一种节能传动装置及电动设备的制作方法

本发明涉及传动技术领域，具体而言，涉及一种节能传动装置及电动设备。

背景技术：

传统的电机传动装置在总设计时，要求传动执行系统的工况和工作要求与电动机的机械特性相匹配，尽量简化机械传动系统、缩短传递路线，采用最简单的机构来满足工作要求。这样的设置虽然能很好地滿足电动机传动领域技术上的要求，但是对于能量的利用率并不高、耗能大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种节能传动装置，其用于在动力组件与执行组件之间进行动力传输。动力组件和执行组件通过节能传动装置传动连接。节能传动装置的设置能够降低动力组件的能耗、提升能量利用效率。

本发明还提供一种电动设备，其包括上述的节能传动装置。动力组件和执行组件均设置于电动设备。电动设备的能量利用效率较高，能够很大程度地减小能耗。

本发明的实施例是这样实现的：

一种节能传动装置，用于在动力组件和执行组件之间进行动力传输，动力组件和执行组件通过节能传动装置传动连接。节能传动装置的设置能够降低能耗、提高能量利用效率。

在本发明的一些实施例中，节能传动装置与动力组件v带传动。

在本发明的一些实施例中，节能传动装置包括齿轮箱。齿轮箱与动力组件v带传动，齿轮箱与执行组件传动连接。

在本发明的一些实施例中，齿轮箱选自一级齿轮传动箱、二级齿轮传动箱、三级齿轮传动箱、四级齿轮传动箱与五级齿轮传动箱中的一种。选用的齿轮箱的传动级数不同，节能传动装置的传递效率也会不同，最终提升的能量利用效率也不同。

在本发明的一些实施例中，齿轮箱包括五级齿轮传动，齿轮箱配置有与齿轮的转动轴匹配的输入轴和输出轴，输出轴与齿轮的转动轴可拆卸连接。输入轴与动力组件v带传动，输出轴与执行组件传动连接。

在本发明的一些实施例中，齿轮箱的第一级齿轮传动为增速传动或减速传动，与v带传动配合，对执行元件的输入转速进行调节。齿轮箱的第二级齿轮传动至第五级齿轮传动的传动比均为1:1。

在本发明的一些实施例中，输入轴与第一级传动的输入齿轮的转动轴传动连接。保证无论齿轮箱采用几级传动，均能实现增速或减速传动的功能。

在本发明的一些实施例中，电动设备包括上述节能传动装置，动力组件与执行组件均设置于电动设备。

在本发明的一些实施例中，动力组件和执行组件之间共有四级传动。

在本发明的一些实施例中，电动设备选自悬臂式石材切割机、桥式圆盘锯石机、稀土萃取搅拌机与空气压缩机中的一种。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明提供一种节能传动装置，用于在动力组件和执行组件之间进行动力传输。传统设计中，为了满足简化传动系统的要求，往往使得电机的能量利用率偏低。本发明中，动力组件和执行组件通过节能传动装置传动连接。通过发明人的试验研究发现，适当的节能传动装置的设置能够降低动力组件的能耗、提升能量利用效率。

本发明还提供一种电动设备，其包括上述的节能传动装置。动力组件和执行组件均设置于电动设备。电动设备的能量利用效率较高，能够很大程度地减小能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的齿轮箱的结构示意图。

图标：100-齿轮箱；102-输入齿轮；104-第一齿轮；106-第二齿轮；108-第三齿轮；110-第四齿轮；112-第五齿轮；114-输入轴；116-输出轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例提供一种节能传动装置，用于在动力组件和执行组件之间进行动力传输。动力组件和执行组件通过节能传动装置传动连接。传统的电机传动装置在总设计时，要求传动执行系统的工况和工作要求与电动机的机械特性相匹配，尽量简化机械传动系统、缩短传递路线，采用最简单的机构来满足工作要求。这样的设置虽然能很好地滿足电动机传动领域技术上的要求，但是对于能量的利用率并不高、耗能大。而节能传动装置的设置能够起到降低能耗、提高能量利用效率的作用。

节能传动装置分别与动力组件、执行组件传动连接。

请参照图1，图1所示为齿轮箱100的结构示意图。节能传动装置包括齿轮箱100。本实施例中，齿轮箱100与动力组件通过v型皮带轮传动连接。其他实施例中，齿轮箱100与动力组件的传动连接方式也可以是平带传动等其余带传动方式，也可以是齿轮传动等啮合传动方式或其他传动方式，只要能够实现齿轮箱100与动力组件的传动连接即可。

齿轮箱100与执行组件传动连接。

带传动能缓和载荷冲击，且带传动具有运行平稳、低噪音、低振动的优点。同时带传动的结构简单，皮带轮的制造精度和安装精度的要求相比于啮合传动较为宽松。而且带传动的两轴中心距调节范围较大，后期调整方便。带传动还具有过载保护的功能。v带传动是靠v型皮带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力进行动力传递的。v带传动的摩擦力相比于平带传动较大，可以传递较大功率。v带结构较平带结构更加紧凑，而且v带是无接头的传动带，传动相比于平带更加平稳。

本实施例中，齿轮箱100为四级齿轮传动箱，包括四级齿轮传动。齿轮箱100包括输入齿轮102、第一齿轮104、第二齿轮106、第三齿轮108、第四齿轮110与第五齿轮112。输入齿轮102与第一齿轮104啮合，组成第一级齿轮传动。第一齿轮104与第二齿轮106同轴设置。第二齿轮106与第三齿轮108啮合，组成第二级齿轮传动。第三齿轮108与第四齿轮110啮合，组成第三级齿轮传动。第四齿轮110与第五齿轮112啮合，组成第四季齿轮传动。上述全部齿轮的转动轴(图中未标出)均通过滚动轴承(图中未标出)安装于齿轮箱100。

齿轮箱100的第一级齿轮传动为增速传动或减速传动，与v型皮带轮传动配合，对执行元件的输入转速进行调节。齿轮箱100的第二级及之后的齿轮传动的传动比均为1:1。本实施例中，齿轮箱100的第二级齿轮传动至第四级齿轮传动的传动比均为1:1。用户在同种情况下分别选择二级至四级传动的齿轮箱时，执行元件的输入转速保持不变，一方面可以保证执行元件的稳定工作，另一方面可以对采用不同传动级数的齿轮箱100的电动设备在同种工况下的能量消耗情况进行对比，从而确定节能效果更好的传动级数。

本实施例中，齿轮箱100配置有与各齿轮的转动轴匹配的输入轴114和输出轴116，输出轴116与齿轮的转动轴可拆卸连接。齿轮箱100的传动级数设置为四级，再通过输出轴116与齿轮的转动轴的可拆卸连接，使齿轮箱100在安装时，用户能够在常用的一级至四级传动之间任意选定一个传动级数，方便用户使用。

输入轴114与第一级传动的输入齿轮102传动连接。保证无论齿轮箱100采用几级传动，均能实现增速或减速传动的功能。

节能传动装置的工作原理是：

动力组件将运动与动力通过v型皮带轮传动传递至齿轮箱100的输入轴114，再传递至输入齿轮102。经过齿轮箱100内的一级或多级齿轮传动之后，输出轴116将运动与动力传递至执行组件。

本实施例还提供一种电动设备。电动设备为悬臂式石材切割机。悬臂式石材切割机包括上述节能传动装置，动力组件与执行组件均设置于悬臂式石材切割机。

本实施例中，动力组件和执行组件之间共有四级传动。

试验例1

本试验例对悬臂式石材切割机安装节能传动装置之后在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，悬臂式石材切割机能够达到额定工况，使执行组件的转速为额定转速300转每分钟。

悬臂式石材切割机的动力组件为电机，原传动组件为一级v型皮带轮减速传动，传动效率为0.95。

现将悬臂式石材切割机的原电机替换为15千瓦/4极的三相电机，15千瓦电机与齿轮箱100的输入轴114通过一级v型皮带轮增速传动连接，输出轴116与第一齿轮104的转动轴传动连接。齿轮箱100内第一级齿轮传动为减速传动，由输入轴114至输出轴116进行一级增速传动，涉及2对滚动轴承，输出轴116与执行组件通过联轴器传动连接。由电机传动至执行组件，为三级增速传动。联轴器传动效率η1＝0.99，2对滚动轴承传动效率η2＝0.98，1对齿轮η3＝0.98，v型皮带轮传动效率η4＝0.95，因此现传动组件的传动效率ηa＝0.99×0.98×0.98²×0.95＝0.885。

测出：在空载时，电机的空载电流22安；额定工况下工作时电机三相负载电流平均27.5安。

根据电机负载电流27.5安，可计算出以下电机各项负载数据：

(1)已知视在功率：sc＝1.732×0.38×27.5＝18kva；kva即千伏安，视在功率单位。

(2)空载电流(查电工手册k＝4.2)：

a即安培，电流的单位。

(3)负载功率：

kw即千瓦，功率单位。

(4)无功功率：kvar即千乏，无功功率的单位。

(5)负载电流：a即安培，电流单位。

(6)无功有功比值：

通过无功有功比值表查得电机自然功率因数为0.75，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝0.398，所需电容补偿容量：q＝13.5kw×0.398＝5.373kvar。

经补偿之后的结果如表1所示：

表1补偿结果

补偿后的负载电流：

有功功率损耗：kw·h即千瓦时，能量单位。

试验例2

本试验例对桥式圆盘锯石机进行节能传动装置的安装之后的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，桥式圆盘锯石机能够达到额定工况，使执行组件的转速为额定转速270转每分钟。

桥式圆盘锯石机的动力组件为电机，原传动组件为v型皮带轮与齿轮传动组成的二级减速传动。v型皮带轮传动效率η1＝0.95，2对滚动轴承传动效率η2＝0.98，1对齿轮η3＝0.98。因此原传动组件的传动效率ηa＝0.98×0.98²×0.95＝0.89。

现将桥式圆盘锯石机的原电机替换为18.5千瓦/4极的三相电机，18.5千瓦电机与齿轮箱100的输入轴114通过原传动组件的v型皮带轮传动连接，输出轴116与第一齿轮104的转动轴传动连接，齿轮箱100内进行一级传动，涉及2对滚动轴承。输出轴116与原传动组件的齿轮传动的输入齿轮传动连接。由电机传动至执行组件，为三级减速传动。v型皮带轮传动效率η1＝0.95，3对滚动轴承传动效率η2＝0.98，2对齿轮η3＝0.98。因此现传动组件的传动效率ηa＝0.98³×0.98²×0.95＝0.86。

测出：在空载时，电机的空载电流18安；额定工况下工作时电机三相负载电流平均29安。

根据电机负载电流29安，可计算出以下电机各项负载数据：

(1)已知视在功率：sc＝1.732×0.38×29＝19kva。

(2)空载电流(查电工手册k＝4.2)：

(3)负载功率：

(4)无功功率：

(5)负载电流：

(6)无功有功比值：

通过无功有功比值表查得电机自然功率因数为0.74，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝0.425，所需电容补偿容量：q＝14kw×0.425＝5.95kvar。

经补偿之后的结果如表2所示：

表2补偿结果

补偿后的负载电流：

有功功率损耗：试验例3

本试验例对稀土料液槽体的进行节能传动装置的安装之后的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，稀土料液槽体能够达到额定工况，使执行组件的转速为额定转速300转每分钟。

稀土料液槽体动力组件为2台电机，每台电机通过一级v型带皮带轮减速均匀传动5台搅拌机，搅拌机为执行组件。v型皮带轮传动效率η1＝0.95。

现将稀土料液槽体的原电机替换为0.75千瓦的立式电机，立式电机与齿轮箱100的输入轴114通过原传动组件的v型皮带轮传动连接，输出轴116与第三齿轮108的转动轴传动连接，齿轮箱100内进行二级传动，涉及3对滚动轴承。输出轴116与执行组件通过联轴器传动连接。由电机传动至执行组件，为四级减速传动。v型皮带轮传动效率η1＝0.95，3对滚动轴承传动效率η2＝0.98，2对齿轮η3＝0.98，联轴器传动效率η4＝0.99。因此现传动组件的传动效率ηa＝0.98³×0.98²×0.95×0.99＝0.846。

利用智能电表(型号：dtzy188-z；表号：13000132448)串接1只多功能网络仪表(型号：pd866e-9s4)，在没有就地无功补偿下同时对0.75千瓦电机传动装置加一级v带减速均匀传动5台搅拌机进行耗电量测量，两只智能电表测量数据一样。测得结果为：相电压分别为225伏、227伏、229伏，因此计算出平均电压为227伏，负载电流1.77安，有功耗损0.79千瓦时，无功耗损0.93千乏时，自然功率因数0.64。

根据电机负载电流1.77安，可计算出以下电机各项负载数据：

(1)已知视在功率：sc＝1.732×0.38×1.77＝1.16kva。

(2)空载电流(查电工手册k＝3.4)：

(3)负载功率：

(4)无功功率：

(5)负载电流：

(6)无功有功比值：

通过无功有功比值表查得电机自然功率因数为0.5，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝1.248，所需电容补偿容量：q＝0.58kw×1.248＝0.72kvar。

经补偿之后的结果如表3所示：

表3补偿结果

补偿后的负载电流：

有功功率损耗：

试验例4

本试验例对七水流酸镁搅拌机进行节能传动装置的安装之后的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，七水流酸镁搅拌机能够达到额定工况，使执行组件转速为额定转速31转每分钟。

七水流酸镁搅拌机的动力组件为电机，原传动组件为v型皮带轮与齿轮传动组成的三级减速传动，电机通过原传动组件传动1台搅拌机。现将七水流酸镁搅拌机的原电机替换为7.5千瓦/6极的电机，7.5千瓦电机与齿轮箱100的输入轴114通过原传动组件的v型皮带轮传动连接，输出轴116与第一齿轮104的转动轴传动连接，齿轮箱100内进行一级传动。输出轴116与原传动组件的齿轮传动的输入齿轮102传动连接。由电机传动至执行组件，为四级减速传动。7.5千瓦/6极电机通过现传动组件传动3台搅拌机。

测出：额定工况下工作时电机平均负载电流10安。

根据电机平均负载电流10安，可计算出以下电机各项负载数据：

(1)已知视在功率：sc＝1.732×0.38×10＝6.58kva。

(2)空载电流(查电工手册k＝3.4)：

(3)负载功率：

(4)无功功率：

(5)负载电流：

(6)无功有功比值：

通过无功有功比值表查得电机自然功率因数为0.45，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝1.5，所需电容补偿容量：q＝3kw×1.5＝0.72kvar。

经补偿之后的结果如表4所示：

表4补偿结果

补偿后的负载电流：

总有功功率损耗：

则平均一台搅拌机的有功功率损耗为2.96(kw·h)/3＝0.99kw·h。

试验例5

本试验例对空气压缩机进行节能传动装置的安装之后的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，空气压缩机能够达到额定工况，压气机处于1.5兆帕的压力下，执行组件的转速为额定转速590转每分钟。

空气压缩机的相关数据如下：型号4lw-44/22.5，排气量44m3/n(m3/n为立方米每档，n指指针指向的档位，即实际排放量为44乘以n立方米)，排气压力0.25兆帕。

空气压缩机的动力组件为电机，原传动组件为飞轮联轴器，电机输出轴116通过飞轮联轴器直接传动压缩机。联轴器传动效率η1＝0.99。

现将空气压缩机的原电机替换为110千瓦的电机，110千瓦电机与齿轮箱100的输入轴114通过v型皮带轮传动连接，输出轴116与第一齿轮104的转动轴传动连接，齿轮箱100内进行一级传动，涉及2对滚动轴承。输出轴116与执行组件通过联轴器传动连接。由电机传动至执行组件，为三级减速传动。联轴器传动效率η1＝0.99，v型皮带轮传动效率η2＝0.95，1对齿轮传动效率η3＝0.98，2对滚动轴承η4＝0.98。因此现传动组件的传动效率ηa＝0.98²×0.98×0.95×0.99＝0.885。

测出：额定工况下工作时电机负载电流182安。

根据电机负载电流182安，可计算出电机负载率68％(取kd＝0.68)，对应自然功率因数

因此：pc1＝kd1pe1＝0.68×110w＝75kw。

上例情况没有无功补偿，电机自然功率因数平均为0.62，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表，系数k＝0.781所需电容补偿容量：q＝75kw×0.781＝11.66kvar。

经补偿之后的结果如表5所示：

表5补偿结果

补偿后的负载电流：

有功功率损耗：

对比例1

本对比例对悬臂式石材切割机进行节能传动装置的安装之前的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，悬臂式石材切割机能够达到额定工况，使执行组件的转速为额定转速300转每分钟。

悬臂式石材切割机的动力组件为30千瓦/8极电机，电机型号为y2-250m-8，各项数据如下：功率因数0.79、效率91％、额定电流63a、额定转速n＝730r/min。电机通过一级v型皮带轮减速传动传动至执行组件。

原传动组件为一级v型皮带轮减速传动，传动效率为0.95。

测出：在空载时，电机的空载电流40安；额定工况下工作时电机三相负载电流平均50安。

根据电机负载电流50安，可计算出以下电机各项负载数据：

(1)已知视在功率：sc＝1.732×0.38×50＝33kva。

(2)空载电流(查电工手册k＝3.4)：

(3)负载功率：

(4)无功功率：

(5)负载电流：

(6)无功有功比值：

通过无功有功比值表查得电机自然功率因数为0.67，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝0.624，所需电容补偿容量：q＝22kw×0.624＝13.728kvar。

经补偿之后的结果如表6所示：

表6补偿结果

补偿后的负载电流：

有功功率损耗：

由试验例1与对比例1的结果可知：

一级v型皮带轮传动的电机运行负载电流为50安，v型皮带轮与齿轮组合的三级传动的电机运行负载电流为27.5安，说明增加节能传动装置的设置之后能够减少45％(1-27.5/50＝45％)的电能消耗。

一级传动的电机负载电流50安是30千瓦/8极电机的额定电流63安的79％，三级传动的电机运行负载电流27.5安为18.5千瓦/4极电机额定电流36.7安的75％。因此30千瓦/8极电机一级传动的机械设备，可以使用18.5千瓦/4极电机多级传动进行替代。

无功补偿后一级传动电机运行的有功功率损耗为22千瓦时，无功补偿后三级传动电机运行的有功功率损耗为13千瓦时。因此节能传动装置的设置相比于一级传动能够节约41％(1-13/22＝41％)的用电量。

一级传动的传动效率为0.95，有功功率损耗为19.75千瓦时。三级减速传动的传动效率为0.885，有功功率损耗为12千瓦时。通过耗电量的对比可知，节能传动装置的设置不仅没有减小传动效率，反而提供了相当于一级传动1.69倍(22/13＝1.69)的传动效率。

对比例2

本试验例对桥式圆盘锯石机进行节能传动装置的安装之前的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，桥式圆盘锯石机能够达到额定工况，使执行组件的转速为额定转速270转每分钟。

桥式圆盘锯石机的动力组件为22kw/6极电机，电机型号为y2-200l2-6，电机的相关数据为：功率因数0.83，效率90.5％，额定电流44.5安、额定转速n＝970转每分钟。电机通过传动组件减速传动至执行组件

传动组件为v型皮带轮与齿轮传动组成的二级减速传动。v型皮带轮传动效率η1＝0.95，2对滚动轴承传动效率η2＝0.98，1对齿轮η3＝0.98。因此传动组件的传动效率ηa＝0.98×0.98²×0.95＝0.89。

测出：在空载时，电机的空载电流22安；额定工况下工作时电机三相负载电流平均33安。

根据电机负载电流33安，可计算出以下电机各项负载数据：

(1)已知视在功率：sc＝1.732×0.38×33＝21.7kva。

(2)空载电流(查电工手册k＝4.2)：

(3)负载功率：

(4)无功功率：

(5)负载电流：

(6)无功有功比值：

通过无功有功比值表查得电机自然功率因数为0.68，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝0.594，所需电容补偿容量：q＝15kw×0.594＝8.91kvar。

经补偿之后的结果如表7所示：

表7补偿结果

补偿后的负载电流：

有功功率损耗：

由试验例2与对比例2的结果可知：

v型皮带轮与齿轮组合的二级减速传动的电机负载电流为33安，v型皮带轮与齿轮组合的三级减速传动的电机负载电流为29安。通过对比可以看出三级传动相比于二级传动减少了12％(1-18/33＝12％)的电能消耗。

无功补偿后二级传动电机运行的有功功率损耗为14.8千瓦时，无功补偿后三级传动电机运行的有功功率损耗为13.5千瓦时。因此增加节能传动装置的设置之后能够节约9％(1-13.5/14.8＝9％)的用电量。

二级传动的传动效率为0.89，有功功率损耗为13.5千瓦时。三级减速传动的传动效率为0.86，有功功率损耗为11千瓦时。通过耗电量的对比可知，节能传动装置的设置不仅没有减小传动效率，反而提供了相当于一级传动1.1倍(14.8/13.5＝1.1)的传动效率。

对比例3

本对比例对稀土料液槽体的进行节能传动装置的安装之前的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，稀土料液槽体能够达到额定工况，使执行组件的转速为额定转速300转每分钟。

稀土料液槽体动力组件为2台电机，每台电机通过一级v型带皮带轮减速均匀传动5台搅拌机，搅拌机为执行组件。v型皮带轮传动效率η1＝0.95。稀土料液槽体的电机为jyp2系列的1.5千瓦/6极的卧式电机，v型皮带轮传动效率η1＝0.95。

利用智能电表(型号：dtzy188-z；表号：13000132448)串接1只多功能网络仪表(型号：pd866e-9s4)，在没有就地无功补偿下同时对1.5千瓦电机传动装置加一级v带减速均匀传动5台搅拌机进行耗电量测量，两只智能电表测量数据一样。测得结果为：相电压分别为225伏、227伏、229伏，因此计算出平均电压为227伏，线电压为393伏()。负载电流2.76安，有功耗损0.81千瓦时，无功耗损1.71千乏时，自然功率因数0.42。

根据电机负载电流2.76安，可计算出以下电机各项负载数据：

(1)已知视在功率：sc＝1.732×0.38×2.76＝1.8kva。

(2)空载电流(查电工手册k＝4.2)：

(3)负载功率：

(4)无功功率：

(5)负载电流：

(6)无功有功比值：

通过无功有功比值表查得电机自然功率因数为0.46，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝1.4496，所需电容补偿容量：q＝0.83kw×1.4496＝1.2kvar。

经补偿之后的结果如表8所示：

表8补偿结果

补偿后的负载电流：

有功功率损耗：

由试验例3与对比例3的结果可知：

一级v型皮带轮减速传动的电机运行负载电流为2.76安，v型皮带轮与齿轮组合的四级减速传动的电机运行负载电流为1.77安。通过对比可以看出四级传动相比于一级传动减少了36％(1-1.77/2.76＝36％)的电能消耗。

无功补偿后的一级传动电机运行的有功功率损耗为0.83千瓦时，无功补偿后的四级传动电机运行的有功功率损耗为0.56千瓦时。因此增加节能传动装置的设置之后能够节约33％(1-0.56/0.83＝33％)的用电量。

一级传动的传动效率为0.95，无功功率损耗为1.71千乏时。四级减速传动的传动效率为0.846，有功功率损耗为0.93千乏时。通过对比可知，节能传动装置的设置不仅没有减小传动效率，反而提供了相当于一级传动1.8倍(1.71/0.93＝1.8)的传动效率。

对比例4

本试验例对七水流酸镁搅拌机进行节能传动装置的安装之前的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，七水流酸镁搅拌机能够达到额定工况，使执行组件转速为额定转速31转每分钟。

七水流酸镁搅拌机的动力组件为5.5千瓦/6极电机，原传动组件为v型皮带轮与齿轮传动组成的三级减速传动，电机通过原传动组件传动1台搅拌机。

测出：额定工况下工作时电机平均负载电流7安。

根据电机平均负载电流7安，可计算出以下电机各项负载数据：

(1)已知视在功率：sc＝1.732×0.38×7＝4.6kva。

(2)空载电流(查电工手册k＝3.4)：

(3)负载功率：

(4)无功功率：

(5)负载电流：

(6)无功有功比值：

通过无功有功比值表查得电机自然功率因数为0.3，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝2.695，所需电容补偿容量：q＝1.4kw×2.695＝3.773kvar。

经补偿之后的结果如表9所示：

表9补偿结果

补偿后的负载电流：

总有功功率损耗：

由试验例4与对比例4的结果可知：

三级减速传动的电机运行负载电流为2.3安，四级减速传动的电机运行负载电流为1.66安(5安/3＝1.66安)，说明四级传动相比于三级传动减少了28％(1-1.66/2.3＝28％)的电能消耗。

无功补偿前三级传动的电机负载电流7安是5.5千瓦电机的额定电流12.9安的54％，无功补偿前四级传动的电机运行负载电流3.3安为2.5千瓦电机额定电流5.16安的64％。因此5.5千瓦电机三级传动的机械设备，可以使用2.5千瓦电机多级传动进行替代。

三级传动电机运行的有功功率损耗为1.4千瓦时，四级传动电机运行的有功功率损耗为0.99千瓦时。因此增加节能传动装置的设置之后能够节约29％(1-0.99/1.4＝29％)的用电量。

通过耗电量的对比可知，节能传动装置的设置不仅没有减小传动效率，反而提供了相当于三级传动1.4倍(1.4/0.99＝1.4)的传动效率。

对比例5

本试验例对空气压缩机进行节能传动装置的安装之前的在指定负载下工作时的负载电流与有功功耗进行了测量计算。在指定负载下，空气压缩机能够达到额定工况，压气机处于1.5兆帕的压力下，执行组件的转速为额定转速590转每分钟。

空气压缩机的相关数据如下：型号4lw-44/22.5，排气量44m3/n(m3/n为立方米每档，n指指针指向的档位，即实际排放量为44乘以n立方米)，排气压力0.25兆帕。空气压缩机的动力组件为155千瓦的电机，电机型号为js137-10-155kw，相关参数如下：额定电压380伏，额定电流291安，额定转速为590转每分钟，功率因数0.875。

传动组件为飞轮联轴器，电机输出轴通过飞轮联轴器直接传动压缩机。联轴器传动效率η1＝0.99。

测出：额定工况下工作时电机负载电流200安。根据电机负载电流200安，可计算出电机负载率52％(取kd＝0.52)，对应自然功率因数

因此：pc1＝kd1pe1＝0.52×155w＝80kw。

上例情况没有无功补偿，电机自然功率因数平均为0.61，达不到国家标准，造成电能浪费，要使功率因数提高到0.9就应进行无功补偿。

查表：系数k＝0.815。所需电容补偿容量：q＝80kw×0.815＝65.2kvar。

经补偿之后的结果如表10所示：

表10补偿结果

补偿后的负载电流

有功功率损耗：

由试验例5与对比例5的结果可知：

直接传动的电机运行负载电流为135安，v型皮带轮与齿轮组合的三级传动的电机运行负载电流为126安，说明增加节能传动装置的设置之后的三级传动相比于直接传动能够减少7％(1-126/135＝7％)的电能消耗，减少7％电机匹配机械设备的装机容量。

直接传动电机运行的有功功率损耗为80千瓦时，三级传动电机运行的有功功率损耗为74.6千瓦时。因此增加节能传动装置的设置之后能够节约6.8％(1-74.6/80＝6.8％)的用电量。

直接传动的传动效率为0.95，有功功率损耗为80千瓦时。三级减速传动的传动效率为0.885，有功功率损耗为74.6千瓦时。通过耗电量的对比可知，节能传动装置的设置不仅没有减小传动效率，反而提供了相当于直接传动1.07倍(80/74.6＝1.07)的传动效率。