源消費強度為1.18噸標準煤/千美元GDP，遠遠高于發(fā)達國家;創(chuàng)造每萬美元GDP所消耗的能源數(shù)量，我國是美國的3倍、德國的5倍、日本的近6倍;能源系統(tǒng)效率為33.4%，低于國際先進水平10個百分點左右。面對用電效率不高，電力供應(yīng)形勢不容樂觀的現(xiàn)實，如何科學(xué)節(jié)約用電的話題今天又引起各行各業(yè)的高度關(guān)注。
為了提高電動機的運行效率，保護電機的安全運行，經(jīng)過市場的多方考查，陽煤集團決定在二礦選煤廠的主要設(shè)備----煤泥離心機采用北京中礦節(jié)能技術(shù)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的電動機專用節(jié)電器，檢測實際效果，為大規(guī)模的技術(shù)改造提供技術(shù)依據(jù)，為進一步提高設(shè)備的自動化程度，保證設(shè)備安全運行，降低企業(yè)的運行成本，增加企業(yè)市場競爭力，為陽煤集團的可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
2 電機節(jié)電器節(jié)電原理
電動機是工礦企業(yè)生產(chǎn)中使用量及耗電量最多的一種電氣設(shè)備。在電機拖動系統(tǒng)中，往往以最高負載量加上裕量來設(shè)計參數(shù)及選型，而在實際的運行中，大部分的電動機不是滿載運行，而是工作于滿電壓、滿速度而負載荷較小的狀態(tài)；對于負載波動頻繁的電機，在滿載運行的同時，也會有很大比例的空載運行時間。
負載的變化會隨著實際需求變化，因此，大多數(shù)情況存在大功率電機拖動小負載的情況（即常說的“大馬拉小車”）。由電機設(shè)計和運行特性可以知道，電動機在滿載運行時效率最高,功率因數(shù)COSΦ最佳；輕載運行效率降低、COSΦ也降低，空載時COSΦ甚至降到0.3以下，所以在輕載運行時電機的電能浪費較大。
這是因為當電機從滿載變化到輕載、空載時，定子電流有功分量減小，而勵磁的無功電流基本不變（所以COSΦ降低）；由于勵磁無功電流基本不變，則空載損耗中占主要成份的定子鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。
下圖表示典型的電機損耗與負荷的關(guān)系。
如果適當降低定子電壓，見電機定子感應(yīng)電勢公式：
U1≈E1=4.44F1N1KN1Φm 其中: N1—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；F.K.N1是常數(shù)。
由于輕載、空載時定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當其它條件不變時，降低定子電壓U1，則Φm比例下降,也即勵磁無功電流IM也成比例下降，這樣定子電流中的無功分量減少了，COSΦ就提高了，適當控制可以接近最佳值。
另外，其它條件不變，定子鐵耗：PFel= PFeIN ×(U1/ UIN)2
其中：PFel—定子鐵耗；PFeIN —定子額定鐵耗；UIN —定子額定端電壓。
可以看出，隨著U1下降，PFel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機的運行效率大大提高，這就是電機節(jié)電器輕載降壓節(jié)電的道理。
3 電機節(jié)電器的性能特點
中礦電機節(jié)電器通過內(nèi)置的工業(yè)計算機實時檢測電動機的負荷情況，分析負載大小和變化趨勢，計算出供給電動機最佳電壓、電流，通過快速控制可控硅的導(dǎo)通角的大小，控制電機的供電電壓，使電機的輸出功率與負荷轉(zhuǎn)矩精確匹配。使電機可在空載和大多數(shù)負荷情況下保持較高恒定的電機效率。
其控制原理圖如下：
同時，電機節(jié)電器還具備完善的軟啟動和軟停車功能，可保證電機連續(xù)平滑地啟動，消除了常規(guī)啟動方式伴隨電機啟動所
我國電力工業(yè)目前發(fā)電裝機容量達到3.16億kW，年發(fā)電量達到了13500億
kWh。我國的電力消耗僅次于美國位居世界第二位，但我國人均用電只有1038kWh，還不到發(fā)達國家用電水平的10%。
去年夏天，我國持續(xù)高溫酷熱，導(dǎo)致部分城市由于電力供應(yīng)緊張拉閘限電。用電緊張從往年的季節(jié)性轉(zhuǎn)變?yōu)槿晷?，出現(xiàn)電力、電量雙缺口，機組長期高負荷運轉(zhuǎn)，故障增多。我國正處于向大規(guī)模工業(yè)化和城市化過渡的快速發(fā)展階段，能源消費增長巨大。目前我國電力能源利用效率較低、消耗高、浪費大。在過去的20年里，我國已在能源利用上取得“GDP翻兩番而能源消費僅翻一番”的令人矚目的成績，但我國能源消耗，尤其工業(yè)用電設(shè)備浪費電能嚴重。據(jù)有關(guān)專家介紹:2002年我國能源消費強度為1.18噸標準煤/千美元GDP，遠遠高于發(fā)達國家;創(chuàng)造每萬美元GDP所消耗的能源數(shù)量，我國是美國的3倍、德國的5倍、日本的近6倍;能源系統(tǒng)效率為33.4%，低于國際先進水平10個百分點左右。面對用電效率不高，電力供應(yīng)形勢不容樂觀的現(xiàn)實，如何科學(xué)節(jié)約用電的話題今天又引起各行各業(yè)的高度關(guān)注。
為了提高電動機的運行效率，保護電機的安全運行，經(jīng)過市場的多方考查，陽煤集團決定在二礦選煤廠的主要設(shè)備----煤泥離心機采用北京中礦節(jié)能技術(shù)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的電動機專用節(jié)電器，檢測實際效果，為大規(guī)模的技術(shù)改造提供技術(shù)依據(jù)，為進一步提高設(shè)備的自動化程度，保證設(shè)備安全運行，降低企業(yè)的運行成本，增加企業(yè)市場競爭力，為陽煤集團的可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
2 電機節(jié)電器節(jié)電原理
電動機是工礦企業(yè)生產(chǎn)中使用量及耗電量最多的一種電氣設(shè)備。在電機拖動系統(tǒng)中，往往以最高負載量加上裕量來設(shè)計參數(shù)及選型，而在實際的運行中，大部分的電動機不是滿載運行，而是工作于滿電壓、滿速度而負載荷較小的狀態(tài)；對于負載波動頻繁的電機，在滿載運行的同時，也會有很大比例的空載運行時間。
負載的變化會隨著實際需求變化，因此，大多數(shù)情況存在大功率電機拖動小負載的情況（即常說的“大馬拉小車”）。由電機設(shè)計和運行特性可以知道，電動機在滿載運行時效率最高,功率因數(shù)COSΦ最佳；輕載運行效率降低、COSΦ也降低，空載時COSΦ甚至降到0.3以下，所以在輕載運行時電機的電能浪費較大。
這是因為當電機從滿載變化到輕載、空載時，定子電流有功分量減小，而勵磁的無功電流基本不變（所以COSΦ降低）；由于勵磁無功電流基本不變，則空載損耗中占主要成份的定子鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。
下圖表示典型的電機損耗與負荷的關(guān)系。
如果適當降低定子電壓，見電機定子感應(yīng)電勢公式：
U1≈E1=4.44F1N1KN1Φm 其中: N1—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；F.K.N1是常數(shù)。
由于輕載、空載時定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當其它條件不變時，降低定子電壓U1，則Φm比例下降,也即勵磁無功電流IM也成比例下降，這樣定子電流中的無功分量減少了，COSΦ就提高了，適當控制可以接近最佳值。
另外，其它條件不變，定子鐵耗：PFel= PFeIN ×(U1/ UIN)2
其中：PFel—定子鐵耗；PFeIN —定子額定鐵耗；UIN —定子額定端電壓。
可以看出，隨著U1下降，PFel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機的運行效率大大提高，這就是電機節(jié)電器輕載降壓節(jié)電的道理。
3 電機節(jié)電器的性能特點
中礦電機節(jié)電器通過內(nèi)置的工業(yè)計算機實時檢測電動機的負荷情況，分析負載大小和變化趨勢，計算出供給電動機最佳電壓、電流，通過快速控制可控硅的導(dǎo)通角的大小，控制電機的供電電壓，使電機的輸出功率與負荷轉(zhuǎn)矩精確匹配。使電機可在空載和大多數(shù)負荷情況下保持較高恒定的電機效率。
其控制原理圖如下：
同時，電機節(jié)電器還具備完善的軟啟動和軟停車功能，可保證電機連續(xù)平滑地啟動，消除了常規(guī)啟動方式伴隨電機啟動所
