電機(jī)發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)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(jī)效率，讓電機(jī)更好的為人類服務(wù)呢，下面有艾普智能儀器小編為大家分享。

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

但對(duì)于電機(jī)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(cè)定、影響電機(jī)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(dǎo)線電阻率大或線徑小、線徑不勻或并繞根數(shù)少；

（2）接線錯(cuò)誤或焊接不牢；

（3）實(shí)際匝數(shù)比設(shè)計(jì)值多。

● 定子電流大

（1）其他損耗較大；

（2）由于定子繞組不對(duì)稱使三相不平衡；

（3）定轉(zhuǎn)子氣隙嚴(yán)重不均勻；

（4）因匝數(shù)少于正常值，此時(shí)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(dǎo)條或端環(huán)內(nèi)有氣有氣孔或雜質(zhì)，或因鑄造缺陷導(dǎo)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(cuò)片、反片，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子槽的有效面積不足；

（4）因?yàn)殍T鋁參數(shù)選擇不當(dāng)導(dǎo)致鋁的組織疏松，直接導(dǎo)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(cuò)轉(zhuǎn)子等。

● 轉(zhuǎn)子電流大；

（1）用錯(cuò)轉(zhuǎn)子；

（2）鑄鋁時(shí)用錯(cuò)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(shí)，造成大面積的片間進(jìn)鋁，導(dǎo)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(dāng)；
● 定、轉(zhuǎn)子槽配合選擇不當(dāng)；

● 氣隙過小或嚴(yán)重不均勻；

● 轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與鐵心嚴(yán)重短路；

● 定子繞組端部過長(zhǎng)等。

4-鐵損大

● 硅鋼片質(zhì)量較差或材料使用錯(cuò)誤，比如600料錯(cuò)用成800的這種降牌號(hào)使用；對(duì)于外購(gòu)鐵芯的電機(jī)廠應(yīng)特別關(guān)注該問題。

● 定子鐵心片間絕緣不好：

（1）未進(jìn)行絕緣處理或處理效果不好；

（2）鐵心疊壓時(shí)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(shí)，導(dǎo)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(shí)，直接結(jié)果是鐵重不足；

（3）沖片毛刺較大，鐵長(zhǎng)符合時(shí)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(shí)空載電流與電壓的關(guān)系曲線彎曲得較嚴(yán)重。

● 空載雜散損耗較大，因試驗(yàn)時(shí)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(shí)，造成鐵心過熱，使導(dǎo)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(jī)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(jī)械損耗大

● 軸承或軸承裝配質(zhì)量不好，此時(shí)軸承將嚴(yán)重發(fā)熱或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。

● 外風(fēng)扇用錯(cuò)（如2極電機(jī)使用了4極的風(fēng)扇）或扇葉角度有誤；按照常規(guī)設(shè)計(jì)，2P電機(jī)風(fēng)扇相對(duì)較小，通過調(diào)整風(fēng)扇方法降低損耗的方法非常有效，但前提是要保證電機(jī)的溫升性能。

● 機(jī)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(shí)可能導(dǎo)致軸承過熱失效。

● 軸承室內(nèi)加的潤(rùn)滑脂過多或油脂質(zhì)量不好。該問題在高壓電機(jī)上表現(xiàn)明顯，曾做過一個(gè)試驗(yàn)，軸承蓋溫度的最高點(diǎn)比最低點(diǎn)高10K，打開檢查，該位置的潤(rùn)滑脂確實(shí)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?xí)r，不至于直接導(dǎo)致電機(jī)不轉(zhuǎn)，但電機(jī)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(dòng)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(fēng)扇電機(jī)，風(fēng)扇與關(guān)聯(lián)件相擦致轉(zhuǎn)動(dòng)不暢。

電機(jī)的效率，主要是設(shè)計(jì)選型時(shí)候已經(jīng)確定了，比如永磁同步電機(jī)效率就比交流異步電機(jī)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(dāng)然代價(jià)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(jī)效率，本質(zhì)是要降低電機(jī)損耗，電機(jī)的損耗分為機(jī)械損耗和電磁損耗，比如對(duì)于交流異步電機(jī)，電流通過定子和轉(zhuǎn)子繞組，會(huì)產(chǎn)生銅損耗和導(dǎo)體損耗，而鐵中里邊的磁場(chǎng)會(huì)引發(fā)渦流從而帶來磁滯損耗，氣息磁場(chǎng)高次諧波會(huì)產(chǎn)生負(fù)載上的雜散損耗，軸承和風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)做過程中會(huì)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(dāng)然很關(guān)鍵了，有條件生產(chǎn)銅轉(zhuǎn)子，損耗會(huì)降低15%左右，目前異步電機(jī)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(zhǎng)度，如果使用了永磁鐵來替代定子繞組，不用通過電流了，當(dāng)然明顯可以提高效率，這也是同步電機(jī)比異步電機(jī)效率高的根本原因。

電機(jī)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(zhǎng)鐵芯長(zhǎng)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(jī)的通風(fēng)性能比較重要，溫度高了，損耗當(dāng)然會(huì)很大，可以使用對(duì)應(yīng)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(huì)在繞組和鐵芯中產(chǎn)生雜散損耗，可以改進(jìn)定子繞組，降低高次諧波產(chǎn)生，還可以在轉(zhuǎn)子槽表面進(jìn)行絕緣處理，利用磁性槽泥等手段來降低磁槽效應(yīng)。

延伸閱讀：怎么定義高效電機(jī)？

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

高效電機(jī)：電能利用率較高的電機(jī)就稱為高效率電機(jī)，簡(jiǎn)稱“高效電機(jī)”。

對(duì)普通電機(jī)而言，效率每提高1個(gè)百分點(diǎn)，都不是很容易的事，材料將會(huì)增加很多，而且當(dāng)電動(dòng)機(jī)效率達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，無論增加多少材料都無法提高了?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的高效電機(jī)絕大部分是三相異步電動(dòng)機(jī)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(jī)主要通過以下途徑提高電動(dòng)機(jī)的效率：

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

2、采用導(dǎo)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(jī)械損耗更換小風(fēng)扇降低風(fēng)扇損耗采用高效軸承。

4、對(duì)電機(jī)的電性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過改變槽形等進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化。

5、采用鑄銅轉(zhuǎn)子（工藝復(fù)雜、成本高)。

所以要做出真正的高效電機(jī)，在設(shè)計(jì)、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(jī)械能.

高效電機(jī)的節(jié)能措施

電機(jī)節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及電動(dòng)機(jī)的全壽命周期，從電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造到電動(dòng)機(jī)的選型、運(yùn)行、調(diào)節(jié)、檢修、報(bào)廢，要從電動(dòng)機(jī)的整個(gè)壽命周期考慮其節(jié)能措施的效果，國(guó)內(nèi)外在這方面主要考慮從以下幾個(gè)方面改進(jìn)提高效率。

節(jié)能電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)是指運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、新材料技術(shù)、控制技術(shù)、集成技術(shù)、試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段，減小電動(dòng)機(jī)的功率損耗，提高電動(dòng)機(jī)的效率，設(shè)計(jì)出高效的電動(dòng)機(jī)。

電動(dòng)機(jī)在將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的同時(shí)，本身也損耗一部分能量，典型交流電動(dòng)機(jī)損耗一般可分為固定損耗、可變損耗和雜散損耗三部分?？勺儞p耗是隨負(fù)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(fù)荷無關(guān)，包括鐵芯損耗和機(jī)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(jī)械損耗和其它損耗，包括軸承的摩擦損耗和風(fēng)扇、轉(zhuǎn)子等由于旋轉(zhuǎn)引起的風(fēng)阻損耗。

高效電機(jī)的特點(diǎn)

1、節(jié)約能源、降低長(zhǎng)期運(yùn)行成本，非常適合紡織、風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)使用，靠節(jié)電一年可收回電機(jī)購(gòu)置成本；

2、直接啟動(dòng)、或用變頻器調(diào)速，可全面更換異步電機(jī)；

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

4、電機(jī)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(bǔ)償器；

5、電機(jī)電流小，節(jié)約輸配電容量、延長(zhǎng)系統(tǒng)整體運(yùn)行壽命；

6、節(jié)電預(yù)算：以55Kw電機(jī)為例，高效電機(jī)比一般電機(jī)節(jié)電15%，電費(fèi)每度按0.5元計(jì)算，使用節(jié)能電機(jī)一年內(nèi)靠節(jié)電可收回更換電機(jī)的費(fèi)用。

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