紡織上細紗機的永磁同步電機節能分析
總描述：紡織業在我國的國民經濟發展中一直佔據重要地位, 棉紗、棉布、呢絨、絲織品、化纖、服裝等產量均居世界第一位。我國紡織工業仍將有很大的發展。
行業總體要求：對棉紡織行業，國家要求萬元產值耗電下降10%--15%，每噸棉紗用電量由現在的1660KW.H/噸紗下降到1440KW.H/噸紗，下降13.25%。
細紗機的地位：細紗機是紡織行業中保有量最大的一種設備，其耗電約佔企業總耗電量的70%左右。採用永磁同步電機代替非同步電機是見效最快，替代成本最低，投資回報最短的措施。
1. 紡織行業細紗機驅動電機系統的現狀
1.1 細紗機驅動電機系統包括:驅動電動機、電動機控制器及接觸器、皮帶傳動輪、 Z 捻單張力盤、張力盤主軸、齒輪箱等組成。
1.2常用細紗機電動機的配置
根據細紗機機台紗錠數量的多少,分別配置不同功率的紡織專用非同步電動機, 其中包括單速和雙速二種類型。常用細紗機電動機配置表目前,紡織企業細紗機絕大部分已使用雙速電動機配套。
細紗機已大多采雙速非同步電動機配套，目前細紗機的驅動方式有：直接啟動方式、軟啟動方式和變頻調速三種方式。
對於直接啟動方式的細紗機，為降低斷頭率，很大一部分採用了4/6極雙極電動機，這樣在確保啟動轉矩前提下，轉速降低34.8%，在965r/min時啟動，1480r/min運轉，斷頭率降低，也可讓操作工在慢轉速條件下接線頭。
雙轉速非同步電動機在用6極低速直接啟動時，堵轉轉矩和4級高速時的堵轉轉矩相當。
2、為什麼要在已經比較高的FXD電機基礎上再考慮永磁電機節能改造？
目前細紗機配套用紡織專用非同步電動機的效率都比較高，在這樣的基礎上再節能10%-15%應該講是一次挑戰，為什麼還要這樣做？
2.1 細紗機屬於24小時運行，全年幾乎不停機的耗電設備，哪怕再小的節電率對任何的紡織企業都是巨大的節能量。
2.2 細紗機在運行中分為空紗、中紗、滿紗等不同負荷階段，目前配套電機還不完全滿足較寬的經濟運行範圍要求。
2.3採用匹配設計的永磁電機可同時解決斷頭率等質量問題，提高企業的產品質量，間接降低勞動強度，提升企業競爭力。
根據電機系統要求來調計永磁同步電機
實踐證明永磁電動機要取得明顯的節能交果，必須充分認識電機系統內負載的物點，先研究負載，再設計永磁電動機。
3、為細紗機配套的紡織專用稀土永磁同步電動機的設計
3．1採取一系列技術措施，把稀土永磁同步電動機的效率儘可能提高並獲得寬的經濟運行範圍：
降低可變損耗:可變損耗包括銅耗和雜散損耗,--定子斜槽;--適當放大氣隙長度;--採用不等圓轉子,合理選擇極弧係數,使永磁電動機有良好的電動勢正弦波型;
其他可能措施:--提高加工精度;--定轉子對正工藝;--採用節能風扇;--合理選擇軸承游隙.
3.2 設計中,儘可能使永磁同步電動機的功率因數接近極限值,設計中,我們通常保持EO小於並接近UN,這樣可獲得接近於1.0的功率因數,EO滿足這一條件還可以使永磁同步電動機在不同負載下效率提高,獲得較寬的經濟運行範圍.
3.3 設計中把握好永磁體的性能和磁老化工藝,注意其一致性
永磁體的性能及一致性,是永磁同步電動機設計的基礎,永磁同步電機性的保證;永磁體的磁老化工藝是永磁同步電機的設計製造中對永磁體的性能要求磁老化工藝及其一致性,務必給以足夠的設計和研究.
3.4 根據負載特性,合理設計堵轉轉矩倍數
合理控制堵轉轉矩倍數的設計措施是:匝數;選擇轉子槽形狀;合理控制空載感應電動勢,不宜過高,也不宜過低.
3.5合理的失步轉矩,是永磁同步電動機能否可靠,穩定運行的保證
3.6 細紗機電動機與張力盤主軸之間的平皮帶轉傳動,改為三角皮帶傳動,可使用有功節電率提高3%-5%
4結論
4.1和創科技細紗機電機在原有能效值較高的紡織專用電動機基礎上,再節能有功功率13.6%,無功節電率79.5%,綜合節電率14.7%,是令人振奮的,且稀土電機能在細紗機上順利啟動和牽入同步,斷絲很多對用戶節省節電降耗成本是十分有利的.
4.2 在批量節能改造時,HCTY永磁同步電機因其具有足夠的堵轉轉矩倍數和高整步能力,故完全可以代替非同步電動機
4.3 原配套電動機轉速為非同步轉速1440rpm,而稀土永磁電機為同步轉帶1500rpm,致使錠子轉速增加60rpm，使細紗機的產量提高4.16%
4.4 由於稀土永磁電機溫升大幅降低，發熱減少，致使紡織車間內環境溫度下降，從而大大減少空調用電。
4.5 由於稀土永磁電機啟動時間比非同步電機啟動時間拉長1.2秒，有利於降低電機啟動時對細紗機的衝擊，減少斷絲。
4.6由於稀土永磁電機不從電網上吸取無功電流，使稀土永磁電機的定子電流在同樣負載下減少4.02A，為原定子電流的77%，使工作電網容量放大，電網利率提高23%，還能提高電網電壓
永磁同步電機啟動性能良，能順利牽入同步，細紗斷頭率低於三相非同步電機，雙轉矩設計較好地適應了細紗紡織工藝，節電效果明顯，運行可靠。投運以來，未發生失步、電流振蕩，失磁、軸承故障等現象。該電動機機背溫度低，雜訊低、振動小，是高溫高濕度紡紗環境中理想的細紗機配套的節能電動機。
結束語： 節能減排是國策，電機系統節能工程是國家行動，同樣也是能耗企業義不容辭的社會責任，諸暨和創電機科技有限公司主動承擔社會責任，積極進取，為社會節能事業作出應有的貢獻！
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