几种功率电子节电技术原理.pdf

工业控制技术(PLC&FA)2006年11月
ndustriaIControIrechnique

几种功率电子节电技术原理
Power—savingTechnologyanditsApplication

华南理工大学电力学院范心明程小华
广州智光电气股份有限公司刘昧果师冬霞
FanXinmingChengXiaohuaLiuWeiguoShiDongxia
摘要：针对基于不同节电原理的节电产品的广泛运用，在介绍其工作原理的基础上，分析了在实际使用中的节
电特点和应用的技术条件与场合，并给出了评价。
关键词：节电技术
Abstract：Aimingattheusageofdifferentpower-savingproductionsbasedondifferentprinciples，beingbaseduponpresenting
theirphnciples，thisessayanalysestheircharacteristic，theappliedtechnicalconditionsandsituations，followedwith

evaluation．

Keywords：Power-savingtechnology
【中图分类号】TM921【文献标识码】B文章编号1606—5123(2006)1l一0099—05

l引言2负载的特性分析
积极推广应用节电新技术，成为了真正降低生产目前，电网中耗能负载主要为以电动机拖动的动
成本的有效措施。联合国开发计划署好几年前在对能力设备和照明。在我国约10亿台交流电动机在投入使
源的评价报告中就指出：在能源紧缺时代，有2／3的能用，它的耗能占电网总负荷的60％，占整个工业用电的
源却在转换过程中自白损失了，以更清洁、更高效的方70％。另外照明耗电已占全国总耗电量的10％，而使用
式提供“能源服务”，是解决当前发展问题的一个先决的照明光源大部分为气体放电光源。
条件，提高能效最为紧要。据分析，节电投资是一项长2．1交流电动机的特性分析
期性的高回报投资，企业将因此得到至少不低于60％的交流感应电动机的工作特性如图1所示f11。
年投资回报。
美国的权威媒体(《华尔街日报》就曾对各种投资形
式做过广泛深入的调查，其结论是：节电投资是一种回
报最快、最稳妥的投资方式。在国外，节电投资作为一
项全新的投资方式，因其简便易行、周期短、回报高而
得到迅速普及。
目前，国内外基于不同节电原理的节电产品取得图1感应电动机的工作特性
了广泛的运用，本文仅就几种主要技术及其应用进行图1中：P2为电动机输出工率，n为电机转速，T1
介绍。由于一定的节能技术总是针对一定的负荷的，因为电机机电效率，cos为定子功率因素，II为定子电
此，本文先对几种常用负荷的特性进行分析。流，T。为电磁转矩。从图1中可以看出，在电动机正常

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ndustrialControlTechnique

工作范围内，转速基本不变；电动机的最大效率发生在
(0．7～1．1)P这一范围内；在P，<0．75PN范围内效率与功
率因素下降比定子电流I和电磁转矩T下降快得多；到
空载时，T1=0，cos约为0．1～0．2。图1表明，电机图3气体放电灯的一般结构原理图
的运行效率与电机实际运行的负载率有关。在额定负但当市电电压升高时，灯电流也升高了，如图4中
载运行条件下，电机处于高效率状态，其节能空间很的I增加到I，尽管灯两端的电压变化非常小，但灯上
小；但当电机处于偏离额定负载运行时，其效率明显下的功耗P=1R(式中的R是此时的灯内阻)是和电流平方
降，因此存在很大的节能空问。成正比的。启动器上不但电压升高了，而且电流也增大
电机的运行效率取决于电机的各种损耗。交流电了，所以功耗更大。这样一来，启动器和灯的损耗都加
动机的损耗AP由定子铜耗P、转子铜耗P，、铁耗大了。当然，即使在正常电压下的功耗也是很大的。
P、机械损耗P以及杂散损耗P等组成。当交流电
机轻载时输出功率减少，同时转子铜耗P，随之降低，
但铁耗P、机械损耗P和杂散损耗P基本不变。由
于励磁电流未变，定子铜耗P降低不多，此时电机效
率和功率因素大为降低；如果在轻载时适当降低输入电
压，则电机铁耗差不多随电压平方而减少，励磁电流也
因磁通的减小而下降，使定子铜耗减小，从而降低了总
损耗，使电机效率和功率因素得到提高。图4气体放电灯的一般工作特性
另外，当施加在灯上的电压为额定值的90％～100％
时，照度变化并不明显，但随着功耗的增加，寿命却急
剧下降。电压在93％左右时，功耗明显减小，白炽灯
的照度基本不变，气体灯略有减小，但寿命要长得多。
节能电源就是根据这个原理来控制灯两端的电压，如
图