异步电机轻载节电器

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电动机在负荷不足的轻载工作时,效率极低,功率因数也低,造成大量的电力浪费。全国按一千万台电机估算,如能改善这种状况,每年可节约40亿度电。

工作原理

节电器整机电原理图见附图。图中DK\(_{1}\)~DK3为三相饱和式电抗器,通过它向电机提供低压电源。并联在电抗线圈两端常开触头CJ\(_{1}\)0~1~CJ10-3是交流接触器的主触点,它受控于小型继电器J;D\(_{1}\)~D4\(_{1}\)与C2组成一个简单的低压直流电源,供控制电路使用;B\(_{1}\)次级的n1绕组、电流互感器B\(_{2}\)、R4、2CW及D\(_{5}\)~D8组成取样电路;R\(_{1}\)~R3、 C\(_{1}\)和氖管NHO为相序指示器,当输入顺相序时氖灯亮,说明接线符合要求;放大电路由BG1、BG\(_{2}\)、R5、R\(_{1}\)0、C4、C\(_{5}\)、J组成,其中BG1是信号电压与功放(BG\(_{2}\))的隔离级;R10用来微调切换灵敏度。

图1
图1 🔍原图 (864×898)

节电器三输入端接至三相电源,三输出端接至电机。开启电源瞬间,三相电压经电抗线圈加至电机定子回路,主电路流过启动电流,在电流互感器B\(_{2}\)的副边x、y两端感应出信号电压,经与基准电压n1合成后,由D\(_{5}\)~D8整流,经R\(_{6}\)、R7、R\(_{8}\)分压加至放大电路输入端,再经射随级BG1推动BG\(_{2}\)迅速饱和,于是继电器J得电吸合,其常开触点J0-1闭合,交流接触器CJ\(_{1}\)0也吸合,并联于电抗器两端的触点CJ10-1闭合,电抗器被短接,电机全电压启动。当启动过程终止时电流下降,如电机负载较轻,则检测信号电压较小,BG\(_{2}\)截止,继电器J失电,电抗器重新串入电机回路,使电机处于降压运行;如负荷加大,检测电压升高,则BG2饱和,J吸合,电抗器被短接,电机全压运行。

元件选择

以10kW功率为例,交流接触器选用CJ\(_{1}\)0-20,380V、20A;电抗器DK1~DK\(_{3}\)相同,其铁芯为XCD型25×50×100mm,Ⅰ级品,绕组为QZ线φ1.9mm×152匝,双臂对称;直流继电器J为DC-12V,触点容量380V、2A;BG1的β≥80,BG\(_{2}\)的β≥60。限幅稳压管DW1、DW\(_{2}\)配对值为9V。电源变压器B1的铁芯为GE12×18,D43型。其绕组的初级用QZφ0.07mm漆包线绕6460匝;次级n\(_{1}\)绕组为φ0.16mm×40匝,n2绕组为φ0.19mm×226匝。电流互感器B\(_{2}\)的铁芯为XE8×12,D43型。其初级(外层)为φ2.24mm×10匝,次级(内层)为φ0.19mm×700匝;移相电容C1为金属膜CJ\(_{1}\)0-0.01μ/600V;氖灯NHO的起辉电压为130~160V。 (杭州无线电元件三厂 严杭生等)