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文丨胖仔研究社编辑丨胖仔研究社前言随着我国经济的不断发展，在工业、交通运输、建筑等各领域中的用电需求不断增加，而这些领域中的用电设备又主要是各种

 

文丨胖仔研究社编辑丨胖仔研究社前言

随着我国经济的不断发展，在工业、交通运输、建筑等各领域中的用电需求不断增加，而这些领域中的用电设备又主要是各种电机，在目前我国的电力系统中，电机的总装机容量已经超过了6亿千瓦，在这么多的电机设备中，有50%以上是各种用途的异步电动机。

虽然这些电机设备已经很大程度上解决了电力供应问题，但是在我国仍有大量的电机设备需要进行改造和更新，以满足经济社会发展对电力需求不断增加的要求。

下面我就以电机设备为例，来简单分析一下我国电机节能方面所取得的成绩和所面临的挑战同时也介绍一下我国目前节能电机技术方面所取得的成绩和未来发展趋势电机设计优化在目前的电机设计中，对电机设计的优化主要体现在两个方面：。

一是电机设计结构的优化；二是电机材料的优化。其中电机设计结构的优化主要体现在对电机铁心的优化、定子线圈结构的优化以及电磁计算模型等方面。

首先，对于电机铁心结构的优化，其主要目的是为了降低定子线圈结构中所使用的铜量，从而达到降低损耗和提高效率的目的而目前采用最多的方法是通过减少铁心中所使用的铁心长度和厚度来降低铁心损耗，在这方面，目前主要采用的方法有：。

硅钢片叠压技术、多层硅钢片叠压技术以及叠压式硅钢片技术而硅钢片叠压技术是目前最常用、也是最有效的方法，其主要原理是利用硅钢片叠压以后所产生的磁场来抵消电机中所产生的铁心损耗，从而达到降低电机损耗和提高效率的目的。

另外一种方法就是在传统铁心中采用多层硅钢片叠压，通过这种方法来提高铁心材料利用效率，从而达到降低损耗和提高效率的目的目前我国在这方面主要采用两种方法：第一种就是在原有定子线圈结构中采用具有较大电阻值和较低导磁系数。

、磁饱和度和较低密度等性能特点的绝缘材料，从而使其不会因为出现电迁移而产生损耗；

第二种方法就是在原有定子线圈结构中采用具有较低导磁系数和高密度等特点的绝缘材料，从而使其不会因为出现电迁移而产生损耗最后，对于电磁计算模型优化方面，其主要目的是为了使电机设计能够更好地符合实际情况而目前最常用的电磁计算模型优化方法主要有两种：第一种就是。

有限元法，这种方法主要是用于求解电磁问题；第二种就是计算法，这种方法主要是用于求解电磁问题。

高效电机材料电机的材料是电机生产制造过程中最重要的组成部分，其对于电机节能效果的影响是十分显著的高效电机材料主要分为以下三种：一是硅钢片，二是绝缘材料，三是永磁材料在高效电机生产制造过程中，硅钢片所发挥的作用是最为重要的，同时也是目前发展最为迅速的。

硅钢片对于电机性能的影响主要体现在其对铁心损耗和轴承损耗的影响上，由于硅钢片中存在大量的铁磁性物质，因此其损耗也是较为显著的在目前使用硅钢片制造电机时，其铁心损耗和轴承损耗已经达到了最优状态，这也是目前电机生产制造过程中最为重要和基础的工作。

随着科学技术的不断发展和进步，以及我国对电机制造技术水平不断提升和加强，我国在硅钢片生产方面也取得了显著成绩。

在我国目前生产制造硅钢片的企业已有数十家，并且这些企业所生产制造出的硅钢片质量和性能都很好同时这些企业也加大了对高效电机材料研发方面所投入的资金，不断提高我国高效电机材料生产制造水平目前我国所生产制造出的高效电机材料主要有：。

永磁铁、稀土永磁合金、稀土铝镍钴合金以及稀土硅铁合金等。在这其中以稀土永磁合金材料为主。

目前我国在高效电机材料方面主要存在两方面问题：一是在高效电机材料生产制造过程中缺乏行业标准和国家标准，导致了高效电机材料生产制造不规范；二是相关企业在对高效电机材料进行研发时往往注重其成本问题而忽视了其性能问题

。对于这两个方面的问题，政府需要加大对相关行业标准和国家标准的制定和完善力度，同时对于这些企业要加大政策和资金方面的支持力度，帮助其解决技术研发过程中所遇到的问题。

智能化电机系统电机系统智能化是指由各种传感器、控制器以及执行器所组成的智能化控制系统，是一种综合控制系统由于电机系统是一个复杂的机电一体化系统，所以在电机智能控制系统中，就需要应用到多个不同类型的传感器以及控制器。

而智能化电机系统中所应用到的传感器主要包括：温度传感器、压力传感器等，同时还有一些具有特殊功能的传感器，比如：加速度计、陀螺仪等等。

除了上述所说到的一些传感器外，智能化电机系统还包括控制器，在电机控制系统中，控制器是控制电机的核心部件目前所应用到的控制器主要有：电压型（电流型）控制器、位置型（速度型）控制器以及功率型控制器三种类型目前常用的电压型电流型控制器主要包括有：

交—直—交（简称 DTC）电路和三角波控制电路等。位置型控制器主要包括有位置检测电路、角度检测电路以及角度补偿电路等。功率型控制器主要包括有功率放大电路、功率驱动电路以及功率保护和故障报警电路等。

上述所提到的几种类型的电机控制系统虽然在一定程度上能够达到节能效果，但是由于不同类型电机控制系统结构和组成方面存在较大差异，所以在实际应用中并不能有效实现节能效果，这也是目前电机节能领域所面临的一大挑战。

电机智能控制:电机智能控制是指利用现代控制理论和人工智能技术来实现对电机的智能化控制，以达到节能减排的目的目前所采用的电机智能控制方法主要包括：基于神经网络的模糊控制、基于遗传算法的模糊控制以及基于神经网络与遗传算法相结合的混合智能控制等。

对于模糊逻辑控制，其主要是指通过对模糊规则和隶属函数进行确定，从而来实现对电机进行智能化控制与传统的 PID控制器相比，其具有结构简单、可靠性高以及调节性能好等优点，所以在电机智能控制中得到了广泛应用但是由于模糊逻辑控制器缺乏自学习能力，所以在电机智能控制中，不能自动更新和完善。

基于遗传算法与神经网络相结合的混合智能控制方法是目前应用最为广泛的一种电机智能控制方法，这种方法综合了遗传算法和神经网络各自的优点其主要是利用遗传算法来优化神经网络权值，然后再利用神经网络来对遗传算法进行学习和优化。

但是这种方法在实现过程中需要对各参数进行反复调整，因此在实际应用中不够灵活

电机智能化控制系统在电机节能领域的应用:在电机智能化控制系统中，控制器的作用是对电机运行过程中的各种数据进行采集和处理，并根据当前的运行情况对电机运行参数进行相应调整，从而实现对电机控制过程的智能化控制。

目前电机智能化控制系统应用较为广泛，其主要是利用先进的技术手段以及方法来实现对电机运行状态进行监测和管理，从而保证电机在最佳状态下运行。

电机智能化控制系统能够实现对电动机运行过程中各种数据进行实时采集，并通过智能算法来实现对电机的智能化控制在实际应用中，电机智能化控制系统能够有效降低能源消耗，提高企业生产效率，进而达到节能效果目前随着我国电力工业的不断发展，在整个电力系统中所消耗的电能占全国总用电量的比例也越来越大。

为了有效降低我国电力工业用电成本，实现国家节能减排目标，在今后的电力系统中将会广泛应用到电机智能化控制系统而随着电机智能化控制系统应用范围不断扩大以及其功能不断完善，在未来也将会逐渐成为我国电力系统中主要的节能手段之一。

可再生能源与电机协同发展目前，可再生能源发电主要是风力发电、太阳能发电和生物质能发电，可再生能源发电的波动性和间歇性问题对电机提出了新的要求。

为了满足可再生能源电力的需求，要加强对风力发电机、太阳能电池等新型可再生能源发电系统的研究，不断提高可再生能源电力并网能力；要加强对生物质能发电机组再生能源发电系统的研究，进一步提高可再生能源电力并网能力；

要加强对智能电网相关技术的研究，使电网能够更好地适应新能源电力的波动，提高电网运行的稳定性。

此外，在风力发电和太阳能电池等可再生能源发电技术方面也存在一些问题，主要是：风力发电机和太阳能电池等设备都具有一定的波动性；风力发电机和太阳能电池等设备的发电量受气候条件影响较大，出现较大的波动性；风力发电机和太阳能电池等设备不能充分利用风能和太阳能，造成资源的浪费。

因此，我们应该加强对可再生能源技术方面研究，不断提高可再生能源发电系统的稳定性和可靠性；要加强对智能电网相关技术研究，使电网能够更好地适应新能源电力的波动。

笔者观点在我国的电机行业中，可以说是取得了较大的成绩，但是在电机行业的技术发展方面还存在着一些问题，特别是在电机技术的节能降耗方面还存在着很大的进步空间在未来发展中，我国要继续加强对电机节能技术方面的研究和开发，加大对高效电机新技术和新产品的开发力度，提高我国电机生产企业的技术水平和生产质量，提高我国电机行业在国际上的竞争力。

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电机与电器，20044、董宏兵。基于d-q坐标系下的感应电动机定子电流解析模型研究[J]。电机工程，2008。5、刘春林。电动机起动过程中定子电流解析模型研究[J]。电力传动，2005。