電動機節能相關問題的探討

盧建兵

(蘭州資源環境職業技術學院，甘肅 蘭州 730021)

和我國的原煤利用率一樣，我國工業電動機的效率也很低下，多數處于輕載、低效、高能耗的運行狀態，運行效率比國外發達國家低15%以上，這就造成嚴重的電能浪費，因此，積極推動電動機的節能，提高電動機的效率是當前迫切的問題。

1 電動機的效率分析

電動機的效率指電動機的有功輸出功率與有功輸入功率之比，一般情況下我們用公式η=P2/P1×100%來表示。其中，P2表示電動機有功輸出功率，以kW為單位；P1表示電動機有功輸入功率，以kW為單位；η表示電動機的效率，以百分數來表示。在實際運用的過程中，電動機效率有額定效率、最高效率和負載效率之分，一臺電動機的額定功率和空載損耗為固定值，因此，電動機的負載率越高，其效率也就越高，在負載率達到70%的時候，電動機的負載率是最高的，接近70%的負載率被稱之為有功經濟負載率。

電動機還存在功率因數，所謂功率因數就是指電動機輸入端的有功功率與視在功率比，一般我們用公式cosφ=P1/S來表示，其中，P1表示電動機有功輸入功率，以kW為單位；S表示電動機的視在功率，以kVA為單位；cosφ就表示電動機的功率因數。電動機的功率因數大小同樣和負載率有關，在電動機空載狀態時，功率因數是最小的，一般在0.1到0.2之間，隨著負載率的逐漸增加，電動機的功率因數也在逐漸升高，負載率在80%以上的時候，電動機的功率因數達到最優水平，為了提高功率因數，節約電能，一定要避免電動機輕載運行。

不同類型的電動機的效率和功率因數都不盡相同，一般情況下，相同容量的電動機鼠籠式的效率、功率因數均比繞線式電動機高，轉速高的電動機其效率，功率因數比轉速低的高，同一系列的電動機容量大的效率、功率因數比小容量的電動機高。

要使電動機處于最優的運行狀態，就必須要首先合理選擇電動機，使其類型、容量和負載機械特性像匹配，使其能夠保持最高的運行效率，要盡量避免空載運行，減少輕載運行的實踐，盡量提高負載率，減少損害，提高效率。

2 電動機節能的措施

(1)合理選用電動機類型。選型電動機的時候一定要選用節能電動機，選擇是效率高、節能、起動性能好的三相異步電動機，要選擇新的節能系列產品。選擇的電動機類型除了要滿足機械性能之外，還要滿足濟運行性能。比如，對每年運行3000小時以上，負載率在50%以上的電動機，要選擇y系列的三相異步電動機，對于負載率要求更高的，可以選用效率更高和損耗更低的yx系列電動機。要合理選擇電動機的額定容量，電動機在實際運行中普遍存在著輕載的情況，負載率過低，無功損耗過大的現象，人們在選擇電動機的時候普遍選擇大容量的電動機，導致了能量的損耗，電動機有很多工作制分類，如連續工作制、斷續工作制、高啟動轉矩、雙速等，日常很少根據機械工作特性選用。這些原因都導致了選擇電動機的時候盲目選擇大容量，針對這種情況，我國的電動機型號應該建立合理的制度，以保證合理選型，提高電動機的效率。

(2)采取正確的無功補償方式。異步電動機的無功損耗一般包括兩個部分，一個是建立磁場所需的空載無功功率，這部分損耗一般占到電動機額定無功損耗的70%左右，無功損耗的大小和容量呈正相關，一部分是帶負荷時在繞組漏抗中消耗的無功功率，這部分損耗和電動機的負載電流的平方正相關，負載率越小，功率因數越小，損耗就越大。

我們可以采用就地無功補償的方式，通過在電動機附近設置電容器一起運行的方法來進行無功補償。具體可以：可以減小配電變壓器、低壓配電線路的負荷電流；可以減少配電線路的導線截面和配電變壓器容量；可以減小企業配電變壓器以及配電網功率損耗；可以使補償點無功當量達到最大，提高降損效果；可以減小電動機起動電流。一般的接線方式可以直接接在電容器的開端或者是設備端。

(3)有效管理。我國是一個高能耗的國家，大量的高能耗設備還在使用，針對這種情況，政府部門應該制定相關的電動機行業標準，對電動機系統進行現場測試，采用正確的節能評估方法，對于高能耗的電動機禁止進入市場，并且逐漸淘汰高能耗的用電設備，企業工廠更應該重視電動機的節能運行，通過技術分析來改造現有的電動機，實現降低能耗的目的。

3 電動機節能技術

可以使用電動機節能器進行節能，電動機節能器的工作原理是由于空載和輕載導致電動機的效率和功率因數很低，導致大量熱損耗產生，為了減少無用功，節能器能夠起到有效控制降低電機輸出功率，減少電損耗，使電動機達到最優運行效率的目的。比如可以采用KYD電動機節能器，這是一項新技術，將技能技術和傳統的電氣控制技術相結合，通過跟隨負載的變化，調節輸入功率，并且迅速檢測系統需要的電能，準確調節輸出功率，在節電同時保持正弦波電壓輸出。此外，其他節電裝置還有變頻器、可控硅等，但是相對而言，價格較高。

同時，還可以對電動機本身進行改造，以達到節能的目的，比如，對于普通電動機進行改造，將電動機的定子進行重復利用，具體操作為在轉子中假如永磁材料，經過外界磁場與先充磁后,可以在很長的時間內保持很強的磁場，并對原定子的線圈進行重新處理。轉子轉速與定子旋轉磁場完全同步，無轉差損耗，同時轉子不需要外加勵磁電源，無勵磁損耗，這樣功率因數就很大，電動機的效率也大大提升，啟動力矩增大，過載能力增強，實現了很好的節能效果。技術有段是實現降低電動機能耗和提高電動機效率的有效手段，因此，要做好技術上的攻堅，解決電動機節能的問題。

4 結語

現代社會有著巨大的能源消耗需求，降低能耗，節能減排是當前迫切的任務，電動機效率的提高關系到國計民生和可持續發展，我國是一個高能耗的國家，因此，要采用相關的節能措施來提高電動機的效率，實現節能的目的。

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