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影响电机系统运行效率因素的分析

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摘要：近年来，电动机广泛应用于工业、商业、农业、公用设施和家用电气等领域，用于拖动风机、泵、压缩机等各种设备。电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷，其用电量在各个国家的总用电量中均占有相当大的比重。

关键词：电机系统；运行效率；影响因素

引言

电机系统包括电动机、被拖动装置、传动系统、控制(调速)系统以及管网负荷等，是一个涉及多学科、多专业、多领域的复杂系统，亦可称为广义的电机系统。电机系统通过电动机将电能转化为机械能，再通过被拖动装置(如风机、水泵、压缩机、机床、传送带等)做功，实现所需的各种功能。电动机吸收电能，通过输出机械转矩来驱动各种负载机械，将机械能用于各种物件加工或各种介质输送。从能量传递过程来看，电机系统包括了电源、线路、电设备和电力变换器、电动机、连接部件、负载机械、调节器以及物件加工或介质输送等部分。

1影响电机系统运行效率因素的分析

由于受历史多方面原因的制约，我国在电机运行效率方面的研究起步较晚，较发达国家差距还比较大。随着改革开放步伐的不断推进，我国电机制造行业也得到了全面高速发展，据不完全统计，我国现有具有一定生产规模的大中小型电机生产厂家大约有300家，其所生产的电机系列大约有350个，1600个品种。虽然我国在电机制造能力和制造水平方面有了全面的提高，但由于我国电机制造过程中所采用的一些核心技术依然是国外先进国家的，在很多方面不满足我国基本国情。而且在技术实时更新方面较发达国家有一定距离，特别是在电机控制系统综合运行效率方面还有非常大的节能降耗潜力和控制技术更新升级空间。

2电机系统运行效率控制措施

2.1系统改造

若在对系统进行分析时发现系统因结构不合理、设备不配套、调节方式不恰当等而导致系统低效率运行时，则需要对其进行系统改造。系统改造的目的在于如何使总的输入能量尽量降低，输出能量尽量提高，以及尽可能多地回收能量，而较少考虑单台设备本身的效率。如改变工艺流程结构、选择合适的调节方法、减少调节损失;改变操作条件、确定最佳运行参数、使设备发挥最大效能;调整系统结构和设备的组合方式、合理配套，降低不必要的能耗等。对于一个具体的电机系统节能改造项目，可能有多个节能技术方案可供选择。需要强调指出的是，节能改造技术方案的最终确定，不可简单地根据各可选方案的节能效果来决断，也不可因片面追求节能效果，而不考虑经济收益、产品产量和质量及工作环境等情况。应该根据有关经济原则，综合考虑产品的产量和质量、环境条件、技术的复杂程度和可靠性等多种因素，在此基础上对各方案进行技术经济综合评估，并确定最终的、最佳的节能改造技术方案。

2.2增强变频电机系统效率

首先，要结合变频电机资源的技术推广要求，对具体的变频控制技术进行全面的分析处置，保证变频技术的使用需要可以适应电动机的转速控制要求，以便具体的变频电机使用需求可以适应电动机的频率控制特点，保证全部的技术因素都可以在系统效率得到精准判断的情况下投入应用。除此之外，要结合电动机装置的离心泵调整方案，对具体的变频电机应用特性加以分析，保证电力资源基础性供应情况下的系统效率调控需求能够与系统的运作能力实现统一，保证具体的电机使用效率因素能够在电动机外部转速得到合理控制的情况下适应电机系统的操作管理需求。要结合变频电机装置的最高频率控制需要，对电力能源的排量特点进行完整的研究，并且保证能源的供给能力可以和机组的使用需求相匹配，保证启动性质的技术可以在电压得到精准控制的前提下适应性能控制体系的操作要求，并且保证电力供给方案可以在变频电机寿命得到合理控制的情况下实现技术的更好应用。另外，要结合软启动技术的应用流程，对变频电机系统的寿命控制体系加以完善，保证变频电机可以适应效率调节的需要，避免受到变频速度调整的不利影响。

2.3能效检测分析、管理控制系统的研究

为保证节能减排装置运行的综合最佳效果，开发了能效检测分析、管理控制系统，根据能效检测装置的实时监测数据，以及建立的节能减排装置数学模型，形成节能减排解决方案计算专家库，并采用全寿命周期成本分析法，选择全寿命周期成本最低的节能方案及产品;计算各装置和整个系统的能效情况，根据模拟运行结果，以整个微网或局域综合能效最高为目标进行节能装置运行综合管理控制;对于多能源输入系统，软件能根据能源的折算排碳量和能源的最大供应量，实现最低折算排碳量调度管理控制。

2.4降低电机运行中的摩擦损耗

大容量、高参数、结构紧凑等复杂电机研究是我国电机发展的主要方向。电机内部结构空间变得越小，这就对各机械功能单元的综合特性要求越来越高。在运行过程中，其内部轴承与相关密封件间必然会产生一定的旋转摩擦和滑动摩擦，从而形