超能士电机节电器在节能改造中的应用

申晓良

(广东大顶矿业股份有限公司, 广东河源 517000)

随着市场经济体制的不断成熟，国内大多数企业面临全球化的市场竞争日益加剧，多数企业都面临着利润下滑的处境。对此，只能从加强市场开拓以及强化成本控制两方面着手。而矿山企业作为耗能大户，电费已成为最主要的生产成本。对大多数工矿企业而言，电费已是未被企业控制的最后一项成本，许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因，用电利用效率普遍偏低，节能潜力巨大。因此，通过技术手段来降低电费支出成本、提高利润空间已经势在必行。

1 应用背景

1.1 改造前状况

广东大顶矿业选矿厂球磨二车间，建矿初期安装有壹台PF600×900颚式破碎机，所配套电机为老式JS75-8,额定功率为75kW,额定电压为380V，额定电流为149A，额定转速为735r/min，经实测其运行电流低，波动大，效率低，浪费大。

1.2 存在的问题

1)电机设备选型时，通常在考虑了最大负载的基础上，再留有一定的余量。所以，电机很少在满载状态下运行，造成大马拉小车的现象。

2)电动机在起动时，采用直接起动方式，起动电流为额定电流的5～7倍，起动电流大；电动机受到的机械、电气冲击较大，缩短了电动机的使用寿命。

3)通过破碎机的矿石时大时小，时多时少，因此要求的破碎力也不一样，多余容量不能被充分利用，造成较大的电能浪费。

2 改造方案及节电原理分析

2.1 改造方案及措施

考虑现场工况要求，破碎机为不可调速设备，故直接在原破碎机配电柜系统上并联一台日本Sun Sv神王超能士电机节电器。根椐实际情况，选型为TSM-SMX4-750，选用50Hz运行的负载跟踪节电方式。同时，还将原老式耗能型电机JS75-8换成同功率的新节能型电机Y2315M-8。

2.2 工作及节电原理

该节电器是通过独特处理器负载监控系统，以每秒5000次的速度监测电动机的负载变化。当检测到轻载、空载或负载的不断变化时，自动调整输入电动机的功率，使电机的输出功率与实时负载匹配，保证电机在其整个负荷范围内的能量消耗降到最小的程度。对于轮空负载电机，根据负载变化，跟踪调整功率输出，并在有冲击负载时，以0.1s的速度提高到需要的功率。

当破碎电机起动时，在节电器的变频和自动负载跟踪的控制下，电动机从低频(1～2Hz)起动，在设定的时间内达到所需的频率值，进入正常工作。当破碎机矿石增多或增大时，所需破碎力矩较大时，节电器可以自动跟踪负载变化情况，自动提高输出电压来提升破碎力矩。而当破碎机矿石减少或减小时，节电器通过自动跟踪负载变化功能，降低输出电压。这样，破碎电机始终处在最佳的工作状态，以达到最佳的节电状态。当节电器有故障时，系统会发出声光报警，并显示故障代码。同时切换到与之并联的旁路回路，继续生产。另外，还可以通过控制面板对各种参数进行设置或修改。

3 改造前后对比

选矿厂球磨二车间颚式破碎机进行综合节能技术改造试点，经用时间累加器(JDZ/AC380V/50HZ)和三相有功及无功电度表(DS864系列)进行实测改造前后用电数据及计算出能耗对比，如表1所示。

表1 改造前后用电数据及计算出能耗对比

3.1 直接经济效益

从表1可以看出，有功能耗从改造前的18.57kWh/h(有功平均单耗)降低到改造后的10.85kWh/h,有功能耗平均降低41.59%；无功能耗从改造前的20.89kvarh/h(无功平均单耗),降低到1.09kvarh/h,无功能耗平均降低94.78%；功率因数由改造前的0.3提高到改造后的0.96以上，无功消耗被有效扼制；节电器的原理就是利用提高功率因数来减少无功消耗。节能改造效果显著，有功节电率高达41.59%，同比每月节约电费消耗约1.26万元(电费按0.62元/度)，每年节约15.1万余元，当年就可回收改造成本。

3.2 间接经济效益

1)低频起动可以消除工频50Hz直接起动对电动机及破碎设备的冲击，使破碎机的起动性能更加稳定，并且减少直接起动对矿区电网的干扰和冲击；实现了电机零冲击起动和在最佳功率状态下运行。

2)破碎机及电动机运行过程平稳，配件破损少，停机少；生产线整体产能提高，企业综合效益显现。

3)保护功能完善，当出现过电流、过电压、欠相、欠压、过热、瞬间断电等异常均可实现保护，使设备运行过程维护量减少，寿命延长。

4 结束语

广东大顶矿业股份有限公司选矿厂球二车间破碎机采用该节电器改造后，破碎机零件磨损大大减少，电动机的能耗大大降低，改善了电动机的起动性能，有效地延长了电动机的寿命。节电器安装2年多来，运行稳定可靠，减少了使用及维护成本，取得了良好的经济效益，达到了节能改造的目的和要求。实践证明，改造后的节能效果显著，值得在全行业推广应用。