異步電動機節能技術的分析

徐國毅

摘要：當今社會面臨的一大問題就是能源短缺，隨著科學技術的不斷進步，人類對能源的依賴程度也越來越高。能源問題已經成為當今世界困擾每一個國家發展的重大問題。我國屬于人口大國，對能源的需求十分龐大。本文首先從異步電動機節能技術的研究現狀說起，并闡述了關于異步電動機節能技術的主要方法以及基本原理，并以節能為目標，進行了異步電動機節能模塊的設計，旨在于提高我國異步電動機的節能水平。

關鍵詞：研究現狀 基本原理 節能技術

隨著社會的迅速發展，人們對能源的需求日益加大，能源問題已經成為世界上公認的首要問題。我國是人口大國，對能源的需求較大，加之人們能源節約意識較為薄弱，使我國面臨的能源問題更加嚴峻。交流異步電動機在社會工各個方面發揮著不可替代的作用，例如農業生產、交通運輸、工業生產等，這不僅是由于異步電動機結構簡單，價格低廉以及可靠耐用的特點，更是由于異步電動機在惡劣的條件下依舊能夠保持良好的工作性能。盡管異步電動機在社會生產中發揮了巨大的作用，但是存在著嚴重的能源浪費問題。因此，如何提高異步電動機的工作效率，降低其能源浪費，已經成為當前我國迫切需要解決的問題。

一、術的研究現狀

異步電動機之所以存在如此大的能源消耗是由于實際使用中的異步電動機都是按照預先設定的負載量進行工作。實際使用中為了使異步電動機保持較高的安全余量，人們往往會選擇較大容量的電動機，由于電動機的功率選擇較大，使得在使用過程中異步電動機始終處于輕載甚至是空載的狀態，這種情況在農業生產中更為常見。由于較低的負荷，電動機的功率因數很低，電動機的工作效率就會很低，這直接造成了大量的電能浪費。

為了解決異步電動機電能浪費的問題，美國從六七十年代就開始了關于異步電動機節能技術的研究，例如通過功率因數控制器進行節能，通過變頻節能技術進行研究等都取得了較好的效果。

我國是能源消耗大國，加之異步電動機在我國使用廣泛，導致了大量能源的消耗，因此，進行異步電動機的節能技術研究對我國解決能源短缺問題將會有巨大的益處。在進行研究時，必須要結合我國的國情，開發出適用、高效、節能的設備，為國家節約能源。

二、電動機技能技術方法分析

1.電動機本身的節能設計。異步電動機浪費能源的一大原因在于異步電動機經常處于輕載甚至是空載的狀態，這是由于為了保持較高的安全余量，技術人員往往選擇了大容量的電動機造成的。優化電機自身節能達到節能的目的就是通過改進異步電動機內部的電機，提高電機的效率。通常采用以下的措施來建造節能型電機。首先可以從電機的材料以及工藝方面下手，可以采用的方法有采用更加適宜的定轉子槽數、正弦繞組、風扇參數等，這些操作可以降低電機的損耗。除此以外，還可以通過降低磁損耗、換用優質鋼片等方式，這些方式都有助于減少電機的損耗。

2.頻手段達到節能目的。在異步電動機內部添加變頻裝置，通過變頻裝置可以使得異步電動機在保持工作效率穩定的情況下，通過改變電源的輸出電壓以及輸出頻率，從而調節電動機的轉速，這樣就可以依據電動機輸出量的要求改變輸出功率，從而避免了能源的浪費。這種節能技術最大的優點在于能夠快速的適應異步電動機負載的變化，保持最佳的工作效率，持續保持節能狀態。

3.段進行節能。異步電動機中能量的損耗是由于輸入的實際電功率大于輸出的機械功率造成的，三相異步電動機的能量損耗主要是由于鋼以及銅對能量的損耗，這部分損失的能量占據了較大的比重。只有通過盡量減少能量損耗才能夠提高異步電動機的工作效率。鐵以及銅這部分對能量的損耗與這部分通過的電流的平方成正比，當異步電動機處于輕載狀態時。可以適當地降低輸入端的電壓，從而降低電流，也就降低了鐵銅部分的能量消耗。這樣就可以提高異步電動機的工作效率。

三、節能模塊設計分析

異步電動機作為一個整體的結構，內部涵蓋了眾多的模塊，例如三相交流調壓模塊、數字平均值濾過模塊、電壓控制模塊等，各個模塊所承擔的任務不同，例如，三相交流調壓模塊主要是用于調節異步電動機電壓，數字平均值過濾模塊主要是用于抑制電機定子電流信號的在線監測，低通濾波模塊用于濾除電流信號，可以增強節能系統整體的性能穩定。

1.交流調壓模塊。交流調壓電路主要有相控式以及斬波式兩種類型調壓電路。相控式調壓電路就是將電路接在三相交流電源上，三相交流調壓器與無中線星形鏈接，負載與另外一相進行鏈接，構成一個完整的電流回路，這就需要借助于兩個晶閘管導通，這樣負載中才會有電流經過這種類型的調壓線路比較靈活且設備簡單，在實際應用中收到了歡迎。

2.因數檢測模塊。三相交流電源異步電動機主要產生兩種電功率，一種是有功功率，另一種就是無功功率。有功功率就是指轉化為機械能或者熱能的功率，無功功率就是指電動機工作中被消耗的能量，主要發揮與磁場和內部電場交換的作用。在進行功率因數模塊設計時，用電壓與電流相位差的余弦值來表示功率因數，功率因數較低說明無功功率較高，電流較高，能量損失就會比較高。

3.波器模塊。低通濾波技術主要是用于消除高頻波的干擾，使獲得的電機定子電流以及電壓信號能夠更加準確，作為一種對信號具有處理作用的元器，低通濾波技術很好的保障了信號盡量無衰減的通過，在異步電動機中發揮著巨大的作用。

四、總結

目前，資源危機已經成為人類不得不面對的事實，為了緩解我國的能源危機，不僅要從樹立民眾的節能意識做起，更需要加大科研力量，研制出高效、節能的產品應用到各個領域，從根本上解決能源浪費的問題。異步電動機屬于一個較為復雜的系統，對異步電動機內部進行節能控制十分復雜，因此，還需要更加深入的研究，從而生產出更為節能的產品。