浅析电动机的节电方法

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【摘要】：我国是一个电力短缺的国家，节电是当前一项重要技术政策，节电又是一种能源开发，对于国民经济的发展具有深远的影响。目前，我国电工产品耗电约占全国总发电量的70%，而电机、泵类等用电设备占了绝大部分，因此电动机的节电对我国工业的发展具有重要意义。

【关键词】：三相异步电动机 损耗 负载率 效率 功率因数

中图分类号：TM32

前言：异步电动机在生产中使用量约占总量的80%，而中小型异步电动机又占65%左右，负载率一般在0.2～0.7之间，效率非常低，所以提高运行中的中小型电动机的效率是电动机节电的一个重要途径。在实际生产中，要提高电动机运行效率，除了选择高效电动机投入使用和新工艺、新材料修理电动机外，还有主要就是提高电动机的效率和功率因数。根据国内外的资料介绍，电动机的节电有许多有效方法。

1.采用高效率电动。目前，国内外有关部门在分析电动机损耗的基础上，采取了切实可行的措施，对减少电动机的各部分损耗、提高电动机的效率和功率因数有良好效果。这此措施包括：（1）减少铁损的方法：采用经过特殊处理的比损耗小的硅钢片铁芯材料；增加转子和定子铁芯长度减少磁通密度以减少铁损；采用更薄的优质材料。（2）铜损：定子损耗包括增加导线的截面；增加占空因数；缩短线圈长度；减少定子电流；改用电阻率更小的导线。转子损耗包括增加导线截面；增加铁芯尺寸；减少转子电流。（3）杂散损耗：选择合适的绕线方法和绕圈节距；选用合适的线路；切槽装配合适；进行转子沟槽的绝缘处理。（4）机械损耗：降低冷却用的风扇损耗；采用高轴承。

采用各种减少损耗措施后的高效率电动机，其损耗比普通标准电动机减少20%～30%，电动机效率可比普通的标准型提高3～6%。我国新设计生产的Y系列电动机具有高效率、起动转矩大、噪间小、防护性能良好等特点。它的平均效率为88.263%，比JO2系列提高了0.413%，平均起动转矩比JO2系列增加25%左右。然而，最新设计的YZ系列高效三相异步电动机，其容量等级与Y系列电动机相同，但YZ系列电动机的加权平均效率较Y系列电动机高3%。

另外，YZR系列新型电机，它与JZR或JZR2系列电动机相比，平均效率高2%，空载电流小20%，平均功率因数高9%，具有较好的节电效果。因此，在设计和技术改造中，应选用Y、YZ、YZR系列电动机，以节省电能。普通高效电动机价格比一般电机高20～30%，采用时要考虑资金回收期，即在短时间内靠节电费用收回多花的费用。一般符合下列条件时可选用高效电动机.负载率在0.6以上；每年连续运行时间在3000小时以上；电动机运行时无频繁起、制动（最好是轻载起动，如风机、水泵类负载）；单机容量较大。

2.根据负荷特性合理地选择电动机。为了合理地选择电动机，首先得了解负荷的特性，通常选择电动机时要考虑如表所示的项目。

对旧有设备使用的电机，要进行必要的测试与计算，结合电机的工作环境及负载特点，选用适当的电机取代“大马拉小车”的电机，以提高电机运行的效率和功率因数。通常当电机的负载率K大于0.65时，可不必要更换；当K小于0.3时，不经计算便可更换电机；K在0.3和0.65之间，则需经过计算后再确定。

3.改变电动机绕组接法的节电方法。对经常处于负荷运行的电动机，应采用三角-星形切换装置， 将三角形接法的电动机改为星形接法，可以达到良好的节电效果。电动机的星形接法和角形接法的效率比如下表所示。

电动机的负荷系数低于0.3时，将电动机的三角形接法改为星形才能使电动机的效率有明显提高。当负荷系数为0.5时，星形接法和，三角形接法的效率基本相等，无节能效果。当负荷系数大于0.5后，电动机星形接法的效率反而低于三角形接法。另外，电动机的功率因数在负载系数低于0.4后，将三角形接法改为星形后有比较明显的提高，这对于变压器和输电线路的节电是有好处的。但电动机由三角形改为星形接线后，其极限容许负载大致为铭牌容量的38～45%。因此，在采用三角形改为星形接法作为节电方法时，一定要考虑到改接后的电动机的容量是否能满足负载的要求。一般认为，由三角形改星形接法的转换点在负载系数为0.3～0.4之间。对不同型号的电动机，其转换点并不一定完全相同，应该进行具体分析计算才能确定。根据经，当负载系数小于0.3时将三角形连接改为星形接线，往往可以省电。

4.电动机的无功功率就地补偿。对距供电点较远的大、中容量连续运行工作制的电动机，应采用电动机的无功功率就地补偿装置。电动机无功功率就地补偿，对改变远距离送电的电动机低功率因数运行状态，减少线路损失，提高变压器负载率有着明显的效果。实践表明，每Kvar补偿电容每年可节电150～200KW.h，是一项值得推广的节电技术。特别是对于下列条件的电动机要首先应用：（1）远离电源的水源泵站电动机；（2）距离供电点200m以上的连续运行电动机；（3）轻载或空载运行时间较长的电动机；（4）YZR、YZ系列的电动机；（5）高负载率变压器供电的电动机。

5.电动机的其它节电方法。（1）对于经常轻载（负载率小于40%）的生产机械，也可采用具有起动功能的轻载节电器，以达到”轻载降压运行节电”的目的。（2）对于大、中型电动机，宜更换磁性槽楔，以便减少磁路损耗，提高效率。（3）根据技术经济比较后，大型恒速电动机应尽量选用同步电动机，并能进行运行，以提高自然功率因数。

结束语：电机节电是利国利民的一项大事，必须采取切实可行的方法来完成电机的节能，这样对于国家的发展具有重大意义。

参考文献

[1]杨应群，陈晓华，功率因数补偿节电技术，江西科技出版社，1998

[2]许业清，实用节电技术，中国科学技术大学出版社，2008

[3]陈丕璋，周明宝，俞鑫昌，电动机节能技术，科学出版社，2011