淺析電機節能降耗技術和方法

王建軍

（陜西德源府谷能源有限公司，陜西 榆林 719407）

目前我國各類電動機每年總共產生的電能損耗約1萬億kW左右，占全國總用電量的一半以上。但電動機的平均效能卻比很多國家低，電動機拖動程序整個運行的效能更是比發達國家低了1/5。

由此可見，我國電動機程序存在著用以降低能源損耗的巨大潛能。所以，尋找電動機節約能源的潛力，找到更加有效的節省電力能源的方法是一項重要而艱巨的任務。

一、電動機節約能源的技術

（1）選擇類型和節約能源改造

轉子異步電動機是國家統一設計制造的新系列產品，是我國目前相對比較先進的Y型電動機。它的優點是運行效能更高、節約能源效果更好、開啟性能更好。

相對來說，異步電動機系列各項指標比早些時候其他系列電動機效率有了一定的提高。因此用轉子異步電動機取代原有老式舊式電動機已經刻不容緩。

（2）按照需求選用電動機型號

相關部門對Y型電動機的幾個運行范圍劃定：變壓器實際容量與額定容量的比值在70%～100%為運行經濟區域；變壓器實際容量與額定容量的比值在40%～70%稱為一般運行區域；變壓器實際容量與額定容量的比值在40%以下則為非經濟運行區域。

如果功率選擇過大，盡管能保證設備的正常工作，卻不僅僅增加了金錢投入，并且是有功功率和視在功率的比值和效能都將很低下，必定會造成電能的浪費。

所以考慮到不僅滿足機器工作運行的需要，還能使它最大可能地提高效能，一般變壓器實際容量與額定容量的比值保持在60%～100%較為合理。

（3）對老式電機整體能源節約的改造方式

首先更換電動機的外部散熱，把電動機的外散熱器改為節約能源的類型，對不同型號類別的電動機系統，都有與之相對應的節能型散熱器可以選擇，其主要目的是用于同一方向轉動的工作電動機，改裝后效能會有一定的升高；

其次采用導磁槽楔代替原有的普通器件，用導磁槽楔對電機進行了節約能源的改良后，完全可以改善電機運行效果，減少了電力浪費，良好改善效能，降低了電動機的內部損耗以及其他損耗，進而更加減少耗能，并且減少了噪音和震蕩，延長了機器的壽命，雖然啟動時候的轉動力矩會下降許多，但卻適合負載率低的情況和啟動的電動機的改良；

最后，采用最新的阻止電流通過的材料來增大線路的橫截面，對于一些帶特殊絕緣方式的高電壓類電機，在進行大規模維修的時候可采用美國生產的M膠帶進行絕緣，從而達到節約能源的目標。利用這種方法，普遍平均銅線橫截面可增大約1/5左右，電機的升溫速度會有所減慢，從而對電力的損耗減少。

二、電機減少耗能的方式方法

（1）通過改變電機工作電源頻率的節能方法

這是一種相對更為先進的節約能源，減少損耗的技術。因為它擁有優良的調節能力，比較穩定的工作平穩程度，現在已經在多個行業的生產設備中得到極為廣泛的應用，成為了企業公司進行節約能源，降低損耗與減少使用電量的主要趨勢。

風機水泵專用變頻器是當前工業生產中應用最多的設備。這類變頻器，可由于季節更替、氣候變化、超負荷等等諸多方面的影響，它們仍然常處于非滿效能下工作運行，大多數只能達到正常功率的一半。

（2）降低電壓的節能方式

當Y型電動機未滿載的時候，降低它的電壓，即可以實現節約能源的成果。因為當電機從滿負荷變化到非滿負荷的時候，電動機內轉子轉速開始減小，但是它的功率并未轉化為機械能的部分不變，那么非滿載情況下的耗能中對轉化成為的熱能等其他能量一點都沒有減小。

因此電動機的工作效能就會很低。當降低電動機電源電壓，在勻強磁場中，磁通量就會成比例下降，那么轉子所產生的除了機械能之外的其他能量也會成比例下降。

這樣的話轉子電流中的額外損耗減少，功效也就提高了，而且伴隨著電源電壓的下降，轉子電壓隨之下降，摩擦也會快速下降，使電機的運行效能有了很大的提高。

（3）提高有功功率節能的方法

Y型電動機在轉動的過程當中會在電路之中吸收很多的無用能量，因此導致對電能的額外損耗，系統的運行效能就會下降。

這類情況可采取無功功率補償的方式來進行調整。在Y型電動機的輸出線端口并上適當的電容量來提高有功功率所占比例，減少無功功率比例。在保證之前條件的前提情況下，使系統的傳輸的電流減少，以降低供電程序的電能損耗，實現節約能源的目的。

（4）確保三相電壓相位差相同

當電機的三相電壓相位差處于不相等的時候，電機內就會出現與轉子運動方向相反的磁場，形成阻礙轉子運動的力。從電機軸承上吸收的部分效能，并且成為在電動機其他無用的能量消耗掉，導致電動機的機械能減少。

與此同時，轉子運動反方向的磁場還會在轉子運動上引起額外的能量損失，使電機的損耗更大，轉換成的熱能會引起電機發熱。通過使電路系統三相負荷，使電動機的三相電壓相位差相同，避免了電動機因為這類原因的額外能量損耗。

（5）利用電動機節能器件降低電能損耗

電動機智能節電系統是一種完全與VFD的新型電動機控制系統區別開的產品，它不僅不影響電動機的轉動速度、轉子轉動的力矩以及輸出量從初始狀態到最終狀態的響應，更不需要降低電動機的轉動速度來達到節約能源的目標，它可以通過監測電機轉動過程中交流電流和電壓的相差來進行調整供給電動機的總體能量，使電動機一直保持在最優效率的工作狀態。

電動機智能節電系統在檢測到電動機處在非滿載不斷變化的時候，通過整流元件能在極短的時間內調整輸送給電動機電能，致使電機輸出的機械能和電器負載剛剛相等，以此來降低器件各方面的損耗，達到改善電機運行的一系列最佳方式，最后達到節約電能的目的。它還具備較完整的平滑啟動功能，可降低電機的轉子與定子間磨損，減少維護次數和成本，盡最大可能地節約能源。但對于負荷大于60%以上的電動機節能效果不明顯。

（6）經常對電動機的器件進行保養

對于不同的工作情況下的電機需要選擇不同的潤滑劑。

轉動速度較快的電動機，由于溫度上升速度快易使潤滑劑變稀而損耗掉，所以應選用粘稠度大的潤滑劑；通常滿負荷工作的電動機應優先選用油粘度較高、粘稠度較大潤滑劑；多數時候處在有腐蝕性物品環境中的電動機應優先選用含有抗腐蝕潤滑劑。在保證潤滑、降低器件間的摩擦、良好養護等等的基礎上再考慮使用價格低廉型的潤滑劑，節省投資等相關費用。并且由于電機軸承牢靠平滑質量不高，同樣會增加電動機器件間摩擦增大電能損耗。

在高速轉動的電動機上盡量使用外國廠家的軸承或國產性能優秀的軸承盡量避免無謂的損耗。在轉速較慢的電動機上盡量使用性能比較好的軸承，不僅能保證器件質量，還可降低相關的投資費用。

結語

由于電動機節約能源，降低損耗，其市場潛力巨大，因此，要將電動機降低損耗和增強效能的工作放在首位。從電動機的種類選擇、開啟方式方法和工作方案的分析設計等環節展開細致入微的工作，同時要更多地應用新技術新產品，促進企業生產總體的節能降耗。

[1]齊義祿.節能降耗技術手冊[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2]彭程，吳會軍，丁云飛.建筑保溫隔熱材料的研究及應用進展[J].節能技術，2010，28（04）：332-335.

[3]翟偉芳.電力用戶的節能技術管理措施及其效益分析[J].科技廣場，2014（05）：118-123.