源自福禄克数字资料库@ www. /library优化电动机效率应用文章第1阶段：评估电动机评估包括：1. 调研和记录工厂总共存在多少台电动机、使用年限、马力和额定值，以及控制程度如何。

2. 识别最高和最重要的负载。

3. 对于这些关键设备，利用电能记录仪评估其能耗(功耗)。

这样您会大致了解工厂中的能耗情况。

第2阶段：立即改进您可以采取两种立即改进方案。

1. 调整设备以及设备运行方式 2. 维修设备调整包括将一些电动机更换为效率更高或规格更合适的型号、为其他电动机增加控制功能以调整输出，以及将需求与电费费率进行比较，重新规划电动机的运行时间。

利用MotorMaster+等电动机效率计算器来确定这些调整是否有效，可帮助您计算每台电动机以及每种效率等级节省的电量。

另外，您应该对打算继续使用的所有电动机进行三点检查：1. 电压不平衡2. 电流不平衡3. 功率因数如果测试显示上述三个变量中的任何一个存在问题，修正这些问题可以立即提高效率。

逻辑上，您还应该将这些测试整合至长期定期维护计划中，以确认当前所做的所有短期改进。

1 123电压不平衡是三相系统中各相之间的电压差异指标。

为了实现最佳电动机性能，相电压应相同或非常接近于相同。

除了导致电动机性能下降以外，电压不平衡还会缩短电动机使用寿命。

电压不平衡等于100乘以(相对于平均电压的最大偏差除以三相平均电压)。

计算得出的电压不平衡为一个百分比值。

美国能源部(DOE)给出了以下示例：2 如果被测线电压为462 V 、463 V 和455 V ，平均值为460 V 。

那么电压不平衡则为：[(460 – 455) x 100] ÷ 460 = 1.1 %总之，电压不平衡应低于1%，不得高于5%。

EN50160标准要求公共耦合点处的电压不平衡应低于2%。

美国电气制造商协会(NEMA)相关标准要求电动机负载的电压不平衡应低于5%。

但是建议电动机端子处的电压不平衡不超过1%，如果数值较高，应对电动机进行将额处理。

3应利用电能质量分析仪在电动机端子处定期进行电压不平衡测量，以确保电压不平衡低于5%。

另外，定期的温度检查可能发现开关设备、隔离开关或电动机接线盒内存在高阻连接，这会导致电压不平衡。

导致电压不平衡的其他原因还包括故障的功率因数修正设备、不平衡或不连续的电源电压、不平衡的变压器组、分布不均匀的单相负载、单相至地故障或主要配电系统开路。

修正措施应由有经验的电工或电力专家进行。

首先检查调速驱动的电源电压(如果系统中存在)。

并且检查工厂的输入以及工厂至系统的输出。

如果发现这些“源”上的各相平衡，则最好的方法是从电动机开始，并系统地回溯至最初来源，即供电公司电源。

潜在节约和ROI计算总节约量的最好方法是利用软件工具，例如MotorMaster+。

以下是基本计算原理，假设已知(括号中的值为举例值)： y 电动机负载(100 %) y 马力(100 hp)y 运行时间(8,000小时/年)y 在负载标称不平衡度下的效率(94.4 %)4y 实际不平衡度及负载下的效率(93 %) y 1马力相当于0.746千瓦使用提供的举例值，采取修正措施之后，每年节省的电能(AEs)则为：AEs = 100 hp x 0.746 kW/hp x 8,000 hr/yr x(100 ÷ 93 – 100 ÷ 94.4) = 9,517 kWh 如果电费为$0.05/kWh ，每年节省的费用(AS$)则为：AS$ = 9,517 kWh x $0.50/kWh = $476/yr 在工业配置中，许多电动机可能由同样不平衡的电源供电。

所以，潜在的节约要远远高于单台电动机，实际节约的电费取决于负载、工作时间、马力等因素。

最后，不要忘了，如果电源不平衡，电动机工作温度较高，大约是电压不平衡度平方的两倍：2 x %电压不平衡2。

例如，如果电压不平衡度为2%，那么电动机的温升将达到8 °C 。

电动机的工作温度每升高10 °C ，电动机绕组绝缘的寿命将减半。

2 Fluke Corporation 优化电动机效率电流不平衡指的是电动机从三相系统中每相吸收的电流的差异。

修正电流不平衡有助于防止过热以及电动机绕组绝缘劣化。

每相上的耗流应相同或接近相同。

电流不平衡的原因之一是电压不平衡，从而造成电流不平衡，其比例远远超出电压不平衡本身。

如果未发现电压不平衡时却发生电流不平衡，就需要检查电流不平衡的其他原因，例如绝缘故障或某相对地短路。

电流不平衡的计算方式与电压不平衡相同，等于100乘以(相对于平均电流的最大偏差除以三相平均电流)。

所以，如果实测电流分别为30 A、35 A和30 A，平均值为31.7 A，那么电流不平衡则为：[(35 – 31.7) x 100] ÷ 31.7 = 10.4 %三相电动机的电流不平衡不应超过10%。

测量电流不平衡应由经验丰富的电工或电力专家完成。

与电压不平衡一样，应利用电能质量分析仪定期检查电动机端子处。

可利用相同的电能质量分析仪同时执行两项不平衡测量并保存——电压和电流不平衡。

电流不平衡的修正可能包括以下任意或全部方法：y如果不平衡是由于电源引起的，功率因数修正装置可解决问题。

y如果问题是由于电动机本身引起的，例如绝缘故障或某相短路至地，则需谨慎权衡补救措施。

做出维修(重绕)电动机还是更换电动机的决策是很艰难的。

根据DOE4：—重绕电动机几乎总是会损失电动机的效率和可靠性。

综合考虑这些因素：重绕费用、预期重绕损耗、新电动机购买价格(包括标准和高效型号)、电动机规格及初始效率、负载因数、年度工作时间、电费价格、电费退费以及简单的回报标准。

y如果情况如下，则购买一台新电动机：a)故障电动机功率小于40马力，使用时间超过15年，尤其是之前曾经重绕过。

b)电动机是小于15马力的非专用电动机。

或者c)重绕费用超过新电动机价格的50%。

对于后一种情况，提高效率和可靠性将获得较快的ROI。

潜在节约和ROIROI包括两种形式的节能和长期生产节约(防止电动机故障和停工)。

供电公司的退费可能也很重要。

节能很难预测，尤其是选择重绕电动机时。

最终的重绕损耗在完成重绕之前是未知的。

如果您决定购买一台新电动机，可利用Motor- Master+软件计算更换电动机后每年可节省的能源(AS$)。

您需要以下信息6：y电动机额定马力(hp)y负载因数(L = 满载的百分比 ÷ 100)y年度工作时间(hr)y平均电费(C = $/kWh)y现有电动机效率(Estd，以百分比表示)y新电动机的效率等级(Eee，以百分比表示) y hp至kW的换算因子(0.746)根据以上信息可计算如下：AS$ = hp x L x 0.746 x hr x C x [(100 ÷ Estd) –(100 ÷ Eee)]一般而言，较高效率电动机比标准效率电动机的效率高1%，节约的电能在不到18个月内即可收回电动机成本。

与现有重绕过的电动机相比，新电动机的效率高1%。

3 Fluke Corporation 优化电动机效率特定类型的设备会造成功率因数较差，导致供电公司征收惩罚性费用。

在所有主要电路和负载处评估功率因数，包括电动机。

功率因数越接近100 %或“1”越好(供电公司通常对小于95%的功率因数进行罚款)。

提高功率因数能够：y降低电费y降低电力系统容量y减少电压降功率因数(PF)是由于感性负载(带线圈的负载)引起的，例如电动机和变压器。

功率因数表示为百分比值或数字，100%或1为理想值。

功率因数是有功(做功)功率(千瓦，kW)与视在(总)功率(千伏安，kVA)之比。

视在功率为有功功率与无功功率(千乏，kVAR)的组合。

无功功率增加会造成视在功率增加，所以导致功率因数下降。

所以，减少无功功率将提高功率因数，通常是件好事。

测量功率因数的最佳途径是使用电能质量分析仪。

开始动手之前，先搞清楚：y低功率因数或VAR的电费如何y供电公司说您的功率因数平均值(月度)是多少y您所需的费用是多少y供电公司如何测量功率因数或VAR：高峰期间还是平均？目的是判断引起功率因数落后的负载，以及制定提高功率因数的策略6。

首先从用户引入线开始，供电公司也在此监测数据，并检查各个负载。

利用电能质量分析仪，能够测得指定记录周期内的平均功率因数。

采用以下策略修正功率因数：y减少或降低使用空转或轻载电动机y避免电动机工作电压高于其额定电压y利用高效型号的电动机代替发生故障的标准电动机y在受影响的电路上安装电容，减少无功功率潜在节约和ROI利用来自于供电公司以及您的调研信息，计算节约的电能。

假设供电公司对每低于0.97一个百分点的功率因数增加1%的费率。

如果您每月的平均功率因数为86%，则比门限97%低11% (97% - 86%)。

如果您的电费为每月$7,000，那么通过修正功率因数每年可节省(11 % x $7000/mo.) x 12 mo. = $9,240后续安排在完成直接的电动机效率调研后，也评估一下长期维护工作，并开始进行相应调整，包括定期进行电压和电流不平衡检查。

另外也要定期检查连接和接地、非设计电压以及绝缘电阻，以进一步改善长期性能。

1Motor Challenge document.2oltage Unbalance,” an Energy3Energy Tips – Motor Systems45Motor6Motor Challenge document.福禄克，助您与世界同步！Fluke CorporationPO Box 9090, Everett, WA 98206 U.S.A.Fluke Europe B.V.PO Box 1186, 5602 BDEindhoven, The NetherlandsFor more information call:In the U.S.A. (800) 443-5853 orFax (425) 446-5116In Europe/M-East/Africa +31 (0) 40 2675 200 orFax +31 (0) 40 2675 222In Canada (800)-36-FLUKE orFax (905) 890-6866From other countries +1 (425) 446-5500 orFax +1 (425) 446-5116Web access: ©.2009 Fluke Corporation.技术指标如有更改，恕不另行通知美国印刷。

6/2009 3497412A A-EN-N没有福禄克公司的书面许可，严禁篡改本文内容。