基于电动机节能的思路与措施

文/张燕玉

1 电动机节能技术的发展概述

由于交流电动机的工作效率，使得电动机电能浪费成了各界人士广泛关注的问题。我国电动 机的总装机容量约占全国总用电量的60%，占工业耗电量的75%左右。因此，任何微小的浪费累计都是一个惊人的天文数字。为了解决这世界性的难题，科学家进行了不懈的努力，也诞生了许多有效的节电办法，但是，这些节电方法并没有获得推广，其主要原因是设计复杂、造价昂贵，而节电效果不很理想。

目前各类在用电机中，80%以上为0.55%～200kW以下的中小型异步电动机，其中相当于世界20世纪50年代技术水平的JO2系列的电机约占20%，相当于70年代末的Y系列电机不足70%，具有80年代水平的YX系列的高效电机所占的比重更是微乎其微。在我国驱动风机、水泵、压缩机类机械电动机中，有70%以上应该调速运行，但至今调速运行的仅占20%左右，大部分是定速运行，存在严重的电能浪费，在中小企业尤为严重。

2 电动机节电的工作原理

首先是由于配套设计上的原因，在为设备选用电机的时候为了保险起见，常常把电机的功率(额定功率)选择得比实际工况要大一些，使得电机长期运行在轻负载的情况下，电机效率很低，造成了电能大量浪费。第二个因素是，电机的铜耗、铁耗在电能浪费中也占相当大的比重。第三，由于交流电对感性负载的作用特点，使得无功功率不可避免地造成浪费。

由于进入交流电动机的电流、电压的相序不同，使得进入电机的功率被分成了两个部分：用于电机拖动负载所做的有用功——有功功率，另一部分则由不做功的电流发生损耗——无功功率。同时，由于电机所加的负载不是固定不变的，使得电源送入电机的功率不能跟随电机负载的变化而造成多余和浪费。因此，电动机节能技术要求实现：可以跟电机的负载变化，及时调节送入电机的有功功率。同时，应用最优化原理最大限度地降低无功功率和提高有功功率的效率。

3 电动机节能技术的措施

（1）加强节能机电产品的推广：在普遍开展对电机通风、升温、噪声、电磁场进行优化设计的基础上，重点开发以下能够满足不同工况使用要求的电机系列产品：①风机、水泵、压缩机等专用多速异步电动机；②开关磁阻型电机；③中小型永磁同步电动机；④高效率三相异步电动机；⑤与变频器配用的变频专用电机。淘汰能耗高的机电产品，加强节能机电产品的推广应用。

（2）合理选用电动机的品种和容量电动机选用原则是尽可能选用效率高的产品，尽量选用高效节能型的品种。如可用笼式的就不用绕线式的，可用三相的就不用单相的，有Y系列的就不用JO系列的等。同时，合理选择电动机的级数，级数决定转速，常用的有2、4、6、8级等多种。

电动机容量的选择要与生产机械设备所需提供的功率相匹配，这样电动机能处于长期满负荷运行状态，此种状态最为理想。电动机容量的选择，通常也以负载率作为一项考核指标，当低于48%时，应考虑给予更换。

（3）采用电动机降压或调速运行任何一台机械设备在启动阶段几乎都要求电动机提供较大的启动力矩，为了满足机械设备的需要，在选用时不得不考虑适当增加电动机的容量以达到较大的启动力矩。这也是多数电动机运行时难以得到较高负载率的原因。为此，设法在电动机进入正常运行阶段后降压或调速运行，就能较好地使电动机负载率获得提高。

（4）提高检修质量加强维护保养和提高检修质量也是实现电动机节电的另一条重要途径。维护保养主要从以下几方面注意：①及时驱潮，提高电动机的绝缘能力，防止漏电电流引起的能量浪费；②勤除尘去垢，因为尘垢会降低绝缘和增加摩擦损耗；③定期清洗轴承，调换润滑脂，否则轴承容易损坏并增加摩擦；④解体保养后的电动机组装要正确、灵活。

（5）提高电动机的自然功率因素。一台电动机的功率因素，一定意义上表明了它从电网吸取无功磁化电流的多少。为了降低无功功率，必须提高电动机的功率因素。正确选用电动机的型号，使电动机工作在75%的负载至满载时，功率因素较高，这对节约电能是十分有利的。以小容量的电动机代替负荷不足的大容量电动机也是提高功率因素的有效方法之一。

4 电机节能技术应用

现以鼓风机与水泵的节电为例。鼓风机或通风机简称风机，通常都由电动机驱动。风机总使用量达700多万台，占全国总发电量的很大比例。风机的效率普遍很低，效率最低的仅20%左右。水泵的使用效率也普遍很低。提高效率的方法主要有以下几种。

（1）更换低效风机与水泵随着技术的进步，设计、工艺和原材料等方面都有了很大的改革，风机和水泵效率有了很大提高。近年来我国先后公布了多批推荐使用的节能型风机，淘汰了一批低效风机。企业应该根据实际情况，有计划地更新一些旧式风机与水泵，实现较佳的节电目的。

（2）改造低效风机和水泵许多低效风机效率低的原因往往是鼓风叶轮的设计和材质不够先进。只要更换上先进的叶轮，效率会明显提高。条件许可，改造风机其他部位的结构，也可取得理想的效果。如改造进气室方面，若采用流线形集流器来代替一般的圆柱形集流器往往能提高效率8%左右。水泵改造亦是如此，如用于锅炉供水的GC型多级泵，往往存在压力过高的现象，因此可从中抽去一级或两级来提高运行效率。

5 结束语

本文介绍了异步电动机的节电思路和措施。电动机节电技术主要包括选用合适的电动机、采用高效率的电动机、采用先进的控制方式和控制设备、加强电动机的运行管理和维修，生产成本下降了，在市场竞争中也会处于有利地位，省钱也是赚钱。能耗的降低也带来环境的改善。节能环保、利国利民，早做早受益。