电动机节约用电（上）

第八章第一节电动机节约用电哈尔滨电力职业技术学院刘伟一、电动机功率损耗

电动机在将电能转换为机械能做功的过程中，产生的功率损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分，这种损耗将导致电动机功率因数和效率的降低，功率消耗增加。(一)电动机有功功率损耗

各种不同类型电动机的有功功率损耗包括定子绕组和转子绕组的铜损耗、铁芯损耗、杂散损耗和机械损耗。各种损耗所占的比例，视电动机容量和结构的不同而有所差异。一、电动机功率损耗(一)电动机有功功率损耗1.定子绕组的铜损耗∆Pol当电流通过电动机定子绕组时，在定子绕组的电阻r1上产生铜损耗，其大小与定子电流I1的平方成正比，计算公式为式中∆Pol——定子绕组的铜损功率，kW;

I1——定子相电流，A;

r1——定子每相绕组的电阻（换算到基准温度时定子绕组的相电阻），Ώ；

m2——定子绕组的相数。一、电动机功率损耗式中∆Po2——转子绕组的铜损功率，kW;

I2——转子相电流，A；

r2——转子每相绕组的电阻，Ώ；

m2——转子绕组的相数。(一)电动机有功功率损耗2.转子绕组铜损耗∆Po2当电流通过电动机转子绕组时，在转子绕组的电阻r2上产生铜损耗，其大小与转子电流I2的平方成正比，计算公式为一、电动机功率损耗(一)电动机有功功率损耗

电动机为建立交变磁场而在定子、转子铁芯中产生的铁芯损耗包括涡流损耗和磁滞损耗。当电动机电压恒定和频率定时，电动机的磁通和磁通密度保持不变，即电动机的铁芯损耗与磁通密度成正比变化。因电动机的铁芯损耗不随负荷电流的变化而变化，所以也称不变损耗或固定损耗。电动机铁损与电源电压的平方成正比，当电源电压定时，铁损与负荷变化无关，其计算公式为3.电动机的铁芯损耗∆Po3一、电动机功率损耗式中∆Po3——电动机的铁芯损耗（∆Po3也可通过空载实验求得），kW；

∆Pz——电动机的磁滞损耗,kW;

∆Pw——电动机的涡流损耗功率，kW;

K1,K2——比例常数；

U——电源电压，kV;

m——电动机定子和转子的铁芯质量，kg。(一)电动机有功功率损耗3.电动机的铁芯损耗∆Po3一、电动机功率损耗(一)电动机有功功率损耗4.杂散损耗∆Po4

电动机的杂散损耗主要由绕组的杂散损耗和铁芯的杂散损耗所组成。在一时，负荷杂散损耗值取其输人功率的0.5%。5.机械损耗∆Po5

电动机的机械损耗(又称风摩耗)包括轴承传动产生的摩擦损耗和风扇转动产生的风阻损耗等。这些机械损耗虽然不随电动机负荷变化的直接影响而变化，但随电动机转速的变化而变化，转速越大，机械损耗越大。机械损耗的数值可由空载试验求得。一、电动机功率损耗(一)电动机有功功率损耗5.机械损耗∆Po5电动机的总功率损耗计算公式为中、小型电动机的各种损耗在总损耗中所占的比例不同，如图类型定子铜损耗转子铜损耗铁芯损耗杂散损耗机械损耗类型定子铜损耗转子铜损耗铁芯损耗杂散损耗机械损耗小型容量电动机40%16%30%12%2%中型容量电动机33%25%17%25%25%一、电动机功率损耗

在电源电压保持不变，电动机的负载发生变化时，若不计磁路饱和，电动机的励磁电流IQ保持不变，则无功功率Q为恒定值;当电压变化时，励磁电流将随着成正比变化，所需要的无功功率也按正比例变化。所以在满足电动机负载变化要求的条件下，适当降低运行电压，有利于电动机的节电（二）电动机无功功率损耗

在电动机的铁芯中，为建立旋转磁场所需要的无功功率Q.与其励磁电流IQ成正比，其计算公式为二、电动机节点措施提高电动机的功率因数和效率，使电动机能真正达到经济运行和节约用电的目的，可适当采取以下各项措施来实现。（一）正确选择电动机电动机选择的正确与否,直接关系到初次投资和运行的安全可靠性经济性以及操作维护的方便性等。若选择的不当,轻者造成电能浪费，重者可能烧坏电动机。因此，正确选择电动机是十分重要的，它也是电动机节约用电的首要条件。在选择电动机时应考虑以下几方面:(1)电动机的机械特性和调速性能应适合生产机械的要求。(2)电动机的容量应足于拖动最大出力工作的生产机械而不致发热。(3)电动机应有足够的过负载能力和启动转矩。(4)电动机的冷却方式和外形应能适合工作环境的要求。(5)电动机的运行经济性是节电的。二、电动机节点措施（一）正确选择电动机根据机械负载对电动机启动、制动、调速等方面的不同要求并者重节电的原则，可选用鼠笼式、绕组式或直流电动机。1.合理选择电动机的类型（机型）2.合理选择电动机额定容量电动机额定容量的选择以及它的启动和制动等性能，容量选得过大，不但设备不能被充分利用，而且使电动机的功率因数和效率降低，这对用户企业和供电企业都不利:如果额定容量选得过小，电动机将长期过负载运行，因而缩短电动机的使用寿命或造成电动机的烧殷。在电动机的力能指标中，电动机的效率在负载率为75%~100%之间时最高，在选择电动机的容量时，只要比机械负载的功率稍大一些即可二、电动机节点措施（一）正确选择电动机2.合理选择电动机额定容量(1)长时间连续负载时，电动机容量的选择。当电动机运行方式是长期连续的，且负载随时间的变化较小时，可据计算的最大负载功率Pmax来选择电动机的额定容量PN.即(2)长时间变动负载时，电动机容量的选择。当电动机的运行方式为连续的，且负载随时间的变化较大时，电动机的额定容量决定于其本身占损耗中大部分的铜损引起的温升发热，此温升发热与负荷电流的平方成正比，当功率因数为一定时，则损耗与输出功率的平方成正比，所以，计算出负荷的均方根值，就可以决定包括铜损及负裁需要的电动机输出功负荷功率也即电动机的容量，此时指负载是变化频繁，电动机输出功率是周期变化的，其均方根负荷功率Peff为式中

P1、P2、...、Pn——某一工作时间的负荷功率，kW;

Peff——负荷功率的均方根值，kW;

t1、t2、...、tn——某一工作时间，min。(3)短时负载时，电动机容量的选择。短时负载是措负载的工作时间很短，负载停歇的时间比较长。目前，电动机制造厂已有专门供短时工作的电动机，并规定工作持续时间为15、380、60、90min四种类型专用电动机容量以供企业选择。4)重复短时负载时，电动机容量的选择。对于重复短时负载，由于启动频繁，必须考虑在启动、停止的过程中发热的影响，因此应计算其等效负载值。如将长期工作制电动机用于重复短时负载时，其均方根负载的计算公式为式中a——冷却系数二、电动机节点措施（一）正确选择电动机3.电动机电压等级选择三相异步电动机常用的电压等级有220、380、