提升電機效率從損耗控制和分析入手

　　電機損耗可分為恒定及負(fù)載損耗，恒定損耗包含風(fēng)摩耗和鐵損，是電機運行時的固有損耗，與電材料、制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計、轉(zhuǎn)速等參數(shù)有關(guān)，與負(fù)載大小無關(guān)。負(fù)載損耗包括定子銅損、轉(zhuǎn)子銅損和雜散損耗，對繞線轉(zhuǎn)子電機還應(yīng)包括碳刷及外接電路的電損耗。

　　銅損耗。是電機定子、轉(zhuǎn)子電流引起的損耗，包括定子銅耗和轉(zhuǎn)子銅耗，其大小與電機電流及繞組電阻值直接相關(guān)。因而在電機質(zhì)量控制中，電磁線及鑄鋁轉(zhuǎn)子鋁的材質(zhì)非常關(guān)鍵。

　　鐵芯損耗。由電機定子繞組磁場在鐵心中交變所引起的渦流損耗和磁滯損耗組成。其大小與鐵心材料、電源頻率及磁通密度有關(guān)。鐵芯損耗大小基本與電機電壓的平方成正比。

　　風(fēng)磨損耗。也稱為機械損耗，是恒定損耗之一，主要包括軸承摩擦損耗及通風(fēng)系統(tǒng)損耗，對繞線式轉(zhuǎn)子還存在電刷摩擦損耗。對于高效率電機，電機風(fēng)扇大小、軸承密封型式對機械損耗影響特別明顯，尤其是高轉(zhuǎn)速電機更為敏感。電機功率越大，機械損耗在總損耗中所占比例也越大。

　　雜散耗。該損耗由定子漏磁通，電機定轉(zhuǎn)子的各種高次諧波在導(dǎo)線、鐵心及其他金屬部件內(nèi)所引起。

　　各種損耗的與電機總損耗占比情況。鐵耗——20%~25%；機械損耗——10%~50%；銅耗——20%~70%；雜散損耗——10%~15%。

　　電機效率與損耗相關(guān)聯(lián)性

　　電機效率與損耗是一種負(fù)相關(guān)關(guān)系，即效率越高損耗越小，反之，損耗越大，效率越低。對于高效電機，損耗的有效控制是提高電機能效的*手段。

　　影響電機損耗的因素

　　輸入電壓變化。與電機的額定電壓相比，實際運行時輸入的電壓都會有不同程度的偏差，運行電壓略低于額定電壓（但不能低于10%，比較好的在2-3%之間）時，保證電機正常運行的同時，電機損耗要小；相反，當(dāng)電機運行電壓高于額定電壓時，電機損耗會增加，若超出過多，電機電流增加過大甚至導(dǎo)致燒毀故障。

　　電機空載、輕載和重載時，電壓與效率的關(guān)系又各不相同。

　　電壓不平損耗。若輸入電壓不平衡，將導(dǎo)致異步電機電流不平。因負(fù)序電流的存在導(dǎo)致電機的轉(zhuǎn)矩減小。

　　電源頻率變化。對于風(fēng)機泵類負(fù)載，軸轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比變化，頻率降低后，轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)矩也下降，定子、、轉(zhuǎn)子電流下降，因而電機效率有所提高，再加上軸功率有大幅度下降，電機輸入功率同樣大幅度下降，所以風(fēng)機泵類負(fù)載采用變頻調(diào)速，在低速時可獲得好的節(jié)能效果。

　　在這里必須提到的是電機轉(zhuǎn)速下降后對于溫升的影響，因而在電機的設(shè)計環(huán)節(jié)、試驗環(huán)節(jié)應(yīng)對該工況的特殊性予以評價，從電機材料選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計方面下功夫，規(guī)避低頻運行時溫升的不符合。

　　非正弦波形電源供電。大多數(shù)變頻器輸出電壓波形是非正弦波，在異步電機中產(chǎn)生諧波電流及諧波磁動勢，這勢必會造成電機雜散損耗的增加。

　　電機起動和停機損耗。有些負(fù)載要求斷續(xù)運行，甚至頻繁起動，這樣將會使定子繞組頻繁受到?jīng)_擊力，鼠籠轉(zhuǎn)子也會因發(fā)熱不均勻，產(chǎn)生熱應(yīng)力，反復(fù)起動會使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂。起動時電機發(fā)熱增多而散熱條件較穩(wěn)態(tài)運行差，多次起動也會使電機過熱。因此在規(guī)定時間內(nèi)對起動次數(shù)及時間間隔都有規(guī)定。采用高轉(zhuǎn)子電阻電機，可以減少定轉(zhuǎn)子起動電流，所以可減少能耗及電流沖擊影響。