徐国毅

摘要：当今社会面临的一大问题就是能源短缺，随着科学技术的不断进步，人类对能源的依赖程度也越来越高。能源问题已经成为当今世界困扰每一个国家发展的重大问题。我国属于人口大国，对能源的需求十分庞大。本文首先从异步电动机节能技术的研究现状说起，并阐述了关于异步电动机节能技术的主要方法以及基本原理，并以节能为目标，进行了异步电动机节能模块的设计，旨在于提高我国异步电动机的节能水平。

关键词：研究现状 基本原理 节能技术

随着社会的迅速发展，人们对能源的需求日益加大，能源问题已经成为世界上公认的首要问题。我国是人口大国，对能源的需求较大，加之人们能源节约意识较为薄弱，使我国面临的能源问题更加严峻。交流异步电动机在社会工各个方面发挥着不可替代的作用，例如农业生产、交通运输、工业生产等，这不仅是由于异步电动机结构简单，价格低廉以及可靠耐用的特点，更是由于异步电动机在恶劣的条件下依旧能够保持良好的工作性能。尽管异步电动机在社会生产中发挥了巨大的作用，但是存在着严重的能源浪费问题。因此，如何提高异步电动机的工作效率，降低其能源浪费，已经成为当前我国迫切需要解决的问题。

一、术的研究现状

异步电动机之所以存在如此大的能源消耗是由于实际使用中的异步电动机都是按照预先设定的负载量进行工作。实际使用中为了使异步电动机保持较高的安全余量，人们往往会选择较大容量的电动机，由于电动机的功率选择较大，使得在使用过程中异步电动机始终处于轻载甚至是空载的状态，这种情况在农业生产中更为常见。由于较低的负荷，电动机的功率因数很低，电动机的工作效率就会很低，这直接造成了大量的电能浪费。

为了解决异步电动机电能浪费的问题，美国从六七十年代就开始了关于异步电动机节能技术的研究，例如通过功率因数控制器进行节能，通过变频节能技术进行研究等都取得了较好的效果。

我国是能源消耗大国，加之异步电动机在我国使用广泛，导致了大量能源的消耗，因此，进行异步电动机的节能技术研究对我国解决能源短缺问题将会有巨大的益处。在进行研究时，必须要结合我国的国情，开发出适用、高效、节能的设备，为国家节约能源。

二、电动机技能技术方法分析

1.电动机本身的节能设计。异步电动机浪费能源的一大原因在于异步电动机經常处于轻载甚至是空载的状态，这是由于为了保持较高的安全余量，技术人员往往选择了大容量的电动机造成的。优化电机自身节能达到节能的目的就是通过改进异步电动机内部的电机，提高电机的效率。通常采用以下的措施来建造节能型电机。首先可以从电机的材料以及工艺方面下手，可以采用的方法有采用更加适宜的定转子槽数、正弦绕组、风扇参数等，这些操作可以降低电机的损耗。除此以外，还可以通过降低磁损耗、换用优质钢片等方式，这些方式都有助于减少电机的损耗。

2.频手段达到节能目的。在异步电动机内部添加变频装置，通过变频装置可以使得异步电动机在保持工作效率稳定的情况下，通过改变电源的输出电压以及输出频率，从而调节电动机的转速，这样就可以依据电动机输出量的要求改变输出功率，从而避免了能源的浪费。这种节能技术最大的优点在于能够快速的适应异步电动机负载的变化，保持最佳的工作效率，持续保持节能状态。

3.段进行节能。异步电动机中能量的损耗是由于输入的实际电功率大于输出的机械功率造成的，三相异步电动机的能量损耗主要是由于钢以及铜对能量的损耗，这部分损失的能量占据了较大的比重。只有通过尽量减少能量损耗才能够提高异步电动机的工作效率。铁以及铜这部分对能量的损耗与这部分通过的电流的平方成正比，当异步电动机处于轻载状态时。可以适当地降低输入端的电压，从而降低电流，也就降低了铁铜部分的能量消耗。这样就可以提高异步电动机的工作效率。

三、节能模块设计分析

异步电动机作为一个整体的结构，内部涵盖了众多的模块，例如三相交流调压模块、数字平均值滤过模块、电压控制模块等，各个模块所承担的任务不同，例如，三相交流调压模块主要是用于调节异步电动机电压，数字平均值过滤模块主要是用于抑制电机定子电流信号的在线监测，低通滤波模块用于滤除电流信号，可以增强节能系统整体的性能稳定。

1.交流调压模块。交流调压电路主要有相控式以及斩波式两种类型调压电路。相控式调压电路就是将电路接在三相交流电源上，三相交流调压器与无中线星形链接，负载与另外一相进行链接，构成一个完整的电流回路，这就需要借助于两个晶闸管导通，这样负载中才会有电流经过这种类型的调压线路比较灵活且设备简单，在实际应用中收到了欢迎。

2.因数检测模块。三相交流电源异步电动机主要产生两种电功率，一种是有功功率，另一种就是无功功率。有功功率就是指转化为机械能或者热能的功率，无功功率就是指电动机工作中被消耗的能量，主要发挥与磁场和内部电场交换的作用。在进行功率因数模块设计时，用电压与电流相位差的余弦值来表示功率因数，功率因数较低说明无功功率较高，电流较高，能量损失就会比较高。

3.波器模块。低通滤波技术主要是用于消除高频波的干扰，使获得的电机定子电流以及电压信号能够更加准确，作为一种对信号具有处理作用的元器，低通滤波技术很好的保障了信号尽量无衰减的通过，在异步电动机中发挥着巨大的作用。

四、总结

目前，资源危机已经成为人类不得不面对的事实，为了缓解我国的能源危机，不仅要从树立民众的节能意识做起，更需要加大科研力量，研制出高效、节能的产品应用到各个领域，从根本上解决能源浪费的问题。异步电动机属于一个较为复杂的系统，对异步电动机内部进行节能控制十分复杂，因此，还需要更加深入的研究，从而生产出更为节能的产品。