文/張燕玉

1 電動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展概述

由于交流電動(dòng)機(jī)的工作效率，使得電動(dòng)機(jī)電能浪費(fèi)成了各界人士廣泛關(guān)注的問(wèn)題。我國(guó)電動(dòng) 機(jī)的總裝機(jī)容量約占全國(guó)總用電量的60%，占工業(yè)耗電量的75%左右。因此，任何微小的浪費(fèi)累計(jì)都是一個(gè)驚人的天文數(shù)字。為了解決這世界性的難題，科學(xué)家進(jìn)行了不懈的努力，也誕生了許多有效的節(jié)電辦法，但是，這些節(jié)電方法并沒(méi)有獲得推廣，其主要原因是設(shè)計(jì)復(fù)雜、造價(jià)昂貴，而節(jié)電效果不很理想。

目前各類(lèi)在用電機(jī)中，80%以上為0.55%～200kW以下的中小型異步電動(dòng)機(jī)，其中相當(dāng)于世界20世紀(jì)50年代技術(shù)水平的JO2系列的電機(jī)約占20%，相當(dāng)于70年代末的Y系列電機(jī)不足70%，具有80年代水平的YX系列的高效電機(jī)所占的比重更是微乎其微。在我國(guó)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)類(lèi)機(jī)械電動(dòng)機(jī)中，有70%以上應(yīng)該調(diào)速運(yùn)行，但至今調(diào)速運(yùn)行的僅占20%左右，大部分是定速運(yùn)行，存在嚴(yán)重的電能浪費(fèi)，在中小企業(yè)尤為嚴(yán)重。

2 電動(dòng)機(jī)節(jié)電的工作原理

首先是由于配套設(shè)計(jì)上的原因，在為設(shè)備選用電機(jī)的時(shí)候?yàn)榱吮ｋU(xiǎn)起見(jiàn)，常常把電機(jī)的功率(額定功率)選擇得比實(shí)際工況要大一些，使得電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行在輕負(fù)載的情況下，電機(jī)效率很低，造成了電能大量浪費(fèi)。第二個(gè)因素是，電機(jī)的銅耗、鐵耗在電能浪費(fèi)中也占相當(dāng)大的比重。第三，由于交流電對(duì)感性負(fù)載的作用特點(diǎn)，使得無(wú)功功率不可避免地造成浪費(fèi)。

由于進(jìn)入交流電動(dòng)機(jī)的電流、電壓的相序不同，使得進(jìn)入電機(jī)的功率被分成了兩個(gè)部分：用于電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載所做的有用功——有功功率，另一部分則由不做功的電流發(fā)生損耗——無(wú)功功率。同時(shí)，由于電機(jī)所加的負(fù)載不是固定不變的，使得電源送入電機(jī)的功率不能跟隨電機(jī)負(fù)載的變化而造成多余和浪費(fèi)。因此，電動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù)要求實(shí)現(xiàn)：可以跟電機(jī)的負(fù)載變化，及時(shí)調(diào)節(jié)送入電機(jī)的有功功率。同時(shí)，應(yīng)用最優(yōu)化原理最大限度地降低無(wú)功功率和提高有功功率的效率。

3 電動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù)的措施

（1）加強(qiáng)節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品的推廣：在普遍開(kāi)展對(duì)電機(jī)通風(fēng)、升溫、噪聲、電磁場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)以下能夠滿(mǎn)足不同工況使用要求的電機(jī)系列產(chǎn)品：①風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等專(zhuān)用多速異步電動(dòng)機(jī)；②開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)；③中小型永磁同步電動(dòng)機(jī)；④高效率三相異步電動(dòng)機(jī)；⑤與變頻器配用的變頻專(zhuān)用電機(jī)。淘汰能耗高的機(jī)電產(chǎn)品，加強(qiáng)節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

（2）合理選用電動(dòng)機(jī)的品種和容量電動(dòng)機(jī)選用原則是盡可能選用效率高的產(chǎn)品，盡量選用高效節(jié)能型的品種。如可用籠式的就不用繞線(xiàn)式的，可用三相的就不用單相的，有Y系列的就不用JO系列的等。同時(shí)，合理選擇電動(dòng)機(jī)的級(jí)數(shù)，級(jí)數(shù)決定轉(zhuǎn)速，常用的有2、4、6、8級(jí)等多種。

電動(dòng)機(jī)容量的選擇要與生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備所需提供的功率相匹配，這樣電動(dòng)機(jī)能處于長(zhǎng)期滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，此種狀態(tài)最為理想。電動(dòng)機(jī)容量的選擇，通常也以負(fù)載率作為一項(xiàng)考核指標(biāo)，當(dāng)?shù)陀?8%時(shí)，應(yīng)考慮給予更換。

（3）采用電動(dòng)機(jī)降壓或調(diào)速運(yùn)行任何一臺(tái)機(jī)械設(shè)備在啟動(dòng)階段幾乎都要求電動(dòng)機(jī)提供較大的啟動(dòng)力矩，為了滿(mǎn)足機(jī)械設(shè)備的需要，在選用時(shí)不得不考慮適當(dāng)增加電動(dòng)機(jī)的容量以達(dá)到較大的啟動(dòng)力矩。這也是多數(shù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)難以得到較高負(fù)載率的原因。為此，設(shè)法在電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行階段后降壓或調(diào)速運(yùn)行，就能較好地使電動(dòng)機(jī)負(fù)載率獲得提高。

（4）提高檢修質(zhì)量加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)和提高檢修質(zhì)量也是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)節(jié)電的另一條重要途徑。維護(hù)保養(yǎng)主要從以下幾方面注意：①及時(shí)驅(qū)潮，提高電動(dòng)機(jī)的絕緣能力，防止漏電電流引起的能量浪費(fèi)；②勤除塵去垢，因?yàn)閴m垢會(huì)降低絕緣和增加摩擦損耗；③定期清洗軸承，調(diào)換潤(rùn)滑脂，否則軸承容易損壞并增加摩擦；④解體保養(yǎng)后的電動(dòng)機(jī)組裝要正確、靈活。

（5）提高電動(dòng)機(jī)的自然功率因素。一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的功率因素，一定意義上表明了它從電網(wǎng)吸取無(wú)功磁化電流的多少。為了降低無(wú)功功率，必須提高電動(dòng)機(jī)的功率因素。正確選用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，使電動(dòng)機(jī)工作在75%的負(fù)載至滿(mǎn)載時(shí)，功率因素較高，這對(duì)節(jié)約電能是十分有利的。以小容量的電動(dòng)機(jī)代替負(fù)荷不足的大容量電動(dòng)機(jī)也是提高功率因素的有效方法之一。

4 電機(jī)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)以鼓風(fēng)機(jī)與水泵的節(jié)電為例。鼓風(fēng)機(jī)或通風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)機(jī)，通常都由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。風(fēng)機(jī)總使用量達(dá)700多萬(wàn)臺(tái)，占全國(guó)總發(fā)電量的很大比例。風(fēng)機(jī)的效率普遍很低，效率最低的僅20%左右。水泵的使用效率也普遍很低。提高效率的方法主要有以下幾種。

（1）更換低效風(fēng)機(jī)與水泵隨著技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)計(jì)、工藝和原材料等方面都有了很大的改革，風(fēng)機(jī)和水泵效率有了很大提高。近年來(lái)我國(guó)先后公布了多批推薦使用的節(jié)能型風(fēng)機(jī)，淘汰了一批低效風(fēng)機(jī)。企業(yè)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，有計(jì)劃地更新一些舊式風(fēng)機(jī)與水泵，實(shí)現(xiàn)較佳的節(jié)電目的。

（2）改造低效風(fēng)機(jī)和水泵許多低效風(fēng)機(jī)效率低的原因往往是鼓風(fēng)葉輪的設(shè)計(jì)和材質(zhì)不夠先進(jìn)。只要更換上先進(jìn)的葉輪，效率會(huì)明顯提高。條件許可，改造風(fēng)機(jī)其他部位的結(jié)構(gòu)，也可取得理想的效果。如改造進(jìn)氣室方面，若采用流線(xiàn)形集流器來(lái)代替一般的圓柱形集流器往往能提高效率8%左右。水泵改造亦是如此，如用于鍋爐供水的GC型多級(jí)泵，往往存在壓力過(guò)高的現(xiàn)象，因此可從中抽去一級(jí)或兩級(jí)來(lái)提高運(yùn)行效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)電思路和措施。電動(dòng)機(jī)節(jié)電技術(shù)主要包括選用合適的電動(dòng)機(jī)、采用高效率的電動(dòng)機(jī)、采用先進(jìn)的控制方式和控制設(shè)備、加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行管理和維修，生產(chǎn)成本下降了，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中也會(huì)處于有利地位，省錢(qián)也是賺錢(qián)。能耗的降低也帶來(lái)環(huán)境的改善。節(jié)能環(huán)保、利國(guó)利民，早做早受益。