電機驅動系統往往是您工廠中的能耗大戶。通過改進電機管理實踐，將有助于提升系統效率并降低能源成本。

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為什么電機和驅動系統的高效管理很重要？據估計，電機驅動系統所消耗的電量，約占世界發電總量的一半。電機驅動的負載可能占您設施能源賬單的很大一部分。隨著時間的推移，擁有高效的電機管理系統并利用變頻器的節能機會可為您的工廠節省大量成本。

Advanced Energy 公司的電機實驗室主任 Michael Lyda 在電機系統測試和管理方面有著豐富的經驗，他最近向工程師們分享了如何簡化電機管理實踐、快速提高過程可靠性和降低能源成本的實踐和技巧。

電機的理想運行條件

在理想的情況下，首先需要平衡電壓。例如，如果您所在位置有三相 380V 電源， 則這些相位應平衡到至少 1% 或更好的范圍內。相間電壓越不平衡，對電機效率和長期可靠性的不利影響就越大。如果電機長時間在如此高的不平衡狀態下運行，從長遠來看肯定是要產生更多成本的。業界普遍的認知是“每 1% 的電壓不平衡就會造成 7% 的電流不平衡”。當電壓不平衡時，三相線中至少有一個電流可能會遠遠超過電機的額定值。

其次，電機應與負載對齊，以盡可能減少機械振動。這通常通過良好的軸對中來實現。擁有激光對準工具可能是您工具箱的一個很好的補充，特別是如果您在內部進行大量電機安裝。否則，請驗證服務提供商是否正在使用某種類型的精密對準工具。

第三，需要一個干凈的電機環境?？紤]到工業應用的苛刻環境，這并不總是可行的。但一般來說，只要確保電機沒有污染物即可。如果電機有風扇，請保持風扇暢通無阻，以便空氣可以適當地穿過電機以實現良好的冷卻。如果您處于灰塵較多的區域，請經常清潔風扇葉片。當然，在執行任何類似操作之前， 請確保您的電機已斷電。

第四，電機的環境溫度很重要。如果電機銘牌上標明了最高環境溫度，應確保應用符合規定。如果您看到環境溫度始終高于電機銘牌上的額定值，則電機很可能需要對該 應用進行降額。

高效電機的優勢

一般來說，與效率較低的電機相比，高效的電機將具有更多的銅和鋼以及更小的風扇，盡管這只是一般而言。鋼和銅的增加使電機的重量更重，更多的材料也意味著更多的錢，更高效的電機通常更昂貴。

高效的電機通常運行溫度更低。人們可能會有一個常見問題，當設備上只有一個較小的冷卻風扇時，如何讓設備運行得更涼爽？答案之一是，由于繞組電阻較低，效率更高的電機可能會具有更低的工作電流。這意味著定子的功率損耗會更少。當然，更低的損耗也會帶來更高的整體效率。

從長遠來看，效率低下和功率因數低會讓用戶付出代價，而電機尺寸過大是整個行業的普遍問題。如果應用需要 15 馬力的電機，采購人員有時可能會認為購買 20 馬力的電機可能會使電機使用壽命更長，但通常情況并非如此。

圖片

▎用于測試的大型測功機。在該圖中，與測功機相連的電機是一臺 200 馬力的發動機。

電機故障的主要原因

來自美國電氣和電子工程師協會 (IEEE) 的調查顯示，51% 的電機故障來自軸承的問題。例如潤滑不足或者過度潤滑，錯誤的潤滑脂，錯位或角度不對中，軸承振動以及過熱等。

電機故障的另外一個主要原因是定子繞組問題，大約占比 16%。其特點是短路或開路，這些可能是由反復過載和電機過熱引起的，從而導致繞組出現一些問題。

電機制造質量絕對會在電機可靠性和長期壽命方面發揮重要作用。作為維修人員，您可以做任何事情，但是如果電機在出廠時出現質量問題，它仍然可能會過早出現故障。

最基本、最有用的預防性維護技術之一可能是動用您的感官。例如，及時發現電機引線和電線的零件變色，感受電機的強烈振動和外殼上的過熱，聞到機器發出的異味或燒焦味，以及聆聽是否有過多或異常的噪音等。

熱量會“殺死”電機。是什么導致電機發熱？可能的因素包括環境溫度高、風扇堵塞、冷卻通風口堵塞、電機過載超過額定負載等。當然，也包括電機端子的電能質量問題。典型的電能質量問題包括電壓不平衡、單相、相位下降或相對接近的非線性負載，它們會導致電壓和電流失真，也被稱為諧波。

如何防止電機故障？

維護人員的主要目標之一是防止故障。通過適當的電機維護來限制停機時間可以減 輕壓力。

首先，我們需要檢查一些機械條件。即使電機在安裝時對準良好，在運行過程中各種因素也會導致未對準。如果電機本身開始發出一些響亮或奇怪的噪音，請將其關閉并驗證對齊。您可以使用簡單的直邊驗證平行對齊。要檢查角度偏差，您可能需要一個伸縮式量規，并不是每個人的標準工具箱中都有。