隨著中國工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,節(jié)能已成為中國企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能作為節(jié)能的重點(diǎn),從“十一.五”以來就被列為十大節(jié)能工程項(xiàng)目之一。工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)用電量約占工業(yè)用電總量的75%，而高壓電機(jī)的耗電量又占到了絕大部分,因此高壓電機(jī)節(jié)能已成為工業(yè)的節(jié)能關(guān)鍵。工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域大量使用的風(fēng)機(jī)水泵高壓電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過十幾年的節(jié)能改造，大部分高壓電機(jī)已經(jīng)由原來通過其它機(jī)械環(huán)節(jié)的控制方法逐步選擇使用變頻調(diào)速技術(shù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制，有效的降低了電能的消耗，在為企業(yè)帶來直接經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也產(chǎn)生了長(zhǎng)期的社會(huì)效益。

但因?yàn)榛诟邏鹤冾l技術(shù)的高壓電機(jī)節(jié)能工程項(xiàng)目成本高,技術(shù)相對(duì)復(fù)雜,故障率高、壽命短、維修成本高等因素，制約了用能企業(yè)進(jìn)行高壓電機(jī)節(jié)能改造和技術(shù)升級(jí)的積極性。但隨著近幾年電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的快速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)正經(jīng)歷著前所未有的科技革新，特別是無刷雙頻高壓電機(jī)低壓變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)，在企業(yè)面臨行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈和利潤大幅下滑，而能源成本居高不下的情況下，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效帶來了新的希望。

 

       中國石油化工股份有限公司武漢分公司針對(duì)冷卻水循環(huán)水泵機(jī)組高壓電機(jī)實(shí)際的運(yùn)行狀況及設(shè)備存在的問題進(jìn)行了分析，基于有效降低生產(chǎn)用電與節(jié)約成本為目標(biāo)，先后對(duì)冷卻水循環(huán)水泵高壓電機(jī)進(jìn)行了高壓變頻節(jié)能改造和無刷雙頻高壓電機(jī)低壓變頻節(jié)能改造的工程。通過三年時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行，在對(duì)設(shè)備改造前后節(jié)能效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，同時(shí)也對(duì)兩種不同的節(jié)能改造方案進(jìn)行了系統(tǒng)性的總結(jié)，最終通過技術(shù)先進(jìn)性、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的綜合指標(biāo)對(duì)比，驗(yàn)證得出無刷雙頻高壓電機(jī)低壓變頻技術(shù)具有絕對(duì)推廣優(yōu)勢(shì)的結(jié)論，這對(duì)國內(nèi)以高壓電機(jī)為動(dòng)力的水泵與風(fēng)機(jī)機(jī)組節(jié)能優(yōu)化改造具有重要的借鑒意義。

       

       無刷雙頻電機(jī)是一種由兩套三相不同極對(duì)數(shù)定子繞組和一套自閉合、無電刷和滑環(huán)裝置的轉(zhuǎn)子構(gòu)成的新型交流感應(yīng)電機(jī)。兩套定子繞組分別稱為功率繞組和控制繞組，轉(zhuǎn)子可采用特殊籠型，磁阻轉(zhuǎn)子或者繞線轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，如圖1所示。無刷雙頻電機(jī)基本原理是經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子使得兩套定子繞組產(chǎn)生不同極對(duì)數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間接相互作用，并能對(duì)其相互作用進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)能量傳遞；電機(jī)既能作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也能作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，可將功率繞組運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生的電能反饋給電網(wǎng)。在改變控制繞組的連接方式及其供電電源電壓和電流的幅值、相位以及頻率能實(shí)現(xiàn)無刷雙頻電機(jī)的多種運(yùn)行方式。

       無刷雙頻高壓電機(jī)采用電網(wǎng)工頻電源和低壓變頻電源分別供電，具有運(yùn)行可靠，變頻電源容量較小，且可采用不同電壓等級(jí)等特點(diǎn)。作為一種新的用于高壓大容量場(chǎng)合的交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，與普通高壓電機(jī)高壓調(diào)速系統(tǒng)相比較，無刷雙頻高壓電機(jī)低壓調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常突出，可以用以下兩個(gè)能量流圖來說明：

       圖2所示為普通電動(dòng)機(jī)+高壓變頻器調(diào)速系統(tǒng)。從圖2可以看出從電網(wǎng)來的全部電能都要經(jīng)過高壓變頻器變頻處理后才能到達(dá)電動(dòng)機(jī)。

       圖3所示為無刷雙頻電動(dòng)機(jī)低壓變頻器調(diào)速系統(tǒng)。從圖3可以看出從電網(wǎng)來的電能分為了兩路，一路工頻供電直通電動(dòng)機(jī)，無需經(jīng)過任何變換；另一路電能則要經(jīng)過低壓變頻器變頻處理后到達(dá)電動(dòng)機(jī)，這一部分功率除非在重負(fù)載應(yīng)用的情況下，一般不會(huì)達(dá)到運(yùn)行總功率的50%。