一

如何提高電機的效率？

有人問：高效率電機究竟有哪些門道，是否不止多用材料那么簡單？隨著能效等級的提升明顯感覺到客戶對電機的苛求越來越專業，尤其是高效節能方面。高效電機的確不只是多用材料那么簡單。在某種程度上，多用的材料可能恰恰是制約效率提升的主要因素。

能源環保壓力逼迫電機高效化升級能源危機、環保問題業已成為各行業正常運行的晴雨表，人們愈來愈關注能源的利用效率。盡管電機將電能轉化為機械能的效率已經很高，但Zui高效率的獲得永無止境。既要使電機與應用場合的合理匹配，又必須不斷地進行設計優化和技術創新，乃至實現高效→超高效→超超高效。
如何提高電機效率？研究電機效率，實質上是分析各類損耗的過程，搞清楚影響各類損耗的關鍵性因素。

●減小電流流過繞組時的損耗。提高電機效率的一種Zui直接的方法就是減小電樞繞組損耗。例如，通過增大槽面積，以便使用更多的銅來增大繞組的截面積進而減小其電阻，使電流流過繞組時的損耗降下來。
●鐵心損耗的控制。鐵心損耗與鐵心中磁通密度和頻率兩大因素有關。通常電源頻率是固定的，故而為減小鐵芯損耗，一般采用加長鐵芯的辦法。
●效率的提升與材料消耗緊密相關。為了達到所要求的能耗水平，用銅量、鐵心體積的增加不可避免。但損耗的降低并不總是與銅鐵的消耗量增加成正相關。當鐵心、線圈截面增大一定程度，損耗反而會增大，因為鐵心體積增大部分同樣會使鐵心、線圈損耗增大，若超過因電阻減小、鐵芯不飽和引起的減小量，效率反而降低。可能會存在這樣一個點，過了該點，增大鐵心體積時，損耗實際上反而會增大。類似地，對一定的磁通密度，通過使用更薄的疊片，就可以減小渦流損耗。


●技術創新提升效率。突破閉口槽轉子和鑄銅轉子等曾經的技術禁區，電機效率水平會獲得質的飛躍。
效率提升不是多用材料那么簡單
效率提升確實會以更多的有效材料消耗為代價，但正因銅線、鐵心等有效材料的存在，各類損耗不可避免，單位材料產生的損耗值與材料耗用總量的乘積在一定相對穩定的條件下總有一個Zui小值，實現Zui小值或優化設計的過程是傳統提高效率方法，如何改善相對穩定的條件或材質等級提升、突破傳統工藝技術瓶頸等則有賴于創新性技術。

二

電機效率低下的原因分析

定子銅損大
● 定子繞組電阻大：（1）導線電阻率大或線徑小、線徑不勻或并繞根數少；（2）接線錯誤或焊接不牢；（3）實際匝數比設計值多。
● 定子電流大：（1）其他損耗較大；（2）由于定子繞組不對稱使三相不平衡；（3）定轉子氣隙嚴重不均勻；（4）因匝數少于正常值，此時電阻將少于正常值；（5）繞組接線不正確。
轉子銅損大
● 轉子繞組（或導條）電阻大：（1）鋁（銅）的電阻率較大；（2）鑄鋁轉子導條或端環內有氣有氣孔或雜質，或因鑄造缺陷導致局部有瘦條問題；（3）定子槽不整齊（表現為槽口鋸齒），有錯片、反片，導致轉子槽的有效面積不足；（4）因為鑄鋁參數選擇不當導致鋁的組織疏松，直接導致電阻率增加；（5）材料不符合要求，比如普通鋁轉子使用了合金鋁；（6）用錯轉子等。
● 轉子電流大；（1）用錯轉子；（2）鑄鋁時用錯鋁，比如合金鋁轉子使用了普通鋁；（3）轉子鐵心疊壓不實，造成大面積的片間進鋁，導致轉子橫向電流過大。
雜散損耗大
● 定子繞組型式或節距選擇不當；● 定、轉子槽配合選擇不當；● 氣隙過小或嚴重不均勻；● 轉子導條與鐵心嚴重短路；● 定子繞組端部過長等。
鐵損大
● 硅鋼片質量較差或材料使用錯誤，比如600料錯用成800的這種降牌號使用；對于外購鐵芯的電機廠應特別關注該問題。
● 定子鐵心片間絕緣不好：（1）未進行絕緣處理或處理效果不好；（2）鐵心疊壓時壓力過大，使片間絕緣受到破壞；（3）車定子內膛或修銼鐵芯時，導致鐵心片與片短路（該問題在大多的鐵芯制造廠存在）。
● 鐵心片數不足，鐵重不夠：（1）碼片數量不足（缺片）；（2）疊壓壓力較小，未壓實，直接結果是鐵重不足；（3）沖片毛刺較大，鐵長符合時鐵重不能保證；（4）涂漆過厚，屬于硅鋼片的直接質量問題。
● 磁路過于飽和，此時空載電流與電壓的關系曲線彎曲得較嚴重。
● 空載雜散損耗較大，因試驗時它被包含在鐵損耗中，使鐵損耗顯得較大。
● 用火燒或通電加熱等方法拆出繞組時，造成鐵心過熱，使導磁性能下降和片間絕緣損壞。這問題主要出現在繞組故障后通過火燒的方法取出繞組的情形。
機械損耗大
● 軸承或軸承裝配質量不好，此時軸承將嚴重發熱或轉動不靈活。
● 外風扇用錯（如2極電機使用了4極的風扇）或扇葉角度有誤；按照常規設計，2P電機風扇相對較小，通過調整風扇方法降低損耗的方法非常有效，但前提是要保證電機的溫升性能。
● 機座和兩端蓋軸承室不同軸；
● 軸承室直徑小，使軸承外圈受壓變形，造成軸承磨擦損耗加大；該情況還同時可能導致軸承過熱失效。
● 軸承室內加的潤滑脂過多或油脂質量不好。該問題在高壓電機上表現明顯。
● 定轉子相擦，也就是我們所說的掃膛，定轉子虛擦時，不至于直接導致電機不轉，但電機損耗增加明顯。
● 轉子軸向尺寸不正確，造成兩端頂死，使轉動不靈活。
● 油封或甩水環等部件安裝不正或變形，產生較大的摩擦阻力。
● 帶風扇電機，風扇與關聯件相擦致轉動不暢。





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