如何提高齒輪電機(jī)的效率
隨著人們對 日益嚴(yán)重的能源危機(jī)的 擔(dān)心 ， 電機(jī)效率已經(jīng)成為重要的 、 適時 的話題。 這是因為， 電機(jī)用掉了美國國 內(nèi)生產(chǎn)用電量的 63% — 70% ， 占美國總 電能消耗量的 23% 。 但是 ， 到 目前為止 ， 大多數(shù)用于改 善電機(jī)效率的工作都只集中在電機(jī)總耗 電量 的 10% 左 右 。 原 始設(shè) 備制造 商(OEM) 機(jī)械設(shè)計人 員可以 為能源節(jié)約 做出獨(dú)特的貢獻(xiàn) ， 方法是謹(jǐn)慎地選擇和 使用合適的新型 電機(jī)、 齒輪電機(jī)以及駕 駛裝置 。
一.三相勝過單相
三相電機(jī)的效率通常要高于單相電 機(jī)。 例如 ， 單相 1／20 馬 力 (37W) 齒輪 電機(jī)的效率可能是 53% ， 而三相電機(jī)的 效率則可以達(dá)到 64% 。 除 了效率更高之外， 三相 電機(jī)也更 加可靠。
單相電機(jī)不能 自啟動。 因此 ， 人 們開發(fā) 了多種不同的啟動機(jī)制 ， 這些啟 動機(jī)制會增加成本、 零件數(shù)量 ， 而且可 能是導(dǎo)致電機(jī)壽命無法最大化的弱點(diǎn)所 在。 那么 ： 既然三相電機(jī)如此之好， 為 什么沒有完全替代單相電機(jī)呢？ 這是因 為有許多工業(yè)設(shè)備裝置 中沒有提供三相 電源 。
二.使用變頻器
一種合理的解決方案是使用變頻器 將 115 或 230V 的單相輸入電壓轉(zhuǎn)換為頻 率從0 — 120Hz 可調(diào)的230V 三相輸出， 作 為三相電機(jī)的電源。 得益于成本不斷降低 的電子產(chǎn)品 ， 變頻器 (VFD) 變得體積更 小， 功能更多， 而且還提供了額外功能， 絲毫不遜色于低成本的直流調(diào)速器。 根據(jù) ARC Advisory Group 的數(shù) 據(jù) ， 在 2007 年， 小功率 VFD 的全球市 場總值超過70 億美元 ， 而且預(yù)計到2012
年將增長到近 110 億美元。 雖然經(jīng)濟(jì)比 較疲軟 ， 但小功率交流驅(qū)動器的市場需 求仍然很強(qiáng)勁 ， 這是因為工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施 姍姍來遲的現(xiàn)代化終于開始起步了。 據(jù)美國能源部估計， 使用VFD 來控 制速率， 所節(jié)省的能源將高達(dá)電機(jī)總耗 電量的 18% 。 在電扇、 鼓風(fēng)機(jī)以及抽吸 應(yīng)用 中， VFD 可以節(jié)省大量的能源 。與使用機(jī)械系統(tǒng)來減少流量相比 ， 在 VFD 中安裝壓力傳感器能夠更精確 高效地調(diào)節(jié)流量。 在風(fēng)扇 ， 鼓風(fēng)機(jī)或抽 吸應(yīng)用中使用VFD ， 當(dāng)工作在額定速率 的 80% 時 ， 能量消耗可以降低一半。 對分馬 力電機(jī)而言 ， VFD 要比簡單 的直流調(diào)速器稍微責(zé)一些。 但是它們提 供 了許多新的功能 ， 比如通過軟啟動來 降低對機(jī)械部件的震動并延長設(shè)備的使 用壽命
三.不要忘記傳動效率
為了最大化齒輪電機(jī)系統(tǒng)的總體效 率， 要避免低的傳動效率抵消電機(jī)效率 的增加。 雖然直角蝸輪減速器是一種空 間利用率很高的方案， 但是它們的效率 只有50% 或更低 ， 而平行軸減速器 中的 正 齒輪和斜齒輪的 效率通常可以達(dá)到
98% 左右。
