节能降耗技术在异步电动机中应用的探讨

崔生辉（三门峡华阳发电有限责任公司,河南 三门峡 472143）

节能降耗技术在异步电动机中应用的探讨

崔生辉
（三门峡华阳发电有限责任公司,河南 三门峡 472143）

摘 要：异步电动机作为重要的动力供应设备，并广泛的应用于相关的工业领域，消耗着大量的能量。这就意味着，在能源日趋紧张的现代社会如何在提高异步电动机效率及保证安全性的同时，对异步电动机进行节能控制，将成为电能节约的重要途径。本文就节能降耗技术在异步电动机中的使用进行简单的探讨，并分别从异步电动机的自身改造节能以及通过其它设备实现的节能降耗两个方面进行分析，以便为异步电动机的节能控制提供相应的理论参考。

关键词：异步电动机;节能降耗技术;应用

随着我国社会现代化程度的不断提升，人们的生活质量以及工业生产均得到了不同程度的提高。然而伴随现代化进程的是资源约束趋紧的社会现状，如何降低能源消耗量，促进我国工业的可持续发展成为重要的现实问题。基于此，各种节能降耗技术被用于各类产品的研究和开发中，推动了节能技术的不断向前发展，节能降耗技术在异步电动机中的应用就是典型代表之一。

1　将节能降耗技术应用在异步电动机中的重要意义

1.1 异步电动机的能源消耗状况

异步电动机以其结构轻巧、价格低廉以及运行可靠的优势广泛的应用与于我国的各社会领域中，包括农业、交通运输、军事、工业等相关行业领域，极大的促进了我国社会经济的发展。然而异步电动机存在着严重的电能浪费现象，据统计，在我国异步电动机的用电量占我国总用电量的60%左右。在现实设计中的异步电动机，在进行电动机容量的选择和设计时，往往更多的考虑的是电动机的安全余量，最终导致了异步电动机的安全余量过大，不仅使其偏离了最优效率的工作区间，亦使其在实际的运行过程中往往处于轻载甚至是空载的状态下运行。就正常情况而言，当异步电动机在其额定负载附近进行工作时，此时的工作效率为最高，而其在实际的运行中是，其经常处于轻载甚至是空载的运行状态下，造成异步电动机的负载率较低，最终不仅造成了异步电动机的工作效率较为低下，也造成了大量的电能浪费。

1.2 异步电动机应用节能降耗技术的重要意义

综上所述可知，异步电动机的电能消耗状况不容乐观，存在着巨大的能源浪费现象，也因此说，将节能降耗技术应用在异步电动机中具有重要的意义，具体表现如下：一是经常处于轻载运行状态下的异步电动机具有巨大的节能空间，将节能降耗技术应用在异步电动机中可以节省大量的电能消耗量，缓解电能利用的紧张局面；二是推动我国绿色经济发展的重要举措，将节能降耗技术应用在异步电动机上，不仅可以大幅度的提升电动机的工作效率，实现节能，同时亦能为国家、社会以及相关行业企业节省大量的费用，符合绿色经济环保、高效的目标。

2　节能降耗技术在异步电动机中的应用

将节能降耗技术应用在异步电动机上，实现其能耗节约的目的，具体表现在以下两个方面：

2.1 异步电动机通过自身改造实现节能降耗

2.1.1 改善风扇节能

异步电动机的风扇主要用于电动机内部的散热，以免电动机内部的温度过高超过其绝缘材料所允许的温度。在异步电动机中通常采用的是离心式风扇，其主要工作原理是当离心式风扇运转时，其扇叶间的气体由于受到离心力的作用会向外扩散，并在风扇叶轮的出口处形成相应的压力，从而引起气体间的交换，来达到降温的目的。但其在正常运转的过程中，易形成较大的涡流，不仅会降低风扇的工作效率，影响降温效果，亦会产生较大的通风噪声，也就潜在的增加力异步电动机工作中的电能消耗。因此，可以将异步电动机中的离心式风扇换成机翼型轴流式风扇，并配备同样空气动力性能较好的风罩，不仅可以利用风扇在运转的过程中产生的上下压差浮力，

降低风扇运转的阻力，降低电动机的电能损耗，亦能提高风扇的工作效率，达到较好的降温效果，降低电动机的噪声。

2.1.2 改变定子绕组节能

改变异步电动机中的钉子绕组是提高电动机效率，降低电动机能源损耗的重要手段。异步电动机的定子绕组具有多种组成形式，主要包括同心式、单层交叉式等，若将异步电动机中的定子绕组设计为单双层绕组，其不仅具有双层定子绕组的特性，也即有较好的气隙磁场波形；同时其还具有双层定子绕组所不具备的特性，也即在较短的实际节距下拥有较大的有效节距。这样以来，拥有单双层定子绕组的异步电动机与只有单层或者是其它常规形式定子绕组的异步电动机相比，其能在较少的实际匝数下，取得与常规异步电动机机同样的有效匝数效果，从而节省了绕组的用铜量，降低了异步电动机中的铜损耗。

2.2 异步电动机通过其它设备实现节能降耗

通过利用其它设备来实现节能降耗的目的亦是节能降耗技术在异步电动机上应用的重要途径，具体表现如下：

2.2.1 通过变频器降低异步电动机的能源损耗

风机、水泵等都是异步电动机的重要类型，而变频器的节能降耗则直接体现在风机、水泵的应用上。在异步电动机的设计上，一般都会较多的考虑其安全的富余量，则就意味着当电动机在轻载或者是负载的运行状态下，其在达到动力驱动的要求外，存在的多余力矩会大大增加异步电动机有功功率的消耗，从而造成异步电动机在正常运转的过程中造成大量的电能浪费，这也是异步电动机能源消耗高的重要原因之一。

（1）变频调速器的使用。在风机、水泵等类似设备运行的过程中，其主要是通过调节入口或出口的阀门开度等来实现对风力、水量的控制，在此期间会消耗到大量的电能，且多数都是用在了调节的阀门截流过程中，而将变频调速器应用在风机、水泵等类似设备的流入量调节上，则可以根据流量的大小要求通过泵或者是风机的转速就可以满足对流入量的调节需求，降低电能在阀门节流中的消耗，从而节省大量的电能资源。

（2）变频器软启动功能的使用。异步电动机在全压启动时，其启动力矩需要吸收7倍的电机额定电流。而若在启动的过程中，电动机吸收过多的额定电流，不仅会造成大量的电能浪费，亦会增加电损和线损的几率。因此，将变频器应用到异步电动机中，就可以利用其软启动的功能，将启动电流限制在一定的范围内，使其在0和额定电流之间波动，既降低了异步电动机的电能消耗量，亦满足了异步电动机启动时对电流的需求，同时又减轻了启动惯性对设备大惯量的转速冲击，对设备起到了一定的保护作用，有利于其使用寿命的延长。

2.2.2 通过电动机节能装置降低异步电动机的能源损耗

电动机智能节电器是新型的电动机节能装置，其能在不影响电动机转速以及动态响应的情况下达到节能降耗的目的。其主要是通过调整电动机的能量供给来实现节能降耗的目的。从以上所述我们可以知道，电动机的最佳工作效率状态是在负载的运行状况下，而目前的常规电动机一般拥有较多的安全富余电量，且经常处于轻载甚至是空载的运行状态下。将智能节电器应用在电动机上，其则可以通过实时监控异步电动机正常运行过程中的电流

和电压相位差来调节共给电动机的电能能源，从而使电动机处于最佳的工作效率状态下，达到节能降耗的目的；此外，其亦具备较完善的软启动功能，能在最大程度上降低电动机全压启动时的电能消耗，亦可减少异步电动机的机械冲击和磨损，延长其使用寿命，降低为维护和更换成本，但该效果只对负荷小于60%一下的电动机节能效果较为明显。

3　结语

综上所述可知，异步电动机占我国乃至世界用电总量的比例都较大，其对于能源的节约具有重大的意义。因此，要将现代化的、先进的节能降耗技术应用在异步电动机的制造和维护过程中，从电动机的启动、运行状态等方面探索新的节能降耗技术，从而在最大程度上降低异步电动机的使用能耗，缓解目前资源约束趋紧的状况。

参考文献:

[1]白天阳.异步电动机节能降耗技术探讨[J].炼油与化工,2013,24(06).

[2]明晓丽,李瑞军,樊亮.异步电动机节能降耗探讨分析[J].科技风,2008(06).

作者简介：崔生辉(1986-)，男，河南三门峡人，本科，研究方向：火电厂电气设备。