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新材料技术

需求背景

a． 启动/停止操作较为频繁，电机启动时启动电流非常大，是电机额定运行电流的5~8倍，对系统电网造成较大冲击；

b．由于电动机采用电磁感应原理进行工作，运行过程中会产生较大的感性无功功率，一般其功率因素在***~***之间，形成较大的无功电流在系统中流动，造成较大的线路损耗；

c．现目前电机采用的运行控制方式较为简单，不能根据负载变化进行有效、快速调整电机运行状态，造成电机运行过程中电能损耗严重。

需解决的主要技术难题

a．采用全压直接启动方式设备前期投入少，经济性好，控制方式简单；缺点是：控制方式简单、粗暴，启动电流大（达到额定电流的5~7倍），对系统产生较大的冲击和谐波干扰，电机根据负载变化自适应调整输出转矩，电机运行状态不能得到有效控制，电能浪费严重，且一般系统无功补偿集中在电源处，导致电机产生的无功电流在电机电源线路中流动造成较大的线路损耗，电机电源线截面积大小需考虑无功电流的影响需增大电机电源线路导线截面积，增大线路投资，造成资源浪费。

b．采用Υ-△降压启动方式能够有效降低电机启动电流，减小电机启动对系统电网的冲击，降低启动过程中的损耗。缺点是：控制方式复杂，控制环节较多，故障率高，电机启动完成后和全压直接启动一样不能自动根据负载变化自动调整电机运行状态，电能浪费严重，不能对电机产生的无功功率进行有效控制，造成电能及资源浪费。

c．采用软起动器进行启动能够在电机启动和停止过程中进行降压软起和软停，减小电机启动和停止对系统的冲击，系统集成度高，控制简单，一般可配置旁路，运行可靠性高；缺点是软起动器价格较高，前期投入较大，且电机正常运行过程中存在前两种控制方式相同的缺点。

d．采用变频器进行变频启动能够减小电机启动和停止对系统的冲击，系统集成度高，控制简单，一般可配置旁路，运行可靠性高，在运行过程中根据负载变化改变变频器输出电源频率调整电机输出转速及转矩，简单控制电机运行状态，达到控制电机运行状态的目的，缺点是：变频器价格高昂，前期投入较大，不能对电机无功功率进行有效补偿，造成线路损耗严重，且变频器在运行过程中会产生较大的谐波干扰，对系统电网产生冲击、干扰。

期望实现的主要技术目标

研发出一款新型节能电柜使电机能达到经济运行的电流、电压信号，驱动电机节能运行，并驱动内部智能动态无功补偿装置对无功功率进行补偿，降低电机损耗及线路损耗，使产品节电率能达到15%以上。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-29

王飞

重庆霖霖齐科技有限公司

技术总监

综合评价

系统采用高性能、大功率IGBT晶闸管作为控制核心部件，配置PID调节器、综合测控装置、智能动态无功补偿为一体电机节能控制系统，通过综合测控装置对电机运行状态（包含电机运行电压、电流、功率因素、外部输入工艺参数、设备故障信号等）进行监测后，通过PID调节器输出运行指令控制IGBT输出满足电机经济运行的电流、电压信号，驱动电机节能运行，并驱动内部智能动态无功补偿装置对无功功率进行补偿，降低电机损耗及线路损耗，从而达到节能减排的目的

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