解析電機(jī)耗能的原因及解決方式

電機(jī)耗能表現(xiàn)主要在以下方面：

一是電機(jī)負(fù)載率低。由于電機(jī)選擇不當(dāng)，富裕量過(guò)大或生產(chǎn)工藝變化，使得電機(jī)的實(shí)際工作負(fù)荷遠(yuǎn)小于額定負(fù)荷，大約占裝機(jī)容量30%~40%的電機(jī)在30%~50%的額定負(fù)荷下運(yùn)行，運(yùn)行效率過(guò)低。

二是電源電壓不對(duì)稱或電壓過(guò)低。由于三相四線制低壓供電系統(tǒng)單相負(fù)荷的不平衡，使得電機(jī)的三相電壓不對(duì)稱，電機(jī)產(chǎn)生負(fù)序轉(zhuǎn)矩，增大電機(jī)的三相電壓不對(duì)稱，電機(jī)產(chǎn)生負(fù)序轉(zhuǎn)矩，增大電機(jī)運(yùn)行中的損耗。另外電網(wǎng)電壓長(zhǎng)期偏低，使得正常工作的電機(jī)電流偏大，因而損耗增大，三相電壓不對(duì)稱度越大，電壓越低，則損耗越大。

三是老、舊(淘汰)型電機(jī)的仍在使用。這些電機(jī)采用E級(jí)絕緣，體積較大，啟動(dòng)性能差，效率低。雖經(jīng)歷年改造，但仍有許多地方在使用。

四是維修管理不善。有些單位對(duì)電機(jī)及設(shè)備沒(méi)有按照要求進(jìn)行維修保養(yǎng)，任其長(zhǎng)期運(yùn)行，使得損耗不斷增大。

因此，針對(duì)這些耗能表現(xiàn)，選擇何種節(jié)能方案值得研究。

1、選用節(jié)能型電機(jī)

高效電動(dòng)機(jī)與普通電動(dòng)機(jī)相比，優(yōu)化了總體設(shè)計(jì)，選用了高質(zhì)量的銅繞組和硅鋼片，降低了各種損耗，損耗下降了20%~30%，效率提高2%~7%;投資回收期一般為1~2年，有的幾個(gè)月。相比來(lái)說(shuō)，高效電動(dòng)機(jī)比J02系列電動(dòng)機(jī)效率提高了0.413%。因此用高效電動(dòng)機(jī)取代舊式電動(dòng)機(jī)勢(shì)在必行。

2、適當(dāng)選擇電機(jī)容量達(dá)到節(jié)能

國(guó)家對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)3個(gè)運(yùn)行區(qū)域作了如下規(guī)定：負(fù)載率在70%~100%之間為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū);負(fù)載率在40%~70%之間為一般運(yùn)行區(qū);負(fù)載率在40%以下為非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)。電機(jī)容量選擇不當(dāng)，無(wú)疑會(huì)造成對(duì)電能的浪費(fèi)。因此采用合適的電動(dòng)機(jī)，提高功率因數(shù)、負(fù)載率，可以減少功率損耗，節(jié)省電能。

3、采用磁性槽楔代替原槽楔

磁性槽楔主要降低異步電動(dòng)機(jī)中的空載鐵損耗，空載附加鐵損耗是由齒槽效應(yīng)在電機(jī)內(nèi)引起的諧波磁通而在定子、轉(zhuǎn)子鐵芯中產(chǎn)生的。定子、轉(zhuǎn)子在鐵芯內(nèi)感生的高頻附加鐵損耗稱為脈振損耗。另外，定子、轉(zhuǎn)子齒部時(shí)而對(duì)正、時(shí)而錯(cuò)開(kāi)，齒面齒簇磁通發(fā)生變動(dòng)，可在齒面線層感生渦流，產(chǎn)生表面損耗。脈振損耗和表面損耗合稱高頻附加損耗，它們占電機(jī)雜散損耗的70%~90%，另外的10%~30%稱為負(fù)載附加損耗，是由漏磁通產(chǎn)生的。雖然使用磁性槽楔會(huì)使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降10%~20%，但采用磁性槽楔的電動(dòng)機(jī)比采用普通槽楔的電動(dòng)機(jī)的鐵損耗可降低60k，而且很適應(yīng)空載或輕載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)改造。

4、采用Y/△自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置

為解決設(shè)備輕載時(shí)對(duì)電能的浪費(fèi)現(xiàn)象，在不更換電動(dòng)機(jī)的前提下，可以采用Y/△自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置以達(dá)到節(jié)電的目的。因?yàn)槿嘟涣麟娋W(wǎng)中，負(fù)載的不同接法所獲取的電壓是不同的，因而從電網(wǎng)中吸取的能量也就不同。

5、電機(jī)的功率因數(shù)無(wú)功補(bǔ)償

提高功率因數(shù)，減少功率損耗是無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕康?。功率因?shù)等于有功功率與視在功率之比，通常，功率因數(shù)低，會(huì)造成電流過(guò)大，對(duì)于一個(gè)給定的負(fù)荷，當(dāng)供電電壓一定時(shí)，則功率因數(shù)越低，電流就越大。因此功率因數(shù)盡量的高，以節(jié)約電能。

6、變頻調(diào)速

多數(shù)風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來(lái)選型，實(shí)際應(yīng)用中大部分時(shí)間并非處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)。由于交流電機(jī)調(diào)速很困難，常用擋風(fēng)板、回流閥或開(kāi)停機(jī)時(shí)間，來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量，同時(shí)大電機(jī)在工頻狀態(tài)下頻繁開(kāi)停比較困難，電力沖擊較大，勢(shì)必造成電能損耗和開(kāi)停機(jī)時(shí)的電流沖擊。采用變頻器直接控制風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載是一種最科學(xué)的控制方法，當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80%運(yùn)行時(shí)，節(jié)能效率接近40%，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進(jìn)一步提高。由于變頻器可實(shí)現(xiàn)大的電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無(wú)功損耗。

7、繞線式電機(jī)液體調(diào)速

液體電阻調(diào)速技術(shù)是在傳統(tǒng)產(chǎn)品液體電阻起動(dòng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。仍以改變極板間距調(diào)節(jié)電阻的大小達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。這使它同時(shí)具有良好的起動(dòng)性能，它長(zhǎng)期通電，帶來(lái)了發(fā)熱升溫問(wèn)題，由于采用了獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和合理的熱交換系統(tǒng)，其工作溫度被限定在合理的溫度之下。繞線電機(jī)用液體電阻調(diào)速技術(shù)，以其工作可靠、安裝方便、節(jié)能幅度大、易維護(hù)及投資低等優(yōu)點(diǎn)，得到了迅速推廣，對(duì)于一些調(diào)速精度要求不高，調(diào)速范圍要求不寬，并且不頻繁調(diào)速的繞線式電動(dòng)機(jī)，如風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的大中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用液體調(diào)速效果顯著。

審核編輯 黃昊宇