淺析提高交流電動機效率的幾個著手點

鐘運浩

現階段，電動機在很多領域之中得到了應用，而且展示出的應用特點具備很強的差異性。除此之外，在用電量消耗上，同樣排在各個國家的前幾名。相比之下，三相異步電動機的使用頻率最高。電動機效率提升，對于提升能源解決和環保具備重要意義，為了達到該目的，相關電機和電路設計人員需要對相關問題進行研究和了解，并做好其結構的全面調整。

1 交流電動機的特點與類型

從實際工作之中可以看出，常用的電動機類型主要包括以下幾方面，即交流單向感應電動機、永磁電動機和開關磁阻電動機。站在交流電動機角度來說，如果想要實現電動機的調速操作，就必須對供電頻率和電壓進行有序調整，這也是對恒定電壓的一種合理控制。而且在實際交流電動機速度驅動過程中，可以維護向量控制的有效改善，但整體操作十分復雜，需要借助于速度或者是位置傳感器，實現對速度的精確測量，但該種方法的花費成本較高，而且還需要很多配線的支持。

2 提高交流電動機效率的常見措施

2.1 針對可變性機械負載

站在實際生產工作角度來說，很多設備均存在負荷不均勻現象，而且隨著時間的推移，負載會出現滿載或者是輕載問題，嚴重時，還會出現間斷運行現象，如果交流電動機始終處于恒速狀態運行，則傳動效率大大降低，進而引發資源的浪費問題。倘若研究人員可以根據實際負載轉速要求，實現對電動機工作頻率的全面更改，則會確保電動機轉速出現合理變化，從而獲取到最佳電機運行速度。除此之外，在不同情況下，為了將實際電機效率展示出來，不但可以確保電機能耗的降低，還能實現對整個交流電動機電源頻率的全面控制，確保電動機轉速可以得到有效控制。從主要設備工作中可以看出，變頻電源的來源為變頻器，避免調速過程出現巨大損耗。該種措施的應用范圍較廣，而且特性好、精度高，但其主體維修工作的開展極為困難，造價也較高，最為常見的應用為三菱、西門子等變頻器制作[1]。

2.2 恒定負載情況

從恒定負載電動機運行過程中可以看出，可以實現對變頻調速設備的全面應用，但為了將低成本、維修工作量低等特點展示出來，連續恒載工作的實施顯得十分重要。該種情況的選用原則是對負載功率進行全面計算，讓額定功率Pn不會低于Pz電動機。相比之下，電動機的啟動電流更大，而且與之相對應的啟動時間極短，人們不需要對電動機發熱情況進行考量。另外，在實際籠型異步電動機應用時，只需要校檢啟動能力即可。如果是站在紡織、造紙等工作角度來說，具備明顯的連續性工作特點，在實際工作之中，需要選擇好實際的恒載工作制動電動機，并對其實際參數進行充分考量，還要將電動機的效率和降損結合在一起。

2.3 維持電源電壓平衡

在供電系統研究過程中，涉及三相四線制，容易出現三相電動機電源不對稱問題，甚至還出現具體的電壓分量，如正序、零序等。此種情況之下，電動機容易出現反向轉矩，啟動時的制動作用也會更加明顯，相應的電動機運行消耗也會降低。另外，在電壓較低的情況之下，整個電機電流也會進一步偏大，這也是損耗提升的一種表現形式。為了將上述問題解決，可以將平衡裝置應用其中，讓電源逐漸趨于穩定[2]。

2.4 電動機材料機構的選擇

站在電動機結構材料選擇角度來說，主要是對固定損耗和可變損耗等情況進行控制，此時，電動機的定子要展示出一定的降耗功能，并增加其中的硅鋼片用量，以及導磁能力較高的材料。如果電動機的功率較大，鐵耗占據的比重較大，此時，人們可以對新的鐵芯材料進行選擇，避免電機耗鐵值的大幅提升。為了進一步降低勵磁電流，鐵芯材料也需要展示出較高的磁導率，這主要是在磁感應領域中得到有效反應。除此之外，有些電動機繞組系數較高，雜散損耗程度也較低，可以維護電動機工作效率的進一步提升。另外，在大型高效鐵芯材料選擇過程中，應該以高磁感、無鐵損的硅鋼片進行應用，并借助于普通的冷軋無取向硅鋼片應用，確保電動機的穩定運行。但由于電機具備高效化和小型化特點，普通硅鋼片鐵芯無法與實際需求相符，進而導致硅鋼片利用率降低。

2.5 轉子結構分析

在實際轉子繞組研究之中，很容易受到轉子結構影響，相比之下，由于電阻率不同，所產生的耗損程度也不同，如果高壓電動機功率較大，為了實現整個轉子銅損的降低，為電動機效率提升提供基礎條件，銅條轉子的應用顯得極為重要[3]。

2.6 降低機械損耗

一般來說，常見的交流電動機機械損耗包括以下幾種形式，即電機轉子表面的摩擦損耗、軸承摩擦和密封圈摩擦損耗等，這些損耗與電機轉速、通風方式和風扇形式等息息相關。截止到目前，交流電動機在機械損耗降低過程中，主要內容有正反向葉片、徑向分布式盆式風扇等，當氣流經過風扇時，可能會與葉片情況存在一些差異性，而且還會在葉片之間產生較大的渦流。葉片在修筑過程中，并沒有做到精細性打磨，這對于風流產生了極大影響，同時，也會進一步提升風磨損。為了實現對風阻的全面控制，相關工作人員可以對較大機座進行選擇，并應用軸流或者是后傾式風扇。由于高效率電機熱耗的降低，冷卻風量相對減少，相應的風耗也會得到降低。站在合理的通風結構設計角度來說，同樣也會產生上述效果。站在零部件選擇角度來說，可以多使用一些摩擦較低的軸承，并輔助一些潤滑脂應用，實現損耗的全面降低。在尺寸選擇上，應該以中間公差和形位公差精度角度進行考慮，避免裝配變形情況出現，這樣一來，整個摩擦損耗同樣也會得到大幅降低[4]。

2.7 降低雜散損耗

在整個定子繞組銜接上，主要以正弦繞組接法的應用為主，該種方式可以將磁場中的高次諧波進行應用，進而實現附加損耗和附加轉矩的全面削弱。除此之外，在實際鐵芯設計過程中，可以使用多槽數和短節距形式。另外，在定子和轉子的應用上，應該以窄槽口選擇為主。此時，人們還需要對端結構進行全面改進，避免漏磁損耗產生。為了實現轉子導條的提升，設計者可以對鐵芯之間的接觸電阻進行合理設計，并借助于沖片氧化法進行有效處理，最終實現對雜散損耗的全面控制。

3 結語

綜上所述，交流電動機的節能設計具備很強的系統性和復雜性特點，而且還會涉及電動機零部件的有效治理和選擇，在配套電路運行上，同樣需要對實際周期進行確定。為了實現整個交流電動機生產過程中的高效設計，處理好相關耗損問題顯得極為重要。