西安电机维修专家帮你讲解电动机节电节能措施

发布日期：2015-02-04 | 来源：西安金泰电机有限公司

西安金泰电机有限公司资讯专家:
满足被驱动机械要求的情况下，减少电动机电能消耗所采用的技术措施。工农业生产机械、交通运输设备和家用电器，其绝大多数由电动机驱动。在电力系统负荷中，电动机所占的比重最大。因此，电动机节电技术也是节约用电的重要内容。
1.电动机节电技术主要包括选用合适的电动机、采用高效率的电动机、采用先进的控制方式和控制设备、加强电动机的运行管理和维修。

2.选用合适的电动机　为了适应各种不同用途，电动机有许多种类、型式和不同容量。选用电动机时，首先须掌握它所驱动机械的负荷特性，如负荷种类、转矩特性、惯性常数、运行方式、控制方式和使用场所等。选用的电动机特性应与上述特性基本吻合。其次是选择电动机的容量。电动机的负荷为额定负荷的 70～100%时，效率最高；负荷小时，功率因数小，效率低。因此，应避免电动机长期处于轻负荷运行状态。此外，还要选择电动机的额定电压和电动机极数。额定电压高的电动机，负荷电流较小,可减少供电线路的功率损耗,但设备价格较高。2极电动机转速高、维护不便、噪声较大；8级以上电动机的效率和功率因数都较低，一般不宜采用。因此，多数选用4极或6极的电动机。　采用高效率的电动机　目前所生产的高效率电动机，均使用铁损较小的铁心材料，并增加绕组导线用量和铁心材料用量，调整了气隙。这类电动机的价格比普通电动机高，但3～5年的节电效益即可抵偿，使用期愈长经济效益愈高。高效率电动机的起动转矩相对较小，因此不宜用于频繁起动的场合。在频繁起动的场合，一般使用变极电动机和高电阻鼠笼式电动机。　采用先进的控制方式和控制设备　对控制泵的流量和控制风机的风量，过去采用直接调节阀门和风门的方法，由于机械阻力增加，电动机的电能消耗较大。现在一般通过对电动机调速来实现控制流量和风量，节约了大量电能。随着电子技术的应用，电动机调速控制装置中,广泛采用了电力电子器件和微型计算机或单片机,调速方便、精度高、特性稳定，而且节电效果更好。　加强电动机的运行管理和维修　电动机空载运行时，输出机械功率虽为零，但仍有铁心损耗和机械损耗以及少量铜损。因此，在设计生产工艺以及操作机械时，应尽量减少电动机空载运行时间。电动机在额定电压运行时效率最高，当电压过高或过低时,须采取调压措施,例如调节供电变压器的电压分接头等，使电动机一直处于最佳运行状态。电源电压三相不平衡，也会增加电动机的电能消耗，如发现这种情况，应检查原因，排除故障。用户对电动机的运行情况需定时巡视，如发现电动机有问题，应及时维修并保证维修质量，否则将会造成功率损耗增加，甚至电动机损坏。

3节能技术的发展概述
由于交流电动机的工作原理，使得电动机电能浪费成了各界人士广泛关注的问题。作为消费电能达发电总量60%以上的电动机，任何微小的浪费累计都是一个惊人的天文数字。为了解决这世界性的难题，各国的科学家进行了不懈的努力，也诞生了许多有效的节电办法，如使用变压器强制降压等。但是，这些节电方法并没有获得推广，其主要原因是设计复杂、造价昂贵，而节电效果不很理想。直到80年代中期，由于微电子技术的发展以及半导体材料科学的发展，使得节电效果好、结构简单、造价低廉的节电产品得以问世并迅速得到推广成为现实。控制输入电动机所需的最低电力，以达到省电的目的是当代节电技术的设计主流。它的原理基本上是以闸流体控制电力的供应。此一构想首由美国 NASA于20多年前提出。利用闸流技术进行电能控制，可分为两种情况：调压、调频。调频是改变电网供电频率的方法，促使电机在工作中始终在效率所要求最高状态下，提供最低限正常工作电量的节能方案。这一技术的应用，在很大程度上改变了异步电动机的工作特性，其节能的有效性已被广大客户所共识。但是这一技术的应用投入成本非常高，投资回收期很长。正是由于这一投资方面的原因，其节能技术的应用广泛性受到极大限制。
数字式异步电动机节电器是综合最新高科技技术的一种新产品。由一台微型电脑（单片机）和相关控制模块所组成。是先进的微电子技术和半导体材料科学的杰出代表，具有实时监控、智能调整、电机保护等多种功能。其极高的性能价格比，一经问世就成了关注的热点。通过世界60多个国家和地区的应用而最终成熟的一种采用最先进电子数字技术的程控节能产品。
4电动机节电的工作原理
要说明这个问题，应先从交流电机的特殊性说起。首先，进入交流电机的电流、电压是不同步的，也就是先后次序不同，这样就使得进入电机的功率被分成了两个部分：用于电机拖动负载所做的有用功-----这就是我们常讲的有功功率，另一部分则由不做功的感性电流发生损耗-----这就是所说的无功功率。同时，由于电机所加的负载不是固定不变的，由上面所讲的原因使得电源送入电机的功率不能跟随电机负载的变化而造成多余和浪费。我公司生产的节能博士则抓住了这些特点很好地解决了上述两个问题。功能强大的电脑芯片，可以跟踪电机的负载变化，及时调节送入电机的有功功率。同时，应用最优化原理（由电脑程序控制）最大限度地降低无功功率和提高有功功率的效力，从而获得最好的节电效果。
5目前各行业运行的电机情况大致怎样
应该说没有哪个行业不使用电动机的，然而由于种种原因，这些电机造成的电能浪费是十分惊人的。有这么几种情况不容忽视。首先是由于配套设计上的原因，工程师在为设备选用电机的时候为了保险起见，常常把电机的功率（额定功率）选择得比实际工况要大一些，使得电机长期运行在轻负载的情况下，由于交流电机的特性，在轻负载的情况下电机效率是很低很低的，造成了电能大量浪费，这就是所说的“大马拉小车”的现象。第二个因素是，电机的铜耗、铁耗在电能浪费中也占相当大的比重。而且它也是一个不定的变化量，与输入电机的电流、电压有关。第三，由于交流电对感性负载的作用特点，使得无功功率不可避免地造成浪费。基于上述原因，在我国能源还十分紧张的情况下，在电机上安装相关的节能装置是十分必要，也是一件相当紧迫的大事，同时，生产成本下降了，在市场竞争中也会处于有利地位，省钱也是赚钱。能耗的降低也带来环境的改善。因此说，节能环保、利国利民，早做早受益。

电动机主要有哪些节电措施

电动机的能耗非常大，电动机节电的六大措施：

措施一：采用节能电动机。目前我国电动机节电器的高效节能东东及有Y系列、Y2系列和Y2-E系列。Y系列电动机电动机定子绕组温升较小，铜耗也较小。

措施二：合理选择电动机容量，在运行中要尽量减小电动机的轻载和空载的运行时间，电动机负荷率β=70%～100%时效率最高，β<40%时效率会大大下降。

措施三：电动机轻、重载运行时采用Y-△转换。 OPA2277PA电动机的负荷率在30%～50%(与临界负荷率有关)以下就称为轻载运行。若生产需要,电动机可能出现轻载或空载运行的情况，为了降低损耗，提高电Y-的效率和功率因数，当电动机在轻载或空载运行时，可以利用Y-△转换的方法，将电动机切换到星形接法状态下工作。此时绕组上1/3压降至额定电压的1/3。这样做虽然电动机功率仅为额定功率的1/3,2/3载时电动机能带得动。而这时电动机的负荷率提高了，铁损降低了2/3，空压机专用节电柜，其功率因数和定子电流都明显改善，节电敷果显著。
措施四：电动机调速，采用恒速运行，会造成电能的浪费，因为符合变化比较大所以电动机容量会选的比较大，我们可以采用调速的办法，根据实际需要将运行速度调节到最佳状态，从而节约电能。
措施五：提高电动机功率因素。通过并联电容器来进行就地无功补偿。一般当电动机的额定功率大于或等于7. 5kW时，就可考虑采用就地无功补偿。

措施六：提高电动机与被拖动机械的链接效率。采用正确传送机械，可以减小摩擦力和传动阻力。皮带连接时，智能照明调控装置，三角皮带又比平皮带效率高。

正确合理的使用电动机节电措施
1）合理选择和使用电动机
（1）类型的选择
绕线式电动机、直流式电动机：起动、制动和调速性能好。
鼠笼型电动机：功率因数、效率高，造价低。
（2）功率的选择
满足所需要的启动转矩、最大转矩和最大负载。
（a）长时间连续负荷时，电动机容量的选择
电动机的额定容量PN≥Pmax计算的最大负荷功率
（b）长时间变动负荷时电动机容量的选择
电动机的额定容量决定于温升发热，其与负荷电流的平方成正比。
计算出负荷的均方根值，来决定电动机的容量。
其均方根负荷功率为：
（a）短时负荷时电动机容量的选择
专用电动机：规定工作时间为15、30、60、90min。
（b）重复短时负荷时电动机容量的选择
起动频繁，应考虑起动、停止发热，计算其等效负荷值。
其均方根负荷为：
（3）电动机电压的选择
供电线路短、电网容量允许，起动转矩、过载能力要求不高的场合：选用低压异步电动机
（4）电动机负载特性的选择
根据拖动机械负载特性选择。
2）改善电动机功率因数
异步电动机是感性负载，功率因数低。
改善方法：
（1）利用并联电容器对异步电动机的功率因数进行补偿。
（2）提高异步电动机本身的自然功率因数（轻载时采用降低定子端电压，即利用三角形-星形转换的方法）。
3）电动机调压节电改善轻负荷运行
（1）降低电动机电源电压
（2）利用三角形-星形转换降压节电
4）采用高效节能电动机
（1）对高效节能电动机的要求：
（a）按额定功率计算，其功率损耗应减少30%。
（b）在低于额定功率下运行，效率曲线应尽可能平坦。
（2）高效节能电动机的主要技术措施：
（a）增大定子槽尺寸，增加槽内导线数量，减少绕组端部长度等以减少定子绕组的损耗。
（b）减少硅钢片的厚度，改进硅钢片加工工艺-减少铁耗。
（c）增加气隙磁通，增大转子导条、端环尺寸、导条及端环导电率-减小转子绕组损耗。
（d）设计制造时，选择最优方案减少通风及摩擦损耗。

而对于其他的电动机（1）新购电动机应首先考虑选用高效节能电动机，然后再按需考虑其他性能指标，以便节约电能。
（2）提高电动机本身的效率，如将电动机自冷风扇改为它冷风扇，可在负荷很小或户外电动机在冬天时，停用冷风扇，有利于降低能耗。
（3）将定子绕组改接成星三角混合串接绕组，按负载轻重转换星形接法或三角形接法，有利于改善绕组产生的磁动势波形及降低绕组工作电流，达到高效节能的目的。
（4）采用其他连续调速运行方式。如使用调压调速器、变极电动机、电磁耦合调速器、变频调速装置等。
（5）更换“大马拉小车”电动机，“大马拉小车”除了浪费电能外，极易造成设备损坏。另外，合理调整电动机配套使用，可使电动机运行在高效率工作区，达到节能的目的。
（6）合理安装并联低压电容进行无功补偿，有效地提高功率因数，减少无功损耗，节约电能。
（7）从接头处通往电能表及通往电动机的导线截面应满足载流量，且导线应尽量缩短，减小导线电阻，降低损耗。
以上措施可以分别采用，也可多项同时采用。总之，对电动机采取一些必要的技术节能措施，既对电网安全稳定运行有利，也可使用户减少电费支出。