我国中小型通用振动电机是量大面广的基础类机电产品，据统计其用电量约占我国总发电量的 57%，是名副其实的“用电大户”。因此，做好中小型振动电机的高效节能，是实现节能减排目标的重要手段之一。但是，在电机及系统节能改造时也发现，高效电机的应用效果往往需要与系统运行模式( 或控制方式) 、负载特性等多个方面结合在一起进行综合评估后，通过科学的判断和实践的检验才能得出节能与否。通俗一点讲，就是高效电机如果使用不当，将无法体现高效电机替换后的节能效果，甚至在一些特殊情况下出现了不节能的情况。许多用户对高效电机的基础原理和应用存在很多误区，通过本文能够帮助最终用户正确使用高效电机，让减排落实在节能效果的体现上。

1 我国振动电机发展历史回顾

到目前，我国中小型通用振动电机及其派生产品已经过了五代的开发和更替，一直遵循着“新材料、新技术、新工艺”的发展趋势，特别是近几年随着电机系统节能工程的开展，电机的效率要求也越来越高。表 1 为低压三相异步电机的几代产品对比表， 为低压交流三相异步电机的近几代产品内在结构及性能对比表。

2 振动电机设计中提高效率的措施

振动电机的效率与电机设计时对各项损耗的控制有很大的关系，提高电机设计效率的过程就是降低各项损耗的过程。电机在能量转换过程中内部产生的损耗一般分为五个部分: 定子铜损耗、铁心损耗、转子铜损耗、机械损耗( 也称风摩耗) 和附加损耗( 也称杂散损耗) ，他们之和为总损耗。表 3 为提高电机效率措施。高效电机的设计思路是: 电机的效率与电机设计时对各项损耗的控制有很大的关系，也就是说，电机提高效率的过程就是降低各项损耗的过程。对于任何一台三相交流异步电动机来说，振动电机的效率就是电机输出的轴功率( 机械功率) 和电机输入功率( 电功率) 之比，因为电机铭牌上标定的都是电机的输出功率，因此电机的效率越高，表明电机在输出功率相同时，电机的输入功率越低，因此电机越节能。

3 常见的高效电机应用典型误区

3． 1 水泵风机类负载采用高效电机的节能误区

采用IE3 等级的超高效电机与采用 IE2 等级的高效电机，在水泵这类转矩与转速的平方成正比的负载配合时的对比曲线: 由于超高效电机比高效电机的转子损耗小，额定运行点的转速会高一些，与水泵负载配合时，在系统管阻未发生变化的情况下，由于高出的转速实际上增加了整个系统的输出功率，尽管超高效电机效率更高，但是折算至输入侧则可能输入功率减少不多甚至未减少。同样，采用高效电机替换普通电机与此类似。这就是在风机或水泵这类转矩与转速的平方成正比的负载上，直接采用高效电机置换所获得的节能效果一般的主要原因。举例来说，在循环水泵系统中，如果采用高效电机进行简单置换，由于系统对循环水量的要求，也就是流量的要求要高于对扬程的要求，增加的转速虽然同时增加了流量，但是在原流量已经满足系统需要的前提下，增加的流量就白白浪费了，而且还增加了输出功率。因此，采用高效振动电机直接替换原电机就不是一种理想的节能改造方案。解决此问题的方法就是采用电机高效再制造或采用与该水泵特性匹配的高效专用电机。

3． 2 “大马拉小车”型节能入误区

振动电机长期运行在负载率 40% 以下就属于“大马拉小车”，系统运行不匹配，更换小功率档电机可使电机运行在高效区，但是单纯更换小功率电机的节能计算容易走入误区。最常见的情况是: 正在使用的 Y 系列 75 kW4 极电机经过检测，输出功率长期稳定在 30 kW运行，负荷率正好位于 40% 不经济运行临界点，如果简单更换为 55 kW 电机，错误的节能计算直接以两者功率差( 75 － 55 = 20 kW) 计算，然后乘以年运行时间来计算年节电量，在节能量审核申请材料经常发现这样的错误

3． 3 变频调速系统改造中将电机改为高效电机

在振动电机系统节能改造中，经常会遇到如下情形: 控制系统根据负载调节要求需要改造为变频调速系统，在此基础上想通过将原电机更换为高效电机的方式，再获得更好的节能效果。需要指出的是，变频调速节能与高效电机置换节能的原理、方法和适用范围及节能效果评价是完全两个概念、两种途径。要想说清这个问题，需要回顾一下变频调速节能的基本原理，现以原阀门( 或挡板) 控制的水泵( 或风机) 改为变频调速控制为例。由于传统流量调节通过改变阀门或挡板开度来实现。该情况下，电机总是处于全速运行状态( 即使转速有变化也在很小的范围) ，但实际上机组负荷需要不断调整。因此，这种方法存在严重的节流损耗。下面以水泵为例，比较阀门控制和变频控制的能耗情况。

因此，变频调速电机在水泵系统中的节能原理是根据负载变化的需要，通过改变振动电机的转速来实现电机在低速运行时，将原来采用阀门调节应该节约而未能节约下来的能量( 克服管阻做功) 节省下来。结合前文介绍的高效电机节能原理不难发现，变频调速节能与高效电机置换节能的原理、方法和适用范围及节能效果是完全两个概念、两种途径。在变频调速系统中将电机改为高效电机也并非节能上再节能。因为变频调速电机在低于额定点运行时，其功率一般将随着转速降低( 因频率降低) 减小( 有恒转矩和变转矩两种) ，电机的效率将下降( 但下降范围有限) ，如果换用高效电机，则同样会因功率下降导致效率下降，两者之间的差异是很小的，这与变频调速系统动辄 30% ～50% 的节能率相比，几乎没有任何变化，在节能上也没有任何帮助，反而盲目增加了投资。因此，在变频调速系统中没有必要将电机置换为高效电机，而应该使用适合于该负载设备的变频调速专用电机。

4 结 语

以上仅列举了三类在电机系统节能改造中常见的高效电机置换较为典型的误区，从几种误区的分析可知，要想获得更理想的节能效果，不仅要了解高效振动电机节能的工作原理，同时还要将电机置身于电机、所拖动负载、控制装置及管网组成的电机系统中，具体分析电机和负载匹配或变化的关系，用系统节能的方法才是更好的选择。