浅谈电动机节能

浅谈电动机节能

发表时间：2019-04-01T11:28:21.353Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：赵斌王强[导读] 摘要：随着节能降耗的口号提出，越来越多的人注重节约能源的使用问题。

（国家电投集团东北电力有限公司本溪热电分公司辽宁本溪 117008）摘要：随着节能降耗的口号提出，越来越多的人注重节约能源的使用问题。现阶段我国电动机的效率跟国外相比仍不高，缺乏很好的节能降耗的效果。每年由于电动机的消耗的能源占据一大部分比重。虽然我国是能源大国，但同时能源浪费的现象也是数不胜数，造成能源紧张。因此必须急迫解决电动机节能降耗问题。就此，本文简要阐述了相关电动机的节能相关方面。

关键词：电动机；节能分析

1 电动机的效率和功率因数分析 1.1 电动机的效率

在实际运用中，电动机的效率还包括额定效率、最高效率、负载效率。额定效率和空载损耗是固定值，所以，电动机的效率高低与负载率的高低有关。负载率过低时，电动机的效率会下降。而负载率高时，电动机会快速运行。

1.2 电动机的功率因数

电动机的功率因数与负载率有关联，因此，间接影响电动机的效率因素。当电动机在空载的情况下运作的话，其功率因数非常低，仅仅是0.1-0.2之间。而如果电动机的负载率增加，其功率因数也跟着增大。但需注意，电动机在空载的情况下运行其效率会大大降低。 2电动机使用变频器节能改造分析变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制。整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域，例如电动机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬问断电。

2.1改造方法

将普通电机的定子重复利用，减少不必要的浪费，降低开支，在电动机的转子中重新镶入钕铁硼永磁材料，在经过外界磁场与先充磁后，在很长的时间内保持很强的磁场，同时对原定子的线圈进行重新处理。由于转子转速与定子旋转磁场完全同步，无转差损耗，且转子不需要外加励磁电源，无励磁损耗。因此功率因数高，启动力矩大，可将磁场的技术指标控制在设计要求的范围内，达到稳流稳压、节能的目的装机容量和普通电机相比降低45％。

2.2改造后电机特点

效率高，改造后的永磁同步电机无论是额定负载时，还是轻载时都具有较高的效率，可以达到94％-96％。

功率因数高，改造后的永磁同步电机功率因数一般在0.94左右，因此，采用永磁电机可以取消补偿电容。

启动力矩大，过载能力强，该电机具有较大的启动力矩(最大可达3.6倍)和较强的过载能力，因此对抽油机这种要求有较大启动力矩负荷来说，电机容量可以降低。一般来说，改造后的22 kw永磁电机可以代替45 kw普通电机，可以根据单井的负荷情况代替55 kW普通电机。

电动机在变频运行工况时，一般情况，0.5-120 Hz为变频器输出频率范围，而15-50l-lz为现场实际调频运行范围。现阶段常用的微机保护装置进行数字采样计算都采用固定频率50 Hz，并且是根据行业标准设计的微机保护装置。变频电动机保护急需解决的问题是如何让微机保护装置能够适用于大范围频率；而需要解决的难的问题是如何实时测量电动机运行频率。 3电动机节能方法研究

3.1改善电动机的运行管理

在电动机运作的过程中，改善其功率因数，防止电动机空载运行的情况，可以大大降低损耗。在改善功率因数时，要在电源母线上进行，不能分散，将功率因数调整到90%以上，这样才能大幅度的节约能源。

电动机运作时，要杜绝其空载运行的现象，因为在空载运行下，其输入的电能都会变为损耗，不能有效的输出。因此，要避免这类现象出现。电动机不工作时要尽快关闭电源，同时还要停止电动机冷却用风扇及直流电动机励磁等的供电。这样，才能避免机器做无用功，有效的节约能源，降低损耗。在机器运转时，工作人员还要不定时的进行巡查、监视，避免电动机出现异常现象。而且还要做好日常的维护工作，定期进行维修和加油，这样才能使机器的使用寿命延长，在一定程度上节约能源。

3.2合理选择电动机起动装置

对于中、小型绕线型电动机可采用无刷无环起动器起动，它是一种起动平滑，不改变运行特性且不受粉尘干扰的起动设备，适合于11～60KW的高低压绕线型电动机。此类起动器是利用频敏变阻器的原理，利用铁磁性材料的频感特性来研制的，安装在电动机转轴上原来装集电环的位置，与转子同步旋转，省去了辅助起动装置。对于大型绕线型电动机，可采用液体变阻起动器，它是利用两极间的液体电阻，通过机械传动装置使极板的距离逐步接近，直至接触，达到串人转子回路的电阻无级变小最为零，实现电动机的平滑起动。其特点是起动电流小，对电网无冲击，热容量大，可连续起动5-10次，维护简单，使用可靠。

3.3合理选择电动机的调速方式

现阶段风机、泵类设备常用调节阀门或挡板开启度的方法来调节流量，电能浪费很大，而用电动机调速来调节流量，可使风机、泵长期在高效率状态运行，节电率可达30％-60％。在实际应用中可根据电动机、场地、调速要求等情况选择合适的调速方案。

3.4合理选用电动机功率因数的补偿方法

绕线型电动机通常采用进相机补偿方式，进相机补偿分旋转式和静止式两种，因旋转式进相机结构上的缺陷，现阶段多采用静止式进相机补偿。

鼠笼型电动机通常采用并联电容器就地补偿的方法，通过补偿可以降低电动机温升，提高功率因数到0.95左右，降低电流10％-15％，节电效果明显。应注意的是经常停用的电动机和多速电动机，经常反复开停、点动或堵转的电动机和双向转动或反接制动的电动机等，不宜进行就地补偿。

3.5正确认识运行环节的能耗降低

电动机节能运行，要求电动机在高负载率的情况下运行，负载率是拖动负载的实际功率P1与电动机的额定功率Pe的比值。当电动机的负载率K≥70%既全负载运行时，其功率因数及效率都很高，在80%以上；当电动机负载率K<70%既轻载运行时，其功率因数及效率都很低。如果能使电动机避免长期处于轻载运行状态，那则可以实现节能目的。

为减少大量电动机长期处于轻载运行状态，要对电动机的使用有正确的认识。电动机在正常运行过程中，输入电能除大部分转换为机械能做功外，还有少部分转化为热能。因此电动机在负载运行情况下发热升温是正常的，只要不超过电动机制造厂家的设计规定温度。因此，不能因为电动机在运行过程中的发热现象而加大电机的配套功率。 4结论

总而言之，节能降耗已是现阶段我国企业有效可持续发展的重要举措，电动机节能作为企业所重点关注的问题，各企业要根据自己实际使用情况，采取切实可行的节能措施，规范工厂的工作流程和用电设备，更新节能降耗的电动机，采用高科技改造设备，提高其工作效率。

参考文献：

[1]许蔡辉,麦智炜,王碧滢.电机变频控制节能技术和运用探析[J].家用电器.2017(01)

[2]李广伟.试论电机变频控制节能技术和运用[J].中国高新区.2017(17)

[3]张杨.软启动技术在电机控制中的应用初探[J].山东工业技术.2017(07)

[4]何莉.智能化电机控制的探讨[J].中国城市经济.2011(15)