解析電機耗能原因及解決方式

電機耗能表現(xiàn)主要在以下方面：

一是電機負載率低。由于電機選擇不當，富裕量過大或生產(chǎn)工藝變化，使得電機的實際工作負荷遠小于額定負荷，大約占裝機容量30%~40%的電機在30%~50%的額定負荷下運行，運行效率過低。

二是電源電壓不對稱或電壓過低。由于三相四線制低壓供電系統(tǒng)單相負荷的不平衡，使得電機的三相電壓不對稱，電機產(chǎn)生負序轉(zhuǎn)矩，增大電機的三相電壓不對稱，電機產(chǎn)生負序轉(zhuǎn)矩，增大電機運行中的損耗。另外電網(wǎng)電壓長期偏低，使得正常工作的電機電流偏大，因而損耗增大，三相電壓不對稱度越大，電壓越低，則損耗越大。

三是老、舊(淘汰)型電機的仍在使用。這些電機采用E級絕緣，體積較大，啟動性能差，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。有些單位對電機及設(shè)備沒有按照要求進行維修保養(yǎng)，任其長期運行，使得損耗不斷增大。

因此，針對這些耗能表現(xiàn)，選擇何種節(jié)能方案值得研究。

1、選用節(jié)能型電機

高效電動機與普通電動機相比，優(yōu)化了總體設(shè)計，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，有的幾個月。相比來說，高效電動機比J02系列電動機效率提高了0.413%。因此用高效電動機取代舊式電動機勢在必行。

2、適當選擇電機容量達到節(jié)能

國家對三相異步電動機3個運行區(qū)域作了如下規(guī)定：負載率在70%~100%之間為經(jīng)濟運行區(qū);負載率在40%~70%之間為一般運行區(qū);負載率在40%以下為非經(jīng)濟運行區(qū)。電機容量選擇不當，無疑會造成對電能的浪費。因此采用合適的電動機，提高功率因數(shù)、負載率，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機中的空載鐵損耗，空載附加鐵損耗是由齒槽效應(yīng)在電機內(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)子齒部時而對正、時而錯開，齒面齒簇磁通發(fā)生變動，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，它們占電機雜散損耗的70%~90%，另外的10%~30%稱為負載附加損耗，是由漏磁通產(chǎn)生的。雖然使用磁性槽楔會使啟動轉(zhuǎn)矩下降10%~20%，但采用磁性槽楔的電動機比采用普通槽楔的電動機的鐵損耗可降低60k，而且很適應(yīng)空載或輕載啟動的電動機改造。

4、采用Y/△自動轉(zhuǎn)換裝置

為解決設(shè)備輕載時對電能的浪費現(xiàn)象，在不更換電動機的前提下，可以采用Y/△自動轉(zhuǎn)換裝置以達到節(jié)電的目的。因為三相交流電網(wǎng)中，負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、電機的功率因數(shù)無功補償

提高功率因數(shù)，減少功率損耗是無功補償?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，會造成電流過大，對于一個給定的負荷，當供電電壓一定時，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)機水泵類負載是根據(jù)滿負荷工作需用量來選型，實際應(yīng)用中大部分時間并非處于滿負荷工作狀態(tài)。由于交流電機調(diào)速很困難，常用擋風(fēng)板、回流閥或開停機時間，來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量，同時大電機在工頻狀態(tài)下頻繁開停比較困難，電力沖擊較大，勢必造成電能損耗和開停機時的電流沖擊。采用變頻器直接控制風(fēng)機、泵類負載是一種最科學(xué)的控制方法，當電機在額定轉(zhuǎn)速的80%運行時，節(jié)能效率接近40%，同時也可以實現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進一步提高。由于變頻器可實現(xiàn)大的電動機的軟停、軟起，避免了啟動時的電壓沖擊，減少電動機故障率，延長使用壽命，同時也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。

7、繞線式電機液體調(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)電阻的大小達到無級調(diào)速的目的。這使它同時具有良好的起動性能，它長期通電，帶來了發(fā)熱升溫問題，由于采用了獨特的結(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、易維護及投資低等優(yōu)點，得到了迅速推廣，對于一些調(diào)速精度要求不高，調(diào)速范圍要求不寬，并且不頻繁調(diào)速的繞線式電動機，如風(fēng)機、水泵等設(shè)備的大中型繞線式異步電動機采用液體調(diào)速效果顯著。