楊素娟

摘 要：近年，受到全國(guó)電力供應(yīng)緊張的困擾，使得對(duì)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)電保護(hù)功能的研究，一直成為電機(jī)領(lǐng)域所研究的重點(diǎn)。三相交流異步電動(dòng)機(jī)是可將電能高效轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電力拖動(dòng)裝置，優(yōu)點(diǎn)眾多，是各類(lèi)電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用廣泛、需求量最大的一種，深入研究三相異步電機(jī)的節(jié)能技術(shù)，對(duì)降低我國(guó)能耗，實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保生活具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：三相交流異步電動(dòng)機(jī);節(jié)能減排;增效;應(yīng)用

0 前言

在各行各業(yè)對(duì)環(huán)保要求日益嚴(yán)格的大環(huán)境背景下，節(jié)能減排任務(wù)更加引起了生產(chǎn)、制造加工企業(yè)的高度重視。改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，以降低、替換或關(guān)閉高能耗、高污染、高勞動(dòng)強(qiáng)度的設(shè)備與生產(chǎn)工藝為起點(diǎn)，全面倡導(dǎo)使用節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)設(shè)備的大趨勢(shì)下，優(yōu)點(diǎn)眾多的三相交流異步電動(dòng)機(jī)的推廣和使用，成為其中的佼佼者。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年60%～70%電量都是三相異步電機(jī)消耗的，可見(jiàn)，三相交流異步電動(dòng)機(jī)的普及程度之廣。

1 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源時(shí)，三相定子繞組流過(guò)三相對(duì)稱(chēng)電流產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(shì)（即定子選擇磁動(dòng)勢(shì)），產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通過(guò)這個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，并且由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)借助于感應(yīng)的作用，在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)與所感生出的電流相互的作用。也就是根據(jù)電磁力定律，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力作用后，會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)的作用。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能達(dá)到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速，總是略小于同步轉(zhuǎn)速，是因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存在一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生電磁感應(yīng)作用，產(chǎn)生電流，形成電磁力的這個(gè)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)跟不上定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)異步的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此會(huì)稱(chēng)其為異步電動(dòng)機(jī)。

2 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

三相交流異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，重量輕，價(jià)格便宜，該種電動(dòng)機(jī)在應(yīng)用中可以節(jié)約能源、降低長(zhǎng)期運(yùn)行成本，非常適合電力、紡織、風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等使用。三相交流異步電動(dòng)機(jī)具有直接啟動(dòng)快速，簡(jiǎn)單、方便，控制設(shè)備少的良好性能。電機(jī)功率因數(shù)高于同類(lèi)電動(dòng)機(jī)，滿(mǎn)足低功耗要求。電機(jī)的電流小，節(jié)約了輸配電容量、節(jié)電節(jié)能效果進(jìn)一步提高，在運(yùn)行過(guò)程中，僅靠節(jié)電一項(xiàng)就可及時(shí)收回電動(dòng)機(jī)的購(gòu)置成本，電動(dòng)機(jī)可以延長(zhǎng)系統(tǒng)整體的運(yùn)行壽命，擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，因此會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

3 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用效果

國(guó)家在能源、礦業(yè)、裝備制造等行業(yè)整合、重組，進(jìn)一步推動(dòng)了中型電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的需求和發(fā)展。國(guó)家節(jié)能減排政策的深入落實(shí)，對(duì)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能提出了新的、更高的要求。由單純追求電機(jī)的高效率正在向系統(tǒng)運(yùn)行的高效率轉(zhuǎn)變，并最終促進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)的進(jìn)一步細(xì)分，以此推動(dòng)了特殊、專(zhuān)用產(chǎn)品和成套系統(tǒng)的發(fā)展。推廣高效電動(dòng)機(jī)、淘汰低效電動(dòng)機(jī)以及電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造等方面入手，三相交流異步電動(dòng)機(jī)因其效率較高，采用新型設(shè)計(jì)、新工藝及新材料，通過(guò)降低電磁能、熱能和機(jī)械能的損耗，提高了輸出的高效率。并且具有智能型節(jié)能保護(hù)器的三相交流異步電動(dòng)機(jī)，能夠在運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，空載運(yùn)行到一定時(shí)間段，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制開(kāi)停機(jī)，與標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)相比，效率平均提高4%。成為被推廣的重點(diǎn)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，因推廣、淘汰和節(jié)能改造電機(jī)及電機(jī)系統(tǒng)已達(dá)數(shù)億千瓦，擴(kuò)大高效電機(jī)市場(chǎng)份額，促進(jìn)了三相交流異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品升級(jí)換代和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

4 三相交流異步電動(dòng)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

企業(yè)良好發(fā)展，創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益，無(wú)一不是被要求在降低成本，節(jié)約能耗上多下功夫，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，提升設(shè)備的自動(dòng)化水平，提高機(jī)器設(shè)備的控制水平，是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的根本。因此，企業(yè)共同的目標(biāo)就是解決能源動(dòng)力問(wèn)題，在加工自動(dòng)化、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新、企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備更新與規(guī)劃、先進(jìn)的生產(chǎn)思路理念等，這一系列問(wèn)題都是企業(yè)應(yīng)共同探討的重要問(wèn)題。同樣，三相交流異步電動(dòng)機(jī)有需要不斷改進(jìn)的地方，但也因此具有更廣闊的產(chǎn)品應(yīng)用空間。

未來(lái)，為設(shè)計(jì)生產(chǎn)出符合國(guó)家節(jié)能減排的發(fā)展需要，更適合企業(yè)生產(chǎn)的高能電動(dòng)機(jī)，三相交異步電動(dòng)機(jī)在改進(jìn)更新中應(yīng)注重以下方面：①降低電動(dòng)機(jī)定子I^2R損耗，在同樣定子外徑情況下，增加定子槽截面積以減少磁路面積，增加齒部磁密;增加定子槽滿(mǎn)槽率，這對(duì)低壓小電動(dòng)機(jī)的效果很好;盡量縮短定子繞組端部長(zhǎng)度，可提高電動(dòng)機(jī)效率。實(shí)驗(yàn)表明，端部長(zhǎng)度減少20%，損耗可下降10%;②損耗與轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)，從提高電壓和電機(jī)功率因素兩方面考慮減小轉(zhuǎn)子電流;增加轉(zhuǎn)子槽截面積;減小轉(zhuǎn)子繞組的電阻;③注意其他方面的損耗，如鐵耗、軸承和密封引起摩擦損失，及其他雜散損耗等。

5 結(jié)語(yǔ)

電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品作為工業(yè)的動(dòng)力，對(duì)國(guó)家發(fā)展的速度和產(chǎn)業(yè)政策的依賴(lài)程度較大，因此緊跟國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，搶占市場(chǎng)先機(jī)，在包括三相交流異步電動(dòng)機(jī)在內(nèi)的整個(gè)市場(chǎng)中，企業(yè)應(yīng)及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，研制更適銷(xiāo)對(duì)路，具有差異化的高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)才是重點(diǎn)。從全球角度來(lái)看，電動(dòng)機(jī)行業(yè)正向高效節(jié)能方向發(fā)展，發(fā)展?jié)摿薮蟆８靼l(fā)達(dá)國(guó)家都相繼制定了電動(dòng)機(jī)的能效標(biāo)準(zhǔn)。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家不斷提高電動(dòng)機(jī)能效準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，基本已經(jīng)全部使用高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)，部分地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始使用超高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]江德元，楊詠.啟動(dòng)平穩(wěn) 運(yùn)行穩(wěn)定 性能可靠——高效自勵(lì)三相異步電機(jī)的應(yīng)用[J]中國(guó)經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2018（22）：34.