相控技術節(jié)電原理
由于交流電機屬于感性負載,其電流與電壓波形通常存在一相位差,該相位差的大小與其負載的大小相關。相控技術采用閉環(huán)系統(tǒng)進行優(yōu)化控制,通過實時測量交流 電機的電壓與電流波形,并將實際相位差與依據交流電機特性的理想相位差進行比較,并依此來控制雙向可控硅觸發(fā)角以給交流電機提供優(yōu)化的輸入電壓,及時調整 輸出入電機的功率,實現“所供即所需”的柔性化電能管理功能,這就是相控技術的基本原理。
相控節(jié)電控制技術原理框圖→

相控技術節(jié)電設備通過閉環(huán)反饋系統(tǒng)來檢測電機的電壓和電流波形。由于電機屬于電感電路,電壓和電流波形存在相位差,負荷越輕,電流波形的滯后越大??蛰d時 電機的效率越低,波形間的間隔也越大,微處理器將檢測波形間的間隔并相應地調整可控硅地觸發(fā)脈沖,其速度為每秒鐘改變100次。這一速度比電機相應的速度 要快的多,但對防止電機在任何負荷情況出現失速是十分必要的。原則上,在輕載條件下,如果可以將過剩的電壓、電流減少到僅僅與保持負荷的恒定轉矩相匹配, 則可使電機的運行效率提高。
在不同的負荷條件下,相位角將隨之改變。通常在正常負荷情況下,電機的電流滯后于電壓30%,在空載情況下,電機電流滯后于電壓80%。
相控技術節(jié)電設備連續(xù)檢測電機電壓和電流之間的相位角,電機負荷的變化改變相位角,“相控技術節(jié)電器”通過使用三端雙向晶閘管等半導體開關元件來切割電壓 而進行控制。三端雙向晶閘管只允許電源電壓正半周和負半周的一部分供給電機。如下圖所示:這樣的結果是降低了供給電機的均方根電壓,使磁滯損耗最小化,相 位角恢復到接近滿載時狀況,提高了電機的工作效率。
產品特性
相控技術節(jié)電設備采用微型芯片及軟件進行無間斷動態(tài)控制,引用晶閘管相位控制模式,檢測電機的實際負荷,從而更改所投入的電壓,將電機在輕重或不同負荷狀 態(tài)的電壓減低,亦可減低氣隙磁通量及線圈的耗損,加強電機性能及節(jié)電效果。與傳統(tǒng)的變頻調速節(jié)能產品相比,它采用了電流電壓矢量傳感動態(tài)監(jiān)控與脈沖調制 (PWM)有機結合的獨特控制技術,不改變電機原有的轉速和運行特性,從而避免了電機因失速而導致生產效率下降的弊端,填補了變頻器所不能及的空白,被廣 泛應用于各類交流電機。
應用場合
由于異步電機結構簡單、使用可靠、制造成本低,因而成為交流電機的主流,異步電機的最大不足是其調速特性很差。風機、水泵等某些設備采用變頻技術調節(jié)速度 可以實現節(jié)能,但實際中許多電機設備只是需要控制起動加速度而不需要調速(降速)的,例如電動扶梯、皮帶輸送機、軋鋼機、切割機、破碎機、碾磨機、攪拌 機、成型機等,許多設備是不允許變速的,因為降速會導致降低生產效率,甚至不能正常工作。對于這些不需要調速或者不允許調速的設備,相控節(jié)電技術就是一條 很好的技術途徑。