交流異步電機如何節能省電

20221018V1戴政耀

交流異步電機耗電占電網約60%以上，也就是說客戶每月繳交電費超過60%以上是交流異步電機消耗用電，因此要節能省電降低電費最最重要必須從交流電機節能省電課題著手。

交流異步電機價格便宜、堅固耐用、故障率低、壽命長，是驅動電機最普遍的產品，但是交流電機主要缺失在于起動電流有沖擊電流6-8倍（額定電流）以及起動時機械沖擊問題，導致起停電機無法像開關電燈一樣，當前市面上各種交流電動機降壓啟動裝置的沖擊電流還是無法有效抑制起動沖擊電流來滿足多次起動需要。

西安西普公司2022年推出瘦斯達產品，采用創新交交變頻起動技術，降低起動沖擊電流達到兩倍額定以下并有效提高起動轉矩。瘦斯達可應用于交流異步電機多次起動功能，滿足流體機械負載多次起動需要達到節能控制目的，瘦斯達在流體機械節能控制可以有效減少電網容量需求降低基本電費，同時利用多次起動功能可最大程度降低流動電費；瘦斯達解決了傳統軟啟動器的缺陷可順利應用在各種行業生產機械及工具機械負載的驅動控制。

交流電機節能省電技術分成提高運行效率（選擇高效電機）以及提高做功效率（功率X時間）兩類，提高運行效率主要是讓電機做功運行在最高效率及功率因數課題，本文探討現有設備如何節能改造就是如何提高做功效率。

不可諱言，電機最省電是做功時開機，不做功關掉電源，這就是開關電燈的原理；因為流體機械設計的最高效率條件是額定轉速下允許額定功率，我們針對電動機有效做功課題通過大家所熟悉降壓啟動裝置找到更合適的裝置來節能改造并探究其差異原因。

星三角降壓起動裝置

一般使用星三角傳統降壓起動裝置的用戶可以選擇瘦斯達軟起動替代作節能改造，瘦斯達可按電控柜需要選擇軟起動拓撲、二合一（內置旁路）或三合一（一體機）；新上項目可直接選擇工程配套型產品二合一或三合一拓撲電機驅動裝置。

瘦斯達節能改造后影響整個電網系統；電網變壓器容量需求降低，功率因數提高，開關沒有火花拉弧現象，開關機電機壽命提高，交流電機允許多次起動節能省電（參考標準系列）。

軟起動用戶需要再節能改造

當前市場上的軟啟動器不論歐美進口還是國產品的起動特性均無法使用在交流電機節能驅動控制（也就是不允許多次起?？刂疲?，因為傳統軟起動裝置采用降壓起動原理，交流電機特性起動轉矩與電壓平方成比例，傳統軟起動受限于起動電流太大（4-6倍）無法滿足電網及交流電機多次起動要求，較低起動轉矩特性導致恒轉矩負載產業機械、工具機械無法使用，這是傳統軟起動無主要缺失。

瘦斯達節能型軟起動器完全解決了傳統軟起動器的技術瓶頸，降低起動電流到兩倍額定以下，滿足多次起動節能控制需要，不影響電網穩定性、開關器件及驅動電機的正常壽命，提高起動轉矩滿足產業機械及工具機械的起動特性需要。

傳統軟起動器用戶還要作節能改造才能達到節能驅動控制目的，用戶可選用瘦斯達-節能型軟啟動器來替代傳統軟起動產品。

變頻器在流體機械不省電

變頻器應用在流體機械節能控制相當普遍，但是變頻器無法旁路運行，運行時有15%的額外損耗，中高壓多電平變頻器有25%的額外運行損耗，再加上變頻器本身帶來嚴重電網環境污染問題無法有效解決導致環境污染問題嚴重（電網諧波、無線電干擾、電磁噪音等），目前電網諧波污染已經影響到二次變電所的供電穩定性，變頻器是電網環保的最大殺手，是電網諧波污染最大制造者。因此，變頻器絕對不是變頻器制造廠所宣傳的綠色節能產品。

風機水泵、空氣壓縮機、冷凍機使用變頻器不省電

流體機械負載，風機、水泵、空氣壓縮機、冷凍壓縮機等如果使用變頻器節能驅動控制，則變頻器驅動系統自身運行損耗15%~25%（用戶可能沒有察覺到），電網環境污染問題嚴重，電機壽命嚴重縮短，購買時投資成本高、產品故障率高還無法達到預期節能省電目標。

     流體機械驅動系統原始設計都是不允許調速運行，在額定轉速下才能運行最高效率；因此變頻器應用在流體機械只能軟起?？刂?，也就是變頻器不能調速運行只能當作軟起動裝置來使用。變頻器因為不能旁路運行導致用戶全速時額外增加15%運行損耗（中高壓25%），而且帶來嚴重的電網環境污染問題。

變頻器最省電是錯誤的宣傳

當前節能市場上最大的誤導就是“變頻器最省電”，其實變頻器不是神不可能省電，壓縮機不允許調速，調速以后效率下降并產生故障（無法潤滑），變頻器本身15%（中高壓25%）的運行損耗外還帶來嚴重電網環境污染問題，嚴重縮短驅動電機壽命才是真的。

電機PWM噪音嚴重污染整個環境

   在機場的行李輸送帶或酒店恒壓供水系統常?？梢月牭阶冾l器不斷起停的PWM電磁噪音，（因為水泵驅動系統不允許調速，變頻器只能使用在軟起動功能），而機場的旅客提取行李大廳更是變頻器噪音不可忍受的地方，使用變頻器不但不節能省電，而且還更耗電15%左右，環境污染問題嚴重無法有效解決，驅動電機PWM的刺耳噪音嚴重影響到旅客的安寧。所以通用機械負載應用變頻器驅動控制必須事先考慮到運行損耗及環境污染問題。

變頻空調不省電

     空調制冷壓縮機原始設計最高效率是額定轉速下運行，改變轉速將會劣化運行效率，甚至于故障損壞，因此最高能效比空調驅動技術一定是直接驅動控制；如果使用可調速壓縮機不但成本高而且運行效率急速下降；加上變頻器驅動系統本身15%的運行損耗及電網環境污染問題嚴重，因此變頻空調一定不省電是毫無疑問的。采用瘦斯達直接驅動控制壓縮機主機，多次起停也不會影響到電網及驅動系統的正常壽命。

中央空調壓縮主機也可節能省電

     瘦斯達解決了交流電機起動沖擊電流的問題，將起動電流限制在兩倍以內，電網、電機等整個驅動系統允許多次起動而不會影響正常壽命，起停電機像開關電燈一樣方便。瘦斯達應用于中央空調系統主機的驅動控制可以多次起動不會影響到整個電網安全性，瘦斯達采用旁路運行沒有環境污染問題，真正達到有效節能控制目的。

備注：

1. 流體機械驅動系統泛指有儲能裝置系統（帶有水箱、水塔、儲氣罐的系統等），能夠利用儲能裝置的上下限極限開關控制電機。流體機械包括風機、水泵、空氣壓縮機、冷凍機、油泵電機等負載。

2. 電機節能省電是相對采用不同節能控制方式得到的節能省電效果比較，不省電并不是絕對值，而是與哪一種節能方式比較；本文所提變頻器不省電的真正意思是變頻器達到不到你所認知（預期）的節能效果，因為變頻器有運行損耗、有嚴重環境污染問題需要治理、電機壽命縮短及產品故障率高等問題需要一并考慮。