三相异步电动机的节能分析

YRKK800-6G绕线转子三相异步电动机测试分析摘要：泰豪沈电生产的ylks2300-12/1730立式笼型三相异步电动机采用外滑环单出轴结构，空-空冷却器外带风机沿径向布管，测试分析后，满足电机平稳安全运行，各项数据均符合国家标准。

关键词：高效节能空-空冷却器、双侧循环轴径向混合通风系统、绝缘、热试验一、背景随着科技的发展， yrkk系列大型绕线转子三相异步电动机已在国内外市场发展迅速，使用范围不断扩大，已成为水泥、矿山、煤炭行业配套电动机的主要发展方向。

随着水泥、矿山、煤炭、钢铁等企业的发展，对大功率绕线转子电机的需求会越来越迫切。

大型绕线转子三相异步电动机与普通ykk电机相比，起动转矩大（可调），起动电流小，能够满足被拖动设备对起动性能的各种要求，所以大力推广应用绕线转子电机，对发展我国水泥化工、矿山等行业至关重要。

此项目产品将会在未来15-20年内有很大的市场需求，在以后的市场竞争中抢占有利的市场地位。

二、关键项目1设计高效节能空-空冷却器，冷却器沿径向布管，风阻小，冷却效果好，大大地降低了内、外风扇的损耗，提高了电机的效率，还具有重量轻，成本低，工艺简单等特点，在冷却管数减15%的情况下保证电机的稳定运行同时。

2电机内风路采用双侧循环轴径向混合通风系统，缩短了风路，减小了风阻，内风路所需风压较低，减小了风扇尺寸，提高了电机效率，降低了通风噪声。

3定、转子线圈绝缘结构三、设计分析冷却器设计成新型的高效节能空-空冷却器。

冷却器箱体由钢板焊接而成，冷却管采用铝管，沿电机径向方向布管，铝管装入两端端板后，在管口进行挤涨，使其与端板紧密配合并卡位。

冷却器自身外带轴流风扇，安装在冷却器一端将冷却管内热空气抽出，电机的内部空气由内风扇进行循环，根据交叉气流的原理，通过铝管壁进行热交换，使热空气冷却，被冷却了的内部空气再次冷却电机的各部分，以达到冷却目的。

沿径向排列的铝管冷却器，相比传统的轴向排列的钢管冷却器，具有重量轻，风阻小，冷却效果好，潮湿环境中不生锈，大大地降低了内、外风扇的损耗，提高了电机的效率。

异步电动机的能效测试分析作者：朱余峰崔学深李和明来源：《城市建设理论研究》2012年第29期摘要：异步电动机是电力系统的主要电力设备，耗电量约占全部社会发电总量的50%～60%。

当今能源日益稀缺，为了节约用电量，必须对于异步电动机节电控制，使其达到较高的运行效率。

同时为了采取有效的节电措施，必须对异步电动机进行定性定量的分析与计算。

文章通过实验室电机的实验，对电机的能耗工况进行实际测量，并对这些能耗进行分解分析。

关键词：异步电动机；等值电路；能耗分析AbstractAsynchronous motor is the main power equipment of electric system. Its power consumption occupies the 50～60 percent of the nation gross amount of power generation. With the increasing energy scarcity nowadays, we should control the power saving of asynchronous motor in order to conserve electricity and up to higher operational efficiency. Then in order to take valid power saving measures, we should make asynchronous motor’s accurate qualitative and quantitative analysis and calculation. By the experiments on the laboratory motor, we lead the actual measurement of the motor's energy consumption in different operating conditions, and the energy decomposition analysis.keywords：Asynchronous motor, Equivalent circuit, Energy consumption analysis.中图分类号：TM32 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）1引言电机在电力系统占着很大的能耗比重，具体问题有这四点：①我国电机系统运行效率低、耗能高，主要是由于电动机及被拖动设备本身效率低，系统不匹配和调节方式不合理造成；②设备陈旧，电动机、风机、水泵等设备落后，效率比发达国家平均低2-5个百分点；③“大马拉小车”现象严重。

三相异步电动机教案第一章：三相异步电动机概述1.1 学习目标了解三相异步电动机的定义和工作原理掌握三相异步电动机的结构特点和分类理解三相异步电动机在工业中的应用和重要性1.2 教学内容三相异步电动机的定义和工作原理三相异步电动机的结构特点和分类三相异步电动机在工业中的应用和重要性1.3 教学方法采用多媒体教学，展示三相异步电动机的图片和动画通过实物展示三相异步电动机的结构特点案例分析，让学生了解三相异步电动机在实际工业中的应用1.4 教学评估进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机的理解进行小组实验，观察三相异步电动机的工作原理第二章：三相异步电动机的启动和停止2.1 学习目标掌握三相异步电动机的启动和停止方法理解不同启动和停止方法的优缺点和适用场合2.2 教学内容三相异步电动机的启动方法：直接启动、自耦启动、星角启动三相异步电动机的停止方法：直接停止、软停止、反接制动2.3 教学方法通过实验演示不同启动和停止方法的效果采用模拟电路，让学生了解不同启动和停止方法的电路原理2.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的启动和停止进行小组讨论，让学生分析不同启动和停止方法的优缺点和适用场合第三章：三相异步电动机的调速3.1 学习目标掌握三相异步电动机的调速方法和原理了解不同调速方法的优缺点和适用场合3.2 教学内容三相异步电动机的调速方法：变频调速、电阻调速、电容调速三相异步电动机的调速原理和电路3.3 教学方法通过实验演示不同调速方法的效果采用模拟电路，让学生了解不同调速方法的电路原理3.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的调速进行小组讨论，让学生分析不同调速方法的优缺点和适用场合第四章：三相异步电动机的维护和故障排除4.1 学习目标掌握三相异步电动机的维护方法和故障排除技巧了解三相异步电动机的常见故障和原因4.2 教学内容三相异步电动机的维护方法：定期检查、清洁、润滑三相异步电动机的故障排除技巧：故障诊断、故障分析、故障排除4.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机的维护方法案例分析，让学生了解三相异步电动机的常见故障和原因4.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的维护进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机故障排除的经验和技巧第五章：三相异步电动机的节能和环保5.1 学习目标掌握三相异步电动机的节能措施和环保意义了解三相异步电动机节能和环保的重要性5.2 教学内容三相异步电动机的节能措施：变频调速、优化运行、减少损耗三相异步电动机的环保意义：减少能源消耗、减少噪音和排放5.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机的节能效果案例分析，让学生了解三相异步电动机节能和环保的实际应用5.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的节能措施进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机节能和环保的认识和体会第六章：三相异步电动机的保护6.1 学习目标掌握三相异步电动机的保护装置和功能了解三相异步电动机保护的重要性6.2 教学内容三相异步电动机的保护装置：过载保护、短路保护、过电压保护、欠电压保护三相异步电动机保护的功能和工作原理6.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机保护装置的作用采用模拟电路，让学生了解不同保护装置的电路原理6.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的保护装置进行小组讨论，让学生分析不同保护装置的功能和适用场合第七章：三相异步电动机的选用和安装7.1 学习目标掌握三相异步电动机的选用方法和步骤了解三相异步电动机的安装要求和技术要点7.2 教学内容三相异步电动机的选用方法：根据负载特性、工作环境、转速要求等选择合适的电动机三相异步电动机的安装要求和技术要点：固定、接线、绝缘、防护措施7.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机的选用过程现场参观，让学生了解三相异步电动机的安装实际情况7.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的选用过程进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机安装的认识和体会第八章：三相异步电动机的运行控制8.1 学习目标掌握三相异步电动机的运行控制方法和电路了解不同运行控制方法的功能和适用场合8.2 教学内容三相异步电动机的运行控制方法：手动控制、自动控制、远程控制三相异步电动机的控制电路和控制元件8.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机的运行控制过程采用模拟电路，让学生了解不同运行控制方法的电路原理8.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的运行控制进行小组讨论，让学生分析不同运行控制方法的功能和适用场合第九章：三相异步电动机在工业中的应用9.1 学习目标了解三相异步电动机在工业中的典型应用掌握三相异步电动机在不同工业领域的应用特点和优势9.2 教学内容三相异步电动机在工业中的典型应用：机械制造、石油化工、电力系统、交通运输三相异步电动机在不同工业领域的应用特点和优势9.3 教学方法现场参观，让学生了解三相异步电动机在实际工业中的应用情况案例分析，让学生分享对三相异步电动机应用的认识和体会9.4 教学评估进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机在工业中应用的认识和体会进行小组报告，让学生展示对不同工业领域三相异步电动机应用的研究成果第十章：三相异步电动机的未来发展10.1 学习目标了解三相异步电动机的发展趋势和新技术掌握三相异步电动机的节能环保和可持续发展方向10.2 教学内容三相异步电动机的发展趋势：高效节能、智能化、绿色环保三相异步电动机的新技术：变频调速、无级调速、永磁同步电动机10.3 教学方法案例分析，让学生了解三相异步电动机的发展趋势和新技术小组讨论，让学生分享对三相异步电动机未来发展的认识和体会10.4 教学评估进行小组报告，让学生展示对三相异步电动机未来发展的研究成果进行小组讨论，让学生分析三相异步电动机节能环保和可持续发展的重要性重点和难点解析重点环节1：三相异步电动机的定义和工作原理需要重点关注的内容：电动机的结构特点、旋转磁场的作用、转子与旋转磁场的相对运动、电动机的转速与同步速度的关系。

大中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级、高能耗落后设备名单一、中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级1 范围本标准规定了中小型三相异步电动机（以下简称：电动机）的能效等级、能效限定值、目标能效限定值、节能评价值和试验方法。

本标准适用于690 V 及以下的电压．50 Hz 三相交流电源供电，能效2级和3级的额定功率在0．55 kW～315 kW 范围内，能效1级的额定功率在3 kW—315 kW 范围内，极数为2极、4 极和6极，单速封闭自扇冷式、N 设计的一般用途电动机或一般用途防爆电动机。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB 755-2000 旋转电机定额和性能(idt IEC60034-1:1996) GB/T 1032 三相异步电动机试验方法3 术语和定义本标准采用下列术语和定义。

3.1电动机能效限定值minimum allowable values of energy efficiency for motors在标准规定测试条件下，允许电动机效率最低的保证值。

3.2电动机目标能效限定值t arget minimum allowable values of energy efficiency for motors在本标准实施一定年限后．允许电动机的最低效率，该值实施后将替代电动机能效限定值。

3.3电动机节能评价值evaluating values of energy conservation for motors 在标准规定测试条件下，满足节能认证要求的电动机效率应达到的最低保证值。

4 技术要求4.1 基本要求电动机的一般性能、安全性能、防爆性能以及噪声和振动要求应分别符合相关标准。

一、简介变频调速专用三相异步电动机是一种通过变频器调速控制转速的电动机，广泛应用于工业生产中的输送设备、风机、泵类、压缩机、中小功率传动设备等各种机械领域。

而电动机的能效等级是评估其能效水平的重要指标之一。

二、能效等级的定义1. 能效等级是指电动机在额定负载下的能效表现，通常以IEC国际标准为依据，通过测试和评估确定。

而IEC国际标准将电动机能效等级分为IE1、IE2、IE3、IE4四个级别，IE4为最高等级，代表着电动机的能效水平最高。

2. 根据IEC标准，IE1级别是最低能效等级，IE2级别相对提高，而IE3级别则是中高能效等级。

而IE4级别是最高能效等级，针对超高效率要求的应用，通常采用永磁同步电动机或高效率同步电动机实现。

三、取得高能效等级的关键因素1. 优质的材料和工艺。

高能效等级的电动机需要使用优质的磁铁材料和绝缘材料，以及精密的加工工艺和装配技术，确保电动机的核心部件性能达到最佳状态。

2. 合理的设计结构。

电动机的设计结构应当合理，能够最大限度地减少能量损耗和热损失，提高传动效率和能效水平。

3. 先进的制造工艺。

采用先进的制造工艺和自动化生产设备，确保电动机的各项性能指标均达到标准要求，提高生产效率和产品质量。

四、变频调速专用三相异步电动机能效等级的应用优势1. 节能高效。

变频调速专用三相异步电动机能够根据实际负载需求调整转速，达到节能减排的目的。

其高能效等级更是使其在节能降耗方面具有明显优势。

2. 转矩性能优异。

变频调速专用三相异步电动机在额定负载下具有良好的转矩性能，能够提供稳定的输出力矩，满足各种负载工况的需求。

3. 运行稳定可靠。

由于其采用了先进的设计和制造工艺，变频调速专用三相异步电动机在运行时具有稳定可靠的性能表现，能够长时间连续运行，减少故障和停机时间。

五、行业发展趋势及展望1. 随着节能减排理念的不断普及和电机能效管理的日益重视，高能效等级的电动机将逐渐成为市场主流，特别是在工业制造、交通运输等领域的应用。

起重及冶金用三相异步电动机能效限定值及能效等级起重及冶金用三相异步电动机能效限定值及能效等级近年来，为了减少能源资源的浪费和环境污染，全球范围内都在推行节能减排的政策。

对于起重及冶金用电机产品而言，优化电机性能，提高能效是实现节能减排的重要措施。

为推动起重及冶金用三相异步电动机（以下简称“电动机”）能效改进，国家市场监管总局、国家能源局、国家标准化管理委员会于2019年共同发布了《起重及冶金用三相异步电动机能效限定值及能效等级》（GB 30358-2019）标准。

该标准于2020年8月1日起开始实施。

该标准根据电动机额定功率和满载效率值进行分类，设定了不同的能效等级要求和限制值。

其中，能效等级分为IE1、IE2、IE3、IE4四个等级，IE4为最高能效等级。

由于该标准的实施对电动机的能效有着较高的要求，电动机的生产企业需要全面了解标准的内涵和实施细则。

据了解，从IE1向IE2及IE3等级的提升，电动机的效率提高了约1-3个百分点；而IE3及IE4的电动机效率相较于IE2则有了显著提升，相当于提高了约5-10个百分点以上。

例如，对于一台额定功率为90kW的电动机而言，将IE2电动机提升至IE3等级，年节能量可达到17477千瓦时，年节省电量约4.65万元。

此外，标准还要求电动机生产企业必须对产品进行有效的测试和认证，确保其满足相应的能效等级要求。

同时还要求企业开展全面的性能提升，如采用更先进的制造工艺、改进电机的机械结构、电气结构和制造材料等。

这些改进都将有助于提升电动机的效率和使用寿命。

总之，起重及冶金用三相异步电动机能效限定值及能效等级的发布，标志着国家对节能减排的决心和行动。

对企业而言，需要根据标准要求进行产品的技术调整和研发创新，不仅可以提高企业的市场竞争力，同时也可以为国家节能减排事业做出具有积极意义的贡献。

异步电动机节能技术应用探讨摘要能源问题是目前全世界面临的最主要的问题，世界性的能源短缺严重地阻碍了人类的进步与可持续发展。

我国虽然地大物博，各项资源丰富，但是由于我国人口基数过大，整体来说我国仍然是一个能源短缺的国家，怎样在将有限的能源为社会发展发挥最大的作用，节约能源，提高能源利用率成全全社会面临的一个重大课题。

由于技术力量薄弱、管理不到位、节能意识缺乏等原因，造成电动机电力消耗大、电动机效率和功率因数都比较低，造成大量电能浪费。

因此，挖掘电动机的节能潜力，寻找有效的降耗办法是一项重要任务。

关键词异步电动机；节能；应用中图分类号 tm343 文献标识码 a 文章编号 1673-9671-（2013）012-0116-01节能与环保是各国政府、组织和社会各界高度关注的问题，也是科技界研究和开发的主要方向之一。

在我国，电动机耗电约占年发电量的60%以上，是最大的电能用户。

因此，研究电动机如何节能降耗，是追求经济效益最大化的重要手段，是利国利民的大事。

本文就广泛使用的异步电动机的节能技术进行研究和探讨。

1 异步电动机节能技术及其发展异步电动机，又称“异步电动机”，根据所用交流电的种类可以分为单相电动机和三相电动机。

作为最广泛使用的电机能量转换装置，在工业生产和日常生活中均得到了广泛的应用，如电视机，空调等；三相电动机则作为工厂的动力设备。

异步电动机的生产工艺简单、价格低廉、操作简单，坚固耐用，在许多环境恶劣的情况下仍然能够正常运行等诸多优点，是目前电能的主要消耗者。

1.1 异步电动机发展状况国际上对于底部电动机节能技术的研究早在上个世纪60年代末，七十年代初就开始了，美国国家宇航局在1975年，为了减少航天飞机上风扇和泵的损耗，研制了功率因数控制节能器。

目前关于电机系统能效问题，世界多国代表达成公式，共同推动iec61972标准的颁布与实施，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，印度、中国。

⼤,中,⼩型三相异步电动机,能效限定值及能效等级,⾼能耗落后设备名单⼤中⼩型三相异步电动机能效限定值及能效等级、⾼能耗落后设备名单⼀、中⼩型三相异步电动机能效限定值及能效等级1 范围本标准规定了中⼩型三相异步电动机（以下简称：电动机）的能效等级、能效限定值、⽬标能效限定值、节能评价值和试验⽅法。

本标准适⽤于690 V 及以下的电压．50 Hz 三相交流电源供电，能效2级和3级的额定功率在0．55 kW～315 kW 范围内，能效1级的额定功率在3 kW—315 kW 范围内，极数为2极、4 极和6极，单速封闭⾃扇冷式、N 设计的⼀般⽤途电动机或⼀般⽤途防爆电动机。

2 规范性引⽤⽂件下列⽂件中的条款通过本标准的引⽤⽽成为本标准的条款。

凡是注⽇期的引⽤⽂件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适⽤于本标准，然⽽，⿎励根据本标准达成协议的各⽅研究是否可使⽤这些⽂件的最新版本。

凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本适⽤于本标准。

GB 755-2000 旋转电机定额和性能(idt IEC60034-1:1996) GB/T 1032 三相异步电动机试验⽅法3 术语和定义本标准采⽤下列术语和定义。

3.1电动机能效限定值minimum allowable values of energy efficiency for motors在标准规定测试条件下，允许电动机效率最低的保证值。

3.2电动机⽬标能效限定值t arget minimum allowable values of energy efficiency for motors在本标准实施⼀定年限后．允许电动机的最低效率，该值实施后将替代电动机能效限定值。

3.3电动机节能评价值evaluating values of energy conservation for motors 在标准规定测试条件下，满⾜节能认证要求的电动机效率应达到的最低保证值。

低于ie3能效限定值的三相异步电动机低于IE3能效限定值的三相异步电动机是指在工作状态下，其能效低于IE3标准要求的电动机。

IE3（国际高效节能电机）能效标准是指在额定工作条件下，电机的能效要求达到一定水平，以减少能源消耗和排放，提高电动机的整体能效。

目前，能效等级主要有IE1（高能耗）、IE2（中等能耗）和IE3（低能耗）。

低于IE3能效限定值的电动机通常属于IE1和IE2等级。

低于IE3能效限定值的电动机存在一些问题和局限性。

首先，它们能效较低，能源利用率不高，导致能源浪费。

其次，这些电动机的损耗相对来说较大，电机工作效率不高，会产生较多的热量和噪音。

此外，这些电动机的使用寿命相对较短，需经常进行维护和更换，增加了维护成本和电机的总体使用成本。

同时，这些电动机所产生的热量和噪音也会对周围环境和人体健康产生一定的影响。

然而，低于IE3能效限定值的电动机在一些特定的应用场景下仍然具有一定的价值和应用空间。

例如，对于一些不连续运行、小型设备和较低负载要求的设备，采用低于IE3能效限定值的电动机可以在成本上具有一定的优势。

此外，对于一些散热要求较高的设备，低效电动机由于产生的热量较多，反而可以起到散热的作用。

然而，随着能效标准的提高和对能源节约和环保的要求不断增加，低于IE3能效限定值的电动机的市场需求逐渐减少。

越来越多的行业和企业开始重视节能减排和使用高效能源设备的重要性，逐步淘汰低效电机，转向使用能效更高的IE3及以上等级的电动机。

同时，也有国家和地方政府对于低效电机的使用进行了严格的限制和监管，以促进能源节约和环保。

因此，综合来看，低于IE3能效限定值的三相异步电动机在当前市场环境下正逐渐被市场淘汰，取而代之的是能效更高的IE3及以上等级的电动机，以满足节能减排的要求，提高能源利用效率，减少能源浪费，并促进可持续发展。

异步电动机改永磁同步电动机的节能分析摘要：永磁同步电机的工作原理与同步电机的工作原理相同，是一种常用的交流电动机。

笔者根据多年的工作经验，主要针对异步电动机改永磁同步电动机的节能问题进行分析和讨论。

关键词：异步电动机；电机控制；永磁同步电动机；节能；近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用。

与传统的电励磁同步电机相比，永磁同步电机,特别是稀土永磁同步电机具有损耗少、效率高、节电效果明显的优点。

永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度，因而它是近几年研究较多并在各个领域中应用越来越广泛的一种电动机。

在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。

永磁同步电动机与普通异步电机相比，具有如下优势： 1、其在整个调速范围内的平均效率高。

2.可满足高启动转矩的要求，例如使起倍1.8倍上升到2.5倍，甚至更大。

3.对电网运行的影响，在永磁电机转子中无感应电流励班，电机的功率因数高，提高了电网的品质因数使电网中不再需安装补偿器。

4、体积小，重量轻，例如11kW的异步电机重最为220kg，而永磁电机仅为92kg，相当于异步电机重量的45.8%。

综上所述，从理论上讲，永磁同步电机效率比异步电动机高，从节约电能的角度来说相对也会更节能。

但是在实际的工业生成中，永磁电机和其他的电机不一样，不是简单地替换后就能达到节能效果的，一般来说有以下几个方面，决定着永磁同步电动机的节能效果。

一、永磁同步电动机是一级能效的电机，而普通的三项异步电动机是三级能效的，从理论上讲有5-10%的节能空间，在实际的使用过程中，永磁同步电动机的转速比三项异步电机要快，在相同的时间内，永磁同步电动机的产能会高，所以在计算节能效果时，不能简单地按时间来计算节能效果，而应该以时间的产能比来计算节能效果。