從節(jié)能環(huán)保角度出發(fā)，高效節(jié)能電機是現(xiàn)今國際發(fā)展趨勢，美國、加拿大、歐洲相繼頒布了有關(guān)法規(guī)。歐洲根據(jù)電動機的運行時間，制定的CEMEP標準將效率分為eff1（最高）、eff2、eff3（最低）三個等級，從2003-2006年間分步實施。最新出臺的IEC60034-30標準將電機效率分為IE1（對應(yīng)eff2）、IE2（對應(yīng)eff1）、IE3、IE4（最高）四個等級。我國承諾從2011年7月1日起執(zhí)行IE2及以上標準。

  目前我國工業(yè)能耗約占總能耗的70%，其中電機能耗約占工業(yè)能耗的60%~70%，加上非工業(yè)電機能耗，電機實際能耗約占總能耗的50%以上，而現(xiàn)今高效節(jié)能電機應(yīng)用比例低。根據(jù)國家中小電機質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對國內(nèi)重點企業(yè)198臺電機的抽樣調(diào)查，其中達到2級以上的高效節(jié)能電機比例只有8%，這對整個社會資源產(chǎn)生了極大的浪費。

  有機構(gòu)做過計算，如果將所有電動機效率提高5%，則全年可節(jié)約電量達765億千瓦時，這個數(shù)字接近三峽2008年全年發(fā)電量。所以說節(jié)能電機行業(yè)的發(fā)展空間大、需求性強。政策方面，國家標準化管理委員會于2012年發(fā)布了強制性標準《GB18613-2012中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》。

  高效電機的節(jié)能措施

  電機節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，涉及電動機的全壽命周期，從電動機的設(shè)計、制造到電動機的選型、運行、調(diào)節(jié)、檢修、報廢，要從電動機的整個壽命周期考慮其節(jié)能措施的效果，國內(nèi)外在這方面主要考慮從以下幾個方面改進提高效率。

  節(jié)能電動機的設(shè)計是指運用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、新材料技術(shù)、控制技術(shù)、集成技術(shù)、試驗檢測技術(shù)等現(xiàn)代設(shè)計手段，減小電動機的功率損耗，提高電動機的效率，設(shè)計出高效的電動機。

  電動機在將電能轉(zhuǎn)換為機械能的同時，本身也損耗一部分能量，典型交流電動機損耗一般可分為固定損耗、可變損耗和雜散損耗三部分?？勺儞p耗是隨負荷變化的，包括定子電阻損耗（銅損）、轉(zhuǎn)子電阻損耗和電刷電阻損耗；固定損耗與負荷無關(guān)，包括鐵芯損耗和機械損耗。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。

  高效電機的特點

  1、節(jié)約能源、降低長期運行成本，非常適合紡織、風(fēng)機、水泵、壓縮機使用，靠節(jié)電一年可收回電機購置成本；

  2、直接啟動、或用變頻器調(diào)速，可全面更換異步電機；

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

  4、電機功率因數(shù)接近1，提高電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)，無需加功率因數(shù)補償器；

  5、電機電流小，節(jié)約輸配電容量、延長系統(tǒng)整體運行壽命；

  6、節(jié)電預(yù)算：以55千瓦電機為例，高效電機比一般電機節(jié)電15%，電費每度按0.5元計算，使用節(jié)能電機一年內(nèi)靠節(jié)電可收回更換電機的費用。

  高效電機的優(yōu)點

  ˙直接啟動，可全面更換異步電機。

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

  ˙電機功率因數(shù)一般高于0.90，提高電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)，無需加功率因數(shù)補償器。

  ˙電機電流小，節(jié)約輸配電容量、延長系統(tǒng)整體運行壽命。

  ˙加驅(qū)動器可實現(xiàn)軟起、軟停、無級調(diào)速，節(jié)電效果進一步提高。

  電機的五大損耗

  定子損耗

  降低電動機定子I^2R損耗的主要手段實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減少磁路面積，增加齒部磁密；

  2、增加定子槽滿槽率，這對低壓小電動機效果較好，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槽率；

  3、盡量縮短定子繞組端部長度，定子繞組端部損耗占繞組總損耗的1/4～1/2，減少繞組端部長度，可提高電動機效率。實驗表明，端部長度減少20%，損耗下降10%。

  轉(zhuǎn)子損耗

  電動機轉(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，這對小電動機較有意義，因為小電動機一般為鑄鋁轉(zhuǎn)子，若采用鑄銅轉(zhuǎn)子，電動機總損失可減少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

  電動機鐵耗可以由以下措施減小：

  1、減小磁密度，增加鐵芯的長度以降低磁通密度，但電動機用鐵量隨之增加；

  2、減少鐵芯片的厚度來減少感應(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，但薄鐵芯片會增加鐵芯片數(shù)目和電機制造成本；

  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)力會嚴重影響電動機的損耗，硅鋼片加工時，裁剪方向、沖剪應(yīng)力對鐵芯損耗的影響較大。順著硅鋼片的碾軋方向裁剪，并對硅鋼沖片進行熱處理，可降低10%～20%的損耗。

  雜散損耗

  如今對電動機雜散損耗的認識仍然處于研究階段，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、通過改進定子繞組設(shè)計減少諧波；

  4、改進轉(zhuǎn)子槽配合設(shè)計和配合減少諧波，增加定、轉(zhuǎn)子齒槽、把轉(zhuǎn)子槽形設(shè)計成斜槽、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機定子鐵芯槽口，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，但需滿足輸出扭矩和轉(zhuǎn)子動力學(xué)的要求；

  2、使用高效軸承；

  3、使用高效潤滑系統(tǒng)及潤滑劑；

  4、采用先進的密封技術(shù)。

  高效電機行業(yè)發(fā)展情況

  產(chǎn)量預(yù)測

  國家在煤炭、礦業(yè)、裝備制造等行業(yè)的整合、重組，將進一步推動中型電機產(chǎn)品的需求和發(fā)展。國家節(jié)能減排政策的深入落實，對電機系統(tǒng)節(jié)能提出了新的、更高的要求。由單純追求電機的高效率正在向系統(tǒng)運行的高效率轉(zhuǎn)變，并最終促進電機產(chǎn)品市場的進一步細分，推動特殊、專用產(chǎn)品和成套系統(tǒng)的發(fā)展。這不僅對中小型電機的設(shè)計、生產(chǎn)提出了更高的要求，同時也提供了更廣闊的產(chǎn)品應(yīng)用空間、經(jīng)濟利潤空間和行業(yè)發(fā)展空間。未來五年國家將采用財政補貼方式推廣中小型節(jié)能高效電機等產(chǎn)品。預(yù)計未來五年中小型節(jié)能高效電機產(chǎn)量將得到爆發(fā)性增長，年均增長率為58.07%。中小型節(jié)能高效電機產(chǎn)量經(jīng)過2013年的高速發(fā)展，到2014年增長趨勢趨于穩(wěn)定，增長率小幅下降，但難以改變中小型節(jié)能高效電機產(chǎn)量大幅增長的趨勢，2016年中小型節(jié)能高效電機產(chǎn)量將增長到21840萬千瓦。

  規(guī)模增長

  2007-2011年中小型節(jié)能高效電機市場規(guī)模年均增長率達到50.8%。未來在國家政策及下游需求的影響下，中小型節(jié)能高效電機行業(yè)市場規(guī)模將得到大幅度的增長，綜合各種影響因素，我們認為2012-2016年中小型節(jié)能高效電機市場規(guī)模年均增長率在69.36%，預(yù)計到2016年中國中小型節(jié)能高效電機行業(yè)市場規(guī)模將達到1092億元，占中小型電機市場規(guī)模的61%。中小型節(jié)能高效電機市場規(guī)?；鶖?shù)小，導(dǎo)致市場規(guī)模增長率遠遠高于中小型電機規(guī)模增長率，并將長期維持此高增長態(tài)勢。經(jīng)過2013年爆發(fā)性增長后，中小型節(jié)能高效電機市場規(guī)模仍保持高速發(fā)展，但增長速度開始趨穩(wěn)。

  總結(jié)

  電機產(chǎn)品作為工業(yè)動力，對國家的發(fā)展速度和產(chǎn)業(yè)政策依賴較大，因此如何搶占市場先機，及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，研制適銷對路的產(chǎn)品，選擇好差異化的節(jié)能電機產(chǎn)品，緊跟國家產(chǎn)業(yè)政策是重點。從全球角度來看，電機行業(yè)正向高效節(jié)能方向發(fā)展，發(fā)展?jié)摿薮?。各發(fā)達國家都相繼制定了電機的能效標準。歐美等發(fā)達國家不斷提高電機能效準入標準，基本已經(jīng)全部使用高效節(jié)能電機，部分地區(qū)已經(jīng)開始使用超高效節(jié)能電機。