浅析电动机效率低下的成因及应对措施

2021-06-25杜钢

中国设备工程 2021年11期

杜钢

（金华市计量质量科学研究院,浙江金华 321016）

在现代化社会发展中，许多领域都广泛地应用着电动机，大到航天领域，小到人们的日常生活。然而，在对电动机进行具体应用时，因会受到很多外界因素影响，亦或是电动机自身的因素所致，很多时候在具体应用中会导致电动机出现效率低下的问题，所以，要想这样的状况有所改变，则需要深入分析效率低下的原因，且在分析中需要应用切实可行的举措，从而充分保证电动机应用效率的提高。

1 三相异步电动机的基本工作原理

定子、转子、其他附属构件共同构成了三相异步电动机（如图1）。三相异步电动机工作原理：异步电机定子组同三相电源接通后，定子组将产生三相对称电流，然后，可在气体间隙中形成n1转速基波磁场，而n1=60fl/p。基波磁场切割转子时，则感应电动势会在转子绕组回路中产生，同时，出现相应的感应电流。气体间隙内磁场于感应电流发生作用时，则形成了电磁转矩，三相异步电动机通过此电磁转矩驱动转子转动的，如图2，三相异步电动机带动负载转动，切实实现对能量的转换、利用。

图1 三相异步电动机结构简图

图2 三相异步电动机工作原理

2 针对可变性机械负载

很多设备在生产中都存在着不均匀负载的状况，随着时间变化，负载通常会有满载或轻载亦或空载及间断运行情况。若运行了交流电动机恒速传动方案，则就降低了运行效率，进而导致能源大量的浪费；若按照负载转速变化要求，通过对电动机工作电源频率的改变，实现电机运行转速的改变，从而在转速不同的状况下都有很高的运行效率。一方面使电能消耗降低；另一方面，也可在启动时，对电机和负载设备进行保护，以防止受到瞬时启动的冲击进而影响电网，以提升设备的精准度。变频调速是通过改变输入交流电机的电源频率，继而对交流电动机转速进行调节。部分变频装置可以在效率基本不发生改变的状况下，通过改变驱动电源的电压和频率平滑地对电机转速进行调节，并按照输出量的要求改变输出功率。

通过相关实践表明，变频技术应用于交流电机驱动控制领域，可进一步有效地提升效率，总体上达到了节能的目的。关键设备是变频电源由变频器提供，变频器分为两大类，即交-直-交变频器及交-交变频器。

现如今，基本都应用的是前者，它在调速中不会出现损耗，调速，适用范围广，性能佳，精度高，然而，成本也非常高，且也不易于维护检修。日常中常用的变频器主要有西门子与三菱等。

3 电动机效率低下原因

3.1 设备老化引发的效率低下

在应用电动机时，效率低下的一个原因就是，因实际应用电动机时，设备会出现老化状况出现情况，且避免不可设备老化现象，但在具体应用中电动机也能有效发挥关键的带动效果。因此，在这样的情况下，将会使得电动机持续老化情况将出现，进而会使得电动机应用效率低下，且下降程度也在持续加剧，长此以往，最终导致设备应用性能出现严重的耗损，严重时还会使整体的生产效率受到影响，为此，在应用电动机时需要有效重视并更好地管理好电动机的老化情况。

3.2 电源电压同电机应用的不符

在具体应用电动机时，通常对电压电源有十分严格的要求，通常状况下，电动机应用的电源电压主要有两类，一个是220V的单相电压，另一个是380V的三相电压。此两类电压在实际应用中，均有不同的应用条件，在应用电机时，若电机的电源电压应用规格无法进行明确，则会对电动机发生电压不符状况。若所选用的电压超过了电动机的电压承受力，则将导致电动机发生电阻损毁的情况，反之，若选用的电压比电动机运行的电压要求低，则将导致电动机工作效率低的状况，这在很大程度上会影响电动机的应用效果。

3.3 维护管理措施处理不合理

对于电动机而言，维护管理其管理运行中十分重要的一项工作内容。然而，在管理电动机时，若未有效处理好维护工作，则将导致整体电动机工作发生低效率运行的状况。因应用电动机时，需对设备运行进行及时维护，通过这样的方式确保设备正常运行，但因缺乏维护管理措施，所以，导致电动机运行过程中也会有损坏的状况发生，长此以往，会降低电动机工作效率。为此，在实际应用电动机时，要想最大程度确保电动机可以正常运行，则应对电动机运行中的维护管理举措进行深入分析，从而最大程度保证不会影响到电动机的运行效率。

3.4 电机自身负载率低

电动机应用中，基于自身负载，设备应用也会有效率低下状况出现，在电机的工作中，如果所选设备没有充分考虑实际设备的具体应用性能，会导致设备在整体应用中出现问题，进而使设备效率降低的情况。通过分析电动机功率残余量，在具体应用中，若功率没有较高的转化率，则导致设备发生效率低下问题，一般来说，电动机设备效率转换率应高于75%，若低于此值，会降低电机功率。

4 提升电动机效率的措施

4.1 老旧电机设备应及时更换

在实际应用电动机时，因设备不可避免会出现老旧状况，从而导致效率严重低下的状况，所以，要想将电动机工作效率进行改变，为充分保证电动机性能的应用可充分满足基本的生产需要，则需要专门分析电动机特殊性。此外，在具体应用电动机设备时，需要及时更新处理设备，避免依旧应用老旧设备，从而使设备应用效率降低，进而会使生产管理成本投入增加。

生产企业也需要注重电动机更新换代处理，企业发展中需对电机设备运行情况进行及时检查，对影响电机设备使用性能的因素进行分析，若无影响，则需及时应用适当的应对防护举措，亦或是及时更换新型电动机设备。

4.2 严格控制电机应用电压

对电动机效率低的原因分析时，我们发现，电动机的应用效率会受到电源电压的影响，所以，在这样的情况下，需要及时分析电动机设备应用电压，从而充分确保电动机应用电压能够满足对应的电压管理应用需要。如380V三相电源对应的电动机应区分清楚，以保证在实际管理中能及时处理电源电压。

电源电压与电机管理同步发展，通过网管实现电机电压的独立控制，此方式既能有效保证电源电压可以安全应用，进而实现电动机工作效率的有效提高。

4.3 应用科学的维护管理措施

维护管理措施在电动机安全性应用管理中非常重要，整个电动机应用中扮演着关键性的角色。要想更好地提高电动机的应用效率，则需要强化电动机的运行管理维护，通过维修管理措施的有效应用，及时消除电机运行中的影响因素，结合影响因素，应用行之有效的维修管理措施。有效落实维护管理措施，以实现对电动机更好的管理，这样可以充分发挥其维修管理职能。

如电动机日常维护管理中，要对电动机管理应用效率进行有效分析，以此可排除电动机应用中的影响因素，且可根据电动机具体应用状况，应用行之有效的应对举措，从而保证电动机的安全应用，与此同时，也能提高电动机应用效率，以达到提高企业发展管理效率提升的目的。

4.4 提升电机自身的负载能力

电动机自身负载能力会影响应用效率的提升，为此，在具体应用中，应有效分析设备应用的负载能力，这样，电机的管理和应用才能发挥其应有的效能。

如在应用电动机设备时，则需要及时分析设备的性能，通过深入分析，选择了合理的电机功率性能、电压指标和负载能力，通常，所选的负载效率需要超过75%，以此确保电动机在具体应用中可以充分发挥出电机效能，并提升电机效率。但在提高电机负载能力的同时，需要注意电机应用兼容性的分析，以保证电机的应用，可将电动机的应用效率充分发挥出来。