电动机系统节能技术改造工作实施方案

第一篇：电动机系统节能技术改造工作实施方案

“电动机系统节能技术改造工作实施方案”的自查报告

根据源政发【2009】52号文件精神，对公司内的电动机进行了排查。

一、企业内电动机系统现状

1、完成电动机系统节能技术改造的

1）、公司内99.5%的电动机，均采用Y系列电动机。（龙门刨床、四车间四线精镗、个别C616车床采用JO2系列电动机，占总数量的0.5%）

2）、对水泵房的潜水泵，锅炉房的鼓风机、引风机、炉排等电机，数控车床、50车床、二车间造型环轨线电机，均采用变频电机。3）、加工中心的电机均采用交流伺服电动机拖动。

2、未完成电动机系统节能技术改造，且功率较大的有： 1）、空压站：2台132KW电机和1台250KW电机。2）、龙门刨床交、直流发电机组一套。（输入功率60KW）3）、冲天炉风机电机（二车间1台30 KW，一车间2台75KW.），在2007年做过变频改造，接点3%，投资回收期长，无变频改造价值。

二、今后电动机系统节能技术改造的措施 1、2009年底前，全部淘汰JO2系列能耗高的电动机。

2、扩大交流变频调速技术的应用范围。

3、合理匹配电动机系统，避免出现“大马拉小车”现象。

4、用开关磁阻电动机系统代替龙门刨床交、直流发电机组拖动系统。

5、推广YX、YX2、YX3等高效电动机。

6、推广软启动和电机就地无功补偿装置等，实现系统经济运行。

7、对于经常空载或轻载运行的电机组系统，配备轻载节电器或机电控制器。

8、采用正确的电动机修理技术，避免拆损铁芯，不能用火烧铁芯，轴承润滑脂不过量。

9、积极配合政府职能部门的节能监测、考评。

10、加强电动机节能宣传教育。

三、落实扶持政策方面

对照文件精神的条件，即使全部使用符合国家要求的电动机节能装置，我们公司因年用电量少，节电量不会“大于100万千瓦时或节能量不低于1万吨标准煤”。

四、对公司内高耗能电动机的节能改造方案及投资回收计算。

1、对空压站2台132KW电机采用恒转矩交流变频器改造，总投资需约7.72万元。投资回收期：4.2个月。

变频改造后的节能效果可以这样来计算： 节能效果=变频改造后节约的能源÷改造前总耗能 =空压机空载运行耗能÷空压机总耗能 =空压机空载运行时间÷运行总时间

根据对空压站电机运行的记录数据，空压机每带载运行3分钟，就空载运行1分钟。据此可得：节能效果=1÷4×100%=25%。我公司产量高时空压机运行时间为：早晨5点30分到次日凌晨2点，这样该132KW空压机按每年运行300天。如果按供电部门规定计算（供电部门规定1.高峰：8：30—10：30，18：00—19：00，21：00—23：00。共5个小时，电价为：1.1154元/度。

2.尖峰：10：30—11：30，19：00—21：00。共3个小时，电价为：1.1851元/度。

3.平峰：7：00—8：30，11：30—18：00。共8个小时，电价为0.6971元/度。1.2546、5.5768、5.577、3.5553 4.谷峰：23：00—7：00。共8小时，电价为：0.2788元/度）。则年节约电费=132×70%×300×（0.2788×4.5+0.6971×8+1.1154×5+1.1851×3）×0.25=132×70%×300×15.9637×0.25=110628.441（元）

2、对空压站1台250KW电机采用恒转矩交流变频器改造，总投资需约6万元。

3、将 B2010A龙门刨床的交、直流发电机组一套改造为55KW开关磁阻电动机和PLC控制。电气方面投资约7.8万元。

五、对改造方案建议

1、建议先对空压站重庆20立方空压机的132KW电机采用恒转矩交流变频器改造，实际测算改造效益是否达到理论计算值（投资回收期4.2个月）后，再决定将另外2台改造。第一期投资3.86万元。

2、B2010A龙门刨床的交、直流发电机组拖动系统，虽然是淘汰系统，但是考虑到，该机床使用频次少，大部分时间用谷峰电（电价0.2788元/度）生产，目前改造的效益不明显。建议暂不改造。

设备处

2009年5月27日

第二篇：水泥厂电动机节能探讨

水泥厂电动机节能探讨

高

俊

(葛洲坝水泥厂，湖北 荆门448032)摘要：提高电动机的效率已成为节能降耗、降低生产成本的重要手段，文章从分析电动机的选择、启动装置、调速方式等方面入手，介绍了葛洲坝水泥厂电动机在选择及使用过程中采用的各种节能降耗方法。

关键词：水泥厂；电动机；选用；节能

作者简介：高俊(1972—)，女，湖北荆门人，大专，助理工程师，从事电气技术管理工作。

水泥企业的用电量约占水泥成本的l／3，而其中的电动机耗能占总负荷90％以上，所以做好电动机运行的节能工作至关重要。不但可以减少电费开支，还可以挖掘配电系统的供电能力，有利于降低整个配电系统的电力损耗。电动机的合理选型和节能改造 1.1 选用节能型电动机

Y系列电动机是全国统一设计的新系列产品，是国内目前较先进的三相异步电动机。20世纪80年代中期即在全国推广应用。其优点是效率高、节能、启动性能好。而目前国内许多老水泥企业仍大量采用JO2系列电动机，相比来说Y系列比JO2系列电动机效率提高了0.413％。因此用Y系列电动机取代旧式电动机势在必行，目前我厂85％电动机都已改为了新型号电动机。

1.2 合理选用电动机类型

选择电动机类型除了满足拖动功能外，还应考虑经济运行性能。对于年运行时间大于3000h，负载率大于50％的场合，应选择YX系列高效率的三相异步电动机。与Y系列相比，其效率平均高3％，损耗降低20％～30％，虽然价格高于Y系列电动机，但从长期运行考虑，经济性还是明显的。

同步电动机能提高企业电网的功率因数，降低供电线路损耗，但控制系统繁杂，价格较高。随着异步电动机制造水平的提高，新设备已很少采用。

1.3 合理选用电动机的额定容量

国家对三相异步电动机3个运行区域作了如下规定：负载率在70％～100％之问为经济运行区；负载率在40％～70%之间为一般运行区；负载率在40％以下为非经济运行区。若电动机容量选得过大，虽然能保证设备的正常运行，但不仅增加了投资，而且它的效率和功率因数也都很低，造成电力的浪费。因此考虑到既能满足水泥厂设备运行需要，又能使其尽可能地提高效率，水泥企业一般负载率保持在60％～l00％较为理想。对于负载率小于40％的三角形接法电动机可改为星型接法，以提高其效率。

1.4 老式电动机的节能改造

(1)更换电动机的外风扇，将电动机的外风扇改为节能型，对于不同型号的电动机，有对应的节能型风扇产品可供选用。主要用于单方向运转的2极和4极电动机，改后可提高效率1.35％～2.55％。

(2)采用磁性槽泥代替原来的槽楔，用磁性槽泥进行电动机节能改造后，可降低电动机的铁芯损耗和附加损耗，提高效率，虽然启动转矩会下降10％～20％，但很适应空载或轻载启动的电动机改造。电动机启动和运行形式的合理设计 2.1 低压笼型大中型电动机

若采用全压直接启动方式，这要求电力系统有足够大的容量，而实际运行时，电力系统负载率很低，影响供电效率，并且用直接启动方式易烧毁开关、电动机，影响电网其他设备的运行，往往为了尽量减少电动机启动次数而宁愿让电动机空转而不停车，造成大量浪费。此类电动机可以用电动机软启动器启动。电动机软启动器是采用大功率晶闸管模块作为主回路的开关元件，通过控制它的导通角以实现软特性的电压爬升。它具有对电网无过大冲击，对机械传动系统(齿轮及轴连接器)震动小，启动转矩平滑稳定等诸多优点。启动电流在2.5～3.5倍额定电流之间可调，启动时间可调。我厂在185、155kW罗茨风机和55kW排风机上应用，改造后具体情况见表1，解决了改造前采用直接启动时，经常发生的变压器跳闸及开关、电动机烧毁的现象。

2.2 高压笼型电动机

传统的启动方式多选用电抗器、自耦变压器等，但这些启动设备都不能很好地满足启动要求，很难获得理想的启动参数。目前出品的热变电阻软启动装置能较好地满足启动要求。热变电阻器由具有负温度系数的电阻材料制成，电阻器串于电动机定子回路，当电动机启动、电阻体通过启动电流时，其温度升高，而阻值随之减小，从而使电动机端电压逐步升高，启动转矩逐步增加，以实现电动机的平稳启动。根据电动机参数和负载要求的启动转矩，能方便地配置适当的启动电阻值获得最佳的启动参数，即在较小的启动电流下，获得足够大的启动转矩。海螺集团回转窑风机上已有应用，启动电流为2.92Ⅰe，与用电抗器相比，电流下降了28％，电网压降由8％降到了5％。这说明在启动过程中有一定的节能效果，延长了电动机的使用寿命，减少了对机械设备的冲击。由于启动装置热容量大，几乎无需维修，因此在水泥企业的相关电动机上有明显的推广价值。

2.3 大型绕线型电动机

以前大多采用频敏变阻器启动，但其故障率太高。目前较为成熟的方式是采用液体变阻启动器。它是利用两极问的液体电阻，通过机械传动装置使极板的距离逐步接近，直至接触，达到串人转子回路中的电阻无级变小最后为零，实现电动机无冲击的平滑启动。其特点是启动电流小，对电网无冲击，热容量大，可连续启动5～10次，维护方便，使用可靠。目前我厂该类型电动机已全部采用液体变阻启动器。

2.4 中、小型绕线电动机

以前主要采用频敏电阻器和油浸电阻器启动，由于有滑环、碳刷、短路环等零件与继电器、交流接触器、频敏或油浸变阻器等电器元件组成的启动系统都安装在粉尘较大的生产现场，因此它具有故障率高、维修量大的缺点，经常影响设备的正常运行，而无刷无环启动器较好地解决了上述问题，它是一种启动平滑，不改变运行特性且不受粉尘干扰的启动设备。其一次启动电流限制在3.0～4.0Ⅰ适合于e之间，11～600kW的高低压绕线型电动机。该启动器是利用频敏变阻器的原理，利用铁磁性材料的频感特性研制而成，安装在电动机转轴原来装集电环的位置，与转子同步旋转，省去了电动机的辅助启动装置。我厂已在5台设备上使用，具体情况见表2。电动机的调速节能 3.1 变频调速

变频调速结构简单，稳定可靠，调速精度高，启动转矩大，调速范围广，节能显著。我厂在回转窑主传动、选粉机、煤粉喂料、篦冷机篦床、料浆供给和排风机(除大功率的高压排风机之外)等设备上，都采用了变频调速，我厂电动机变频器应用情况见表3。

经过近10年的应用说明，变频调速确实稳定可靠，节能显著，建议对直流调速、电磁滑差调速的设备进行变频调速改造。

3.2 绕线式电动机液体调速

对于一些调速精度要求不高，调速范围要求不宽，并且不频繁调速的绕线式电动机，如风机、水泵等设备的大中型绕线式异步电动机采用液体调速效果显著。与变频调速、可控硅串级调速相比，该方式更经济、可靠、实用，维护简单，虽调速时效率稍低，但功率因数高，且全速时效率高于变频调速，价格仅为变频调速的几分之一。该设备采用强制冷却的方法由循环水装置来降低在调速过程中液体电阻因通电发热所升高的温度，有效地解决了以前热容量不够容易引起开锅的现象。我公司一分厂在l台460kW喷枪泵上使用已有2年，投入前一次运行电流平均为42A，投入后平均电流降低为36A。运行功率由340kW降为286kW，节电达16％。广东肇庆小湘水泥有限公司一分厂制成355kW排风机电动机使用了1台YQT-500型液体调速器，投入前一次运行电流平均为36A，投入后平均电流为26A，节电率达28%。因此水泥企业的窑尾排风机高压绕线电动机最适宜液体调速改造。

另外，传统调速所采用的晶闸管串级调速、直流调速、电磁滑差调速、液力耦合器调速和异步电动机的变级调速等，有的逐渐被淘汰，有的在水泥企业应用较少，不再逐一介绍。电动机的功率因数补偿 4.1 原理及补偿类型

笼型电动机通常采用并联电容器就地补偿的方法。我厂在35台37kW以上的笼型低压电动机上进行了并联电容器补偿，每年节电17万kWh。绕线式电动机可采用进相机补偿的方式。进相机补偿分旋转式和静止式2种，由于旋转式进相机结构上的缺陷，目前逐步被静止式进相机所代替。我厂在原料磨1000kW电动机上采用了静止式进相机补偿，电动机温升下降了16℃，功率因数升为0.98，一次电流降低16％，每年节约电费9.6万元。

4.2 应注意的问题

经常停用的电动机，年利用率很低的电动机，多速电动机，经常反复开停、点动或堵转的电动机和双向转动或反接制动的电动机，不宜进行就地补偿。5 结束语

目前，水泥行业的竞争非常激烈，但关键还是制造成本的竞争，而电动机电耗占成本30％，因此做好电动机的降耗增效工作就显得极为重要。所以，我们要从电动机的选型、启动方式和运行方案设计等每个环节开展细致的工作，同时要大力应用新技术新成果，促进企业的节能降耗。

第三篇：节能技术改造管理办法

节能技术改造管理办法 主体内容与适用范围

1.1本标准规定了节能技术改造计划的原则及其实施方法。1.2 本标准适用于我公司节能技术改造。2 企业节能技术改造规划的原则

2.1 必须贯彻执行国家和地方有关法规、标准和文件。

2.2 充分考虑企业的经济承受能力，符合企业能源消耗实际情况。

2.3 通过节能技术改造要实现以尽量减少的能源消耗取代更大的经济效益。3 中长期节能技术改造规划

3.1 编制中长期节能技术改造规划的依据。

3.1.1 根据企业能量平衡资料，对那些用能结构不合理、耗量大、热效率低的部位或设备列入中长期节能技术改造。

3.1.2 凡不在运行的，国家已公布淘汰的费能型机电设备，均应有计划分期、分批用节能型产品代替。

3.1.3 根据上级有关文件，必须进行节能技术改造的工程项目，应列入节能改造项目。3.2 节能技术

3.2.1 采用新技术。3.2.2 采用节能材料。

3.2.3 采用节能新设备和部件。

3.2.4 当年没有完工的节能技术改造项目应列入下节能改造计划。

3.2.5 涉及企业升级、能源升级、单耗考核的节能改造项目应优先列入改造计划。3.2.6 投资少、见效快、节能效果明显的节能项目，应列入改造计划。4 节能技术改造计划的实施

4.1 凡列入节能技术改造计划的项目，均需提出“可行性分析报告”，包括下列内容： 4.1.1 改造前耗能水平分析，设备热平衡测试报告及产品能源单耗。

4.1.2改造前后的经济效益对比，产品能源单耗下降幅度（政府计算数据）。4.1.3 具体改造方案，采用那些工艺、新材料、新技术、新设备。

4.1.4 改造方案投资总预算及所需设备、零部件、材料规格、型号、数量、价格等。4.2 节能技术改造方案的审批

4.2.1 生产部室、班组或个人提出的节能改造项目，只需提出具体改造方案，呈报安全生产部备案、总工程师批准后实施，改造后即可认定节能成果。

4.2.2 生产部室提出的5万元以下的节能项目，须提出可行分析报告，经安全生产部、总工程师审核认可后方可立项，列入计划，并报有关部门备案。

4.2.3投资5万元以上的节能改造项目，应由公司节能领导小组、安全生产部提出可行性分析报告，经主管生产经理（或总工程师）组织有关人员论证，确认可行并批准立项后，方可列入节能技术改造项目实施计划。4.3 节能技术改造资金来源

4.3.1 经批准实施的5万元以下的节能技术改造项目所需材料，由维护部申报，安全生产部审核，总工审批后列入公司节能改造费用。

4.3.2 使用资金较大的技术改造项目所需资金，由公司安排，有安全生产部统一管理使用。4.4 节能技术改造的实施

4.4.1 节能技术改造由主管生产经理和总工程师统一领导和指挥，由安全生产部负责实施。4.4.2 确保节能改造施工进度。4.4.3 确保节能技术改造工程质量。5 节能技术改造的奖惩

5.1 为调动职工开展节能活动的积极性，对节能工作采取精神鼓励和物质奖励相结合的原则，做到节约有奖，浪费当罚。5.2 节能合理化建议奖

由部门或个人提出的节能合理化建议，经公司采纳、应用、并有明显效果的，应对该部门或个人实行适当奖励。

5.3 公司设立节能奖，凡实施节能技术改造后的设备、设施，节约煤、油、电、水有明显效果，公司可按能源节约量提取部分资金作为对部门或个人的一次性奖励。

5.4 公司提出节约资金总额的30% — 40%用于奖励节能效果显著、对节能工作贡献大的部门和个人。

5.5 节能奖由公司统一分配，主要发给与节能工作有关的部门和个人，防止平均主义。5.6 对完不成节能任务的部门和个人，予以通报批评，严重地给以经济处罚。6 检查与考核

6.1 本标准由安全生产部与公司节能领导小组负责检查与考核，每年对标准的贯彻情况进行一次全部检查。

6.2 安全生产部对检查结果按公司规定实施奖惩。

第四篇：关于印发《节能技术改造

各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅（局）、发展改革委（经委、经贸委、经信委、工信委、工信厅），新疆生产建设兵团财务局、发展改革委，有关中央企业：

为加快推广先进节能技术，提高能源利用效率，实现“十二五”期间单位国内生产总值能耗降低16%的约束性指标，根据《节约能源法》和《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，中央财政将继续安排专项资金，采取“以奖代补”方式，对企业实施节能技术改造给予适当支持和奖励。为加强财政资金管理，提高资金使用效率，我们制定了《节能技术改造财政奖励资金管理办法》，请遵照执行。

财政部 国家发展改革委

二〇一一年六月二十一日

附件：

节能技术改造财政奖励资金管理办法

第一章 总

则

第一条 根据《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，为加快推广先进节能技术，提高能源利用效率，“十二五”期间，中央财政继续安排专项资金，采取“以奖代补”方式，对节能技术改造项目给予适当支持和奖励（以下简称奖励资金）。为加强财政资金管理，提高资金使用效率，特制定本办法。

第二条 为了保证节能技术改造项目的实际效果，奖励资金与节能量挂钩，对完成预期目标的项目承担单位给予奖励。

第三条 奖励资金实行公开、透明原则，接受社会各方面监督。

第二章 奖励对象和条件

第四条 奖励资金支持对象是对现有生产工艺和设备实施节能技术改造的项目。

第五条 申请奖励资金支持的节能技术改造项目必须符合下述条件：

（一）按照有关规定完成审批、核准或备案；

（二）改造主体符合国家产业政策，且运行时间3年以上；

（三）节能量在5000吨（含）标准煤以上；

（四）项目单位改造前年综合能源消费量在2万吨标准煤以上；

（五）项目单位具有完善的能源计量、统计和管理措施，项目形成的节能量可监测、可核实。

第三章 奖励标准

第六条 东部地区节能技术改造项目根据项目完工后实现的年节能量按240元/吨标准煤给予一次性奖励，中西部地区按300元/吨标准煤给予一次性奖励。

第七条 省级财政部门要安排一定经费，主要用于支付第三方机构审核费用等。

第四章 奖励资金的申报和下达

第八条 符合条件的节能技术改造项目，由项目单位（包括中央直属企业）提出奖励资金申请报告（具体要求见附1），并经法人代表签字后，报项目所在地节能主管部门和财政部门。省级节能主管部门、财政部门组织专家对项目资金申请报告进行初审；省级财政部门、节能主管部门委托第三方机构（必须在财政部、国家发展改革委公布的第三方机构名单内）对初审通过的项目进行现场审核，由第三方机构针对项目的节能量、真实性等相关情况出具审核报告（格式见附2）。

第九条 省级节能主管部门、财政部门根据第三方机构审核结果，将符合条件的项目资金申请报告和审核报告汇总后上报国家发展改革委、财政部（格式见附3）。

第十条 国家发展改革委、财政部组织专家对地方上报的资金申请报告和审核报告进行复审，国家发展改革委根据复审结果下达项目实施计划，财政部根据项目实施计划按照奖励金额的60%下达预算。

第十一条 各级财政部门按照国库管理制度有关规定将资金及时拨付到项目单位。

第十二条 地方节能主管部门会同财政部门加强项目监管，督促项目按时完工。

第十三条 项目完工后，项目单位及时向所在地财政部门和节能主管部门提出清算申请，省级财政部门会同节能主管部门组织第三方机构对项目进行现场审核，并依据第三方机构出具的审核报告（格式见附2），审核汇总后向财政部、国家发展改革委申请清算奖励资金（格式见附3）。

第十四条 财政部会同国家发展改革委委托第三方机构对项目实际节能效果进行抽查，根据各地资金清算申请和第三方机构抽查结果与省级财政部门进行清算，由省级财政部门负责拨付或扣回企业奖励资金。

第五章 审核机构管理

第十五条 财政部会同国家发展改革委对第三方机构实行审查备案、动态管理，并向社会公布第三方机构名单。

第十六条 列入财政部、国家发展改革委备案名单的第三方机构接受各地方委托，独立开展现场审查工作，并对现场审查过程和出具的核查报告承担全部责任。同时接受社会各方监督。

第十七条 委托核查费用由地方参考财政性投资评审费用及委托代理业务补助费付费管理等有关规定支付。

第十八条 地方委托第三方机构必须坚持以下原则：

（一）第三方机构及其审核人员近三年内不得为项目单位提供过咨询服务。

（二）项目实施前、后的节能量审核工作原则上委托不同的第三方机构。

（三）优先选用实力强、审核项目经验丰富的第三方机构。

第六章 监督管理

第十九条 地方节能主管部门和财政部门要加大项目申报的初审核查力度，并对项目的真实性负审查责任。对存在项目弄虚作假、重复上报等骗取、套取国家资金的地区，取消项目所在地节能财政奖励申报资格。同时，按照《财政违法行为处罚处分条例》（国务院令第427号）规定，依法追究有关单位和人员责任。

第二十条 地方节能主管部门和财政部门要加强对项目实施的监督检查，对因工作不力造成项目整体实施进度较慢或未实现预期节能效果的地区，国家发展改革、财政部将给予通报批评。

第二十一条 项目申报单位须如实提供项目材料，并按计划建成达产。对有下列情形的项目单位，国家将扣回奖励资金，取消“十二五”期间中央预算内和节能财政奖励申报资格，并将追究相关人员的法律责任。

（一）提供虚假材料，虚报冒领财政奖励资金的；

（二）无特殊原因，未按计划实施项目的；

（三）项目实施完成后，长期不能实现节能效果的；

（四）同一项目多渠道重复申请财政资金的。

第二十二条 财政部会同国家发展改革委对第三方机构的审核工作进行监管，对核查报告失真的第三方机构给予通报批评，情节严重的，取消该机构的审核工作资格，并追究相关人员的法律责任。

第七章 附

则

第二十三条 本办法由财政部会同国家发展改革委负责解释。

第二十四条 本办法自印发之日起实施，原《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》（财建〔2007〕371号）废止。

附：

1、企业财政节能奖励资金申请报告的主要内容

2、××××单位××项目现场审核报告

3、_____节能技术改造财政奖励资金申请汇总表

第五篇：桥式起重机节能调速技术改造

桥式起重机节能调速技术改造 概述

宝钢炼钢厂废钢桥式起重机主要负责废钢起吊以便向转炉供料，该设备24h连续工作，一旦停止运行会直接影响转炉炼钢生产。该桥式起重机电气控制系统是1985年引进日本安川公司生产的调压调速控制产品，经20多年在100%负荷率下运行，见已出现许多问题：

(1)主起升机构电机为绕线式电动机，通过可控硅调节电机定子交流电压和改变电机转子电阻相结合的方式进行调速控制，其他系统均采用继电接触器控制，接触器动作频繁(年均百万次)，故障率高，且备件消耗量大；

(2)转子用电阻器长期处于发热状态，故障多，电阻器发热消耗大量能源，粗略测算年耗电十几万度；

(3)受当时控制水平所限，定子调压系统采用模拟控制方式，技术落后，备件很难采购。同时由于分离元件寿命短、离散性高，影响调节系统的稳定性，因而须经常调整控制系统参数，模拟系统参数调整较麻烦，时间长，常常影响设备正常使用；

(4)测速发电机的速度反馈装置故障率高，占整个调速系统故障的80%以上；

(5)很多元器件老化，故障率高，滑环、接触器、电阻器等故障频繁；

(6)部分元器件厂家己停产，无备件更换；

(7)整个控制系统耗能大，不利环保节能。2 主要改造方案

(1)将定子调压调速系统改为带电能反馈的节能型变频调速系统；

(2)取消转子电阻，取消接触器控制；

(3)采用直流母线方式、传动系统整流回馈装置和逆变器进行控制；

(4)改造绕线式电机，使之能用于变频控制；

(5)桥式起重机变频调速控制系统一直由外商提供技术和产品，考虑现场改造的技术难度和复杂性以及进口设备高昂的价格，本次改造充分结合现场条件，参照目前最先进的AFE变频调速系统，采用关键元器件引进、自主技术集成的改造路线，以降低成本。改造方案的技术分析

3.1 电机特性分析 3.1.1 电机工作原理及特性 三相异步绕线电机、三相异步鼠笼电机和三相异步变频电机均属于交流异步电机，具有相同的工作原理，即电机通电后，定子形成旋转磁场切割转子绕组形成转子电压和转子电流，定子磁场与转子电流相互作用形成电机电动力矩 M=CMφI2cosφ2

普通三相异步绕线电机、三相异步鼠笼电机在50Hz工频下直接起动时，由于cosφ2很小，所以M不大。变频器控制电机在设定的频率和电压下起动时能得到较高的cosφ2和I2，起动力矩较大。

3.1.2 变频装置控制普通绕线电机

变频装置提供的电压是接近正弦波的方波脉冲，变频电机就是基于方波脉冲设计铁心和绕组的，变频装置控制变频电机能得到较宽的调速范围(1：50)和较少的损耗；而变频装置控制普通绕线电机只能得到较窄的调速范围(1：10)和较多的损耗，但损耗的增加一般不大于2%~5%，对电机发热影响不大，而对于桥式起重机，调速范围1：10足够了。因此在桥式起重机上采用变频器控制普通绕线电机完全可行。3.1.3 主起升机构电机

宝钢炼钢厂25t废钢桥式起重机主起升机构电机为160kW、585r/min、100%ED工作制电机，F级(155℃)绝缘耐热等级，主起升机构运行速度30m/s，起重量25t(含电磁吸盘自重10t)。

起升机构静功率

P=(Q+W)V/(6.12η)=25×30/(6.12×0.9)=136.2kW

可以看出满载时静功率小于电动机额定功率160kW，桥式起重机的动态转矩很小，主起升机构三相异步绕线电机最大转矩是额定转矩的3.39倍。因此采用原160kw二相异步绕线电机作为起升机构的拖动电机无论起动还是运行都没有问题，也通过了发热计 3.2 调速特性分析

3.2.1 主起升机构变频调速主传动部分的改造

本次改造3号25t桥式起重机主起升机构的焦点之一是成套引进还是自主集成。用户希望改造后能达到西门子最新产品AFE变频调速系统的性能，而西门子公司成套进口的AFE变频调速柜国内应用极少，且AFE变频调速系统的设计、制造、调试全部由德国西门子总部的工程师完成，国内熟知AFE变频调速装置工程师很少，西门子技术支持工程师认为AFE变频调速不可分拆，否则风险太大，国内外没有这样的先例。基于对变频调速技术的广泛应用及对现场工况的了解，在用户的支持与配合下，我们采用自己设计、自主集成、关键元器件选择国外产品的改造路线。

(1)AFE整流/回馈装置

该装置的核心部件是1个带有闭环控制板CUSA的调节板，它将三相交流电源变成可调直流电压，为三相交流电源侧叠加1个快速矢量控制，向电网发送一个近似正弦波的电流，因而，在电网净化滤波器的帮助下，电网能保持很小的扰动。矢量控制也可以调节功率因数，其优点是：当电网发生故障，甚至是在发电工作时，也不会烧坏逆变器上的熔断器，当一相瞬时跌落时，调节系统将功率分配给其余相且可连续工作。该装置还设有1个VSB板(电压识别板)，作为电网角度编码器，它具有100%的电网回馈能力，不需要自耦变压器，在发电工作时不产生损耗功率。该装置具有以下特点：

①控制系统可以对电网产生任意扰动，即该系统具有最佳综合功率因数；

②在电网电压瞬时跌落或故障时，具有防止传动系统颠覆功能；

③能进行无功功率补偿；

④四象限工作方式，带自换向功能；

⑤对于不稳定电网有最高可用性；

(2)变频调速柜构成变频调速系统由电源连接模块、变流器模块、逆变器3部分组成，见图1 3.2.2 主起升机构变频调速控制部分的改造

(1)变频调速柜控制

变频调速柜由操作室的电源合闸按钮控制整流/回馈装置启动，直流母线电压升到600V，运行输出继电器吸合，无故障输出继电器吸合，整流/回馈装置PMU显示0，系统进入待运行状态。

卷上、卷下和四档速度给定仍由操作室的操作指令开关控制，这些信号经新增加的中间继电器控制板送人变频调速柜，控制信号送入CUVC板，速度给定送入EB1扩展板。卷上、卷下运行指令使逆变器处于工作状态，并按给定速度档位运行。输出信号包括运行信号、故障信号和抱闸信号。控制信号的连接见图2。

变频调速控制采用带编码器的速度闭环控制方式，实现了主钩快速起动和快速停止，起动加速度可达到1.8m/s2，载荷经0.4S时间从静止升到最高运行速度。可以实现主钩运行从上升最高速快速直接转换到下降最高速，完全满足现场工况要求。

改用变频装置后，电机电流控制抱闸打开，电机实际转速控制抱闸闭合，减少了抱闸对机械设备的冲击，同时延长了抱闸装置的使用寿命。

(2)操作控制

起升机构采用变频器控制，操作手柄从下降拉回零位停车时，没有反接制动，因而不存在换向死区，变频器迅速降低频率，电动机迅速形成回馈制动力矩，再加上机械制动器的作用，制动效果比定子调压控制更好，不会产生溜钩现象。

3.2.3 变频调速与调压调速比较 基速以下调速时，变频调速为恒转矩调速，即在整个调速范围内，电动机允许的输出转矩保持不变。基速以上调速时，为恒功率调速。

调压调速既非恒转矩调速也非恒功率调速，随着转速的降低，电动机的允许输出转矩和允许输出功率都下降。

(1)变频调速的效率为0.97~0.98，而调压调速属于变转差率调速，低速时转差损耗大，效率低，不利于节能。

(2)矢量控制的变频调速，不加测速反馈时调速范围可以达到1：10，有测速反馈时调速范围大于1：10，且稳、速精度高，可以低转速稳定运行。

(3)启动转矩问题，电动机的力矩包括2部分：负载力矩和动态力矩，负载力矩用于提升重物，动态力矩用于启动和制动。变频器许用动态力矩为0.6MN(30s)，只要不超重，启动不成问题。废钢桥式起重机为电磁吸盘桥式起重机，不会出现超重现象，能满足变频启动的要求。

(4)启动负荷较大时，会出现下降溜钩问题。调压调速方式用串电阻改变机械特性，同步转速不变，特性较软，负荷变化引起的转速变化很大，采用测速反馈后会得到改善，但在低速时，测速反馈也不能使其特性得到改善，因而可能出现下降溜钩现象。

而变频调速的特性和直流电机相同，基速以下调速，机械特性是一组平行直线，特性硬，负荷变化时转速下降很小，载荷下降时，特性延伸到第四象限，处于再生制动，仍旧保持电动状态时的特性硬度，不会出现溜钩现象。

(5)绕线电机转子串电阻调速，因电阻长期处于发热状态消耗大量能量，以牺牲能量实现调速性能，效率很低。变频调速效率可达0.97~0.98，绕线电机改为变频调速后，只是将电阻全部短接，不会影响电机的性能，效率也不会下降。4 改造效果

长时间运行表明，变频调速系统运行可靠、响应速度快、节能环保、调速稳定、故障率低，是起升机构理想的控制装置，完全达到了改造目标。

在AFE产品基础上自主集成的桥式起重机变频调速系统为国内首创，技术性能与西门子成套产品相同，但装置成本明显降低，调试和现场服务的费用更低，能为系统的正常运行和维护提供技术支持。

改造后的变频调速系统节能效果明显，1台160kW电机主钩，以1年330d、每天工作16h计算，能节电40万kW.h，节省电费超过25万元。