電機發(fā)展推動了社會發(fā)展，給人們的生活帶來了很大的便利，那么如何提高電機效率，讓電機更好的為人類服務呢，下面有艾普智能儀器小編為大家分享。

高效電機與節(jié)能減排政策直接關(guān)聯(lián)，許多國家重點工程和市政項目投標電機必須滿足IE3能效考核要求，特別是通過出口進入歐洲國家的電機，這些要求幾乎是最低門檻。

但對于電機生產(chǎn)企業(yè)來說，效率提升的難度太大了，有許多瓶頸技術(shù)有待突破，如損耗的測定、影響電機效率關(guān)鍵因素的確定、損耗成因及定量分析等。下面先從損耗增大的成因說起，逐一分解和剖析。

1-定子銅損大

● 定子繞組電阻大

（1）導線電阻率大或線徑小、線徑不勻或并繞根數(shù)少；

（2）接線錯誤或焊接不牢；

（3）實際匝數(shù)比設計值多。

● 定子電流大

（1）其他損耗較大；

（2）由于定子繞組不對稱使三相不平衡；

（3）定轉(zhuǎn)子氣隙嚴重不均勻；

（4）因匝數(shù)少于正常值，此時電阻將少于正常值；

（5）繞組接線不正確。

2-轉(zhuǎn)子銅損大

● 轉(zhuǎn)子繞組（或?qū)l）電阻大：

（1）鋁（銅）的電阻率較大；

（2）鑄鋁轉(zhuǎn)子導條或端環(huán)內(nèi)有氣有氣孔或雜質(zhì)，或因鑄造缺陷導致局部有瘦條問題；

（3）定子槽不整齊（表現(xiàn)為槽口鋸齒），有錯片、反片，導致轉(zhuǎn)子槽的有效面積不足；

（4）因為鑄鋁參數(shù)選擇不當導致鋁的組織疏松，直接導致電阻率增加；

（5）材料不符合要求，比如普通鋁轉(zhuǎn)子使用了合金鋁；

（6）用錯轉(zhuǎn)子等。

● 轉(zhuǎn)子電流大；

（1）用錯轉(zhuǎn)子；

（2）鑄鋁時用錯鋁，比如合金鋁轉(zhuǎn)子使用了普通鋁；

（3）轉(zhuǎn)子鐵心疊壓不實，造成大面積的片間進鋁，導致轉(zhuǎn)子橫向電流過大。

3-雜散損耗大

● 定子繞組型式或節(jié)距選擇不當；
● 定、轉(zhuǎn)子槽配合選擇不當；

● 氣隙過小或嚴重不均勻；

● 轉(zhuǎn)子導條與鐵心嚴重短路；

● 定子繞組端部過長等。

4-鐵損大

● 硅鋼片質(zhì)量較差或材料使用錯誤，比如600料錯用成800的這種降牌號使用；對于外購鐵芯的電機廠應特別關(guān)注該問題。

● 定子鐵心片間絕緣不好：

（1）未進行絕緣處理或處理效果不好；

（2）鐵心疊壓時壓力過大，使片間絕緣受到破壞；

（3）車定子內(nèi)膛或修銼鐵芯時，導致鐵心片與片短路（該問題在大多的鐵芯制造廠存在）。

● 鐵心片數(shù)不足，鐵重不夠：

（1）碼片數(shù)量不足（缺片）；

（2）疊壓壓力較小，未壓實，直接結(jié)果是鐵重不足；

（3）沖片毛刺較大，鐵長符合時鐵重不能保證；

（4）涂漆過厚，屬于硅鋼片的直接質(zhì)量問題。

● 磁路過于飽和，此時空載電流與電壓的關(guān)系曲線彎曲得較嚴重。

● 空載雜散損耗較大，因試驗時它被包含在鐵損耗中，使鐵損耗顯得較大。

● 用火燒或通電加熱等方法拆出繞組時，造成鐵心過熱，使導磁性能下降和片間絕緣損壞。這問題主要出現(xiàn)在繞組故障后通過火燒的方法取出繞組的情形；有的電機廠家已尋求到一種通過堿液浸泡方式取出繞組的辦法。

5-機械損耗大

● 軸承或軸承裝配質(zhì)量不好，此時軸承將嚴重發(fā)熱或轉(zhuǎn)動不靈活。

● 外風扇用錯（如2極電機使用了4極的風扇）或扇葉角度有誤；按照常規(guī)設計，2P電機風扇相對較小，通過調(diào)整風扇方法降低損耗的方法非常有效，但前提是要保證電機的溫升性能。

● 機座和兩端蓋軸承室不同軸；

● 軸承室直徑小，使軸承外圈受壓變形，造成軸承磨擦損耗加大；該情況還同時可能導致軸承過熱失效。

● 軸承室內(nèi)加的潤滑脂過多或油脂質(zhì)量不好。該問題在高壓電機上表現(xiàn)明顯，曾做過一個試驗，軸承蓋溫度的最高點比最低點高10K，打開檢查，該位置的潤滑脂確實堆積較多。

● 定轉(zhuǎn)子相擦，也就是我們所說的掃膛，定轉(zhuǎn)子虛擦時，不至于直接導致電機不轉(zhuǎn)，但電機損耗增加明顯。

● 轉(zhuǎn)子軸向尺寸不正確，造成兩端頂死，使轉(zhuǎn)動不靈活。

● 油封或甩水環(huán)等部件安裝不正或變形，產(chǎn)生較大的摩擦阻力。

● 帶風扇電機，風扇與關(guān)聯(lián)件相擦致轉(zhuǎn)動不暢。

電機的效率，主要是設計選型時候已經(jīng)確定了，比如永磁同步電機效率就比交流異步電機高，需要高效率工作，你需要選擇伺服控制系統(tǒng)，而不是變頻調(diào)速系統(tǒng)，當然代價是花錢比較多，所以效率是和成本息息相關(guān)的。

要提高電機效率，本質(zhì)是要降低電機損耗，電機的損耗分為機械損耗和電磁損耗，比如對于交流異步電機，電流通過定子和轉(zhuǎn)子繞組，會產(chǎn)生銅損耗和導體損耗，而鐵中里邊的磁場會引發(fā)渦流從而帶來磁滯損耗，氣息磁場高次諧波會產(chǎn)生負載上的雜散損耗，軸承和風扇轉(zhuǎn)動做過程中會有磨損損耗。

要降低轉(zhuǎn)子的損耗，可以減少轉(zhuǎn)子繞組的電阻，利用比較粗而且電阻率比較低的線材，或者增加了轉(zhuǎn)子的槽截面積，材料當然很關(guān)鍵了，有條件生產(chǎn)銅轉(zhuǎn)子，損耗會降低15%左右，目前異步電機基本上都是鋁轉(zhuǎn)子，所以效率沒有那么高。

同樣定子上一樣有銅損耗，可以加大定子的槽面子，加大定子槽的滿槽率，還可以縮短定子繞組的端部長度，如果使用了永磁鐵來替代定子繞組，不用通過電流了，當然明顯可以提高效率，這也是同步電機比異步電機效率高的根本原因。

電機的鐵損，可以使用質(zhì)量好的硅鋼片，降低磁滯上的損耗，或者加長鐵芯長度，能降低了磁通密度，還可以增加絕緣涂層，另外熱處理工藝也很關(guān)鍵。

電機的通風性能比較重要，溫度高了，損耗當然會很大，可以使用對應的冷卻結(jié)構(gòu)或者外加的冷卻方式來降低摩擦上的損耗。

高次諧波，會在繞組和鐵芯中產(chǎn)生雜散損耗，可以改進定子繞組，降低高次諧波產(chǎn)生，還可以在轉(zhuǎn)子槽表面進行絕緣處理，利用磁性槽泥等手段來降低磁槽效應。

延伸閱讀：怎么定義高效電機？

普通電機：電機是把電能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，電動機吸收的電能有70%-95%轉(zhuǎn)化為機械能，這就是常說的電動機的效率值，它是電動機一個重要的技術(shù)指標，其余30%-5%部分被電機本身因發(fā)熱、機械損耗等消耗掉，所以這部分電能被浪費掉了。

高效電機：電能利用率較高的電機就稱為高效率電機，簡稱“高效電機”。

對普通電機而言，效率每提高1個百分點，都不是很容易的事，材料將會增加很多，而且當電動機效率達到一定的數(shù)值時，無論增加多少材料都無法提高了。現(xiàn)在市場上的高效電機絕大部分是三相異步電動機的更新?lián)Q代產(chǎn)品，也就是說基本工作原理沒有改變。

高效電機主要通過以下途徑提高電動機的效率：

1、采用加大鐵心外徑、增加鐵心長度、增大定子槽型尺寸、增加銅線重量以達到提高效率的目的，如：Y2-8024電機將外徑由現(xiàn)在的Φ120增加到Φ130，國外有的增加Φ145，同時將長度由70增加到90。每臺電機用鐵量增加3Kg.銅線增加0.9Kg。

2、采用導磁性能好的硅鋼片，過去用鐵損耗較大的熱軋片，現(xiàn)在用損耗低的優(yōu)質(zhì)冷軋片，如DW470。甚至更低DW270。

3、提高加工精度，減少機械損耗更換小風扇降低風扇損耗采用高效軸承。

4、對電機的電性能參數(shù)進行優(yōu)化設計，通過改變槽形等進行參數(shù)的優(yōu)化。

5、采用鑄銅轉(zhuǎn)子（工藝復雜、成本高)。

所以要做出真正的高效電機，在設計、原材料、加工方面都高出很多成本，才能使電力最大程度的轉(zhuǎn)化為機械能.

高效電機的節(jié)能措施

電機節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，涉及電動機的全壽命周期，從電動機的設計、制造到電動機的選型、運行、調(diào)節(jié)、檢修、報廢，要從電動機的整個壽命周期考慮其節(jié)能措施的效果，國內(nèi)外在這方面主要考慮從以下幾個方面改進提高效率。

節(jié)能電動機的設計是指運用優(yōu)化設計技術(shù)、新材料技術(shù)、控制技術(shù)、集成技術(shù)、試驗檢測技術(shù)等現(xiàn)代設計手段，減小電動機的功率損耗，提高電動機的效率，設計出高效的電動機。

電動機在將電能轉(zhuǎn)換為機械能的同時，本身也損耗一部分能量，典型交流電動機損耗一般可分為固定損耗、可變損耗和雜散損耗三部分。可變損耗是隨負荷變化的，包括定子電阻損耗（銅損）、轉(zhuǎn)子電阻損耗和電刷電阻損耗；固定損耗與負荷無關(guān)，包括鐵芯損耗和機械損耗。鐵損又由磁滯損耗和渦流損耗所組成，與電壓的平方成正比，其中磁滯損耗還與頻率成反比；其它雜散損耗是機械損耗和其它損耗，包括軸承的摩擦損耗和風扇、轉(zhuǎn)子等由于旋轉(zhuǎn)引起的風阻損耗。

高效電機的特點

1、節(jié)約能源、降低長期運行成本，非常適合紡織、風機、水泵、壓縮機使用，靠節(jié)電一年可收回電機購置成本；

2、直接啟動、或用變頻器調(diào)速，可全面更換異步電機；

3、稀土永磁高效節(jié)能電機本身可比普通電機節(jié)約電能15℅以上；

4、電機功率因數(shù)接近1，提高電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)，無需加功率因數(shù)補償器；

5、電機電流小，節(jié)約輸配電容量、延長系統(tǒng)整體運行壽命；

6、節(jié)電預算：以55Kw電機為例，高效電機比一般電機節(jié)電15%，電費每度按0.5元計算，使用節(jié)能電機一年內(nèi)靠節(jié)電可收回更換電機的費用。

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