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　　隨著電氣化和自動(dòng)化程度的不斷提高，對電動(dòng)機(jī)的整體運(yùn)行要求也越來越嚴(yán)格，尤其是在對電動(dòng)機(jī)各種性能的選擇上更是精細(xì)，它可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際要求來選擇不同種類、不同規(guī)格、不同型號(hào)的電動(dòng)機(jī)來滿足要求。而在眾多的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品當(dāng)中，三相異步電動(dòng)機(jī)有著廣泛的應(yīng)用空間，它將作為電動(dòng)機(jī)的代表有著越來越重要的地位。筆者認(rèn)為，異步電機(jī)的節(jié)能降耗主要涉及合理選擇運(yùn)行工況和如何進(jìn)行節(jié)能降耗等應(yīng)用問題，本文從七個(gè)方面來分析一下目前企業(yè)在電機(jī)節(jié)能方面所面臨的一些問題，并從中摸索如何指導(dǎo)我廠熱電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的思路。

　　1 采用高效電動(dòng)機(jī)

　　1.1 必要性

　　國家發(fā)展和改革委員會(huì)在2006年至2020年的《節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃》中將電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程列為十大節(jié)能重點(diǎn)工程之一。規(guī)劃指出，目前我國各類電動(dòng)機(jī)總?cè)萘?4.2億千瓦，用電量約占全國用電量的60%、“十一五”期間要重點(diǎn)推廣高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)等產(chǎn)品，使運(yùn)行效率提高2個(gè)百分點(diǎn)，年節(jié)電200億kWh。因此，開發(fā)我國的高效電動(dòng)機(jī)是提高能源利用率的重要措施，符合我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。大多數(shù)的發(fā)達(dá)國家包括美國、英國、德國、日本等，正在強(qiáng)有力地推動(dòng)高效電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，正如他們所確信的那樣，這樣做能夠節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。在其他一些國家里，如加拿大、墨西哥、巴西、澳大利亞、新西蘭、印度等，也已經(jīng)開始推廣高效電動(dòng)機(jī)。

　　1.2 高效電機(jī)的特點(diǎn)及現(xiàn)狀

　　根據(jù)相關(guān)研究部門統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，高效電動(dòng)機(jī)較普通電機(jī)平均損耗減少30%，轉(zhuǎn)矩平均高30%，體積平均縮小15%，重量平均減輕12%，高效電動(dòng)機(jī)效率曲線較平坦，負(fù)載率大于40%以上時(shí)，效率變化很小。按照美國“全國電氣設(shè)備制造商協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)”（NEMA標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定，高效電動(dòng)機(jī)要比標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)效率提高2%～6%，損耗下降20%～30%。美國通過1997年10月頒布的EPAct能源法案開始使“NEMA標(biāo)準(zhǔn)”作為最低能效標(biāo)準(zhǔn)。此外，美國還出現(xiàn)了超高效電動(dòng)機(jī)NEMA Premium，效率高于“NEMA標(biāo)準(zhǔn)”電動(dòng)機(jī)0.8～4%?！皻W洲電動(dòng)機(jī)和電力電子制造協(xié)會(huì)—— 歐盟能源組織協(xié)議”對每一個(gè)規(guī)格的電動(dòng)機(jī)規(guī)定了高低兩檔效率指標(biāo)。產(chǎn)品的效率值低于低指標(biāo)的稱為eff3電動(dòng)機(jī)，介于低指標(biāo)和高指標(biāo)之間的稱為eff2電動(dòng)機(jī)（較高效率電機(jī)），高于高指標(biāo)的稱為eff1電動(dòng)機(jī)（高效率電動(dòng)機(jī)）。中國國家標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的效率規(guī)定了三個(gè)指標(biāo)，即：等級(jí)1、2、3。等級(jí)3為能效限定值，相當(dāng)于歐洲eff2標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)2為節(jié)能評價(jià)值，相當(dāng)于歐洲eff1標(biāo)準(zhǔn)。等級(jí)1是在等級(jí)2的基礎(chǔ)上電動(dòng)機(jī)損耗降低15%左右，效率最高。凡是達(dá)到節(jié)能價(jià)值的電動(dòng)機(jī)可稱為高效電動(dòng)機(jī)。

　　1.3 國產(chǎn)高效電機(jī)的選用

　　高效電動(dòng)機(jī)YX、Y2-E兩個(gè)系列與普通Y系列電動(dòng)機(jī)相比，雖然制造的耗銅量、耗鋁量、鐵心的硅鋼片消耗量增多，費(fèi)用有所增加，但效率高出0.58%～1.7%。YX系列電動(dòng)機(jī)是Y系列電動(dòng)機(jī)的派生產(chǎn)品，其總損耗平均較Y系列下降20%～30%，效率提高約3%。該系列電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲小、振動(dòng)小、溫升低、壽命長，但價(jià)格比Y系列電動(dòng)機(jī)約高30%。對年運(yùn)行時(shí)間大于3000 h、負(fù)載率大于50%的情況，應(yīng)選用YX系列高效電動(dòng)機(jī)。高壓異步電動(dòng)機(jī)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB12497-1990《三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》的要求，單臺(tái)容量200 kW以下的選用低壓電動(dòng)機(jī)；容量200～355 kW之間的應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后選用高壓電動(dòng)機(jī)或低壓電動(dòng)機(jī)；容量大于355kW的選用高壓電動(dòng)機(jī)。

　　2 合理選擇電動(dòng)機(jī)功率和電壓等級(jí)

　　（1）避免長時(shí)間空載運(yùn)行，空載運(yùn)行時(shí)，基波功率因數(shù)只有0.2～0.3，但吸取的無功功率約為滿載的65%左右。

　?。?）平均負(fù)載率β應(yīng)大于50%，70%≤β≤100%為最佳負(fù)載率。

　　（3）合理地選擇電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)：供電線路短：電網(wǎng)容量允許，負(fù)載小于300 kW的一般選用低壓電動(dòng)機(jī)；供電線路長，電網(wǎng)容量有限，負(fù)載大于500 kW的一般選用高壓電動(dòng)機(jī)。

　?。?）電壓變化對異步電機(jī)性能的影響根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可總結(jié)如下（見表1）。

　　三相感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性取決于輸出功率與運(yùn)行電壓的合理配合。輸出功率越小，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓越低。對于輕載運(yùn)行的電機(jī)，適當(dāng)降低運(yùn)行電壓可提高電機(jī)效率和改善功率因數(shù)。

　　（5）當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載率經(jīng)常在40%以下，應(yīng)選擇定子繞組接線Δ/Y的自動(dòng)切換。以100kW異步電動(dòng)機(jī)為例，設(shè)每天有10 h負(fù)載率在40%以下，設(shè)負(fù)載率低于40%時(shí)平均負(fù)載率為30%，電動(dòng)機(jī)繞組為Δ接法，電動(dòng)機(jī)平均效率為85%左右，功率因數(shù)為0.65左右。若在負(fù)載率低于40%時(shí)，將電動(dòng)機(jī)繞組切換為Y接法，則平均負(fù)載率提高到90%，電動(dòng)機(jī)平均效率提高到93%左右，功率因數(shù)提高到0.85左右。由于電動(dòng)機(jī)效率的提高，每天節(jié)電100×0.3×（0.93-0.85）×10=24 kWh。

　　3 電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)電

　　三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)簡單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便，因此它使用廣泛，遍及各行各業(yè)的各個(gè)角落，在生產(chǎn)、生活過程中發(fā)揮著極其重要的作用。因此，選用經(jīng)濟(jì)、合理、高可靠性、高效的調(diào)速手段就能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)可采用多種方式來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。根據(jù)電機(jī)調(diào)速經(jīng)典公式可知，調(diào)速方式大致可通過改變磁場極對數(shù)p，轉(zhuǎn)差率S，電源頻率f 都可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。因此，其調(diào)速方法有變極調(diào)速，變轉(zhuǎn)差率調(diào)速及變頻調(diào)速三種。