细纱机主电机采用“换相法”变极绕组的经济分析

核心提示：　　渭南纺织机械厂（714000 1刖目细纱机是面广量大的棉纺设备，也是棉纺厂用电量较大的设备之一，一般细纱机用电占纺织厂用电的30%以上，占纺纱用电的60%左右。因此，对细纱机主电机进行优化设计，使

　　渭南纺织机械厂（714000 1刖目细纱机是面广量大的棉纺设备，也是棉纺厂用电量较大的设备之一，一般细纱机用电占纺织厂用电的30%以上，占纺纱用电的60%左右。因此，对细纱机主电机进行优化设计，使细纱机采用高效节能电机，具有明显的节电效果。

　　细纱机主电机在应用上有以下几个特点：运行时间长，24小时连续运行的。

　　环境温度高，电动机安装在车头箱内，靠地道通风散热，空气温度常常超过40*C，有时甚至达到60*C.电机一般都工作在欠载状态，负载率通常在75%左右。

　　在两种工作速度下都要求能满负载长期运行。

　　相法“经优化设计的FXD180M1-4/6型电动机效率对比如表1.表1型号功率kW同步转速r/min效率％2设计要点根据细纱机主电机在应用上的特点，确定了以下设计原则：尽量采用4、6极绕组系数都较高的单绕组方案，且谐波含量尽可能低，以减少振动和噪首。

　　在不影响电机6极使用的情况下，尽量提高4极的效率和功率因数。

　　75%负载时，4极效率要达到92.3%，且要求效率曲线尽可能平坦。

　　因JF03系列细纱机主电机一般采用2Y/A或2Y/Y的反相法变极绕组，经多年实践显示了较好的性能，但该绕组4极时绕组系数偏低，磁场波形有较强的偶次谐波，空载电流与空载损耗较大，力能指标偏低，起动性能较差。采用“换相法”的4/6极绕组，其4、6极绕组系数均较高，气隙磁密比合理，谐波含量低，且调整控制简单。因此，其出力和力能指标获得较大幅度的提高，性能获得显著改善。其对比情况如表2.表2极数输出功率P2kW接法分布系数Kd短距系数Kp绕组系数Kdp线圈跨距Y气隙磁密比Bg2/Bg3功率因数CosF效率h%由表2可以看出，就效率而言，采用“换相法”的FXD18M1-4/6型电动机4极时的效率比JF03-61A-4/6型电动机高得多，且处于长期运行状态，所以具有明显的节电效果；同时，6极的效率也较高。就功率因数而言，尽管6极时FXD180M1-4/6型电动机的功率因数较JF03- 61A-4/6型电动机低，但考虑到6极绕组的运行时间极短，每次开车仅运行2飞分钟，所以对节电没影响。

　　另外，槽配合对异步电机的起动性能，噪音、杂散损耗、温升等有影响，而细纱机主电机工作中需要经常起动，这就对噪音和振动有较高的要求，经过对比分析，决定定、转子槽配合选用36/32，通过样机试验，这个问题得到了很好的解决，取得了良好的效果。

　　计时，除考虑以上因素外，还借助于计算机进行优化设计，在先进理论指导下，运用电子计算机进行优化设计，使该细纱机主电机的性能达到国内先进水平。

　　3样机的测试情况采用“换相法”的4/6极绕组（接法为4Y/3Y），设计的细纱机主电机FXD180M1-4/6型与JF03-61A-4/6型相比，4极效率提高4%，总损耗降低36%；在6极时，效率提高5%，总损耗降低34%.经陕西西北国棉五厂和山西经纬纺织机械厂现场运行测试，各项性能指标都达到了设计要求。在FA502细纱机上现场对比测试数据如下：（1）产品单耗对比项目节电率电量kWh产量km（2）细纱机速度、电机速度、表面温升及功率因数对比项目上升㈩或下降㈠罗拉速度r/min滚筒速度r/min电机速度r/min电机表面温升k室温C功率因数cosf为3.28%，以每台细纱机每天产量按21000M计算，则使用FXD180M1-4/6型（15/7kW）电动机，每天可节电7.3kWh；―年可节电2600kWh/台，节约1040元（按每kWh电费0.4元计算）。按一年生产1500台计算，年节约电费156万元。另外，电机表面温升平均下降2.33*C，可降低车间发热量，减少空调投资费用，改善车间环境，且功率因数提高，无功补偿投资费用减少。

　　4结论通过样机试制和现场运行试验，证明采用代JF03-61A-4/6型（15/7kW）细纱机主电机是适宜的，具有明显的节电效果。现在该电机已在细纱机上大量推广应用，据估计，从研制成功至今，已生产8000台以上，为社会带来很大的经济效益。