從節(jié)能環(huán)保的角度來(lái)看，高效電機(jī)是國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，美國(guó)、加拿大和歐洲都頒布了相關(guān)法律法規(guī)。CEMEP標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)歐洲電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，將效率分為eff1(高)、eff2和eff3(低)三個(gè)等級(jí)，從2003年到2006年逐步實(shí)施。新的IEC60034-30標(biāo)準(zhǔn)將電機(jī)效率分為四個(gè)級(jí)別：IE1(對(duì)應(yīng)于eff2)、IE2(對(duì)應(yīng)于eff1)、IE3和IE4(高)。中國(guó)承諾從2011年7月1日起實(shí)施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60%~70%。此外，電機(jī)的實(shí)際能耗占總能耗的50%以上，而如今高效節(jié)能電機(jī)的應(yīng)用比例較低。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)的198臺(tái)電機(jī)進(jìn)行抽樣調(diào)查，只有8%的高效節(jié)能電機(jī)達(dá)到二級(jí)以上，造成了社會(huì)資源的極大浪費(fèi)。

有機(jī)構(gòu)測(cè)算，如果所有電機(jī)效率提高5%，每年節(jié)電將達(dá)到765億千瓦時(shí)，接近2008年三峽年發(fā)電量。因此，節(jié)能電機(jī)行業(yè)發(fā)展空間大，需求強(qiáng)。政策方面，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理局于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

節(jié)能電機(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)、測(cè)試檢測(cè)技術(shù)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。以減少電機(jī)的功率損耗，提高電機(jī)的效率，并設(shè)計(jì)出高效的電機(jī)。

當(dāng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)，也損失了一些能量。典型的交流電機(jī)損耗可分為三部分：固定損耗、可變損耗和雜散損耗。可變損耗隨負(fù)載變化，包括定子電阻損耗(銅損耗)、轉(zhuǎn)子電阻損耗和電刷電阻損耗；固定損耗與負(fù)載無(wú)關(guān)，包括鐵心損耗和機(jī)械損耗。鐵損由磁滯損耗和渦流損耗組成，磁滯損耗與電壓的平方成正比，磁滯損耗也與頻率成反比。其他雜散損耗是機(jī)械損耗和其他損耗，包括軸承的摩擦損耗和風(fēng)扇和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的風(fēng)阻損耗。

高效電機(jī)電機(jī)的特點(diǎn)

2.異步電動(dòng)機(jī)可以直接起動(dòng)或用變頻器調(diào)速完全替代；

3.稀土永磁高效節(jié)能電機(jī)本身比普通電機(jī)節(jié)約電能15%以上；

4.電機(jī)的功率因數(shù)接近1，在不增加功率因數(shù)補(bǔ)償器的情況下，提高了電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)；

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。

當(dāng)前電機(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、增加定子槽滿槽率，這對(duì)低壓小電動(dòng)機(jī)效果較好，應(yīng)用繞線和絕緣尺寸、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(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?。?/span>

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?。?/span>

1、盡量減小軸的尺寸，但需滿足輸出扭矩和轉(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)速度開始趨穩(wěn)。

國(guó)內(nèi)動(dòng)態(tài)

2010年6月2日，財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合出臺(tái)《關(guān)于印發(fā)節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效電機(jī)推廣實(shí)施細(xì)則的通知》，將高效電機(jī)納入節(jié)能產(chǎn)品惠民工程實(shí)施范圍，采取財(cái)政補(bǔ)貼方式進(jìn)行推廣。

為貫徹落實(shí)國(guó)務(wù)院《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》和《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，促進(jìn)高效節(jié)能機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）的推廣應(yīng)用，結(jié)合工業(yè)、通信業(yè)節(jié)能減排工作實(shí)際，工業(yè)和信息化部于2013年2月21日發(fā)布了《節(jié)能機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）推薦目錄（第四批）》。

工信部2013年3月26日印發(fā)的《2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》通知提出，2013年將重點(diǎn)推進(jìn)實(shí)施電機(jī)能效提升專項(xiàng)計(jì)劃。專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施的目標(biāo)為：實(shí)現(xiàn)全國(guó)工業(yè)用電節(jié)約1%（300億度左右），探索工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展的模式和實(shí)現(xiàn)途徑，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)帶面，帶動(dòng)工業(yè)節(jié)能與綜合利用整體工作取得進(jìn)展。根據(jù)實(shí)施方案，2013年工信部將從推廣高效電機(jī)、淘汰低效電機(jī)以及既有電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造等6個(gè)方面入手，推廣、淘汰和節(jié)能改造電機(jī)及電機(jī)系統(tǒng)1億千瓦，擴(kuò)大高效電機(jī)市場(chǎng)份額，促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品升級(jí)換代和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

工信部和國(guó)家質(zhì)檢總局6月21日聯(lián)合印發(fā)《電機(jī)能效提升計(jì)劃（2013-2015年）》，計(jì)劃提出到2015年累計(jì)推廣高效電機(jī)1.7億千瓦，淘汰在用低效電機(jī)1.6億千瓦，實(shí)施電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技改1億千瓦，實(shí)施淘汰電機(jī)高效再制造2000萬(wàn)千瓦。

本文總結(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)開始使用超高效節(jié)能電機(jī)。

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