簡介
節能是當前世界各國都很重視的一個課題,電能節約是節能的一個重要方面。而電動機是使用最廣泛的電氣設備之一,所消耗的電能約占全部工業生產用電的60%,其節電問題顯得十分重要。做好電動機電能節約對提高企業的經濟效益及促進國民經濟的發展,具有十分重要的意義 。
電動機使用中浪費電能的主要原因
1、設備陳舊、老化
如我國J2、JO2 系列及其派生電動機在一些用戶中還大量存在，這些電動機採用E 級絕緣，體積大，啟動性能較差，效率較低。
2、電源電壓過低或不對稱
由於變電所供電半徑過大，供電線路中電壓損耗加大，電網電壓長期低於額定值，使得電動機的工作電流偏大，造成電動機損耗增大。同時由於低壓供電系統中三相四線制的三相負荷分配不均，三相電壓不對稱，造成電動機產生了負序轉矩，增大了電動機的損耗。
3 、運行不當、負載率過低
電動機沒有按照經濟運行標準科學合理使用，而且管理不善，電動機維護、維修不及時，造成了電動機的電能大量損失。另外，電動機的額定功率（容量）應按照負載設備的實際需要通過計算和校驗來確定，“大馬拉小車” 。
輕載運行時的降壓節電原理分析
電動機在額定運行時，隨著電源電壓的降低，不變損耗即鐵損耗將會降低， 而電動機的電磁轉矩也隨電壓成平方地迅速降低。為了穩定運行，要增大電動機的轉差率，這必然引起轉子電流、定子電流增大，定、轉子銅耗即可變損耗的增加值超過不變損耗的下降值，電動機的效率降低。在輕載運行時，由電動機負載轉矩公式可知，適當降低供電電壓，是有利於節電運行的。因為輕載情況下，電動機的實際轉差率小於額定轉差率，轉子電流並不大。降壓運行時，轉子電流增加的數值是有限的。降壓使電動機的空載電流減少，空載損耗即不變損耗也減少，同時電動機的功率因數和運行效率也得到改善，具有可觀的節電效果。據研究，一台鼠籠式異步電動機在額定負載運行狀態下，定子繞組的接線方式為“Δ”形連線時，效率為66.7%，在輕載運行時，改為“Y”形連線，效率可提高到79.7% 。
節電技術措施
1、選用高效節能的電動機
選用YX 系列高效型電動機和Y 系列節能型電動機能降低空載損耗。據研究，若將我國所有的高能耗電動機用YX 高效型系列和Y 系列節能型電動機替代，1 年可節電48 萬kW·h，節電效果顯而易見。
2、調節運行電壓
異步電動機當三相電路不對稱時， 將在內部形成負序磁場，使總損耗增加。如果能採取措施，平衡電力網的三相負荷，使電動機的三相電壓對稱，就能有效避免電動機的這部分損耗。
另外， 從電動機在輕載運行時的降壓節電原理分析可知，電動機在輕載下運行時，如果能適時降低電動機的電源電壓，就可降低損耗。常用的方法有：無級調壓法、功率因數（cosφ）控制法、最小輸入功率法和Δ/Y 電壓變換法。
3、調節電動機在最高效率下運行
當電動機的可變損耗與不變損耗相等時效率最高，電動機的可變損耗主要為銅損耗，不變損耗主要為鐵損耗。電動機效率最高時並不是在額定負載處。由電動機的運行特性曲線可知，對於常用的中小型異步電動機， 效率最高一般出現在額定負載的3/4 處左右。如果我們能適時調節電動機在最高效率下運行，那么電動機的損耗就能控制到最小。
4、異步電動機同步運行
異步電動機額定運行時的轉速略低於鏇轉磁場的轉速即同步轉速，同步電動機的轉速為同步轉速：n1=60f/p。如果調節同步電動機在過勵磁的情況下運行， 同步電動機就能從電網吸收超前的無功電流，還能補償異步電動機等感性負載的無功電流，提高功率因數cosφ。同步電動機的功率因數cosφ 一般較高，可達到0.9～1.0。因此，在負載轉速變化不大的情況下，把三相繞線式異步電動機改作三相同步電動機運行。即先將三相繞線式異步電動機異步啟動，當轉速接近同步轉速時，繞線轉子繞組接入直流電可實現同步運行，調節其在過勵磁狀態下，以達到節電目的。
5、就地電容無功補償
電動機多為感性負載， 運行時要消耗一定的無功功率，功率因數都不高。如果用電容器給電動機就地無功補償，即感性負載兩端並聯電容，就能大大減少無功損耗，提高功率因素。感性電動機電容無功補償後的功率因數一般為0.92～0.96。同時由於電容補償後的總電流減小，因而線路上的有功損耗I2R 也有所減少。
6、節電器的使用
使用節電器能達到節能的目的。幾年來，市場上相繼出現了多種節電裝置，JN-1 高效節電器就是其中的一種， 其最高節電可達損耗的40%。它以電動機的工作電壓和電流作取樣對象，自動監測負載變化，適時動態調整電動機的電源電壓。在輕載情況下，將電動機的供電電壓自動降至最佳需求，提高了功率因數cosφ，降低了無功損耗和有功損耗，對於長期處於輕載或負載變化較頻繁的電動機，其節電效果更佳。JN-1 節電器除具有節電功能外，還具有恆流軟啟動、缺相保護、過載保護、過熱保護等功能，是一種較理想的電機節電、啟動綜合裝置 。
節能技術的發展
由於交流電動機的工作原理，使得電動機電能浪費成了各界人士廣泛關注的問題。作為消費電能達發電總量60%以上的電動機，任何微小的浪費累計都是一個驚人的天文數字。為了解決這世界性的難題，各國的科學家進行了不懈的努力，也誕生了許多有效的節電辦法，如使用變壓器強制降壓等。但是，這些節電方法並沒有獲得推廣，其主要原因是設計複雜、造價昂貴，而節電效果不很理想。直到80年代中期，由於微電子技術的發展以及半導體材料科學的發展，使得節電效果好、結構簡單、造價低廉的節電產品得以問世並迅速得到推廣成為現實。控制輸入電動機所需的最低電力，以達到省電的目的是當代節電技術的設計主流。它的原理基本上是以閘流體控制電力的供應。此一構想首由美國 NASA於20多年前提出。利用閘流技術進行電能控制，可分為兩種情況：調壓、調頻。調頻是改變電網供電頻率的方法，促使電機在工作中始終在效率所要求最高狀態下，提供最低限正常工作電量的節能方案。這一技術的套用，在很大程度上改變了異步電動機的工作特性，其節能的有效性已被廣大客戶所共識。但是這一技術的套用投入成本非常高，投資回收期很長。正是由於這一投資方面的原因，其節能技術的套用廣泛性受到極大限制。
數字式異步電動機節電器是綜合最新高科技技術的一種新產品。由一台微型電腦（單片機）和相關控制模組所組成。是先進的微電子技術和半導體材料科學的傑出代表，具有實時監控、智慧型調整、電機保護等多種功能。其極高的性能價格比，一經問世就成了關注的熱點。通過世界60多個國家和地區的套用而最終成熟的一種採用最先進電子數位技術的程控節能產品 。
