電動(dòng)機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)器，它將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。能提供的功率范圍很大，從毫瓦級(jí)到千瓦級(jí)。機(jī)床、水泵、皮帶機(jī)、風(fēng)機(jī)等需要電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)；電力機(jī)車、電梯，需要電動(dòng)機(jī)牽引。家庭生活中的電扇、冰箱、洗衣機(jī)，甚至各種電動(dòng)機(jī)玩具都離不開電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在現(xiàn)代社會(huì)生活中的各個(gè)方面。提高電動(dòng)機(jī)工作效率有著極其重要的意義。

從節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境出發(fā)，高效率電動(dòng)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IEC 60034-30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)。

隨著我國(guó)加入WTO，我國(guó)電機(jī)行業(yè)所面臨的國(guó)際社會(huì)的巨大競(jìng)爭(zhēng)壓力和挑戰(zhàn)日益加劇。從國(guó)際和國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)來看，推廣中國(guó)高效率電動(dòng)機(jī)是非常有必要的，這也是產(chǎn)品發(fā)展的要求，使我國(guó)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品跟上國(guó)際發(fā)展潮流，同時(shí)也有利于推進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品出口的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年我國(guó)電機(jī)耗電占全國(guó)耗電量的60%以上，其中小型三相異步電機(jī)耗電約占35%，是耗電大戶，所以開發(fā)中國(guó)高效電動(dòng)機(jī)是提高能源利用率的重要措施之一，符合我國(guó)發(fā)展的需要，是非常必要的。

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)。

電動(dòng)機(jī)的效率是輸出效率P2與輸入效率P1的比值，一般用百分?jǐn)?shù)表示，即η=（P2/P1）×100%。

電動(dòng)機(jī)輸入效率減去內(nèi)部總損耗ΣP即為輸出效率，即P1-ΣP=P2，內(nèi)部損耗全部轉(zhuǎn)換為熱能。

希望電動(dòng)機(jī)內(nèi)損耗低，也就是希望電動(dòng)機(jī)的效率高。通常電動(dòng)機(jī)的效率在75%～95%范圍。

電動(dòng)機(jī)經(jīng)修理后如果效率降低，則說明電動(dòng)機(jī)損耗增大所致。由于損耗增大，電動(dòng)機(jī)溫升增高，絕緣壽命降低，這是所不希望的結(jié)果。

損耗的增大有以下的四個(gè)方面：銅損耗增大，鐵損耗增大，機(jī)械損耗增大，雜散損耗增大。

1、導(dǎo)線規(guī)格不符，比如電磁線徑選細(xì)。應(yīng)按原始記錄或圖紙選用。

2、線圈尺寸做大，使線圈電阻增大。要求合理設(shè)計(jì)繞線模，條件允許時(shí)，可適當(dāng)縮短線圈端部長(zhǎng)度。

3、三相繞組不對(duì)稱。應(yīng)檢查三相繞組接線，各線圈匝粗線條以及極相組接線等是否正確。

4、繞組并聯(lián)支路內(nèi)有環(huán)流。應(yīng)檢查繞組并聯(lián)支路是否對(duì)稱，有無短路點(diǎn)。

5、用不截面積的導(dǎo)線并繞，使各支路電流密度分布不均。盡可能選用截面積相同或相近的導(dǎo)線并繞。

6、更換的轉(zhuǎn)子銅條材質(zhì)不合要求，導(dǎo)電率低。應(yīng)選用合適牌號(hào)銅材，一般籠型轉(zhuǎn)子的工作籠是用紫銅、起動(dòng)籠是用黃銅制作的。

7、鑄鋁轉(zhuǎn)子有缺陷，如鑄鋁含有氣孔、裂紋、斷條等。可用短路偵察器檢查，及時(shí)處理故障點(diǎn)。

8、繞線轉(zhuǎn)子電刷壓力過大，增加摩擦損耗。應(yīng)調(diào)整刷壓，并使各電刷刷壓差在正負(fù)10%以內(nèi)。

9、集電環(huán)與舉刷裝置中的短路環(huán)接觸不良。

10、銅籠轉(zhuǎn)子的銅條與端環(huán)焊接不良，使電阻增大。應(yīng)測(cè)試直流電阻和檢查焊接部位，查出后重新焊好。

1、由于不正確加熱拆除舊繞組，鐵心沖片被短路，沖片之間的絕緣漆燒焦，增大鐵心渦流損耗和磁損耗。

2、為了嵌線方便銼大槽口，使槽口處沖處短路，增加了鐵心表面損耗和脈振損耗。

3、更換鐵心時(shí)采用單位損耗高的鐵心代替。

1、軸承質(zhì)量不佳，有缺陷或有故障。應(yīng)檢查軸承，確認(rèn)存在質(zhì)量不合格時(shí)要更換合格軸承。軸承質(zhì)量合格，但因操作不當(dāng)，也會(huì)造成缺陷。

2、填充潤(rùn)滑脂過多或過少，或潤(rùn)滑脂材質(zhì)不各格等，造成機(jī)械損耗增加。應(yīng)按工藝要求選用合適牌號(hào)的潤(rùn)滑脂和填加量。

3、軸承配合尺寸公差不符。應(yīng)按正確的軸承配合公差配制零部件。

4、風(fēng)扇葉變形，風(fēng)扇葉與擋風(fēng)板距離不合適。

5、繞組端部形狀不符要求，增大了通風(fēng)損耗。

6、封閉扇冷式電動(dòng)機(jī)的外風(fēng)扇罩與風(fēng)扇外圓間隙過大增加風(fēng)耗。

7、風(fēng)扇丟失或忘記裝上。

8、轉(zhuǎn)子安裝不正，使氣隙不均，造成定、轉(zhuǎn)子相擦，增加機(jī)械摩擦損耗。

9、軸承的軸瓦擋油圈與轉(zhuǎn)軸相擦，增加摩擦損耗。

10、電刷與集電環(huán)接觸摩擦損耗增加。應(yīng)檢查電刷牌號(hào)和滑環(huán)表面狀態(tài)，選用合適電刷；清除滑環(huán)表面污垢，清除滑環(huán)缺陷。使電刷與滑環(huán)的接觸面不少于75%。

1、繞組型式選擇不當(dāng)。

2、改極數(shù)重繞時(shí)，定、轉(zhuǎn)子槽配合選擇不當(dāng)。

3、電動(dòng)機(jī)鐵心經(jīng)銼槽口使齒諧波磁勇幅值增大。

4、氣隙不均，要重新安裝找正。

5、三相繞組不對(duì)稱，要求盡可能用三相對(duì)稱繞組，在一般情況下，不要用三相非對(duì)稱分?jǐn)?shù)槽繞組。

6、線圈重繞時(shí)，磁路過飽和，使氣隙磁通波形畸變。

7、在直槽電動(dòng)機(jī)中，并聯(lián)支路選擇不當(dāng)。

8、修理有故障的鋁籠時(shí)，可改為銅籠，降低銅損耗和雜質(zhì)損耗。

9、定子鐵心內(nèi)圓不可輕易加工，防止沖處短路。

美國(guó)于本世紀(jì)初又出現(xiàn)了更高效率的所謂“超高效電動(dòng)機(jī)”。一般而言，高效電動(dòng)機(jī)與普通電動(dòng)機(jī)相比，損耗平均下降20%左右，而超高效電動(dòng)機(jī)則比普通電動(dòng)機(jī)損耗平均下降30%以上。因?yàn)槌咝щ妱?dòng)機(jī)的損耗較高效電機(jī)有更進(jìn)一步下降，因此對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行、負(fù)荷率較高的場(chǎng)合，節(jié)能效果更為明顯。

要實(shí)現(xiàn)從普通電機(jī)到超高效電機(jī)的效率提高，除了增加硅鋼片和銅線的用量以及縮小風(fēng)扇尺寸等措施外，還必須在新材料的應(yīng)用、電機(jī)制造工藝以及優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面采取措施，以控制成本和滿足電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的限制。

國(guó)外很多企業(yè)在這些方面開展了積極的研究，并取得了一些進(jìn)展。一般電工鋼片經(jīng)加工成鐵心壓裝入機(jī)座后，鐵耗大幅度增加，而英國(guó)Brook Hansen公司與鋼廠合作，應(yīng)用一新研制成功的電工鋼片，加工成鐵心制成電機(jī)，鐵耗在加工前后變化不大。

日本東芝公司是美國(guó)高效電機(jī)和超高效電機(jī)的主要供貨商之一。該公司聲稱由于改進(jìn)了制造工藝和采用新材料，使高效電機(jī)的成本下降了30%，所采取的措施包括：應(yīng)用特殊的下線工具，提高定子槽滿率，增加銅線的截面積；提高制造精度，縮短間隙長(zhǎng)度，從而減小勵(lì)磁電流及其所引起的銅損；采用轉(zhuǎn)子槽絕緣工藝，降低雜散損耗；采用激光鐵心疊壓工具，使鐵損下降。由于銅比鋁的電阻率降低40%左右，所以如果用鑄銅轉(zhuǎn)子代替鑄鋁轉(zhuǎn)子，電機(jī)總損耗將可顯著下降。

這些年，國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)在美國(guó)能源部的支持下，進(jìn)行了壓力鑄銅工藝的研究，現(xiàn)今已解決高溫模具的材料以及相關(guān)的壓鑄工藝問題，從而使得有可能較經(jīng)濟(jì)地批量生產(chǎn)鑄銅轉(zhuǎn)子電機(jī)。

2003年6月，德國(guó)SEW Eurodrive公司已運(yùn)用此項(xiàng)壓鑄技術(shù)成功地推出了采用鑄銅轉(zhuǎn)子的齒輪電動(dòng)機(jī)系列。意大利科技教育部組織相關(guān)機(jī)構(gòu)開展了鑄銅轉(zhuǎn)子和鑄鋁轉(zhuǎn)子的性能數(shù)據(jù)對(duì)比試驗(yàn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目由意大利LAFERT電機(jī)公司、Thyssen Krupp鋼鐵公司和法國(guó)FAVI鑄銅公司合作進(jìn)行。試驗(yàn)在不改變定、轉(zhuǎn)子槽形，僅改變磁性材料和長(zhǎng)度的情況下進(jìn)行，所得的數(shù)據(jù)表明，采用鑄銅轉(zhuǎn)子，可使電動(dòng)機(jī)的能耗在原有基礎(chǔ)上降低15%～25%，電機(jī)效率可提高2%～5%。但由于轉(zhuǎn)子電阻降低會(huì)引起啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行其他參數(shù)的調(diào)整，以使之在提高效率的同時(shí)，滿足其他主要性能指標(biāo)。

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