20 电机系统节能综述-吴汉熙

电机驱动系统节能技术研究电机驱动系统是现代工业和生活中不可或缺的一部分，它的能源消耗直接影响着整个社会的可持续发展。

为了实现能源资源的有效利用和环境保护，节能技术的研究成为了当前的热点。

本文将对电机驱动系统的节能技术进行深入探讨，并提出一些创新的解决方案。

一、电机驱动系统的能耗现状与挑战电机驱动系统的能耗一直以来都是工业生产和日常生活中的一个难题。

据统计，电机驱动系统在工业生产中所占能耗比例高达70%，对整个国家的能源消耗产生了巨大的影响。

虽然在过去几十年中，电机的效率得到了显著提升，但是由于产能的扩大和需求的增加，其能源消耗量并未减少。

此外，电机在工作过程中会产生大量的热量，进一步加剧了能源的浪费与环境的污染。

二、电机驱动系统节能技术的研究现状为了降低电机的能耗，节能技术的研究得到了广泛关注。

目前，人们主要从以下几个方面进行研究和探索：1. 提高电机本身的效率：通过改进电机的设计和制造工艺，提高其转变电能为机械能的效率，减少能量的损耗。

例如，采用高效磁材料和优化的线圈结构，可以显著提高电机的效率。

2. 优化电机的控制策略：通过优化电机的控制策略，减少其在运行过程中的能量浪费。

例如，采用变频调速技术可以根据实际负载情况调整电机的输出功率，减少不必要的能量消耗。

3. 应用智能控制技术：结合传感器和自动化技术，实现电机驱动系统的智能化控制，提高能源利用率。

例如，通过实时监测电机的负载和能耗情况，自动调整电机的工作状态，减少能量的浪费。

4. 开发新型驱动系统：研究开发新型的电机驱动系统，提高能源利用效率。

例如，采用直线电机代替传统的旋转电机，减少传动装置的能量损耗。

5. 加强电机驱动系统节能管理：通过完善的能源管理体系，监测和分析电机驱动系统的能耗状况，制定合理的能源节约措施，提高能源利用效率。

三、创新解决方案的探索与应用为了进一步提高电机驱动系统的能效，一些创新的解决方案正在不断探索和应用。

1. 超级电容储能技术：将超级电容器应用于电机驱动系统中，可以有效储存能量，并在需要时释放。

电机节能技术电机节能技术是为了在电机的运行、控制、驱动等方面减少能耗并提高效率的一种技术手段。

随着社会的发展和对能源与环境问题的关注，电机节能技术的研究和应用逐渐成为了一个重要的领域。

在本文中，我们将从电机节能技术的原理、应用领域和发展方向等方面进行探讨。

首先，电机节能技术的原理主要包括改善电机的设计结构、提高电机的运行效率和控制电机的能耗等方面。

在电机的设计结构方面，通过优化磁路结构、减少铁耗和铜耗等方式，可以降低电机的能耗和损耗。

在电机的运行效率方面，通过提高电机的效率和降低电机的负荷损耗，可以减少电机的能耗。

在电机的控制方面，通过采用先进的控制算法和节能控制器，可以实现对电机的精确控制，提高电机的运行效率和降低能耗。

其次，电机节能技术在各个领域都有广泛的应用。

在工业领域，电机是最主要的能源消耗设备之一，因此采用节能电机和节能控制技术可以显著降低工业生产中的能耗。

在家庭领域，电机广泛应用于电器设备中，采用节能电机和智能控制技术可以提高家电的效率，减少能源消耗。

在交通领域，电机是电动汽车和混合动力汽车的关键部件，采用高效节能的电机技术可以延长电动汽车的续航里程，提高电动汽车的使用效率。

在农业领域，电机广泛应用于农机设备中，采用节能电机和智能控制技术可以提高农机的工作效率，减少能源消耗。

最后，电机节能技术的发展方向主要包括改善电机的设计结构、提高电机的运行效率和控制电机的能耗等方面。

在电机的设计结构方面，可以采用新材料、新工艺和新结构，进一步降低电机的能耗和损耗。

在电机的运行效率方面，可以采用新型的高效电机和高效控制技术，提高电机的效率和工作范围。

在电机的能耗控制方面，可以采用智能控制和能量回收技术，减少电机的能耗和损耗。

总之，电机节能技术的研究和应用对于降低能耗、提高效率、保护环境具有重要的意义。

随着科技的不断进步和社会的不断发展，电机节能技术将在各个领域得到广泛应用，为人们的生活和工作带来更多便利与效益。

电机系统节能概述赵争鸣清华大学电力系统国家重点实验室清华大学电机工程与应用电子技术系2009年9月节能减排——电力系统节能报告内容¾电机系统节能内容¾国内外电机系统节能情况¾电机系统节能技术发展趋势¾电机系统节能存在的问题¾展望与建议背景与意义¾节约能源是我国的基本国策，国家制定了《节能中长期专项规划》。

¾为实现规划目标，2006年国家发展改革委启动规划提出的十大重点节能工程，其中第五项为电机系统节能。

¾“十一五”规划目标：电机系统运行效率提高2个百分点，年节电200亿千瓦时。

¾工程实施：加强节能意识，开发和推广节能技术，制定节能标准，重视节能效益。

电机系统节能主要实施内容加速老旧设备淘汰更新更新电机后效率可提高2－3个百分点，更新风机、水泵、压缩机后效率可提高2－3个百分点。

改善风机、泵类电机系统调节方式主要采用变频调速方式，我国风机、水泵、压缩机总装机容量约1.6亿千瓦，改变调节方式，效率可提高10－15%。

改进工艺拖动、牵引拖动调速方式以先进的电力电子技术为重点，改造传统的工艺拖动，系统平均效率提高5－8个百分点。

优化电机系统的运行和控制推广软启动装置、无功补偿、计算机自动控制系统等技术，节电率为10－15%。

科学设计电机系统配置出台电机系统优化配置的设计规范。

配套措施制定完善电动机能效标准、电动机配套设备能效标准、电动机系统经济运行管理标准等，实施电机产品能效标识制度。

合理的电压等级标准，建议增加电压标准，科学的谐波和电磁兼容（EMC）标准。

制定、颁布电动机系统经济运行管理标准、变频调速和调压节能技术标准。

强制性淘汰高能耗机电产品。

制定和实施本节能工程财政补贴资金管理方法。

电源电机控制负载弱电控制强电，软件控制硬件部件融于系统，信息能量互动电机系统组成电机系统节能主要应用行业冶金：焦化、烧结工艺的鼓风机、除尘风机；炼铁及炼钢工艺中除尘风机、冷却水泵；轧钢工艺中加热炉风机、除鳞水泵等推广变频调速。

电机系统节能技术发展分析一、绪论目前，全球的能源供应面临着日益严峻的局面。

一方面，能源消耗不断增加，导致对环境的影响十分明显；另一方面，能源的价格不断上涨，给企业生产和社会生活带来了巨大的压力。

因此，节能减排成为了当前和未来的一个紧迫问题。

在各种能源中，电能在其中的比重越来越大，而电机作为电能转换的主要设备，占据着重要的地位。

因此，电机系统的节能技术发展成为电气行业的重点任务。

本文旨在对电机系统节能技术的发展进行分析，以期为电气行业提供一定的参考。

二、电机系统节能技术发展概述1. 直流电机最早的电机采用的是直流电机。

直流电机在一段时间内一直是主要的电机类型，但由于其存在的几个缺陷，例如电刷磨损、换向扭矩等，使得直流电机能效低，因此逐渐被交流电机所代替，但是其仍然具有一定的应用价值。

为了克服直流电机存在的几个问题，目前研究中有很多方向。

例如，采用化合物材料的新型电刷；改进电刷数量，从而降低交换时间；采用新型的换向器等。

2. 交流电机交流电机具有体积小，结构简单，寿命长等优点。

随着现代工程技术的不断发展，交流电机不断地进行技术升级和改进，其能效得到大大提高。

对于交流电机而言，主要的节能技术有以下几种：(1) 高效电机。

高效电机的设计具有很强的理论基础和实际应用。

高效电机能够显著降低能耗和运行成本。

这一技术的主要目标之一是提高电机的能效等级，例如提高现有IE2至IE3、IE4等等，以实现节能的目的。

(2) 变频器技术。

交流电机的变频控制使得电机能够在不同的负载情况下自动地改变转速和输出功率。

通过控制电机的转速，可以达到更好的设计效果。

因此，变频器技术在交流电机驱动系统中得到了广泛应用。

它能够满足不同负载下的运行要求，并且与高效电机相结合，能够实现更高效的能耗节约。

(3) 电机软起动技术。

对于低电压、大容量的交流电机来说，电机起动时电流峰值通常会很大，瞬间的电压降低会导致设备的过载、开关跳闸和故障。

该技术采用控制器来实现电机平稳启动，因此可以降低启动时的峰值电流，保障了设备的正常运行。

—培训讲义1电机系统节能概述赵昭电机作为水泵、风机、空压机、制冷压缩机等各种设备的动力，是一种将电能转换为机械能的转换装置，广泛应用于冶金、化工、纺织、造纸、交通、建筑、矿山、食品等行业，属于量大面广的通用标准产品。

据业内有关专家估算，我国电机的总装机容量己达5亿多kW,年耗电量达1万亿kw h以上，约占全国用电量的10%，占全国工业用电量70%左右。

在我国大、中、小各类在用的电机中，三相异步电动机用电量占电动机总用电量的90%左右；37kW及以下电动机占电动机总装机数95%以上、占电动机总用电量的50%左右。

我国电机的能效现状我国有一定规模的中小电机生产企业有300家左右，生产的中小型电机有300个系列，1500个品种，产品以一般效率的Y、Y2、Y3系列和高效率的Y2-E、YX3系列，其中Y系列电机为我国80年代产品，Y2系列为90年代产品，Y3系列基本达到了21世纪初国际同类的先进水平，可达到欧洲能效标准的eff2水平，目前属于全国推广产品。

YX3系列基本可达到欧洲能效标准的eff1水平，同时达到GB18613-2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中能效等级1级要求。

我国可生产Y2-E、YX3系列及其它多种型号的高效电机，并能批量出口到欧美，说明我国的电机制造水平目前大公司已达到世界先进水平。

我国使用的电机70%以上均是中小交流电机，主要集中在3kW至90kW，平均效率为89.3%。

高效电机的平均效率可达94%。

我国中小型交流电机占电机总量的70%，每年新增中小型电机的损耗约为78.6 亿kWh，如使用高效电机，可节能950万kW；如将旧电机全换为高效电机，可节能550万kW。

高效电机的投资回报，以55kW电机为例，回收期为1.06年；以22kW电机为例，回收期为1.48年。

我国于2002年出台第一部有关电机的能效标准：GB18613—2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》，2004年国家发展和改革委员会制定了《节能中长期专项规划》，把高效节能电动机列入第十一个五年计划中的重点节能推广项目，同时于2005年6月对GB18613标准进行修定。

高压高效率三相异步电动机的开发顾德军;李光耀;汤惠明;吴汉煕【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】介绍了Y系列高效率高压异步电动机的技术参数、型谱和产品的研制情况。

重点分析了为提高电动机效率所采取的主要措施。

%Technology parameters, power spectrum and product development situation of Y series high-efficiency high-voltage asynchronous motors were introduced. The main measures taken to improve the efficiency of the motor were analyzed emphatically.【总页数】4页(P81-84)【作者】顾德军;李光耀;汤惠明;吴汉煕【作者单位】上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，上海 200063;上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，上海 200063;上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，上海 200063;上海格立特电力电子有限公司，上海200063【正文语种】中文【中图分类】TM343【相关文献】1.《YJKK系列高效率高压三相异步电动机技术条件(机座号315-630)》等2项中电协团标审查会在北京召开 [J], 朱珊珊2.高压高效率三相异步电动机短路故障分析 [J], 罗吉3.高功率密度高效率高压三相异步电动机的研制 [J], 邓尧强;郑国丽;周黎民;于冰;王伟;董江东4.紧凑型Y2-HV 500 X-12-560 kW高压高效率三相异步电动机的研制 [J], 舒冬冬5.全新一代YB3、YB4-315～560系列高效率高压隔爆型三相异步电动机 [J], 赵岩;吴宣东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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国际推动电动机节能降耗的经验做法分析发布时间：2021-06-02T06:38:24.008Z 来源：《中国科技人才》2021年第9期作者：王云亮[导读] 随着世界电动机贸易的发展，国际间的进出口市场越来越需要电动机全球能效标准一体化，而实现全球电动机能效标准一体化的关键在于电动机效率测试方法的一致性。

卧龙电气驱动集团股份有限公司摘要：目前，电动机的用电量平均占世界各国总用电量的50%以上，占工业用电量的70%以上。

因此，电动机能源效率水平的提高对于我国能源节约、环境保护以及资金节约均具有重要意义。

同时，高效电动机的开发与应用也是目前国际上的发展趋势，世界各国对电动机的节能工作都给予了高度的重视。

关键词：国际；电动机；节能降耗；经验做法1电动机能效标准随着世界电动机贸易的发展，国际间的进出口市场越来越需要电动机全球能效标准一体化，而实现全球电动机能效标准一体化的关键在于电动机效率测试方法的一致性。

在2005年9月的电机系统能效国际会议上，来自世界各国的代表就这一问题达成了共识，新的IEC61972标准的颁布与实施，将会有力地推动电动机全球能效标准一体化的进程。

目前，世界上已制订电动机强制性能效标准的国家和地区有澳大利亚、新西兰、加拿大、巴西、美国墨西哥。

欧盟虽然目前实施的是自愿性的能效标准，但他们已经开始研究制订强制性最低能效标准。

1.1欧盟欧盟在上世纪90年代中期开始对电动机节能进行调研和政策制定工作。

1999年，欧盟委员会交通能源局（EU-DGTE）与欧洲电机和电力电子制造商协会（CEMEP）就电动机分级计划达成了自愿协议（简称CEMEP协议），该协议对电动机的效率水平进行了分级，即Eff1、Eff2、Eff3。

在2006年后，禁止生产和流通Eff3级电动机。

由于该协议指标被列入了欧盟环保和节能计划，因此其被视作欧盟各国统一遵守的标准。

1.2美国20世纪70年代第一次能源危机后，美国能源部已认识到电动机节能的重要性，组织相关机构积极研究开发高效电动机，并采用市场方式推广高效电动机的应用。

电机节能降耗技术和方法浅析摘要：根据有关统计数据显示，我国电量使用中能耗非常大，其中有将近60%用于将电能转化为机械能，这一数据与发达国家已经非常接近，而生产这些电量则大约需要2亿吨的煤炭。

据有关研究发现，如果电机功率能够提升1%，将能够为我国节约250万吨煤炭资源。

为了能够尽可能节约电量的消耗，必须要采取必要的措施提升电机的消耗功率，这对于我国工业的健康稳定发展而言至关重要。

本文重点对提升电机功率的措施进行探讨，旨在能够降低工业生产的能耗。

关键词：电机；节能降耗；技术；方法；研究引言近些年以来，我国经济发展速度非常迅猛，而社会对于节能减排以及环保的重视程度也在不断地提升，尤其是在工业生产行业，由于这些行业在生产产品的过程中通常都会用到各种机械设备，会消耗大量的电能，所以，当前关于电机节能降耗方面的研究已经成为一种热点议题。

为了能够显著降低电机的能耗，必须要从电机工作的原理出发，从根本上找出节能降耗的方法，通过对电机设计进行优化与改进，最终达到节能减排的目的。

在本文中笔者重点对电机节省能耗的具体方法进行深入的探讨，具有一定的实践价值。

1电机的工作原理及应用在生活中电机几乎随处可见，尤其是在工业生产领域，电机驱动的设备非常多，电机能够把电能转换为机械能，然而这种转换的效率并不能达到100%，在转换的过程中还会产生其他形式的能量，比如热能等。

电能转化机械能的基本原理其实就是电生磁。

电磁线圈在通电之后会产生电磁力，在周围磁场的作用下而进行运动，如果将电磁线圈固定在一个轴上，在通电之后就能够实现线圈绕轴转动。

（1）伺服系统能够根据输入脉冲类型的不同而变换自身运动的角度，这样就能够实现位移。

另外，伺服系统不仅能够接收脉冲，同时它也可以自己发射脉冲，因此，当伺服系统接收到外部输入的脉冲之后，系统将会进行回应，进而实现与外部脉冲之间的呼应。

根据这个原理我们就可以利用计算机设备来控制伺服脉冲输出与接收脉冲的多少，通过这种方式来控制电机转动的方向以及速率。

电机系统节能纵横谈电机系统节能纵横谈――“2021第三届电工装备创新与发展论坛”主题报告回顾当前，如何满足持续快速增长的能源需求，实现能源的清洁高效利用，是我国面临的严峻挑战。

优先节能降耗是中国能源发展的战略思想。

节能是解决中国能源问题的根本途径。

大力推广节能技术，提高能源利用效率。

其中，电机系统节能技术是我国电力行业节能减排战略的重要组成部分是国家十大重点节能工程的重中之重。

2021年9月，为继续做好行业节能技术和创新的服务工作，促进我国电机系统节能技术的推广及应用，中国电工技术学会在沈阳召开了“2021第三届电工业设备创新与发展论坛”，主题为“电机系统节能”“论坛聚集了有关部门领导、两院院士和著名专家。

他们就中国能源发展、电机系统节能政策、电机系统节能技术、电机能耗标准等话题发表了精彩的演讲。

此外我们在电机系统节能领域做出了突出贡献，派代表出席会议，向大会作报告，交流节能新技术和新产品。

为了与读者分享本次论坛的成果，本文摘录了论坛主题报告的要点或亮点，希望读者能从中受益。

推进我国电机系统节能的建议唐元（国务院研究室工业运输贸易司司长）：电机是我国最重要的电气设备，其耗电量占总耗电量的一半以上。

我国电机的平均运行效率高于国外先进水平低10个百分点以上，造成这种状况的原因是多方面的，主要有三点：一、电机行业技术进步缓慢，能源转换效率低，这是导致我国电机能效水平低的关键因素。

原因主要有：一是缺乏内在动力，电机生产企业以低成本优先、电机消费企业以低价格优先，导致电机市场仍然被高耗低效电机所主导，企业对开发和应用先进节能电机不感兴趣；二是缺乏外部压力，目前我国对电动机的最低能效缺乏强制性标准，企业生产高耗低效电机不受限制，生产高效节能电机没有压力；三是缺乏市场机制，一些推进高效节能产品行之有效的机制没有广泛应用，国家鼓励节能产品应用的财政税收政策也迟迟不到位，推广应用高效节能源汽车产品及其生产工艺和技术缺乏市场环境。

“电机节能技术”课程的的改革探索白连平【摘要】In order to train the talent of motor energy saving, our university does some exploration in the creation of Motor Energy Saving Technology course. The paper describes the main content and experimental content of Motor Energy Saving Technology course, and the experience and understanding of opening the course. The aims are to ex- pand the exchange and do better in motor energy saving technology course.%为了培养我国电机节能方面的人才，进一步实现国家节能减排的规划，我校在开设“电机节能技术”课程方面做了一些改革探索。

本文介绍了“电机节能技术”课程的主要内容和实验内容，以及开设电机节能技术课程的经验和体会，旨在扩大交流，以提高“电机节能技术”课程的授课质量。

【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2012(034)006【总页数】3页(P16-17,37)【关键词】电机节能;电机测试;新课程探索【作者】白连平【作者单位】北京信息科技大学自动化学院,北京100192【正文语种】中文【中图分类】TM921在各行业的节能工作中，电机节能是非常重要的，因为每年电动机消耗的电能占到全国总发电量的50%以上［1］。

国家在“十一五”和“十二五”期间的节能减排规划中，均把电动机系统节能列为重中之重。

与电动机系统节能密切相关的专业有电气工程和自动化等专业。

给这些专业的大学生开设“电机节能技术”课程是非常必要和迫切的。

空压机负荷变化对电动机效率影响的试验研究王朋旺;强雄;金惟伟;赵军;吴汉熙【摘要】According to the test system of low uncertainty of motor efficiency, Test the power factor, efficiency and the input power of three-phase asynchronous motor and the permanent magnet motor at different load. Then quantitative analysis energy-savings when PM motors alternative normal motor at different load conditions of the air compressor system.%利用电机效率测试台，按规定的低不确定度效率B法测试了不同负载情况下，普通效率三相异步电动机和永磁电动机功率因数、效率和输入功率的变化情况对空压机系统在不同负载情况下配置永磁电机替代普通电机产生的节能效果进行了量化分析。

【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P66-69)【关键词】空压机;电动机效率;功率因数;试验研究【作者】王朋旺;强雄;金惟伟;赵军;吴汉熙【作者单位】上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，上海 200063;上海电科系统能效检测有限公司，上海 200063;上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，上海 200063;上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200092;上海格立特电力电子有限公司，上海 200063【正文语种】中文【中图分类】TM306随着能源短缺和气候变化问题日益严重，空压机系统效率偏低、能源浪费严重的问题逐渐引起人们的重视。

欧美等发达国家已经形成了一些空压机系统的节能理论并进行了相关工程应用，而国内对空压机系统的节能研究还处于起步阶段。