电动机的节能

1、一、异步电动机能量损耗的组成1、铜损耗：定子铜损；转子铜损；杂散损耗。2、铁芯损耗。3、机械损耗：通风损耗；摩擦损耗。从以上列出的异步电动机能量损耗看，铜损耗和铁损耗我们在检修中是不宜改变的，它们是由设计决定的，而机械损耗是可以改变的。异步电动机一般来说级数少的即转数高的电动机机械损耗较大，铜损耗较小；而级数多的即转数低的电动机铜损耗占的比例较机械损耗就大。所以，我们要降低电动机的能量损耗就要从减少电动机的机械损耗入手解决。二、减少电动机机械损耗的主要方法减少电动机机械损耗主要从以下几个方面入手解决：(1)采用高效率的风扇(如机翼型轴流风扇)；(2)调整风罩与扇叶外圆之间的间隙；(3)轻载电动

2、机适当缩小风扇外径；(4)采用高质量的轴承；(5)采用优质润滑油；(6)提高电机装配质量；三、减少电动机机械损耗的具体措施(一)调整电机风扇以降低机械损耗首先，我们来看如何通过改变风扇尺寸进行节能：大家都知道电动机是把电能转变成机械能的设备，在转换过程中要产生损耗，这些损耗是以热的形式出现的，它使电动机发热。定子绕组有电流流过后产生铜损耗，经槽绝缘材料把热传导给定子铁芯，再由定子铁芯传给电机外壳散发到空间。转子的热量是由转子铝耗及其摩擦产生的，它传给转子铁芯和内风扇表面，靠内风扇搅拌使热量散发在电机内空间，再传给定子铁芯、端盖、机座，定、转子这两股热量均由外风扇吹散。因此，外风扇风量的大小是决

3、定电动机的温度不能超过其绝缘材料等级所允许温度的关键。国家标准规定了各种绝缘等级的电动机在额定运行条件下的允许温升，要求电动机中最热点温度不允许超过其绝缘等级的极限温度，而电机常用绝缘等级如下表：其中：允许温升=允许温度极限一环境温度规定值一热点温差绕组的热点温差是指当电动机带额定负载时，绕组热点的稳定温度与绕组平均温度之差。当电动机处于空载或轻载时，电动机总损耗要比额定时小，而风量与电动机总损耗成正比关系，所以风扇处于“大马拉小车”(因为通风损耗与电动机转速恒定，故通风损耗不随负载变化，所以这时应降低风量来减少电动机的通风损耗)。改变风扇叶形状可以降低风量，但比较麻烦，不如直接减少外风扇叶直

4、径来降低风量更简便些。我们知道风扇本身的机械损耗按扇叶直径的45次方成比例，而风量随扇叶直径的平方成正比，所以减小扇叶直径时，风量降低不多，而通风损耗却降低很多。由于外风扇的冷却风量减少，使电动机温升上升，但仍能保持电动机温开在绝缘等级允许的范围内。同时，我们还要看到由于外扇叶直径缩小电动机机械损耗降低，又会使电动机温升进一步降低。尤其对于2,4级这样高转速的电动机，当风扇外径缩小14316%寸，通风损耗下降20340%另外，改变扇叶直径的同时，要相应改变挡风板或风扇罩尺寸，使它们互相配合的尺寸符合规定。风扇叶与风扇罩的间隙不可过大，一般在1015之间，过大会增大高压区回流到低压区的漏风损耗，

5、同时要保持扇叶与风扇罩之间原有的角度，其作用是使进风的一部分动压力转变为静压力而减少损耗。当然，我们还可以在温升许可的范围内，为了降低风扇的风量亦可降低风扇的等级来使用。比如8号机座用的风扇经过调整和修整可使用在9号机座轻载的电动机上，这样就可使9号机座轻载的电动机降低机械损耗，并使温升提高些来提高电动机的效率和功率因数。（二）减少摩擦以降低机械损耗电动机轴承的正常运转、噪声、振动、过热、寿命等因素均与合理选择润滑脂有关，目前通常是选用3号锂基脂为好，可以降低机械损耗，不过当前随着科学技术的飞速发展又出现了许多性能优越的润滑脂，如：国产中小型电动机轴承润滑脂其性能经有关部门测试达到日本JIS2

6、220-80滚动轴承润滑脂的标准，接近瑞士SKF65CJ闰滑脂的水平，含杂质极低，价格与3号锂基脂相当。再有当前在市场上出现的美国艾索润滑脂性能也不错。我们完全可以使用这些性能不错的润滑脂来改善电动机的运行状况以降低机械损耗。做为电动机专业检修人员我们还可以在合理选用轴承上下功夫，也可以节能降耗；既然我们以经知道级数少的电动机机械损耗大，级数多的电动机机械损耗校我们就可以在修理电动机时有选择地使用轴承。例如，在高转速的电动机上我们可以使用进口轴承或国产高级别的B、C级优质轴承使损耗降到最校而在低转速的电动机上我们可以使用国产中高级的轴承C、D级，这样在轴承上我们就可以省下一笔资金，从而达到节能

7、降耗的目的。（三）提高功率因数以降低机械损耗发电厂里的转机拖动设备95%!交流异步电动机，而交流异步电动机是低功率因数的设备。如果提高其功率因数可以充分发挥供电设备潜力，同时又可降低生产成本和节约电能。下面，就如何提高功率因数的问题我们进行讨论。中国低碳生活网>节能讲坛>电机节能>如何实现电动机的高效节能？电动机的节能是一项涉及到设计制造、各类用户、各种工作制度及运行管理水平等多方面的综合技术。电动机的原理建立在电磁理论基础上，它的旋转既消耗有功功率，把电能转换为机械能；又消耗无功功率，用以产生必要的旋转磁场。因此，电动机的节能一是要提高其运行效率，二是要提高其运行功率因数，

8、减少无功消耗。要实现电动机的高效节需从以下几个方面：选用高效率节能系列电动机推广高应用效率电动机，是贯彻国家标准三相异步电动机经济行（GB/T124972006）的重要任务之一,也是提高电动机运行效率和功率因数的基础。高效率电动机的定义为：凡是总损耗比标准系列电动机降低20%以上的统称为高效率电动机。高效率电动机比标准电动机（指级数相同、功率相同一）的效率提高3%左右，但不以高于某个数值来定义高效率电动机，这是因为不同级数和不同功率的电动机效率是不同的缘故。目前我国相当多的企业用的的Y系列的电动机，虽然比JO2系列的电动机效率平均提高1%-3%,但Y系列电动机还是低于国外电动机的平均效率。高效

9、率YX电动机的效率比Y系列电动机效率提高3%左右，损耗降低20%30%,起动转矩提高30%;噪声小，振动小，温升低，寿命长，且结构先进，几何尺寸与Y系列相同，互换性强，符合车际IEC标准。如果一年推广200万KW,年运行时间大于3000小时，负载率大于50%,则每年可约电1亿KW.h左右；如果年运行时间为6000h,则每年可节电2亿KW.h适用于长期连续运行的场合。但不宜应用于机床或排灌设备上。运行时间在3000h以上最好，运行时间越长，效果越好。适用于水泵、风机、压缩机配套或需要有高起动转矩的场合。由于YX高效率电动机功率等级密、起动转矩高，有利于减少过安装容量（防止大马拉小车），有助于提高

10、电动机运行效率和功率因数。适用于负载率较高的场合。因为电动机运行的经济效益与负载率和运行时间的乘积有关。在运行时间相同的条件下，负载率越大，节电效益越好。对电机进行节能改造处用新技术、新材料对现役老式电动机进行改造，同样也能起到提高电动效率、降低损耗、减少运行费用的作用，这是目前电动机节能的重要措施之一。电动机绕组改接。改进电动机的绕组型式，可减少电动机的杂散损耗与铜耗，提高电动机效率。选用合适的绕组配合及槽配合，能削弱电动机的高次谐波、提高基波分布系数、提高绕组处用率、改善电动机的电磁性能，从而达到减少部分附加损耗、有功损耗的目的。目前节电效果较好的绕组改接方法有：改同心绕组为等矩绕组或叉式

11、链形绕组；改单层绕组为双层绕组；缩小定子绕组端部长度等。定子绕组重组。对老式电动机定绕组重组时，可加粗导线线径，减少电阻，降低铜损，节电效益可观。经计算，电动机效率可提高1.5%4%。采用新型节能风扇。电动机风扇的功耗与转速接近三次方的关系，在大型高压电动机或全封闭风扇冷却型电动机中，其通风损耗在总机械损耗中占有相当大的比例。因此，当电动机功率超过22KW时，用新型节能风扇改造老式电动机，可使通风损耗减少到原来1/3以下，通风噪声随之降低，是行之有效的节能措施之一。采用新型磁性材料。应用新型磁性材料（低压中小功率电动机）和磁性槽楔（高压大功率电动机）对异步电动机进行节能改造，主要是消灭由电动机

12、定子、转子槽齿效应发生的高频涡流损耗和磁滞损耗，从而起到节电的作用。实践证明，应用新型磁性槽泥和磁性槽楔对异步电动机进行改造，由于气隙磁动势波形的改善，减少了空载电流，改善了功率因数，降低铁损和温升，并减少了噪声和振动，延长了电动机寿命，其节能效果显著。发布时间：2013-01-0923:12变频器节能作用：变频调速之所以节能，主要在于把全速运行中浪费的电能节约了下来。尤其是闭环调速系统，如恒压供水系统等，实现了按需拖动，几乎完全消除了拖动系统在运行过程中的浪费。这是从大的方面实现了节能，但并不等于节能潜力已经挖掘干净了。事实上，在许多场合，还存在着大马拉小车的现象，在这一方面，还大有潜力。变

13、频器可以省电这是不可磨灭的事实，在某些情况下可以节电40%以上，但是某些情况还会比不接变频器浪费！变频器是通过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻，电机会降低速度,我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降，节能效果明显。当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显三相异步电动机的同步转速表达式为:n=60f（1s）/p（1）式中n为异步电动机的转速；f为异步电动机的频率；p为电动机极对数。s为电动机转差率；由式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频

14、率f即可改变电动机的转速，当频率f在050Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段作为一项重要的节能技术，变频技术能实时改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的。该技术通过变频调速改变轴输出功率，使电机能根据实际需要输出功率，达到了减少输入功率、节省电能的目的，与传统定速电机相比，电机系统变频后能够减少能耗高达30%以上。在目前的应用中，变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。与此同时，变频传动调速又具有以下五个特点：一

15、是不用改动原有设备包括电机本身；二是可实现无级调速，满足传动设备要求；三是变频器的软启、软停功能，可以避免启动电流冲击对电网的不良影响，减少电源容量的同时，还可减少机械惯动量，减少机械损耗；四是不受电源频率的影响，可以开环、闭环手动/自动控制；五是低速时，定转矩输出和低速过载能力较好；电机的功率因数随转速增高功率增大而提高。风机类水泵类负载，这类负载由流体力学可知，p（功率）=Q（流量）XH（压力）流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗

16、电功率与转速近似成立方比的关系。所以当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低，转速控制方式在低速小流量时，仍可使泵机高效率运行。这时，电动机的功率p将按三次方关系大幅度地降低，比调节挡板、阀门节能40%50%，从而达到节电的目的。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。由于变频器对电机节能技术

17、的作用，也给变频器的市场应用带来了繁荣，愿此能给中国的节能环保事业带来新的动力。（三）提高功率因数以降低机械损耗发电厂里的转机拖动设备95%是交流异步电动机，而交流异步电动机是低功率因数的设备。如果提高其功率因数可以充分发挥供电设备潜力，同时又可降低生产成本和节约电能。下面，就如何提高功率因数的问题我们进行讨论。1、合理调整运行设备，提高功率因数在未进行人工补偿前，应考虑对电厂现有设备进行检查和调整，使其合理运行，从而提高功率因数。（1）一般来说电厂？鹊纳璞付际桥涮椎奈才栉颐窃谟蔡亢脱小蜕峡悸牵？恍梢悸窃诵兄械牡缁？?范校按舐祛？怠毕窒嘱？备涸芈实陀？0%时，可以考虑更换小容量的电动机。当负载

18、率低于30%时，可将三角接线的绕组改为星形接线的与运行方式，这样一来电动机的效率和功率因数均有所提高。（2）对老系列的电动机如：JO、JO2系列的老式电机进行改造或淘汰，更换丫系列的节能电动机。（3）正确使用和维护电机，注意控制其频繁启动（频繁启动时功率因数很低），精心的检修，在电动机安装时调整好中心线及电机转、静子间隙也是必不可少的，因为气隙不均会造成空载电流增大，功率因数降低。2、加装变频器，提高功率因数使用变频器进行调速来实现提高功率因数的目的，也是常用的节能方法，即在普通的交流异步电动机上加装变频器，此方法安装简单，操作方便，节能效果显著。变频器在国外早以大量使用，我国也开始普及，因此，我们来分析一下普通电动机采用变频器后的损耗情况。感应电动机投入电源后要吸U电功率，即输入功率P1,经过内部电磁转化，变成转轴上的机械功率输出，即输出功率P2。在转化过程中要产生损耗，那么当电动机采用频率变换器供电后并以恒转矩运行时，电动机的损耗会有哪些变化呢？(1)电机的转、静子铜损是与频率变化无关的常数，但是在实际拖动中，为了补偿定子绕组电压降，要适当降低频率或者适当提高外施电源电压，因此U1/f不能保持比值不变。再有，为了电动机处于最佳运行状态，也要求改变U1/f的比值，所以实际电流也多少有些变化，因此铜耗也多少随频率改变而改变，但变化不大。