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

　　1 采用高效電動機

　　1.1 必要性

　　國家發(fā)展和改革委員會在2006年至2020年的《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》中將電機系統(tǒng)節(jié)能工程列為十大節(jié)能重點工程之一。規(guī)劃指出，目前我國各類電動機總?cè)萘?4.2億千瓦，用電量約占全國用電量的60%、“十一五”期間要重點推廣高效節(jié)能電動機等產(chǎn)品，使運行效率提高2個百分點，年節(jié)電200億kWh。因此，開發(fā)我國的高效電動機是提高能源利用率的重要措施，符合我國經(jīng)濟發(fā)展的需要。大多數(shù)的發(fā)達國家包括美國、英國、德國、日本等，正在強有力地推動高效電動機的應(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)開始推廣高效電動機。

　　1.2 高效電機的特點及現(xiàn)狀

　　根據(jù)相關(guān)研究部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，高效電動機較普通電機平均損耗減少30%，轉(zhuǎn)矩平均高30%，體積平均縮小15%，重量平均減輕12%，高效電動機效率曲線較平坦，負載率大于40%以上時，效率變化很小。按照美國“全國電氣設(shè)備制造商協(xié)會標準”（NEMA標準）規(guī)定，高效電動機要比標準電動機效率提高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標準”作為最低能效標準。此外，美國還出現(xiàn)了超高效電動機NEMA Premium，效率高于“NEMA標準”電動機0.8～4%。“歐洲電動機和電力電子制造協(xié)會—— 歐盟能源組織協(xié)議”對每一個規(guī)格的電動機規(guī)定了高低兩檔效率指標。產(chǎn)品的效率值低于低指標的稱為eff3電動機，介于低指標和高指標之間的稱為eff2電動機（較高效率電機），高于高指標的稱為eff1電動機（高效率電動機）。中國國家標準電動機的效率規(guī)定了三個指標，即：等級1、2、3。等級3為能效限定值，相當于歐洲eff2標準，等級2為節(jié)能評價值，相當于歐洲eff1標準。等級1是在等級2的基礎(chǔ)上電動機損耗降低15%左右，效率最高。凡是達到節(jié)能價值的電動機可稱為高效電動機。

　　1.3 國產(chǎn)高效電機的選用

　　高效電動機YX、Y2-E兩個系列與普通Y系列電動機相比，雖然制造的耗銅量、耗鋁量、鐵心的硅鋼片消耗量增多，費用有所增加，但效率高出0.58%～1.7%。YX系列電動機是Y系列電動機的派生產(chǎn)品，其總損耗平均較Y系列下降20%～30%，效率提高約3%。該系列電動機起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲小、振動小、溫升低、壽命長，但價格比Y系列電動機約高30%。對年運行時間大于3000 h、負載率大于50%的情況，應(yīng)選用YX系列高效電動機。高壓異步電動機按照國家標準GB12497-1990《三相異步電動機經(jīng)濟運行》的要求，單臺容量200 kW以下的選用低壓電動機；容量200～355 kW之間的應(yīng)進行技術(shù)經(jīng)濟分析后選用高壓電動機或低壓電動機；容量大于355kW的選用高壓電動機。

　　2 合理選擇電動機功率和電壓等級

　　（1）避免長時間空載運行，空載運行時，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。

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

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

　　（4）電壓變化對異步電機性能的影響根據(jù)現(xiàn)場運行經(jīng)驗可總結(jié)如下（見表1）。

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

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

　　3 電動機調(diào)速節(jié)電

　　三相異步電動機機構(gòu)簡單，成本低，運行維護方便，因此它使用廣泛，遍及各行各業(yè)的各個角落，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、合理、高可靠性、高效的調(diào)速手段就能實現(xiàn)電動機正常運轉(zhuǎn)。三相異步電動機可采用多種方式來實現(xiàn)調(diào)速。根據(jù)電機調(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 都可以改變電動機的轉(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。