節能降耗技術在異步電動機中應用的探討

崔生輝（三門峽華陽發電有限責任公司,河南 三門峽 472143）

節能降耗技術在異步電動機中應用的探討

崔生輝
（三門峽華陽發電有限責任公司,河南 三門峽 472143）

摘 要：異步電動機作為重要的動力供應設備，并廣泛的應用于相關的工業領域，消耗著大量的能量。這就意味著，在能源日趨緊張的現代社會如何在提高異步電動機效率及保證安全性的同時，對異步電動機進行節能控制，將成為電能節約的重要途徑。本文就節能降耗技術在異步電動機中的使用進行簡單的探討，并分別從異步電動機的自身改造節能以及通過其它設備實現的節能降耗兩個方面進行分析，以便為異步電動機的節能控制提供相應的理論參考。

關鍵詞：異步電動機;節能降耗技術;應用

隨著我國社會現代化程度的不斷提升，人們的生活質量以及工業生產均得到了不同程度的提高。然而伴隨現代化進程的是資源約束趨緊的社會現狀，如何降低能源消耗量，促進我國工業的可持續發展成為重要的現實問題。基于此，各種節能降耗技術被用于各類產品的研究和開發中，推動了節能技術的不斷向前發展，節能降耗技術在異步電動機中的應用就是典型代表之一。

1　將節能降耗技術應用在異步電動機中的重要意義

1.1 異步電動機的能源消耗狀況

異步電動機以其結構輕巧、價格低廉以及運行可靠的優勢廣泛的應用與于我國的各社會領域中，包括農業、交通運輸、軍事、工業等相關行業領域，極大的促進了我國社會經濟的發展。然而異步電動機存在著嚴重的電能浪費現象，據統計，在我國異步電動機的用電量占我國總用電量的60%左右。在現實設計中的異步電動機，在進行電動機容量的選擇和設計時，往往更多的考慮的是電動機的安全余量，最終導致了異步電動機的安全余量過大，不僅使其偏離了最優效率的工作區間，亦使其在實際的運行過程中往往處于輕載甚至是空載的狀態下運行。就正常情況而言，當異步電動機在其額定負載附近進行工作時，此時的工作效率為最高，而其在實際的運行中是，其經常處于輕載甚至是空載的運行狀態下，造成異步電動機的負載率較低，最終不僅造成了異步電動機的工作效率較為低下，也造成了大量的電能浪費。

1.2 異步電動機應用節能降耗技術的重要意義

綜上所述可知，異步電動機的電能消耗狀況不容樂觀，存在著巨大的能源浪費現象，也因此說，將節能降耗技術應用在異步電動機中具有重要的意義，具體表現如下：一是經常處于輕載運行狀態下的異步電動機具有巨大的節能空間，將節能降耗技術應用在異步電動機中可以節省大量的電能消耗量，緩解電能利用的緊張局面；二是推動我國綠色經濟發展的重要舉措，將節能降耗技術應用在異步電動機上，不僅可以大幅度的提升電動機的工作效率，實現節能，同時亦能為國家、社會以及相關行業企業節省大量的費用，符合綠色經濟環保、高效的目標。

2　節能降耗技術在異步電動機中的應用

將節能降耗技術應用在異步電動機上，實現其能耗節約的目的，具體表現在以下兩個方面：

2.1 異步電動機通過自身改造實現節能降耗

2.1.1 改善風扇節能

異步電動機的風扇主要用于電動機內部的散熱，以免電動機內部的溫度過高超過其絕緣材料所允許的溫度。在異步電動機中通常采用的是離心式風扇，其主要工作原理是當離心式風扇運轉時，其扇葉間的氣體由于受到離心力的作用會向外擴散，并在風扇葉輪的出口處形成相應的壓力，從而引起氣體間的交換，來達到降溫的目的。但其在正常運轉的過程中，易形成較大的渦流，不僅會降低風扇的工作效率，影響降溫效果，亦會產生較大的通風噪聲，也就潛在的增加力異步電動機工作中的電能消耗。因此，可以將異步電動機中的離心式風扇換成機翼型軸流式風扇，并配備同樣空氣動力性能較好的風罩，不僅可以利用風扇在運轉的過程中產生的上下壓差浮力，

降低風扇運轉的阻力，降低電動機的電能損耗，亦能提高風扇的工作效率，達到較好的降溫效果，降低電動機的噪聲。

2.1.2 改變定子繞組節能

改變異步電動機中的釘子繞組是提高電動機效率，降低電動機能源損耗的重要手段。異步電動機的定子繞組具有多種組成形式，主要包括同心式、單層交叉式等，若將異步電動機中的定子繞組設計為單雙層繞組，其不僅具有雙層定子繞組的特性，也即有較好的氣隙磁場波形；同時其還具有雙層定子繞組所不具備的特性，也即在較短的實際節距下擁有較大的有效節距。這樣以來，擁有單雙層定子繞組的異步電動機與只有單層或者是其它常規形式定子繞組的異步電動機相比，其能在較少的實際匝數下，取得與常規異步電動機機同樣的有效匝數效果，從而節省了繞組的用銅量，降低了異步電動機中的銅損耗。

2.2 異步電動機通過其它設備實現節能降耗

通過利用其它設備來實現節能降耗的目的亦是節能降耗技術在異步電動機上應用的重要途徑，具體表現如下：

2.2.1 通過變頻器降低異步電動機的能源損耗

風機、水泵等都是異步電動機的重要類型，而變頻器的節能降耗則直接體現在風機、水泵的應用上。在異步電動機的設計上，一般都會較多的考慮其安全的富余量，則就意味著當電動機在輕載或者是負載的運行狀態下，其在達到動力驅動的要求外，存在的多余力矩會大大增加異步電動機有功功率的消耗，從而造成異步電動機在正常運轉的過程中造成大量的電能浪費，這也是異步電動機能源消耗高的重要原因之一。

（1）變頻調速器的使用。在風機、水泵等類似設備運行的過程中，其主要是通過調節入口或出口的閥門開度等來實現對風力、水量的控制，在此期間會消耗到大量的電能，且多數都是用在了調節的閥門截流過程中，而將變頻調速器應用在風機、水泵等類似設備的流入量調節上，則可以根據流量的大小要求通過泵或者是風機的轉速就可以滿足對流入量的調節需求，降低電能在閥門節流中的消耗，從而節省大量的電能資源。

（2）變頻器軟啟動功能的使用。異步電動機在全壓啟動時，其啟動力矩需要吸收7倍的電機額定電流。而若在啟動的過程中，電動機吸收過多的額定電流，不僅會造成大量的電能浪費，亦會增加電損和線損的幾率。因此，將變頻器應用到異步電動機中，就可以利用其軟啟動的功能，將啟動電流限制在一定的范圍內，使其在0和額定電流之間波動，既降低了異步電動機的電能消耗量，亦滿足了異步電動機啟動時對電流的需求，同時又減輕了啟動慣性對設備大慣量的轉速沖擊，對設備起到了一定的保護作用，有利于其使用壽命的延長。

2.2.2 通過電動機節能裝置降低異步電動機的能源損耗

電動機智能節電器是新型的電動機節能裝置，其能在不影響電動機轉速以及動態響應的情況下達到節能降耗的目的。其主要是通過調整電動機的能量供給來實現節能降耗的目的。從以上所述我們可以知道，電動機的最佳工作效率狀態是在負載的運行狀況下，而目前的常規電動機一般擁有較多的安全富余電量，且經常處于輕載甚至是空載的運行狀態下。將智能節電器應用在電動機上，其則可以通過實時監控異步電動機正常運行過程中的電流

和電壓相位差來調節共給電動機的電能能源，從而使電動機處于最佳的工作效率狀態下，達到節能降耗的目的；此外，其亦具備較完善的軟啟動功能，能在最大程度上降低電動機全壓啟動時的電能消耗，亦可減少異步電動機的機械沖擊和磨損，延長其使用壽命，降低為維護和更換成本，但該效果只對負荷小于60%一下的電動機節能效果較為明顯。

3　結語

綜上所述可知，異步電動機占我國乃至世界用電總量的比例都較大，其對于能源的節約具有重大的意義。因此，要將現代化的、先進的節能降耗技術應用在異步電動機的制造和維護過程中，從電動機的啟動、運行狀態等方面探索新的節能降耗技術，從而在最大程度上降低異步電動機的使用能耗，緩解目前資源約束趨緊的狀況。

參考文獻:

[1]白天陽.異步電動機節能降耗技術探討[J].煉油與化工,2013,24(06).

[2]明曉麗,李瑞軍,樊亮.異步電動機節能降耗探討分析[J].科技風,2008(06).

作者簡介：崔生輝(1986-)，男，河南三門峽人，本科，研究方向：火電廠電氣設備。