2 电机节能技术
2．1正确选型
按节能的需要，宜优先选用高效电机，且必须减小所选电机的浮装容量，杜绝“大马拉小车”的不良现象，使电机负载率始终保持在80％以上。如我国自行设计的Y、Yx系列异步电机效率比老JO系列电机效率高。通常情况下，普通电机的损耗为输入功率的6％~25％，平均损耗折算后为13％，Y系列异步电机比JO系列电机的效率高出1％，而YX电机的平均效率比Y电机又高出3％。为了降低铜、铁损耗，必须采用损耗低、导磁性较好的磁性材料，同时还要改进设计结构及制造工艺来降低杂散损耗。虽然这使得高效电机的制造成本相应增加20％～30％。但对于长期连续运行且负载率较高的工况采用高效电机是合算的。电机选型时除了．上述原则外，还需考虑以下几点因素：因转子效率的差异，鼠笼型电机较绕线型电机宜优先选择；因功率因数的差异，高速电机较低速电机宜优先选择；因电压等级差异，当负载较大时，高压电机较低压电机宜优先选择。
2．2提高功率因数
由以上分析可知，异步电动机的功率因数随负载而变化，额定负载时功率因数较高，轻载时功率因数较低，一般在0．2～0．85之间。异步电机在运行过程中会在电网中吸取大量的感性无功功率，使电网中的功率因数被恶化，系统运行效率下降。可以采取无功补偿的方法予以调整。异步电动机的无功补偿，是指在保证电动机正常工作的前提下，通过补偿提高用电线路的功率因数，同时减少供电线路和变压器的损耗。无功补偿方法有：
(1)并联电容器。通常是在电动机的出线端并接电容器。接线方式如图3，无功补偿原理如图4所示。在未进行电容补偿前，线电流，1滞后电压的电角度为西l，进行补偿后(即接入电容器后)，电容器支路电流为，。中，线电流滞后电压的电角度为函2。可见，在异步电动机的出线端并上适量的电容可以提高线路的功率因数。因为电机的端电压未变，不影响电动机的正常工作，而且电容器本身消耗的功率很小，可忽略不计。
(2)对大容量的绕线式异步电机可使其按同步方式运行。
(3)安装功率因数静补装置，该装置
主要由交流滤波装置及容量可无级连续调节的感性无功设备组成，可进行滞相运行。电网的功率因数提高后，在保证有功功率恒定的前提下，使系统的视在电流有所减小，降低了供电系统的损耗，从而有效的实现了节能。
2．3调速节能
2．3．1串级调速节能
如图5所示，串级调速是将异步电机运行时转子线圈中的感应电势，岛通过滑环装置引出，经三相整流桥变为直流，再由三相全控桥将其逆变为50Hz或60Hz的交流电流，通过变压器将转差功率返回电源。这样就可以通过调节逆变桥的晶闸管触发角来调节电机的转速，同时，还可以确保转差功率s尸。m被电网再利用，对大容量的异步电机，有利于其在低速状态下节约大量的电能。
2．3．2变压调速节能
当异步电机轻载时，降低其外在的电源电压，可以实现节能。若异步电机正常运行，且不计空载转矩，则电磁转矩兀必定等于负载转矩孔。电源电压下调后，主磁通西。减小，此时电机力矩变小，转速下降，虽然使转子电流，2有所增加，但在电机轻载时，转子电流，2的增幅减小。由电磁理论可知：定子电流，l=k+』2，其中，，m是电机磁化电流，f。随着函。的减小而减小。在一定的负载下，只要满足』。的减幅起主导作用，此时，2和，。的矢量和减小，即定子电流，1减小，定子铜损尸c。L=3，12r1随之减少，电机效率上升。
在实际应用中，对△接法的异步电机，当负载率低于50％以下时可以改为Y形接法，如图6所示，此时，电机的相电压为原来的1／订，具有较好的节能效果。随着现代电力电子技术的发展，异步电机高效节能器(或称软起动器)应用日益广泛，它是移相控制原理同自动控制理论相结合的产物。如图7所示，由串接于电源与被控电机间的三相反并晶闸管VT及其控制回路组成，通过改变晶闸管导通角的大小，来控制主回路的电流值。经验表明：负载率在35％以下时，软起动器节能性能显著。
2．4变频调速节能
许多生产企业离不开风机、水泵这类没备，这些风机、水泵多是根据满负荷工作量来选型，
门=6Q厂(1一s)仞
式中：胛一电机转速；
广一电源频率；
s一转差率；
p一电机极对数。
只要改变电源频率僦可调节电动机的转速甩。大型变频装置可在效率基本不变的情况下，通过改变驱动电源的电压和频率，平滑地调节电机转速，根据输出量的要求改变输出功率。对于风机、水泵类负载，根据流体力学原理，风量(流量)Q与转速胛的一次方成正比，风压(流体压力)鹏转速n的二次方成正比，轴功率P与转速刀的三次方成正比。即Q=Kl刀，仔=砭门2，P=K3玎3。对风机来说，当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。如所需风量下降为80％，则转速也下降为额定转速的80％，而轴功率降为51％。如图9所示，当风量需从Ql减少到Q2时，如采用调节风门方法，管网阻力增加，系统工况点由A变到新的工况点B运行，轴功率P2与面积口飓×占Q2成正比；如果采用调速控制方式，风机转速由疗l降到胛2，风压大幅度降低到H3，功率P3相当于面积C日3×CQ2显著减少，节省的功率损耗△尸=△Ⅳ×DQ2与面积成正比，泵类负载也类似。
通过实践统计，风机水泵类调速控制可节能30％左右。所以，当异步电动机应用于风机、水泵、牵引及拖动等负载变化时，若采用变频调速来调节电动机功率，则可以节约很多电能。而传统的调节方法是改变电动机的通电时间所占比例(占空比)，那样电动机就会频繁地制动和起动，从而消耗和浪费的很大能量。
2．5结构改进
2．5．1更换磁性槽楔
磁性槽楔是能够导磁的槽楔，即在制造普通槽楔的材料中加入导磁材料，经过热压、固化后形成的。试验证明，开口槽采用磁性槽楔比半开口槽节电效果好，而半开口槽又比半闭口槽节电效果好。如果能将普通绝缘槽楔更换成磁性槽楔，对改善电动机的特性和节电有一定效果。改用磁性槽楔后，能使气隙磁密分布趋于均匀，降低齿谐波的影响，降低脉振损耗和表面损耗，并使有效气隙长度缩短，所以能够改善电机气隙磁势波形，减少空载电流，改善功率因数，降低电机铁耗，降低温升，提高电机效率，并减少电磁噪声和振动，延长电机使用寿命等。目前，常用的磁性槽楔有代号撑349的铁粉层压板磁性楔和模压磁性楔。模压磁性楔由还原铁粉按一定比例与环氧树脂混合，加入少量酚醛玻璃纤维作补强材料，经热压制成。因此，具有较高的机械强度、电解性能、耐热性能和磁性能。采用模压成型的磁楔与群349磁性铁粉层压板相比，它的精度较高，打入槽内有一定的紧度，加工方便。
2．5．2采用新的绝缘材料增大导线截面积
对于沥青云母带浸胶绝缘的高压电动机，在定子线圈大修时可采用环氧玻璃粉云母带(B级
