浅析三相异步电动机的功率及提高效率的途径
三相异步电动机功率设置及使用诸问题的若干措施
三相异步电动机功率设置及使用诸问题的若干措施摘要：三相异步电动机功率设置及使用诸问题的若干措施，主要是通过合理选择电机容量和正确选用起动方式来实现。
这不仅关系到企业节能工作能否取得预期效果，而且还影响着产品在市场上的竞争能力。
特别是当前电力紧缺、价格不断上涨等客观条件下，如何使企业既能获得较大经济效益，又不降低产品质量，已成为一个十分迫切的任务。
如果能耗指标达不到标准，将造成重大经济损失，甚至危及安全生产。
因此，对电机进行准确计算，并根据不同情况采取必要的技术经济措施，以确保企业节能降耗目标的实现就显得尤为重要了。
对于提高电动机效率具有重要意义，而要达到这个目的则必须从实际出发，综合考虑各种因素。
关键词：三相异步；电动机功率；措施引言三相异步电动机功率设置及使用诸问题的若干措施，是在大量实践基础上归纳出来的一种行之有效的节能方法，即采用变频调速技术来调节三相异步电动机的定转子电流，使之能适应负载变化。
变频调速器是利用电力电子器件将交流电变成直流电，再通过变压整流后供给用电设备（如水泵），从而改变其转速或转矩的装置。
由于这种装置具有体积小，重量轻，损耗小，可靠性高，安装调试方便等特点。
因此在生产实际中得到广泛的应用，一般节电可达50%以上，经济效益十分明显，广泛应用于各行各业。
这不仅能有效地改善电动机运行性能，而且还可以节约能耗和设备投资。
它可使电动机在最合理状态下工作，从而减少电能损失，降低单位产品电耗。
1 三相异步电动机的功率设置1.1 电压值电动机名牌上的电压值就是指电动机额定运行时定子绕组的线路电压值。
一般的情况之下，电机电压不应高于或者低于额定值的5%。
当电压高于额定值的时候，磁通量增加，导致了励磁电流增加。
不仅铁损大大增加，而且铁芯会发热，导致过热。
当电压低于额定值的时候，速度下降，电流增加，当电流超过满负荷时的额定值时绕组过热，当工作电压低于额定电压的时候，与电压平方成比例的最大转矩显著下降。
如何提高异步电机的功率密度和能源利用效率
如何提高异步电机的功率密度和能源利用效率在当今的工业和日常生活中，异步电机被广泛应用于各种领域，从大型的工业设备到家用电器，都能看到它的身影。
然而，随着能源问题的日益严峻和对设备性能要求的不断提高，如何提高异步电机的功率密度和能源利用效率成为了一个重要的研究课题。
要提高异步电机的功率密度和能源利用效率，首先得从电机的设计入手。
电机的设计参数，如定子和转子的尺寸、槽数、绕组形式等，对电机的性能有着至关重要的影响。
合理地优化这些参数，可以有效地提高电机的功率密度。
比如说，增加定子和转子的铁芯长度，能够提高磁场的作用范围，从而增加电机的输出功率。
但这也并非无限制地增加就行，因为过长的铁芯会增加电机的重量和成本，还可能导致散热问题。
材料的选择也是关键因素之一。
采用高导磁率的铁芯材料，如优质的硅钢片，可以减少铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，提高电机的效率。
同时，使用高性能的绝缘材料，能够提高电机的耐温等级，允许电机在更高的温度下运行，从而提高功率密度。
对于绕组，选用高导电率的铜线或铝线，可以降低电阻损耗，提升能源利用效率。
电机的控制策略对于提高功率密度和能源利用效率同样不可或缺。
传统的恒压频比控制方法在一些应用场景中已经难以满足需求，而先进的矢量控制和直接转矩控制技术则能够更精确地控制电机的转速和转矩，实现更高的效率。
例如，在矢量控制中，通过对电机的磁场和转矩进行解耦控制，可以使电机在不同负载条件下都能保持较高的效率。
此外，智能控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，能够根据电机的运行状态实时调整控制参数，进一步优化电机的性能。
优化电机的散热系统也是提高功率密度和能源利用效率的重要途径。
良好的散热能够降低电机的工作温度，减少热损耗，提高电机的可靠性和使用寿命。
可以采用高效的散热风扇、散热片或者液体冷却技术来增强散热效果。
在设计散热系统时，需要充分考虑电机的结构特点和工作环境，确保散热的均匀性和有效性。
再者，降低电机的机械损耗也不能忽视。
三相异步电动机的效率和功率因数
三相异步电动机的效率和功率因数摘要：一、三相异步电动机的基本概念二、三相异步电动机的功率因数和效率的定义三、三相异步电动机的功率因数和效率的关系四、三相异步电动机的一般功率因数和效率的数值范围五、如何提高三相异步电动机的效率和功率因数正文：一、三相异步电动机的基本概念三相异步电动机是一种常用的交流电动机，其结构简单、运行可靠，广泛应用于工业生产和日常生活中。
三相异步电动机的工作原理是利用旋转磁场作用于电机定子，从而产生转矩，使电机转动。
二、三相异步电动机的功率因数和效率的定义功率因数是指电动机有功功率与视在功率之间的比值，是衡量电动机利用电能的有效程度。
效率是指电动机输出功率与输入功率之间的比值，是衡量电动机转换电能为机械能的效率。
三、三相异步电动机的功率因数和效率的关系三相异步电动机的功率因数和效率是相互矛盾的。
对于同一种电动机，效率高，则功率因数低。
反之，效率低则功率因数高。
这是因为在电动机运行过程中，有一部分电能会转化为热能，这部分能量损耗降低了电动机的效率，但同时提高了功率因数。
四、三相异步电动机的一般功率因数和效率的数值范围三相异步电动机的功率因数一般在0.8 左右，效率在56 至95.4 之间。
具体数值受到电动机的制造工艺、负载情况、运行时间等因素的影响。
五、如何提高三相异步电动机的效率和功率因数要提高三相异步电动机的效率和功率因数，可以采取以下措施：1.选择高效率的电动机：在购买电动机时，选择效率较高的产品，可以降低能源损耗，提高生产效益。
2.合理使用电动机：在运行电动机时，避免长时间空载或轻载运行，尽量使电动机在额定负载范围内工作，有利于提高效率。
3.改善电动机的运行环境：降低电动机的温度，减小线损，定期维护和保养，有利于提高电动机的效率和功率因数。
4.采用变频调速技术：通过调整电动机的运行频率，使其在低速运行时具有较高的效率，有利于提高整体运行效率。
浅析三相异步电动机的功率及提高效率的途径
浅析三相异步电动机的功率及提高效率的途径摘要：三相异步电动机在供水泵站有着较为广泛的应用，提高电机的效率可以使企业受到良好的经济效益。
1、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机是由固定不动的定子和绕轴旋转的转子两部分组成。
（1） 定子的结构:三相异步电动机的定子由机座、定子铁芯和定子绕组构成。
（2） 转子的构成：三相异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组和转子轴等部件组成。
（3） 三相异步电动机由轴承盖、接线盒、端盖、定子铁心、定子绕组、转轴、轴承、转子、风扇、罩壳组成。
2、三相异步电动机的工作原理定子绕组接上三相电源后，电动机便产生旋转磁场，所谓旋转磁场就是指电动机内定子和转子之间气隙的圆周上按正弦规律分布的，能够围绕着电动机在空间不断旋转的磁场。
转子与旋转磁场之间存在相对运动。
转子导条被旋转磁场的磁力线切割而产生感应电动势，它在转子绕组中感应出电流，两者相互作用产生电磁转矩，使转子转动起来。
从而将电能转化为转轴的机械能。
3、三相异步电动机的性能参数额定电压：是指电动机在额定运行时加在定子绕组上的线电压。
额定电流：是指电动机在定子绕组上加额定电压、轴端输出额定功率时，定子绕组中的线电流。
额定功率:是指电动机在额定运行情况时，由轴端输出的机械功率。
额定功率因数：是指电动机在额定负载时定子边的功率因数。
4、三相异步电动机的功率关系三相感应电动机以转速n 稳定运行时，从电源输入到定子边的有功功率为1P ,则11113P U I COS ϕ= ，1ϕ-定子边的功率因数，功率P 1的一部分消耗于定子绕组电阻R 1上，称为定子铜耗，用P CU1表示，即21113CU P I R =，另有一部分消耗于电机的铁芯中，称为电机的铁耗，用P Fe 表示，即2112Cu Fe Cu mec ad P P P P P P P =-----，扣除这两部分损耗之后，剩下的功率便是通过气隙旋转磁场，利用电磁感应作用传递到转子上的功率，称为电磁功率，用P M ，则电磁功率P M 与输入功率P1的关系为11M CU Fe P P P P =--。
三相异步电动机的七大调速方法
三相异步电动机的七大调速方法下面成都贝尔菲特科技发展有限公司小编为您介绍三相异步电动机的七大调速方式：首先来看三相异步电动机转速公式：n=60f/p(1-s)从公式中可以看出，改变供电频率f、电动机极对数p及转差率s均可太到改变转速目。
从调速本质来看，不同调速方式无非是改变交流电动机同步转速或不改变同步转两种。
生产机械中广泛使用不改变同步转速调速方法有绕线式电动机转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。
改变同步转速有改变定子极对数多速电动机，改变定子电压、频率变频调速有能无换向电动机调速等。
从调速时能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收调速方法（如串级调速等）。
有转差损耗调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗转子回路中；电磁离合器调速方法，能量损耗离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗液力偶合器油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，调速范围不大，能量损耗是很小。
一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目，特点如下：具有较硬机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获较高效率平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源频率，改变其同步转速调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。
其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。
「三相异步电动机节能的技术分析」
「三相异步电动机节能的技术分析」三相异步电动机是目前应用最广泛的电动机之一，其工作原理简单可靠，构造紧凑，维护方便，适用于各种工业领域。
然而，传统的三相异步电动机在运行中存在一定的能量损耗，这就需要通过一些技术手段来提高其节能性能。
本文将就三相异步电动机节能的一些技术进行分析。
首先，提高电动机的效率是节能的关键。
传统的三相异步电动机在负载不变时，效率并不是最高的，因此，通过提高电动机的综合效率来降低能量损耗是一种有效的节能方法。
为了提高电动机的效率，可以采用以下几种措施：1.降低电动机的功率损耗：电动机在运行中会产生一定的铜损耗和铁损耗。
通过改进电动机的绕组材料和设计结构，降低铜损耗和铁损耗，可以有效提高电动机的效率。
2.优化电动机的磁路设计：优化电动机的磁路设计可以减小铁磁材料的损耗，提高磁路的传导能力，从而降低电动机的能量损耗。
3.提高电动机的绝缘性能：电动机在工作时会产生一定的激励电磁能量，如果电机的绝缘性能不好，就会导致能量的泄漏和损耗。
因此，提高电动机的绝缘性能可以有效降低电机的能量损耗。
其次，控制电动机的运行也是节能的一种方法。
通过合理控制电动机的运行参数，可以降低电动机的能量消耗，延长电动机的使用寿命。
以下是几种常见的控制方法：1.软起动：软起动是指通过逐渐增大电动机的起动电压和起动电流，以减小电动机的起动冲击，从而降低能量损耗。
2.变频控制：通过变频器对电动机的供电频率进行调节，可以实现电动机的转速调节和节能控制。
当负载较小时，可以降低电动机的供电频率，达到节能的目的。
3.负载调整：根据电动机所需的负载情况，合理调整负载的大小，避免电动机长时间在过载或者低负载状态下运行，从而降低能量损耗。
最后，改善电动机的运行环境也能够提高电动机的节能性能。
以下是几种常见的改善运行环境的方法：1.降低环境温度：电动机在高温环境下工作，会导致电动机内部温度升高，增加电动机的能量损耗。
因此，保持电动机周围的环境温度恒定，并采取散热措施，可以有效降低电动机的能量损耗。
三相异步电动机的效率和功率因数
三相异步电动机的效率和功率因数摘要：一、三相异步电动机效率和功率因数的定义及关系二、三相异步电动机的功率因数和效率的一般值三、影响三相异步电动机效率和功率因数的主要因素四、如何提高三相异步电动机的效率和功率因数正文：三相异步电动机的效率和功率因数是衡量电动机性能的重要指标，它们分别反映了电动机的能量转换效率和电网的有功功率与视在功率之间的比例关系。
一、三相异步电动机效率和功率因数的定义及关系电动机的效率是指输出功率与输入功率之比，通常用η表示。
效率越高，说明电动机的有用功率越大，能量转换损失越小。
电动机的功率因数是指有功功率与视在功率之比，通常用cosφ表示。
功率因数越高，说明电动机吸收的无功功率越少，对电网的影响越小。
二、三相异步电动机的功率因数和效率的一般值根据参考资料，三相异步电动机的功率因数一般在0.8 左右，效率还没有明确的值。
不过，我们可以根据电动机的额定功率、电压、电流等参数计算出其效率。
三、影响三相异步电动机效率和功率因数的主要因素电动机的效率和功率因数主要受以下因素影响：1.负载：负载越大，电动机的效率越高，但功率因数会降低。
2.电压：电压波动会影响电动机的效率和功率因数。
3.电动机本身的设计和制造质量：如线圈电阻、铁芯损耗、机械损耗等因素。
四、如何提高三相异步电动机的效率和功率因数1.选择合适的电动机型号，根据负载和电网条件选择高效率、高功率因数的电动机。
2.合理调整负载，避免过载或空载运行，保持电动机在高效区工作。
3.优化电网电压，保证电压稳定，降低电压波动对电动机效率和功率因数的影响。
4.加强电动机的维护保养，及时更换损坏的部件，降低损耗。
三相异步电动机效率低的原因及改进方法
率感性负荷应采取必要的补偿。 对于过大的单相负 载, 如单相电焊机、 单相加热器、 单相空调等设备的 投入使用, 应合理安排, 尽量保持三相负荷平衡, 保 证电源质量。 3. 3 抑制和消除综合高次谐波, 可以将电网的畸变 控制在国家规定范围内。 概括而言, 抑制高次谐波的 措施有以下几种: 系统隔离方式、 增加整流相数、 移 相、 滤波器装置。 简单介绍如下: ( 1) 增加系统短路容量 使系统短路容量远大于整流设备容量。 由于系 统 短 路 容 量 大, 系 统 电 抗 小, 所 以 系 统 电 压 畸 变 就小。 ( 2) 减少谐波源 采用多脉波换流器, 以增加脉波数, 可以大幅度 地消除低次谐波, 一般采用脉波数为 12。 少用未控 桥式接线, 因为这种接线所产生的谐波中含有不易 处理的偶次谐波。 受电变压器的一次和整流变压器的二次分别采 取△联结方式, 可消除 3、 6、 9 次谐波。 ( 3) 提高脉冲数 采用变压器相位移, 如三绕组变压器, 通过二次 绕组相位移 30° 角后, 由两个格雷茨桥串联组成的 换流器单元, 脉冲数提高为 12。 ( 4) 装设滤波器 滤波器安装在非线性负载侧的母线上。 如专门 的滤波装置 L - C - R 串联滤波器、 兼做无功补偿的 滤波装置 L - C 滤波器等。
Prel i m inary D iscuss ion on the Eff ic iency of Three - pha se A synchronous M otors and Its I m provem en t M ethod
Zhou X iaohan
(P ow er P lan t of P anz h ihua I ron & S teel C o, P anz h ihua , S ichuan 617062)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅析三相异步电动机的功率及提高效率的途径
摘要：三相异步电动机在供水泵站有着较为广泛的应用，提高电机的效率可以使企业受到良好的经济效益。
1、三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机是由固定不动的定子和绕轴旋转的转子两部分组成。
（1） 定子的结构:三相异步电动机的定子由机座、定子铁芯和定子绕组构成。
（2） 转子的构成：三相异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组和转子轴等部件组成。
（3） 三相异步电动机由轴承盖、接线盒、端盖、定子铁心、定子绕组、转轴、轴承、转子、风扇、罩壳组成。
2、三相异步电动机的工作原理
定子绕组接上三相电源后，电动机便产生旋转磁场，所谓旋转磁场就是指电动机内定子和转子之间气隙的圆周上按正弦规律分布的，能够围绕着电动机在空间不断旋转的磁场。
转子与旋转磁场之间存在相对运动。
转子导条被旋转磁场的磁力线切割而产生感应电动势，它在转子绕组中感应出电流，两者相互作用产生电磁转矩，使转子转动起来。
从而将电能转化为转轴的机械能。
3、三相异步电动机的性能参数
额定电压：是指电动机在额定运行时加在定子绕组上的线电压。
额定电流：是指电动机在定子绕组上加额定电压、轴端输出额定功率时，定子绕组中的线电流。
额定功率:是指电动机在额定运行情况时，由轴端输出的机械功率。
额定功率因数：是指电动机在额定负载时定子边的功率因数。
4、三相异步电动机的功率关系
三相感应电动机以转速n 稳定运行时，从电源输入到定子边的有功功率为1P ,则11113P U I COS ϕ= ，1ϕ-定子边的功率因数，功率P 1的一部分消耗于定子绕组电阻R 1上，称为定子铜耗，用P CU1表示，即21113CU P I R =，另有一部分消耗于电机
的铁芯中，称为电机的铁耗，用P Fe 表示，即2112Cu Fe Cu mec ad P P P P P P P =-----，
扣除这两部分损耗之后，剩下的功率便是通过气隙旋转磁场，利用电磁感应作用传递到转子上的功率，称为电磁功率，用P M ，则电磁功率P M 与输入功率P1的关系为11M CU Fe P P P P =--。
在功率传递的过程中，转子电阻/2R 消耗掉一部分功率，称为转子铜耗，用P CU2表示，/2/2223CU P I R =,电磁功率P M 减去转子铜耗P CU2之后，便是产生于转子上的总机械功率Mec P ，则总机械功率Mec P 与电磁功率M P 的关系为2M ec M CU P P P =-。
电动机在运行时，由于轴承、风扇灯产生摩擦阻转矩，也要消耗一部分功率，称为机械损耗，用Pmec 表示。
除上述各部分损耗外，由于定子、转子铁芯开有齿槽和定子、转子磁动势中含有高次谐波磁动势灯影响，还要产生一些损耗，称为附加损耗，用ad P 表示。
总的机械功率P MEC 减去机械损耗Pmec 和附加损耗Pad 之后，才是转轴上真正输出的机械功率，称为电动机的输出功率，用P 2表示。
则转轴上输出功率P 2与电动机从电源输入的功率P 1之间的关系为2P 。
以上各功率间的关系，可用功率流程图表示出来，如下图所示。
图1 功率流程图
5、异步电动机的工作特性
(1)功率因数特性
对电源而言， 感应电动机相当各感性阻抗，功率因数总是滞后的。
空载时，定子电流基本上是励磁电流，主要用于无功励磁，所以功率因数很低。
当负载增加时，转子电流的有功分量增加，定子电流的有功分量随之增加，致使功率因数逐渐提高。
在接近额定负载时，功率因数达到最大。
当超过额定负载时，功率因数降低。
（2）根据效率的定义，异步电动机的效率为输出功率P2与输入功率P1之比，用百分数表示，即211100%1100%P P P P η⎛⎫=⨯=-⨯ ⎪ ⎪⎝
⎭∑,式中P ∑为电动机损耗。
空载时，效率η=0。
当输出功率2P 增加时，可变损耗增加较慢时，所以效率上升很快。
当负载增加到不变损耗（mec Fe P P +）等于可变损耗（12Cu Cu ad P P P ++）时，效率达到最大值。
若输出功率2P 继续增加时，引起定子、转子铜耗增加很快，效
率反而下降。
图2 电机的效率特性 图3 电机的功率特性 现实生产中对效率的准确监测是非常困难的，从图2、图3可以看出电动机的效率与功率因数是同时增长、同时降低的，从而控制电动机的功率因数就可以间接的控制其效率的变化。
6、泵站、绿化泵站三相异步工频电动机实际运行分析 型号 额定功
率
额定功率因数 额定电流 实测电流 实测功率 实测功率因数 P （KW ） Q(kvar) YKK560-4
800KW 0.895 54.4A 49A 818 245 0.96 YKK500-4
710KW 0.911 48.5A 46A 742 249 0.94 YKK450-4 315KW 0.86 22.5A 15.9A 183
59.2 0.954 YKK4505-4 450KW 0.86
31.2A 26A 410 229.6 0.87 *YKK 型电动机为防护等级为IP44的4极、空/空冷却器三相异步电动机。
根据额定功率的定义，电机额定运行时电机的输出功率P2即为电动机的额定功率。
从上表数据可以看出，送水泵房的机组实测功率都超过电机的额定功率，但监测电流却未达到额定电流，其主要原因是电机进行了现地无功补偿，监测到的电流为电机电流与电容电流的合成电流。
泵站机组的实测功率为达到电机的额定功率，其大小与所带水泵的流量及计量误差有一定关系，但实测功率因数很高及用电效率较高，现地也进行了无功补偿。
根据以上分析，可以看出无功补偿对于提高电机的功率因数及用电效率有很大作用。
结语
根据对电动机内部损耗、外部损耗及其工作特性的分析，可以通过以下途径提高电动机效率的途径：1、合理的选用电动机。
（1）选用高效电动机，如YX3系列、EE系列电动机。
高效电机采用先进的制造工艺有效地减少了电机的各类损耗、提高了电机的输出效率，可降低用电单耗，对于长期使用的电机具有良好的经济效益。
（2）根据所用负载，选择合适功率的电动机，使电动机工作在额定运行状态附近，避免出现“大马拉小车”的现象，造成电能浪费。
2、进行合理的无功补偿。
电动机为感性负载，进行合理的无功补偿，可以减少电网对电机输入的无功功率，提高电机的功率因数，进而提高电机的效率3、降低电动机温升
采取有效的外冷却方式，降低温度可使定子及转子绕组阻抗降低，从而降低定子铜耗及转子铜耗，提高电机输出功率，提高效率。
4、采用变频及技能控制技术。
通过变频器对电机的转速、负载进行实施调节可使电动机工作在高效区域；节能控制技术可通过软件设定对电机进行最小能耗控制，可通过开环、闭环控制使电机运行过程中，根据给定的参数不断进行调节，平稳的工作在高效区域。
【参考文献】
[1]虞维廉.电机系统节能——高效电机，2008.
[2]姚鹏.温升对感应电动机效率的影响,2011.
[3] 呼朝.影响电机效率的因素及现实中提高电机效率的方法浅析,2008.
[4]张炳达.注册电气工程师专业基础考试复习教程，天津大学出版社.。