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摘要：随市场经济的飞速发展，我国各项生产建设事业均实现了迅猛腾飞，在创设显著经济效益的同时能耗量庞大问题也日益显著。本文首先简要论述了电动机的效率以及功率因数，基于此，深入阐述了一些电机节能降耗的措施，仅供大家参考。
关键词：电机节能降耗、效率、功率因数
Abstract: with the rapid development of market economy, China's various production construction have achieved rapid growth, in the creation of significant economic benefits at the same time consumption of huge problem also increasingly remarkable. This paper first briefly discusses the motor efficiency and power factor, based on this, discusses some motor energy saving measures, for your reference.
Key words: motor energy saving, efficiency, power factor
中图分类号：TM3文献标识码： A 文章编号：
一、前言
现阶段，电动机转换为机械能而消耗的电能占到我国总发电量大约有60%，根据相关调查，在我国几个主要电网中，整个工业用电的60%~68%被电动机消耗，大致符合工业发达国家的比重。这么多电能几乎等同于2亿多吨原煤，如果提高电动机效率1 %左右，我国每年能够节约200多万吨原煤，这就意味着我国每年能够少开采原煤量达到200多万吨，就目前我国面临能源短缺问题、环境保护问题以及可持续发展战略而言，提高电动机效率具有深远意义。现阶段，国内工业企业电动机大部分处于低效、轻载、高能耗的运行状态，每年浪费了大量电能,相较于国外先进水平，运行效率低10~20个百分点。因此,各个企业单位要对此引起足够重视，积极推广电动机节能，提高电动机的效率。
二、电动机的效率以及功率因数
1、电动机的效率
电动机的效率指电动机的有功输出功率与有功输入功率之比，它通常用百分数表示。即:
式中：η为电动机的效率，以百分数表示；
P1为电动机有功输入功率，以kW为单位；
P2为电动机有功输出功率，以kW为单位。
在实际应用中，电动机效率有运行效率、额定效率、最高效率之分。运行效率指电动机拖动某负载运行时的工作效率；额定效率指输出功率为额定值时的效率；最高效率指电动机可能达到的最高运行效率。对于一台电动机，其额定效率、空载损耗为固定值，因此，电动机负载率决定了其效率值高低；如果负载率为70%左右，电动机的运行效率最高，所以人们将60%~80%的负载率称为有功经济负载率。如果负载率低于40%，电机效率将迅速下降。
2、电动机的功率因数
即电动机输入端的有功功率与视在功率比，即:
式中：S为电动机的视在功率，以kVA为单位；
P1为电动机有功输入功率，以kW为单位；
cos为电动机的功率因数。
对于一台特定的电动机，其功率因数的大小与电动机的负载率有关，当电动机空载时，其功率因数很低，仅0.1-0.2，随着负载率增加，功率因数也增大，当负载率在80%以上时，功率因数达到最佳，因此，应尽量避免电动机在轻载状态下运行。此外，不同类型的电动机效率、功率因数也会有所不同。一般，同容量的电动机，鼠笼式的效率、功率因数都要高于绕线式电动机；同一系列的电动机容量大的效率、功率因数要高于小容量的电动机；转速高的电动机其效率，功率因数要高于转速低的。
三、电机节能降耗方法
想要保证使电动机在经济状态下运行，选择电动机必须要合理，使其类型、容量适应电动机负载机械特性，使其在效率最高状态下运行。要认真维护检修，制定并实施有效措施减少损耗，努力保证电动机在拖动中效率最高；对在役的电动机要提高其负载率，尽量避免在空载，轻载状态中长时间运行。
1、合理选用电动机类型
（1）合理选用电动机类型
在选择电动机类型时不仅要满足拖动功能，还要对经济运行性能加以考虑。对于负载率大于50%，年运行时间大于3000小时的电机，应选择yx系列高效率的三相异步电动机。与y系列相比，yx系列效率平均提高3%，损耗降低20%~30%，虽然价格高于y系列电动机，但从长期运行看，经济性还是明显的。
（2）选用节能型电动机
y系列电动机是国内目前先进的三相异步电动机新系列产品，其优点是效率高、节能、起动性能好。
（3）合理选用电动机的额定容量
电动机效率是指在额定负荷下的参数值,而实际生产生活中普遍存在负荷过低,大马拉小车, 过低的负载率会造成过低的功率因数,加大了无功损耗,制造上提高的效率百分点被不合理使用冲销了。电动机有很多工作制分类,如连续工作制、断续工作制、高启动转矩、双速等,日常很少根据机械工作特性选用。在功率等级方面,国标制定的功率等级不尽合理,跨度太大,比如标准规格7.5kW、11kW、15kW、18.5kW,其间千瓦数间隔太大,也造成无法合理选用,习惯上宁可选大,也不选小,造成大马拉小车的现状。国家管理部门应建立健全电动机的型号规格制度,用户根据自身生产工艺特点选择合适的电机规格型号,合理利用电能,减少能源损耗。三相异步电动机的三个运行区域分为：负载率在70%~100%之间为经济运行区；负载率在40%~70%之间为一般运行区；负载率在40%以下为非经济区。若电动机容量选得过大，虽然能保证设备的正常运行，但投资大，效率和功率因数都很低，造成电力的浪费。
2、采取正确的无功补偿方式
（1）电动机的无功补偿一般采用就地补偿方式,即在电动机附近设置电容器,随电动机一起投入运行或退出运行,是一种行之有效的无功补偿方法。
①可减小配电线路的导线截面和配电变压器容量。
②可减少配电变压器、低压配电线路的负荷电流。
③可使补偿点无功当量最大,降损效果好。
④可减少企业配电变压器及配电网功率损耗。
⑤可降低电动机起动电流。
（2）异步电动机是感性负载,无功损耗主要包括两部分:一部分是建立磁场所需的空载无功功率,约占电动机额定无功功率的60%~70%,其大小主要与容量有关;另一部分是带负荷时在绕组漏抗中消耗的无功功率,它与电动机负载电流的平方成正比,负载率越小,功率因数越低,损耗也越大。
（3）电动机就地补偿接线方式
①控制式单独就地补偿方式。一般用于降压起动等特殊要求的电动机,如图1所示。
图1电容式控制式就地补偿方式
（a）经常操作的低压电容器就地补偿
（b）非经常操作的低压电容器就地补偿
②直接单独就地补偿方式。将电容器直接接在电动机端子上或保护设备的开端,如图2所示。
图2直接单独就地补偿方式
（a）经常操作的电容器组
（b）非经常操作的电容器组
（c）高压电容直接单独就地补偿
3、需求管理措施
能源是社会发展的重要物质基础,建立在大量消费能源基础上的现代社会,需要合理有效地利用资源,开展持续的节能活动,支持经济、能源、环境的协调发展。各种电动机系统效率不只关系到企业的利益,更为重要的是关系到国家的可持续发展。中国人口众多,因为历史原因,各种高耗能的设备并未及时退出使用,中国已经是一个高能耗的国家,政府相关部门应制定使用电动机的行业标准,对运行中的电动机系统进行现场测试,采用节能评估的方法,淘汰低效高能耗用电设备。各企事业单位应开展能源监察和能源需求管理,对于一些重点和关键的用电设备进行技术和经济分析,以确定是否需要采用高效节能的产品来更换或改造现有的用电设备。
四、结语
综上所述，在实际生产中，要积极改善电机节能降耗性能，使电机高效化运行，相较于普通电动机，高效化运行的电机能够降低约百分之二十的能量损耗，这对于面临严重能源短缺的我国有着十分重要的意义。
参考文献：
［1］ 舒服 华王艳：《电机节能降耗技术和方法探讨》，《电机技术》， 2008年03期
［2］ 刘岸：《高效率电机——节能降耗的关键》，《现代制造》， 2009年25期
［3］ 张書姣：《浅析电机节能降耗改进方法》，《陕西科技》， 2004年02期
［4］ 刘岩梅：《电动机节能探讨》，《科技信息》， 2011年28期
［5］ 黄谦：《变频器驱动电动机节能探讨》，《科技致富向导》， 2012年06期
关键词：电机节能降耗、效率、功率因数
Abstract: with the rapid development of market economy, China's various production construction have achieved rapid growth, in the creation of significant economic benefits at the same time consumption of huge problem also increasingly remarkable. This paper first briefly discusses the motor efficiency and power factor, based on this, discusses some motor energy saving measures, for your reference.
Key words: motor energy saving, efficiency, power factor
中图分类号：TM3文献标识码： A 文章编号：
一、前言
现阶段，电动机转换为机械能而消耗的电能占到我国总发电量大约有60%，根据相关调查，在我国几个主要电网中，整个工业用电的60%~68%被电动机消耗，大致符合工业发达国家的比重。这么多电能几乎等同于2亿多吨原煤，如果提高电动机效率1 %左右，我国每年能够节约200多万吨原煤，这就意味着我国每年能够少开采原煤量达到200多万吨，就目前我国面临能源短缺问题、环境保护问题以及可持续发展战略而言，提高电动机效率具有深远意义。现阶段，国内工业企业电动机大部分处于低效、轻载、高能耗的运行状态，每年浪费了大量电能,相较于国外先进水平，运行效率低10~20个百分点。因此,各个企业单位要对此引起足够重视，积极推广电动机节能，提高电动机的效率。
二、电动机的效率以及功率因数
1、电动机的效率
电动机的效率指电动机的有功输出功率与有功输入功率之比，它通常用百分数表示。即:
式中：η为电动机的效率，以百分数表示；
P1为电动机有功输入功率，以kW为单位；
P2为电动机有功输出功率，以kW为单位。
在实际应用中，电动机效率有运行效率、额定效率、最高效率之分。运行效率指电动机拖动某负载运行时的工作效率；额定效率指输出功率为额定值时的效率；最高效率指电动机可能达到的最高运行效率。对于一台电动机，其额定效率、空载损耗为固定值，因此，电动机负载率决定了其效率值高低；如果负载率为70%左右，电动机的运行效率最高，所以人们将60%~80%的负载率称为有功经济负载率。如果负载率低于40%，电机效率将迅速下降。
2、电动机的功率因数
即电动机输入端的有功功率与视在功率比，即:
式中：S为电动机的视在功率，以kVA为单位；
P1为电动机有功输入功率，以kW为单位；
cos为电动机的功率因数。
对于一台特定的电动机，其功率因数的大小与电动机的负载率有关，当电动机空载时，其功率因数很低，仅0.1-0.2，随着负载率增加，功率因数也增大，当负载率在80%以上时，功率因数达到最佳，因此，应尽量避免电动机在轻载状态下运行。此外，不同类型的电动机效率、功率因数也会有所不同。一般，同容量的电动机，鼠笼式的效率、功率因数都要高于绕线式电动机；同一系列的电动机容量大的效率、功率因数要高于小容量的电动机；转速高的电动机其效率，功率因数要高于转速低的。
三、电机节能降耗方法
想要保证使电动机在经济状态下运行，选择电动机必须要合理，使其类型、容量适应电动机负载机械特性，使其在效率最高状态下运行。要认真维护检修，制定并实施有效措施减少损耗，努力保证电动机在拖动中效率最高；对在役的电动机要提高其负载率，尽量避免在空载，轻载状态中长时间运行。
1、合理选用电动机类型
（1）合理选用电动机类型
在选择电动机类型时不仅要满足拖动功能，还要对经济运行性能加以考虑。对于负载率大于50%，年运行时间大于3000小时的电机，应选择yx系列高效率的三相异步电动机。与y系列相比，yx系列效率平均提高3%，损耗降低20%~30%，虽然价格高于y系列电动机，但从长期运行看，经济性还是明显的。
（2）选用节能型电动机
y系列电动机是国内目前先进的三相异步电动机新系列产品，其优点是效率高、节能、起动性能好。
（3）合理选用电动机的额定容量
电动机效率是指在额定负荷下的参数值,而实际生产生活中普遍存在负荷过低,大马拉小车, 过低的负载率会造成过低的功率因数,加大了无功损耗,制造上提高的效率百分点被不合理使用冲销了。电动机有很多工作制分类,如连续工作制、断续工作制、高启动转矩、双速等,日常很少根据机械工作特性选用。在功率等级方面,国标制定的功率等级不尽合理,跨度太大,比如标准规格7.5kW、11kW、15kW、18.5kW,其间千瓦数间隔太大,也造成无法合理选用,习惯上宁可选大,也不选小,造成大马拉小车的现状。国家管理部门应建立健全电动机的型号规格制度,用户根据自身生产工艺特点选择合适的电机规格型号,合理利用电能,减少能源损耗。三相异步电动机的三个运行区域分为：负载率在70%~100%之间为经济运行区；负载率在40%~70%之间为一般运行区；负载率在40%以下为非经济区。若电动机容量选得过大，虽然能保证设备的正常运行，但投资大，效率和功率因数都很低，造成电力的浪费。
2、采取正确的无功补偿方式
（1）电动机的无功补偿一般采用就地补偿方式,即在电动机附近设置电容器,随电动机一起投入运行或退出运行,是一种行之有效的无功补偿方法。
①可减小配电线路的导线截面和配电变压器容量。
②可减少配电变压器、低压配电线路的负荷电流。
③可使补偿点无功当量最大,降损效果好。
④可减少企业配电变压器及配电网功率损耗。
⑤可降低电动机起动电流。
（2）异步电动机是感性负载,无功损耗主要包括两部分:一部分是建立磁场所需的空载无功功率,约占电动机额定无功功率的60%~70%,其大小主要与容量有关;另一部分是带负荷时在绕组漏抗中消耗的无功功率,它与电动机负载电流的平方成正比,负载率越小,功率因数越低,损耗也越大。
（3）电动机就地补偿接线方式
①控制式单独就地补偿方式。一般用于降压起动等特殊要求的电动机,如图1所示。
图1电容式控制式就地补偿方式
（a）经常操作的低压电容器就地补偿
（b）非经常操作的低压电容器就地补偿
②直接单独就地补偿方式。将电容器直接接在电动机端子上或保护设备的开端,如图2所示。
图2直接单独就地补偿方式
（a）经常操作的电容器组
（b）非经常操作的电容器组
（c）高压电容直接单独就地补偿
3、需求管理措施
能源是社会发展的重要物质基础,建立在大量消费能源基础上的现代社会,需要合理有效地利用资源,开展持续的节能活动,支持经济、能源、环境的协调发展。各种电动机系统效率不只关系到企业的利益,更为重要的是关系到国家的可持续发展。中国人口众多,因为历史原因,各种高耗能的设备并未及时退出使用,中国已经是一个高能耗的国家,政府相关部门应制定使用电动机的行业标准,对运行中的电动机系统进行现场测试,采用节能评估的方法,淘汰低效高能耗用电设备。各企事业单位应开展能源监察和能源需求管理,对于一些重点和关键的用电设备进行技术和经济分析,以确定是否需要采用高效节能的产品来更换或改造现有的用电设备。
四、结语
综上所述，在实际生产中，要积极改善电机节能降耗性能，使电机高效化运行，相较于普通电动机，高效化运行的电机能够降低约百分之二十的能量损耗，这对于面临严重能源短缺的我国有着十分重要的意义。
参考文献：
［1］ 舒服 华王艳：《电机节能降耗技术和方法探讨》，《电机技术》， 2008年03期
［2］ 刘岸：《高效率电机——节能降耗的关键》，《现代制造》， 2009年25期
［3］ 张書姣：《浅析电机节能降耗改进方法》，《陕西科技》， 2004年02期
［4］ 刘岩梅：《电动机节能探讨》，《科技信息》， 2011年28期
［5］ 黄谦：《变频器驱动电动机节能探讨》，《科技致富向导》， 2012年06期