從節(jié)能環(huán)保角度出發(fā)，高效節(jié)能電機(jī)是現(xiàn)今國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，美國(guó)、加拿大、歐洲相繼頒布了有關(guān)法規(guī)。歐洲根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，制定的CEMEP標(biāo)準(zhǔn)將效率分為eff1（最高）、eff2、eff3（最低）三個(gè)等級(jí)，從2003-2006年間分步實(shí)施。最新出臺(tái)的IEC60034-30標(biāo)準(zhǔn)將電機(jī)效率分為IE1（對(duì)應(yīng)eff2）、IE2（對(duì)應(yīng)eff1）、IE3、IE4（最高）四個(gè)等級(jí)。我國(guó)承諾從2011年7月1日起執(zhí)行IE2及以上標(biāo)準(zhǔn)。

  目前我國(guó)工業(yè)能耗約占總能耗的70%，其中電機(jī)能耗約占工業(yè)能耗的60%~70%，加上非工業(yè)電機(jī)能耗，電機(jī)實(shí)際能耗約占總能耗的50%以上，而現(xiàn)今高效節(jié)能電機(jī)應(yīng)用比例低。根據(jù)國(guó)家中小電機(jī)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)國(guó)內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)198臺(tái)電機(jī)的抽樣調(diào)查，其中達(dá)到2級(jí)以上的高效節(jié)能電機(jī)比例只有8%，這對(duì)整個(gè)社會(huì)資源產(chǎn)生了極大的浪費(fèi)。

  有機(jī)構(gòu)做過(guò)計(jì)算，如果將所有電動(dòng)機(jī)效率提高5%，則全年可節(jié)約電量達(dá)765億千瓦時(shí)，這個(gè)數(shù)字接近三峽2008年全年發(fā)電量。所以說(shuō)節(jié)能電機(jī)行業(yè)的發(fā)展空間大、需求性強(qiáng)。政策方面，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2012年發(fā)布了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《GB18613-2012中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》。

  高效電機(jī)的節(jié)能措施

  電機(jī)節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及電動(dòng)機(jī)的全壽命周期，從電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造到電動(dòng)機(jī)的選型、運(yùn)行、調(diào)節(jié)、檢修、報(bào)廢，要從電動(dòng)機(jī)的整個(gè)壽命周期考慮其節(jié)能措施的效果，國(guó)內(nèi)外在這方面主要考慮從以下幾個(gè)方面改進(jìn)提高效率。

  節(jié)能電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)是指運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、新材料技術(shù)、控制技術(shù)、集成技術(shù)、試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段，減小電動(dòng)機(jī)的功率損耗，提高電動(dòng)機(jī)的效率，設(shè)計(jì)出高效的電動(dòng)機(jī)。

  電動(dòng)機(jī)在將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的同時(shí)，本身也損耗一部分能量，典型交流電動(dòng)機(jī)損耗一般可分為固定損耗、可變損耗和雜散損耗三部分。可變損耗是隨負(fù)荷變化的，包括定子電阻損耗（銅損）、轉(zhuǎn)子電阻損耗和電刷電阻損耗；固定損耗與負(fù)荷無(wú)關(guān)，包括鐵芯損耗和機(jī)械損耗。鐵損又由磁滯損耗和渦流損耗所組成，與電壓的平方成正比，其中磁滯損耗還與頻率成反比；其它雜散損耗是機(jī)械損耗和其它損耗，包括軸承的摩擦損耗和風(fēng)扇、轉(zhuǎn)子等由于旋轉(zhuǎn)引起的風(fēng)阻損耗。

  高效電機(jī)的特點(diǎn)

  1、節(jié)約能源、降低長(zhǎng)期運(yùn)行成本，非常適合紡織、風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)使用，靠節(jié)電一年可收回電機(jī)購(gòu)置成本；

  2、直接啟動(dòng)、或用變頻器調(diào)速，可全面更換異步電機(jī)；

  3、稀土永磁高效節(jié)能電機(jī)本身可比普通電機(jī)節(jié)約電能15℅以上；

  4、電機(jī)功率因數(shù)接近1，提高電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)，無(wú)需加功率因數(shù)補(bǔ)償器；

  5、電機(jī)電流小，節(jié)約輸配電容量、延長(zhǎng)系統(tǒng)整體運(yùn)行壽命；

  6、節(jié)電預(yù)算：以55千瓦電機(jī)為例，高效電機(jī)比一般電機(jī)節(jié)電15%，電費(fèi)每度按0.5元計(jì)算，使用節(jié)能電機(jī)一年內(nèi)靠節(jié)電可收回更換電機(jī)的費(fèi)用。

  高效電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

  ˙直接啟動(dòng)，可全面更換異步電機(jī)。

  ˙稀土永磁高效節(jié)能電機(jī)本身可比普通電機(jī)節(jié)約電能3%以上。

  ˙電機(jī)功率因數(shù)一般高于0.90，提高電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)，無(wú)需加功率因數(shù)補(bǔ)償器。

  ˙電機(jī)電流小，節(jié)約輸配電容量、延長(zhǎng)系統(tǒng)整體運(yùn)行壽命。

  ˙加驅(qū)動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)軟起、軟停、無(wú)級(jí)調(diào)速，節(jié)電效果進(jìn)一步提高。

  電機(jī)的五大損耗

  定子損耗

  降低電動(dòng)機(jī)定子I^2R損耗的主要手段實(shí)踐中采用較多的方法是：

  1、增加定子槽截面積，在同樣定子外徑的情況下，增加定子槽截面積會(huì)減少磁路面積，增加齒部磁密；

  2、增加定子槽滿(mǎn)槽率，這對(duì)低壓小電動(dòng)機(jī)效果較好，應(yīng)用最佳繞線和絕緣尺寸、大導(dǎo)線截面積可增加定子的滿(mǎn)槽率；

  3、盡量縮短定子繞組端部長(zhǎng)度，定子繞組端部損耗占繞組總損耗的1/4～1/2，減少繞組端部長(zhǎng)度，可提高電動(dòng)機(jī)效率。實(shí)驗(yàn)表明，端部長(zhǎng)度減少20%，損耗下降10%。

  轉(zhuǎn)子損耗

  電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子I^2R損耗主要與轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)，相應(yīng)的節(jié)能方法主要有：

  1、減小轉(zhuǎn)子電流，這可從提高電壓和電機(jī)功率因素兩方面考慮；

  2、增加轉(zhuǎn)子槽截面積；

  3、減小轉(zhuǎn)子繞組的電阻，如采用粗的導(dǎo)線和電阻低的材料，這對(duì)小電動(dòng)機(jī)較有意義，因?yàn)樾‰妱?dòng)機(jī)一般為鑄鋁轉(zhuǎn)子，若采用鑄銅轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)總損失可減少10%～15%，但現(xiàn)今的鑄銅轉(zhuǎn)子所需制造溫度高且技術(shù)尚未普及，其成本高于鑄鋁轉(zhuǎn)子15%～20%。

  鐵耗

  電動(dòng)機(jī)鐵耗可以由以下措施減?。?br />
  1、減小磁密度，增加鐵芯的長(zhǎng)度以降低磁通密度，但電動(dòng)機(jī)用鐵量隨之增加；

  2、減少鐵芯片的厚度來(lái)減少感應(yīng)電流的損失，如用冷軋硅鋼片代替熱軋硅鋼片可減小硅鋼片的厚度，但薄鐵芯片會(huì)增加鐵芯片數(shù)目和電機(jī)制造成本；

  3、采用導(dǎo)磁性能良好的冷軋硅鋼片降低磁滯損耗；

  4、采用高性能鐵芯片絕緣涂層；

  5、熱處理及制造技術(shù)，鐵芯片加工后的剩余應(yīng)力會(huì)嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)的損耗，硅鋼片加工時(shí)，裁剪方向、沖剪應(yīng)力對(duì)鐵芯損耗的影響較大。順著硅鋼片的碾軋方向裁剪，并對(duì)硅鋼沖片進(jìn)行熱處理，可降低10%～20%的損耗。

  雜散損耗

  如今對(duì)電動(dòng)機(jī)雜散損耗的認(rèn)識(shí)仍然處于研究階段，現(xiàn)今一些降低雜散損失的主要方法有：

  1、采用熱處理及精加工降低轉(zhuǎn)子表面短路；

  2、轉(zhuǎn)子槽內(nèi)表面絕緣處理；

  3、通過(guò)改進(jìn)定子繞組設(shè)計(jì)減少諧波；

  4、改進(jìn)轉(zhuǎn)子槽配合設(shè)計(jì)和配合減少諧波，增加定、轉(zhuǎn)子齒槽、把轉(zhuǎn)子槽形設(shè)計(jì)成斜槽、采用串接的正弦繞組、散布繞組和短距繞組可大大降低高次諧波;采用磁性槽泥或磁性槽楔替代傳統(tǒng)的絕緣槽楔、用磁性槽泥填平電動(dòng)機(jī)定子鐵芯槽口，是減少附加雜散損耗的有效方法。

  風(fēng)摩損耗

  應(yīng)得到人們應(yīng)有的重視，它占電機(jī)總損失的25%左右。摩擦損失主要有軸承和密封引起，可由以下措施減?。?br />
  1、盡量減小軸的尺寸，但需滿(mǎn)足輸出扭矩和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的要求；

  2、使用高效軸承；

  3、使用高效潤(rùn)滑系統(tǒng)及潤(rùn)滑劑；

  4、采用先進(jìn)的密封技術(shù)。

  高效電機(jī)行業(yè)發(fā)展情況

  產(chǎn)量預(yù)測(cè)

  國(guó)家在煤炭、礦業(yè)、裝備制造等行業(yè)的整合、重組，將進(jìn)一步推動(dòng)中型電機(jī)產(chǎn)品的需求和發(fā)展。國(guó)家節(jié)能減排政策的深入落實(shí)，對(duì)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能提出了新的、更高的要求。由單純追求電機(jī)的高效率正在向系統(tǒng)運(yùn)行的高效率轉(zhuǎn)變，并最終促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)的進(jìn)一步細(xì)分，推動(dòng)特殊、專(zhuān)用產(chǎn)品和成套系統(tǒng)的發(fā)展。這不僅對(duì)中小型電機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提出了更高的要求，同時(shí)也提供了更廣闊的產(chǎn)品應(yīng)用空間、經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)空間和行業(yè)發(fā)展空間。未來(lái)五年國(guó)家將采用財(cái)政補(bǔ)貼方式推廣中小型節(jié)能高效電機(jī)等產(chǎn)品。預(yù)計(jì)未來(lái)五年中小型節(jié)能高效電機(jī)產(chǎn)量將得到爆發(fā)性增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)率為58.07%。中小型節(jié)能高效電機(jī)產(chǎn)量經(jīng)過(guò)2013年的高速發(fā)展，到2014年增長(zhǎng)趨勢(shì)趨于穩(wěn)定，增長(zhǎng)率小幅下降，但難以改變中小型節(jié)能高效電機(jī)產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)，2016年中小型節(jié)能高效電機(jī)產(chǎn)量將增長(zhǎng)到21840萬(wàn)千瓦。

  規(guī)模增長(zhǎng)

  2007-2011年中小型節(jié)能高效電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模年均增長(zhǎng)率達(dá)到50.8%。未來(lái)在國(guó)家政策及下游需求的影響下，中小型節(jié)能高效電機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將得到大幅度的增長(zhǎng)，綜合各種影響因素，我們認(rèn)為2012-2016年中小型節(jié)能高效電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模年均增長(zhǎng)率在69.36%，預(yù)計(jì)到2016年中國(guó)中小型節(jié)能高效電機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1092億元，占中小型電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模的61%。中小型節(jié)能高效電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模基數(shù)小，導(dǎo)致市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中小型電機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)率，并將長(zhǎng)期維持此高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。經(jīng)過(guò)2013年爆發(fā)性增長(zhǎng)后，中小型節(jié)能高效電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模仍保持高速發(fā)展，但增長(zhǎng)速度開(kāi)始趨穩(wěn)。

  總結(jié)

  電機(jī)產(chǎn)品作為工業(yè)動(dòng)力，對(duì)國(guó)家的發(fā)展速度和產(chǎn)業(yè)政策依賴(lài)較大，因此如何搶占市場(chǎng)先機(jī)，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，研制適銷(xiāo)對(duì)路的產(chǎn)品，選擇好差異化的節(jié)能電機(jī)產(chǎn)品，緊跟國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策是重點(diǎn)。從全球角度來(lái)看，電機(jī)行業(yè)正向高效節(jié)能方向發(fā)展，發(fā)展?jié)摿薮?。各發(fā)達(dá)國(guó)家都相繼制定了電機(jī)的能效標(biāo)準(zhǔn)。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家不斷提高電機(jī)能效準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，基本已經(jīng)全部使用高效節(jié)能電機(jī)，部分地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始使用超高效節(jié)能電機(jī)。