异步电机+减速机效率与德爱动力永磁同步电机的效率分析

工业风扇电动机在使用过程中能量是如何损耗的呢？接下来我们来加以分析阐述。

1. 传统的“异步电机+减速机”能量是这么损耗的：

（1）铜损耗：定子线圈的铜损；转子线圈的铜损；其他杂散损耗。

（2）铁芯能量损耗。

（3）机械损耗：冷却损耗；机械传动损耗，部件摩擦损耗。

传统的“异步电机+减速机” 能量损耗中，铜损和铁损是由设计方案决定的，我们是很难改变。而机械损耗则不同。在异步电机中，一般情况下，级数越少，转数越高，电机机械部分的损耗就越大，而铜损越少；而级数多、转数低的电机铜损耗所占的比例相对于机械损耗就大。故此，我们要优化传统“异步电机+减速机”的能量损耗就要从减少电机的机械损耗做文章。

2. 当前减少电机机械损耗的主要途径如下：

（1）采用效率较高的风扇（如机翼型轴流风扇）。

（2）减少风罩与扇叶外壳之间。

（3）对于轻载电机，应适当缩小风扇外径。

（4）采用质量较高的轴承。

（5）采用润滑性能更高的润滑剂。

（6）提高并优化电机装配质量。

3. 减少电机机械损耗的具体措施

首先，我们来看如何通过改变风扇外形尺寸来进行节能。众所周知，电机是把电能转变成机械能的装置。在能量转换过程中要有损耗产生，发热就是这些损耗的出现形式，即电机的发热。有绕组定制时有电流通过后将有铜损产生，由槽内绝缘材料通过传导的方式把热传递给定子铁芯，再由定子铁芯传给电机外壳后幅射。转子的热量主要是由摩擦产生的。它传给转子铁芯和内风扇表面，由内风扇搅拌使得热量散发在外空间后，再传给定子铁芯、电机端盖、电机机座，电机定子和电机转子这两股热量均由外风扇吹散。因此，外风扇的风量大小是决定电机的温度不超过其绝缘材料等级所允许温度的关键。

国家标准对各种绝缘等级的电机在额定运行条件下的允许温升作了明确的规定，要求电机中热点温度不允许超过其绝缘等级的极限温度，而电机常用绝缘等级也是有国家标准专门的规定的。其中：允许温升=允许温度极限环境温度规定值热点温差绕组的热点温差使指当电动机带额定负载时，绕组热点的稳定温度与绕组平均温度之差。

当电机处于空载或轻载时，电机能量损耗要比额定时小，而风量与电机总损耗成正比例关系。所以风扇处于“大马拉小车”（因为通风损耗与电机转速恒定，故通风损耗不随负载变化，所以这时应降低风量来减少电动机的通风损耗）。通过风扇扇叶形状的改变可以降低风量，但非常麻烦，直接减少外风扇叶直径来降低风量是较为常用的办法。我们知道风扇本身的机械损耗按扇叶直径的45次方成比例，而风量随扇叶直径的平方成正比，所以扇叶直径变小时，风量稍有降低，而通风损耗却效果显著。

由于外冷风扇的风量减少，使电机温升上升，但仍能保持电动机温升在绝缘等级的允许范围内。同时，我们还要看到由于外扇叶直径缩小电机的机械损耗有降低，又会良性在降低电机温升。尤其对于2，4级这样高速的电机，当风扇外径缩小14%-16%时，通风损耗降低范围在20%-40%。另外，改变扇叶直径的同时，挡风板或风扇罩尺寸也应随之改变，以使它们互相配合的尺寸符合技术规定。风扇扇叶与风扇罩壳的间隙不能太过，一般在10-15mm之间，间隙太大会增大高压区回流到低压区的漏风损失，同时要保持扇叶与 风扇罩之间的角度，其作用是使进风的一部分动压转变成静压而使损耗减少。

3.1 减少摩擦以降低机械损耗

电机在正常运转过程中，噪声、震动、过热、寿命等关键因素都与所选择的润滑脂的关系密切，目前较为合适的是选用3号锂基脂，这样可以有效降低机械损耗。当然，技术发展到现在，又出现了许多性能更佳的润滑脂。我们可以使用这些性能优良的润滑脂来提高电机的运行状况以便减少机械损耗。作为电机检修人员，还可以通过合理选用轴承来节能降耗。既然极少的电机的机械损耗大，级数多的电动机机械损耗小，这样就可以在修理电机时有选择地使用轴承。比如，在高速的电机上我们可以使用进口轴承或国产更高一个级别的B、C级优质轴承将损耗有效降低。而在低转速的电机上，我们可以使用国产的C、D级，这样，在轴承选择上我们也可以省钱，从而有效降低了制造成本。

3.2 提高功率因数以降低机械损耗

如何提高电机的功率因数呢？接下来我们来讨论。

3.2.1通过调整运行设备时间来提高功率因数

在未进行人工补偿前，应考虑对电厂现有设备进行优化和调整，使其均衡合理地运行，从而提高功率因数。

（1）一般来说，电厂内的设备都是配套的，我们在容量和选型上无需考虑，但运行中的电机是需要考虑的。主要是要避免“大马拉小车”现象，当负载率低于40%时，可以考虑更换较小容量的电机。当负载率低于30%时，可将电机的三角形接法的绕组改为星形接法，运行方式，这样，电机的效率和功率因数双双都会有提高。

（2）对老系列的电机，进行改造或淘汰，需要更换Y系列的节能电动机，可以考虑使用苏州德爱动力生产的永磁同步电机来替代。

（3）正确使用和维护电机，注意控制电机的频繁启动（频繁启动时功率因数很低），在电机安装时调整好中心线，调整好电机转子、定子间隙，确保气隙大小适中,否则，电机的功率因数将会降低。

3.2.2 加装变频器，提高功率因数

使用变频器进行调速可以有效提高电机的功率因数，这也是成熟的节能措施。

当然，真正做好电机的节能降耗，主要还是要靠技术。目前电机制作的技术已经突飞猛进，高科技的新型电机层出不穷。比如苏州市德爱动力科技有限公司生产的永磁同步电机，就是在传统的“异步电机+减速机”的基础上的一次飞越。德爱动力自主研发并制造的永磁同步电机（学名为：永磁同步轴向磁场电机）具有体积小，重量轻，越节能、越环保、超静音等特点。德爱动力的永磁同步电机应用于工业风扇上时，其他优越性更加明显。

德爱动力的永磁同步电机，是变频控制的。功率因素也大到惊人。

苏州市德爱动力科技有限公司，前身是苏州市德福精密机械有限公司，是一家有着超20年制造永磁同步电机经验的供应商。作为大型永磁同步工业大风扇的供应商，德爱动力在工业风扇行业内可以说是首家进行全流程自制的供应商。公司技术实力雄厚，设备精良，经验丰富。所生产的德爱动力版永磁同步工业大风扇在市场上的地位显赫。目前，德爱动力已经自我定位为专门的生产厂家，只向广大工业风扇经销商供货，而不再向终端客户提供永磁同步工业风扇产品。

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