时间：2023-05-30 09:14:36
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电机节能，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
并结合油井示功图，总结出油井系统节能的概念，在此基础上指出抽油机电机应该具备的功能，为进一步节能创造条件。
【关键词】抽油机示功图 节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1目前抽油机拖动系统存在的问题
（1）功率因数低
目前油田抽油机电动机功率因数一般在0.2-0.5之间变化，为了提高抽油机电动机的功率因数，通常是利用补偿电容器提高功率因数，但电机本身的功率因数并不会改变。
（2）“大马拉小车”问题严重
临盘采油厂机械采油系统多数是1台变压器拖动1口油井，变压器的额定容量为50-100KVA，电动机的额定功率22 KW、30KW、37KW、45KW、55KW。由现场的测试结果可知，电动机的实际输入功率大部分在3KW-10KW之间，电动机的负载率很低，功率因数也很低，无功电流比例很大，导致线损增加。这是所有油田都存在的问题，造成这种现象的原因是：抽油机负载有静转距大，而运行转距小的特点，所以要配置大容量的电机，保证足够大的起动转距，所以选用较大功率的电动机，变压器的容量也随之增加。这虽然解决了抽油机的起动问题，但由此却带来了机械采油系统的“大马拉小车”问题，变压器、电动机负载率下降，自身损耗相对增加，造成了电能的浪费。
（3）抽油机系统存在发电现象
从本质上讲，游梁式抽油机井口载荷曲线是近似于正弦曲线，而游梁式抽油机曲柄的圆周运动是严格意义上的正弦曲线，所以游梁式抽油机只能平衡掉井口载荷曲线的一阶分量，由此知系统总是达不到完全平衡，这将导致抽油机带动电动机超过电动机的同步速度运行，电动机变成异步发电机向电网反送电，我们称之为“倒发电” 现象。
（4）抽油机系统调速困难
随着节能意识的提高，抽油机系统调速问题凸显出来，让冲次适应产量的变化就需要调速，因此变频调速技术在电机调速中得到广泛应用，由于抽油机拖动系统存在着不同程度的“倒发电现象”，承担变频调速任务的变频器必须工作在四象限状态，或者设置泄放回路，使变频器的效率降低，可靠性降低。特别是1140V供电系统，电压属于中压范围，变频器件的选择很难兼顾到性价比最优，造成成本过高。由于上述原因造成抽油机系统调速困难。
2目前的抽油机拖动系统节能装置简介
目前在我国的石油开采成本中电费占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能。抽油机节能，主要有研究推广节能型抽油机和抽油机节能电控装置两个方面，对节能型抽油机的应用暂不讨论，重点介绍节能电控装置。常见的抽油机节能电控装置大体上可以分为三种类型，下面分别讨论。
2.1 间抽控制器
对于供液不足的油井，随着油井由浅入深的抽取，井中液面逐渐下降，泵的充满度越来越不足，直到最后发生空抽的现象，这样就浪费了大量的电能。对于这种油井，最简单的方法是实行间抽，根据每口油井不同的工况，设定间抽时间。当井下液量少时关闭抽油机，等待液量的蓄积，液面超过一定深度时，再起动抽油机抽吸，从而提高抽油机的工作效率，避免电能浪费。
2.2 软起动、调压节能型
由于抽油机负载有静转距大，而运行转距小的特点，所以要配置大容量的电机，保证足够大的起动转距，所以要实现软起动是困难的，现场的实践也表明了这一点。
2.3 使用变频器节能
变频器用于抽油机电机时存在的问题：
（1）使用环境问题
由于抽油机都在环境恶劣的野外工作，所以，对变频器的可靠性和环境适应能力提出了很高的要求，许多变频器由于适应不了野外恶劣环境而无法工作，为此可以设计防护等级高的控制柜，以及冷却系统，使之适合在野外环境中使用。
（2）再生能量的处理问题 从现场实测的抽油机电动机功率曲线可以看到当配重不平衡时，在抽油机工作的一个冲程周期中，会出现电动机处于再生制动工作状态（发电状态），对于交－直－交变频器来说，直流部分采用普通二级管整流，因此不能向电网回馈电能，所以反馈到直流母线的再生能量只能对滤波电容器充电而使直流母线电压升高，并通过电阻泄放，造成能量损失，降低了变频器效率。而具有能量反馈功能的变频器结构复杂，可靠性低。
上面我们介绍了三类节电装置，基本上都是针对单元件、单设备进行的节能改造，没有从系统的高度去实现节能。下面我们从另外一个角度去讨论这个问题。
3改造抽油机电机的电功率曲线实现节能
3 .1抽油机电机的电功率曲线的特点
从现场实测的抽油机电功率曲线可以得出如下结论：（1）抽油机电功率曲线以冲程为周期（2）抽油机电功率曲线是连续的，有限个第一类（跳跃）间断点（3）抽油机发电造成功率曲线产生负面积，文献（1）指出：超越离合器是解决抽油机拖动电机发电过程中电能浪费仅有的技术，抽油机调平衡能部分解决抽油机拖动电机发电期的电能浪费问题，但不能完全解决。
3.2 现场实测的抽油机电功（日用电量）
针对抽油机拖动电机发电电量的计量问题，进行了现场的测试，目前使用的计量表计将正向用电电量与反向发电电量累加之后收取电费，这种电表在正向用电时正向转动，反向发电时，也正向转动，正负电量累加。
（1）抽油机拖动电机发电过程多计量的电能是不容忽视的，发电造成电费多计量，地方供电系统对临盘油田实行单井计量，油井发电电量不但不能得到相应的报酬，而且还要上缴相应的电费，一般抽油机发电量约占用电量的5%，我们不但得不到5%的抵扣电量，而且还要交5%的电量电费，这样一来，相当于多交10%的电量电费。
（2）抽油机拖动电机发电过程多损耗的电能是不容忽视的，根据文献（2）的结论，抽油机的电动机在用电转换过程中巨大的能量消耗。设电动机在电动状态运行时的效率为0.85，在发电运行时的效率为0.6，抽油机的机械效率为0.95,那么两次转换的效率为η=0.85×0.6×0.95=0.48，就是说发电能量损失了52%。
3.3 节能措施的提出：调平衡、去发电、平曲线。
首先进行抽油机的平衡调整，在平衡率在85%-110%之内时，再进行去发电和平曲线工作，所以说调整平衡是关键。
1、现场测试的安装抽油机防发电皮带轮之后的功率曲线
安装抽油机专用防馈电皮带轮之后，抽油机电动机已不存在发电现象，最低功率值为空载功率，抽油机防发电皮带轮有效地解决了抽油机发电现象。
2、现场测试的安装抽油机防发电皮带轮之后的用电量
安装抽油机专用防馈电皮带轮之后，日用电量有显著减少，L2-207井日用电量由124KWH/24H降为106KWH/24H；L41-113井由143KWH/24H降为131 KWH/24H；L41-113井由189 KWH/24H降为170 KWH/24H。抽油机节电率在5%-10%之间。
（1）安装抽油机防发电皮带轮之后，抽油机不再拖动电动机工作，发电现象消失，即发电部分的能量（功率曲线负面积）变成了抽油机平衡块的动能和势能，为平衡系统所利用，从而达到节能降耗的目的，但是功率曲线的峰谷差仍然较大，这将影响到抽油机系统的节能和安全运行，即使是抽油机功率曲线的均方根值最小了，如果峰谷差过大，仍然会影响到抽油机系统的可靠运行，所以既要抽油机功率曲线的均方根值最小，还要功率曲线的峰谷差合适。在安装抽油机防发电皮带轮之后，进一步调整平衡块的位置，进一步降低抽油机功率曲线的峰谷差。
（2）电机发电的制动力矩消失，抽油机在上行或下行的过程中可能会出现速度过快的现象，这将影响到抽油机系统的安全运行，这就涉及到再生能量的处理问题，我们今后将对再生能量的详细讨论。
3、缩小抽油机功率曲线的峰谷差的方法
文献（3）在仿真过程中发现，电动机模型参数中的转动惯量对仿真结果有很大的影响，当转动惯量变大时，线路、变压器和电机的损耗都显著减小。从理论上分析，抽油机的负载是波动负载，电机的运行状态在发电机和电动机之间来回切换。如果增大转动惯量，那么，就等于储存了一些在线路上来回流动的能量，减少了总损耗。因而，增加转动惯量在理论上是可以节电的，但是要做好以下两方面的工作：一是由于转动惯量的增加会给电机的起动造成困难，在实际工作中，我们可以考虑采用一种具有升压起动功能的拖动装置，用在这里，基本上解决起动困难的问题。二是增加旋转件的转动惯量必须有速度的改变，速度不变就不会有能量的存储和释放，可以采用高转差的电机实现这一点。上面的问题解决之后，这就成为在实际中可以考虑的一个方案。
4 结束语
上面从抽油机功率曲线的角度讨论了游梁式抽油机拖动系统的平衡和节能问题，在调整好平衡的基础上，结合油井的工作状况，采取去发电、增惯量、平曲线的措施可以达到节能将耗的目的。
参考文献：
1 游梁抽油机的用电发电与节电张继震.马广杰.孙景丽.蒋静石油矿场机械 2001年 第四期 第36页
【关键词】减速节能电机；机采系统效率；应用
1、现状及存在主要问题：
中原油田采油三厂目前有抽油机井687口左右。机采系统年耗电量1.3亿kWh，占我厂总耗电量的50%以上。目前机采系统拖动装置存在问题较多，主要有如下两点：
（1）电机老化严重。我厂机采系统电机以6级、8级电机为主，少许为12级电机。目前在用最早的电机为1985年投用，大多数电机经过多次修理，我厂维修大队平均每年电机修理290台次左右。全厂抽油机电机有431台修理达3次以上，50%以上电机修理修理次数在4次以上，部分电机为1995年―1998年投产电机修理次数达8、9次之多。因电机老化，电机空载电流达损耗达2.5KW，已经没有什么修理价值。我厂机采系统电机多年没有更新，仅利用新井配套引进些普通电机，这些电机非节能型电机，效率不高。
（2）低产低能井多，电机冲次偏高。目前油田处于开发后期，截至2011年11月份统计，我厂低产液抽油机井较多我厂单井产液量≤10吨的363口，占总开井口数的51.9%（其中单井日产液量≤5吨的136口，5-10吨的227口，分别占总开井口数的19.5%、32.5%）。低产液井比例大、泵充满系数低，老式电机不能满足低产液井对低冲次的要求，影响机采系统效率的提升。
2、项目目的及技术经济指标：
试验及应用SRM开关磁阻、小容量减速节能电动机、双功低速等新型节能电机，提高机采系统效率，节电降耗。节电率达15-25%。
3、现场试验及实际应用概况：
2011年我厂共试验及推广应用节能电机4种18台，共计投入：89万元。其中SRM开关磁阻智能调速电动机2台、小容量减速节能电动机8台、游梁式抽油机专用节能配套电机2台、双功低速YCHD280L-1.5/18.5/37kW-1140V电机6台。平均冲次下降1.5次，节电效果20%左右。
主要电机具体使用情况及数据如下：
3.1SRM开关磁阻智能调速电动机：卫一采油区在WC18-6#、WC18-9#两口抽油机井进行了智能调速电动机调速系统节能试验（SRM-280电动机），通过跟踪调试，目前更换该装置的2口油井运行正常，节电效果明显。
现场试验有功电量日耗电量读数统计对比表：
安装井号 安装前后冲次变化 安装前日用电量（kWh） 安装后日用电量（kWh） 日节电量（kWh）
WC18-6# 未变化 291 212 -79
WC18-9# 未变化 268 182 -86
3.2小容量减速节能电动机：该电机适用于低产液井，环境适应性强、耐用性强、性价比高。装机容量小、输出扭矩大、转速低；齿轮传动效率高、功损小，运行效率高；采用负荷封油技术，齿轮油不渗不漏；低转速时无滑差、抽油机运行平稳；调冲次方便，电机容量小安装、维护、保养方便。综合节电率大于25%。
现场试验有功电量日耗电量读数统计对比表：
井号 安装前后冲次变化 安装前上/下行电流（A） 安装后上/下行电流（A） 电流下降比例
WCP2 2.7/1.7 8/9 6/7 22%
WC10-26 2/1.8 50/45 22/20 56%
3.3游梁式抽油机专用节能配套电机
游梁式抽油机专用节能配套电机，利用系统的机械特性，改造转动部分结构节能；根据系统运动时所需的拖动力，改造部分机械结构，合理选配电动机，降低电机自身损耗，提高电动机的效率节能；提高系统抽油效率。调整抽油机冲次时，不用更换皮带轮只需调节该节电器调速装置档位，即可随意变换；该设备具有机械储能装置。原电机存在能量损失，该节电设备能使其能量直接储存起来，并随后自动释放，既减少了能量损失，又防止反发电对电网的冲击；电机效率高，使用维护方便，综合节电率20―40%。适用于原配备45-55KW、冲次在1至6次的油井使用，低产低能井使用效果最佳。
在马寨油藏经营管理区MZWC95-32井安装后，经过油田分公司技术监测中心检测测试，测试结果如下：
井号 状态 电流（A） 有功功率（kW） 无功功率（kvar） 产液量（t/d） 产油量（t/d） 综合节电率
MZWC 95-32井 装前 44.6 9.25 28.8 14.6 0.5 21.6%
装后 24.4 8.11 14.1 15.7 0.55
对比 -20.2 -1.14 -14.7 +1.1 +0.05
4、节能效果及经济效益预测
节能效果：
4.1年节能能力
18台电机年可节电量57.8×104kWh；折标煤71.03吨。
截至2011年年底累计节能量及减少成本支出
今年已累计节电量22.6×104kWh；折标煤27.78吨。
安装18口井，单井平均冲次由3.8次降为2次，减少油井管杆磨损，减少作业井次2次，减少作业及管杆费用12万元。
4.2经济效益
项目投入：89万元
该项目年产出：
年节约用电57.8万kWh，节约成本0.73元/kWh×57.8万kWh=17.34万元；
今年已累计节电量22.6×104kWh；折标煤27.78吨。
年减少油井管杆磨损，减少作业井次2次，减少作业及管杆费用12万元。
该项目年可创效合计：57.8+1269.8万元。
5、投资回收期
总经理近藤史郎向《经济》记者介绍公司时说：“可以把我们理解为一家创能、节能企业。我们的产品主要用在和能源相关的地方。我们的核心技术是电力电子设备、功率半导体及控制系统。在这个核心技术平台上，我们构筑了创能技术平台及节能技术平台。”
一番解释之后，给记者留下突出印象的是，这里的技术和能源有关，具有节能和创能的特点。
在经济刚刚开始发展的阶段，大量使用能源就能立即让经济面貌出现变化。但煤炭、石油等资源是有限的，同时，大量使用后带来的污染问题，也难以解决。一个企业是否具有较高的能源使用技术，这不仅关系着企业成本的支出，也与其能否在新市场上夺得先机有着重要关系。富士电机公司作为电气企业，发挥能源利用上的技术优势，便能够让人知道这是一家具有战略眼光的企业。
专注中国的能源及环境市场
《经济》：我们知道富士电机成立于1923年，是日本最著名的电气企业之一。但很多读者可能还不是很清楚富士电机在中国的情况。请您介绍一下。
近藤史郎总经理（以下简称近藤）：我们在1965年已经开始向中国提供水力发电机，80年代，设立派遣员工事务所，并拥有中国最高的变频器出口销售市场占有率；90年代以后，我们在中国设立了一些工厂，主要生产马达等产品。现在我们在中国有销售网点15个，在中国从事生产及售后服务等业务的企业有25家。
《经济》：从事生产及售后服务的企业主要分布在哪些地方？富士电机的特点是什么？
近藤：无锡富士电机有限公司有员工400多人，主要生产变频器。生产断路器的富士电机大连有限公司和生产各种马达的富士电机马达（大连）有限公司的员工数量分别为780人和460人。在上海、深圳、常熟、珠海等地也有我们的工厂，员工人数都分别达到数百上千不等。
我们的生产内容较大，但我们的基本理念很简单，就三条：第一，强化综合事业，不仅要保证内容的多样化，还要在成本等方面与中国保持一致；第二，加速开拓用户；第三，在智能电网、自动售货机及电动汽车等方面，拓展新事业。
《经济》：我们注意到近藤总经理特别注重能源、环境问题。这是为什么呢？
近藤：提高能源利用效率，可以为解决环境问题作贡献，其关键的技术在于能源转换。电力电子技术是实现高效率能源转换最有效的手段，我们在这方面有着长年积累的经验和先进的技术。功率半导体、电路及控制系统是电力电子事业的基础，在这个基础平台上实现最合理的能源利用。
《经济》：这些技术能够用在什么地方？
近藤：在社会及产业各个方面均有其用途。但我们的产品比较多地用在了钢铁、石化、水泥、数据中心、半导体工厂及汽车的组装厂中。
比如在制造业方面，可以用于节能、环保，用于数据中心及无尘室的节能与高效化；在水环境方面，用于污水处理厂、工厂排水等等。
强有力的半导体事业
《经济》：我们知道，半导体事业是日本几家综合厂家去年亏损的主要领域。富士电机也在从事半导体事业，经营情况如何？
近藤：我们所销售的功率半导体是指耐高压、大容量制品，如1700V、PrimePACK、High Power Module方面的产品，与电视、数码上使用的半导体在市场方面不一样。
在很多核心技术上，我们的第六代、第七代IGBT电子零件技术，耐高压IC技术及高放热性能捆绑技术等，都是富士电机自己独到的技术。
在智能城市概念上的新开拓
《经济》：富士电机的生产内容超出了我们的想象，能否用一个比较具体的方式解释一下？
近藤：最简单的说法便是智能城市概念。在这个概念里，我们的产品用在了光伏发电、地热发电、风力发电及火力发电方面，同时和这些发电系统有关联的是电池、环境测试、智能电表、电动汽车、绿色数据中心等。在智能城市这一概念里，很多产品、系统都离不开富士电机的产品。
《经济》：最近电动汽车的充电系统就非常引人注目。
近藤：在这方面，富士电机的产品非常多。比如马达、电动汽车的充电器、大型电动机车上的控制基板等，就是我们生产提供的。在充电设施上，我们的充电站与智能电网联网，可以实现快速充电。同时，相关的产品也用在了铁路上。
关键词：异步电机 轻载 降压节能 功率因数
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-00-02
三相异步电机应用范围非常广泛，它在运行时，所带负载经常处于变化状态，在轻载或空载的状态运行时，就会增大功率损耗，因此对于长期处在空载或轻载状态下运行的异步电机，有很大的节能空间。一般有三种方式可以使异步电动机在运行时达到节能的目的：一是调速技术；二是降低定子电压节能；三是优化电动机本体设计节能。
在研究异步电动机的降压节能时，需轻载状态下对电机功率因数检测，传统的功率因数的检测，需要对电压、电流的相位角进行精确测量，所需元件较多，运算比较复杂，而且所需成本过高，本文提出的检测方法是，采用全周波傅氏算法，每隔固定时间对交流信号进行采样，采样信号经离散傅里叶变换的方法计算功率因数，无论从响应速度还是计算的精度方面来看都能达到比较好的效果，通过傅氏算法可以很方便的算出电压，电流的相位，从而算出功率因数。
1 降压节能原理分析
异步电机功率因数和效率的变化与负载率有关，当异步电动机在额定负载率下运行时，此时的的功率因数和效率值都很高。在电机轻载运行时，功率因数与效率都很低，有较大的降压节能调节空间。
假设电机在降低的相电压和额定电压两种端电压下的负载为同一负载，则有以下2种情况的效率之比。
式中，，分别为电机端降低的相电压和额定相电压；，分别为两种电压下电机定子电流，为功率因数。
不计磁饱和作用和集肤效应， 额定电压及降压时电机的各阻抗参数基本不变， 由异步电动机近似等值电路的电机阻抗
式中在电机轻载时起端电压不很小的情况下，转差率S的大小在额定转差率附近，是数量级较小的数。S为一较正系数，用于减小近似产生的误差，同一电机S为一校正系数，用于减小近似产生的误差，同一电机基本不变。考虑上式得
式中：Z，Z分别为轻载时降压及额定电压下的电机阻抗、S，S分别为两种电压下电机的转差率。将式（3）代入式（1）得
由上式知，只有当大于1时，轻载降压时电机的运行效率才大于额定电压时的效率，才能实现节能。降压后的功率因数的近似计算公式：
其中m为负载系数，为调压比，即减低的电压与额定电压之比；为额定空载电流与额定电流之比；为额定功率因数。
由式（5）知，轻载时，降低电机的端电压可提高功率因数。由于异步电机的机械特性，所带负载相同时，端电压降与起转差率成反比。分析这2个因素的变化情况，根据式（4）可得出以下结论：盲目的降低端电压未必就能起到降压的效果，只有当电压的降低程度大于转差率及功率因数的上升程度时，才能使降压时电机的运行效率提高。
2 功率因数角计算方法
传统的检测功率因数角的方法是通过电动机的相电压同步信号检测电路和利用晶闸管的自关断特性建立的相电流过零点检测电路获取的，硬件的方法简单易用，但是需要增加额外的硬件资源，且容易受器件零点漂移和高次谐波的影响，还占用计算机外部中断。相比之下，软件方法获取功率因数使用灵活，投资较少，因而本设计采用软件方法获取功率因数。
软件方法获取功率因数的方法有很多，除了传统的电压过零点法，还有基于插值的正交法、最小二乘法、卡尔曼滤波法的方法等。但是，这些方法大多计算量偏大，计算速度慢，影响了实际应用。
2.1 傅氏算法的功率因数计算
傅氏算法是根据数学中的傅里叶级数展开的，将非正弦的周期电压、电流信号分解为一系列不同频率的正弦量之和，根据线性电路的叠加定理，在各个正弦量单独作用下，电路中产生同频正弦电流分量和电压分量，然后把所得分量按时域形式叠加，得到电路在非正弦周期激励下的稳态电流和电压，这种方法称为傅氏谐波分析法。实质上是把非正弦的周期电流或电压的计算化为系列正弦电流、电压的计算。
傅氏级数说明，任何一个周期函数（周期为T），均可分解成直流分量、基波分量和次谐波分量，其数学表达式为：
式中，ω1为基波角频率，a0为直流分量，a1和b1为基波的实部和虚部，an和bn（n≥2）为各次谐波的实部和虚部，cn为基波或谐波对应的幅值，φn为对应的相位。
利用梯形法可以得到和的离散化
形式：
式中，N为基波信号的一周波采样点数；xk为第k次采样值。
式（7）和式（8）就是适合与微机保护的离散化算法。傅氏算法本身具有一定的滤波作用，能够完全滤掉直流分量和各整次谐波，由此可见，用傅氏算法可以求取基波的有效值和相角，从而获得功率因数值。
2.2 功率因数计算的数据采集与计算
数据点的采集是通过A/D芯片完成的，A/D与处理器的通信采用四线全双工串行接口协议（SPI），时序控制与数据传输由SEP4020的SPI同步串行接口（SSI）自动完成。每采样四次，进行一次傅氏计算。傅氏计算用到的采样点是20个，所以对于采样信号数据，需要至少保存24个。这里，使用一个长度为24的循环buffer来存放数据。
对于在傅氏运算中会频繁用到的sin（2πk/N）、cos（2πk/N）（k= 0，1，2，…，N）等三角函数的值，在系统初始化的时应将这些值事先计算出来保存到一资格个表中，然后在运算过程中以查找表的形式直接获取。
对于傅氏计算得到的实部和虚部求幅值时，需要进行开平方运算。对于开平方运算如果直接调用库函数的话将很耗资源，所以考虑采取快速算法来提高开平方运算的速度。
对于向量X=a+jb，设：，，则X可以表示为：
用式（11）计算向量值，比用库函数直接开方节省了很多CPU时间。
由上面的傅氏计算得到A相的电流，电压的实部，虚部，然后就可以计算得到所需的功率因数，程序流程图1所示。
3 试验结果与分析
为了验证该功率因数计算方法及控制系统的节能效果，对试验电机进行不同复杂率下的轻载试验，结果如表1所示。系统采用的控制芯片为SEP4020，是由东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心自主开发的一款基于ARM7TDMI核的微处理器，主回路采用6只耐压为4.5KV的KCB-02A1晶闸管模块，构成三相反并联调压电路。试验电机为Y2-132S1-2型
电机。
从以上数据可知，当电机负载率较低时，节能效果较为显著，当负载率高于60%时，由于管压降，谐波等因素的影响，由可控硅调压控制器供电将增加净功率损耗。本实验表明：用晶闸管调压电路对异步电动机供电，并不总是能够节能的，若要实现调压节能，异步电动机必须工作于轻载状态。
4 结语
在对异步电机轻载节能进行分析时，采取电机降压提高功率因数的节能方法，电机运行中要时刻监测电机的功率因数，使电机功率因数运行在较为理想的范围之内，本文提出了傅氏算法的功率因数计算并进行了测试，研究发现该控制器在电机轻载时节能效果较好。但较低负载时，功率因数计算有一定偏差，需要在计算方法上进行修改，使其达到一个较为理想的效果。
参考文献
[1] 李建民.异步电机轻载节能控制研究[J].自动化与仪器仪表，2008（4）：85-87.
[2] 刘燕飞，王倩.节能型异步电机矢量控制系统的设计与仿真[J].电机与控制应用，2007，34（7）：18-20.
[3] 王爱元，凌志浩.标量控制的感应电机高校节能运行的实现[J].电气传动， 2009，39（1）：19-22.
【关键词】 开关磁阻电机调速系统 调速 节能技术 应用
1 开关磁阻电机调速系统的结构与工作原理分析
1.1 开关磁组电机调速系统的组成结构
对于开关磁组电机调速系统而言，它主要是由两部分共同组成的，这两部分分别是电动机以及控制器。在电动机之中，对位置传感器进行了设置；而对于控制器而言，它包含了多个单元，其中最为主要的是功率电路单元以及控制电路单元。开关磁阻电机调速系统的组成结构见图1所示。
在图1中，所使用的电动机主要是定子、转子双凸级可变磁组电动机，对于定子与转子有着不同的处理，在转子上，并没有对绕组以及永磁体进行设置；而在定子上，设置了相应的集中绕组，在径向上两个绕组进行一定程度上的串联，并由此构成了一个两级磁极，我们将其称作为“一相”。
1.2 开关磁阻电机调速系统的工作原理分析
图2显示的主要是开关磁阻电机调速系统电机原理的示意图。
由图2所示，将其中定子、转子的相对位置作为起始位置，按照A、B、C、D的顺序对相进行一定程度上的绕组通电处理，在这种情况之下，转子就会逆着励磁顺序进行旋转，这种旋转是按逆时针方向运行的且具有一定的连续性。相反，如果将绕组通电的顺序改为D、C、B、A，那么转子就会以顺时针的方向进行一定程度上的转动。对于开关磁组电动机而言，它的方向主要是由相绕组的通电顺序所决定的，与相绕组的电流方向并不存在着关联。
2 开关磁阻电机调速系统的特点分析
对于开关磁阻电机调速系统而言，它之所以能在工业之中得到广泛的使用，主要是因为它具有较为明显的优点，其特点主要表现在四个方面，分别为具有效率高节能性、起动转矩大、较为广泛的调速范围以及较高的功率因数，下面就这四个方面的特点进行阐述与分析。
2.1 具有效率高节能性
相比于交流异步电动机变频调速系统，SRD的运行效率更高，经过相关研究表明，大约高出3个百分点；这在低速工作的状态之下表现的尤为明显，其效率的提升甚至能够达到10%以上。除此之外，较之于其他调速系统，例如电磁调速系统等，SRD往往能够取得更为理想的节能效果。变频器、开关磁阻电动机不同负载下的效率比较见图3。
2.2 起动转矩大
对于SRD控制器而言，它能够从电源侧对电流进行一定程度上的吸收，但吸收的电流数量较少，这样一来，SRD控制器就能够在电动机侧的起动转矩就相对较大。一般情况下，交流电动机所表现出来的性能相对较差；而对于开关磁阻电机调速系统而言，当起动转矩达到额定转矩的200%时，其起动电流仅仅只有额定电流的10%左右，相比于前者，开关磁阻电机调速系统系统能够表现出更大的性能优势。因此，开关磁阻调速系统起动转矩大的特点，使其在重载起动或者负载变化频繁的设备之中有着很高的适用性。
2.3 较为广泛的调速范围
因为SRD电动机具有相对较高的运行效率，如果在低速的状态下运行，其温升程度比在额定工况下运行时还要低一些，这样一来，就能够对变频调速低速状态下运行时电动机的发热问题进行合理而有效的解决。不仅如此，对于交流电动机而言，其最高转速会在一定程度上受到极数的限制，而在SRD电动机之中却不会出现这样的情况，也就是说SRD电动机能够对最高转速进行有效的设定，且更具 灵活性。
2.4 较高的功率因数
一般情况下，在空载的状态之下，普通交流电动机的功率因数大致在0.2～0.4的范围之内，而在满载状态下其功率因数在0.8～0.9的范围之内。对于开关磁阻电动机而言，无论是处于空载的状态之下还是处于满载的状态之下，其功率因数都大于0.95，因此开关磁阻调速系统电机具有更高的功率因数，所以不必要对无功补偿装置进行加装。
3 开关磁阻电机调速系统在龙门刨床上的应用
将开关磁阻电机调速系统应用到龙门刨床上主要包含以下几方面优点：其一，龙门刨床基于原有的功能层面上增添了磨新、加铣功能；其二，启动转矩相对较高，启动电流相对较低，转矩启动为规定转矩的150%，启动电流为额定电流的30%；其三，能够反复切换正反转及停止启动，在满足制动功率及制动单元标准时，可以往返操作1000次以上；其四，开关磁阻的电极调速体系具备自我保护性能，动态响应较快，安全性能良好，可以不遭受电网电压的作用，在满载情况时速率不降低；其五，同一般体系对比，能够对结构进行简化，降低面积约70%，节省电能35%—75%，能够依据负载情况选取电机。
4 开关磁阻电机调速系统在压缩机上的应用
压缩机在各个行业都得到了大范围的使用，其节能问题也变成了人们关注的重点事情。当前，开关磁阻电机调速系统在压缩机上的应用主要为以下两种形式：其一，电动机不调速，对进气阀进行控制，对进气量进行调节，从而确保管网的压力在规定范围中；其二，应用变频进行调速，依据管网的压力对电动机的转速进行调节。应用开关磁阻电机调速系统可以处理在压缩机应用时变频调速的问题，因为开关磁阻在整体荷载范围中都具有良好的效率，所以，在压缩机低速工作期间，电动机的效率较高，不产生热量，能够长时间工作，节能效果良好。
参考文献：
[1]吴建华.开关磁组电机设计与应用[M].北京：机械工业出版社，2000.
[2]编委会.开关磁组电机调速系统工业应用研讨会论文集[C].北京纺织机械研究所，1993.
[3]宋锡富，张振海，刘传玉.开关磁阻电机调速系统节能技术及应用[J].钻采工艺，2009，32（3）.
关键词：抽油机；电机；节能
Abstract: the author analyzes the existing pumping unit motor "big marat car" phenomenon, giving the correct choice of the motor power principles and energy saving the choice of motor, of the unit load change constantly, according to oil well load and rational selection of the motor power, and put forward improving motor power factor of effective measures, while strengthening equipment running and maintenance, keep good operation condition, can effectively reduce the energy consumption.
Keywords: pumping unit; Motor; Energy saving
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
机械采油是国内各油田主要的原油生产方式，抽油机械又以游梁式抽油机应用最为普遍。抽油机是油田耗能大户，用电量约占油田用电量的40%，抽油机节能效益十分可观。抽有机节能降耗途径很多，就抽油机的拖动、供电等讨论抽油机的电气节能问题，对油田输配电系统管理具有重要的作用。
选择电动机功率的原则
（1）抽油机电机存在“大马拉小车”原因。抽油机一般由电机驱动，电动机轴上形成的负荷冲击、有一两次负值扭距出现，抽油机的合成扭距T随曲柄转角θ的变化曲线，见图1。抽油机的负荷曲线每口井几乎都不相同，现场测试表明，抽油机的平均负荷一般为最大负荷的1/3，电动机的负荷率大部分在10%~20%，负荷率最高的也不过30%。电动机的平均负荷率低，电动机的容量没有被充分利用，存在着严重的“大马拉小车”现象，造成电机功率因数低、效率低。长期以来人们都试图用高转差电机改变“大马拉小车”这一现象，在一定程度上改善了抽油机的拖动。对抽油机来讲，按抽油机平均负荷考虑电机发热确定的电动机，启动能力不能满足抽油机启动的要求，选用普通电机就要增大电机容量以增大启动能力，这就是造成“大马拉小车”的根源。事实上，对于周期性变动负荷，尤其是负荷冲击大的场合，这类负荷的驱动电机存在“大马拉小车”现象是合理的，采取措施可以改善这种状况，但不可能完全根除这个现象。
图1 抽油机合成扭距T随曲柄转角θ的变化曲线
（2）选择电动机功率的原则。在电动机能够满足负载要求的前提下，最经济合理的决定电动机的功率。选择电动机功率主要考虑电机发热、过载能力和启动能力三个因素。
二、抽油机电机的启动问题
（1）抽油机要求电机的启动转矩大。抽油机电机都是带载启动，每次启动时抽油机都要从上下冲程的死点，即最大负荷扭矩处开始启动，加之抽油机系统惯量大，启动时间长，为了电机的顺利启动，客观上要求电机启动性能好。人们在选择电机时考虑各种意外情况又人为地加大了裕量，“大马拉小车”这个问题更加突出。为了防止井下异常工况如砂卡、蜡卡等造成停车，修井以后油井负荷一般大副增加而尽量不更换电机；油井供电变压器容量小，启动时线路压降大，另外电力网电压随季节等因素波动，电压低时经常启动困难，为了减少停井时间，希望抽油机启动顺利，又人为地增加了电动功率定额。
（2）抽油机电机控制电器。当配电系统中发生短路故障、雷击、断路器操作、变压器、电容器组的投切以及所带的感应电机的启动等事件时，均会引起电压波动。其中短路故障、雷击、所带的感应电机的启动是引起配电网中电压波动的主要原因。相比雷击和电机启动，短路故障引起的电压波动最为严重。短路故障发生时，短路点附近节点电压下降，电压波动发生；随着故障消失，短路点附近电压恢复正常，电压波动结束，因而，电压波动的时间取决于故障的时间。引起电压波动的原因分别为雷击的短路故障。抽油机电机启动时由于线路压降大，变压器容量偏小，变压器内阻抗压降大，变压器外特性很软，电机端电压很低。电机电压过低，使控制电器不能正常工作，影响抽油机电机启动。根据我国标准和IEC有关标准，接触器必须能在0.85Uc（Uc为线圈额定电压，哟的产品为0.8Uc）的电压条件下正常工作。如果电压降超过15%，接触器衔铁吸力不足，触头松动，将造成惦记供电时端时续，惦记启动里矩短小，启动困难或无法启动，同时也容易损坏接触器。解决电机启动时出现的电压短时过低问题，我们往往加大接触器的规格，同100A的接触器或自动空气开关取代60A的，而它们的线圈额定电压是一样的，收不到效果或电机启动后无法运行时，同木棍等接触器的衔铁闩住。这样虽然一时能工作，但却留下了事故隐患，变压器一相输出跳闸，电机端相运行，造成过载，过热，而接触器触头不能分断，造成电机烧毁。
（3）油井变压器的供电容量问题。抽油机电机都采用直接启动方法，一般7.5kW以下的异步电动机允许直接启动，7.5kW以上的异步电动机电源容量较大时也允许直接启动。对抽油机常用的六极、八极电机，功率一般为几十千瓦，要求电源容量为电动机容量的20~30倍，如八级18.5kW的电动机要求电源容量为560kVA，八极30kW的电机要求电源容量为870kVA。如果照此选择变压器的容量，则抽油机电机直接启动时电网电压波动较小，能达到国家标准。油田按上述要求选择油井变压器的容量是不可能的。油田上一台变压器给3~5口油井供电，太大的裕量也会给变压器造成“大马拉小车”的问题，对变压器的运行也不利。实际3~5口油井由一台变压器供电，每口井抽油机电机为20~30kW，变压器的容量为50kVA~100kVA，应选容量的10%~20%。变压器容量偏小，内阻抗大，电机启动时会产生较大的压降，电机端电压低又使电机启动力矩减小，造成启动困难，这样可增加电机功率以增加启动力矩。
三、油田配电网对抽油机启动运行的影响
随时油田开发区块的不断扩大，或调整井的不断加密，或注水井量的不断增加，配电网负荷越来越大，配电线路也在不断延伸。油田配电网中的某些线段的电流密度已超出了经济电流密度的限值，造成网损过大，线路压降大，电压质量降低，使电机运行恶化，同时给电机启动带来困难，又迫使电机容量进一步加大。在抽油机的能耗测试中常常遇到这种情况，有些油井离变压器较远，电机能正常启动，而同一台变压器供电的离得近的油井，电压并不低，抽油机电机却很困难，供电线路电缆规格不同，不能只看距离远近。为了降低配电网网损，减少线路压降，应对这些线路及时改造，增大导线面积，以改善线路为端的电压质量，从而改善抽油机的启动与运行状况。
四、节能电机的选择
游梁抽油机是机、杆、泵组成的复杂系统，电机的节能效果不仅取决于电机和系统本身，还取决于油井工况。
（1）对于高含水，泵挂浅（在1000 m以内），中冲次(4次左右)的情况。泵挂浅，冲次不高，抽油杆弹性形变不很大，主要是解决“大马拉小车”的问题，一般可选择8极的双功率电机或8极的稀土永磁电机。如果选择双功率电机节能效果能达到12%以上；如果选择稀土永磁电机(在不退磁的情况下)，其节能效果能达到15%以上。
（2）对于高含水，高冲次(（5～7 次），泵挂在1000 m或更深的情况。由于冲次高、泵挂深，抽油杆弹性形变较大，主要是要解决泵效的问题。应该选择软特性电机，使系统实现柔性配合，提高系统效率。还能较大地减小减速机峰值扭矩，减少抽油杆脱断的几率。选择超高转差电机或绕线式异步电机，节能效果都能达到15%。
（3）对于供液不足，低冲次（一般在1～3次）的情况。由于低冲次抽油杆弹性形变不大，主要是考虑电机的低转速，选择电磁滑差电机和变频调速电机是比较合适的。尤其是对那些供液量波动比较大的情况，比如有时需要达到4次或5次，选择电磁滑差电机和变频调速电机更为合适。也可以采用其他方法实现1～5次的调节。
（4）对于那些长冲程，低冲次（3～4次），深抽（2000 m左右）的情况，主要是解决“大马拉小车”的问题。在冲次不高的情况下，换向加速度不大，抽油杆的弹性形变不大。因此选用8极的双功率节能电机或稀土永磁电机是比较合适的。或选择8极的高转差电机，也能较好地解决“大马拉小车”的问题，节能效果都能达到12%以上。
五、结束语
分析了抽油机电机的运行工况与节能问题，并提出了有效措施，即减少线路压降，应对供电线路及时改造，增大导线面积，以改善线路末端的电压质量，降低配电网网损，可改善抽油机的启动与运行状况。电压过低使抽油机的控制电器不能正常工作，可改进接触器的设计，使抽油机电机启动正常。抽油机的负荷经常发生变化，根据油井负荷大小，合理选择节能电机，同时加强电机的运行和维护，保持良好的运行状况，也可以有效的减少能耗。
关键词：风力发电机；并网；控制措施
Abstract: In recent years, with the increase of population, the human gradually to conventional energy have more in-depth research and more extensive use, but conventional energy consumption at the same time also is continuously increasing, and even had to face serious threat of energy exhaustion. The current era is the new energy development and application can say is imperative, but wind power is now a can renewable resources, need not consider raw materials in the future supply of time. But the uncertainty of wind power lead to the application has not been effective expansion, further improve the wind power generation efficiency, ensure the quality of the wind power generation, has become one of the main research topic. In this paper, the wind generator combined control measures are discussed.
Keywords: Wind generator; Grid; Control measures
中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：
随着近几年科技水平的不断提高，城市工业化程度逐渐的深化，各个领域对电能的需求也越来越多，不可再生资源的消耗量随之增多，严重超出了正常的负荷，因此人们转而利用风能进行发电，由于风能具有清洁能源以及可再生资源等主要特点，所以已经成为了目前应用效率也最高的一种重要发电方式，并且受到了多个国家的重视。此外，并网发电能够进一步提高发电的效率水平，确保发电的质量，可以在电压的输出过程中起到良好的稳定作用，因此并网风电技术逐渐开始应用于各大领域当中，但是由于风能具有不稳定的特点，常常会导致风力发电机的电压出现较大幅度的变化，甚至出现较低的幅值，所以目前我们的研究重点放在了如何有效的控制风力发电机并网的问题上。
1通过使用异步发电机有效的进行并网控制
通过使用异步发电机进行有效的并网控制，是目前为止操作较为简单便捷并且能够确保并网可靠稳定运行的一种有效控制措施。该措施应用的主要原理就是在其并入电网的过程中，通过滑差率来对负荷进行适当的调整，输出的功率值大致与转速呈现线性关系，并不会对其有太高的精确要求，因此在异步转速与同步转速逐渐趋于一致的时候就能够进行并网。目前实践中所应用的异步电动机并网措施主要包括以下几点：
1.1降压并网法
这里的降压并网指的是在异步发电机和电网之间通过串接具有一定阻值的电感，能够有效的降低合闸并网，并在降低的一瞬间及时的对电流幅值进行强烈的冲击，尽可能的减少电压下降的幅度。（1）优点：降压并网这一措施可以有效的缓解对电网产生的强烈冲击。（2）缺点：该方法由于在异步发电机和电网之间串接了具有一定阻值的电感，所以在工作的过程中需要消耗适当的功率尽快的进行解除。（3）合适的应用场合：通过采取降压并网的措施来获得较大效益是需要花费很大的成本的，因此只能在百千瓦级的机组当中进行使用，最近几年来我国引进的200KW发出较大功率的电机组当中，通常就会采用这种形式进行并网。拓扑结构图如图1：
图1降压并网控制方法
1.2直接并网法
在发电机与电网之间的相序保持一致的前提下，如果异步发电机的转速能够无限趋近于同步转速，那么可以将发电机输出的电流直接并入到电网当中，这种方法就是直接并网法；该方法的并网信号来自于测速系统，在得到信号之后通过自动进行空气的开关最终实现并网。
（1）优点：能够有效的实现变速恒频控制，不管是有功功率还是无功功率都可以实现单独解耦控制，最终有效的补偿无功功率，并对电压起到良好的稳定作用。（2）缺点：实现该控制方法的一个重要前提就是让发电机和电网之间的相序能够保持一致，因此会对发电机提出更高的要求。（3）适当的应用场合：直接并网法通常应用在发电机容量小于百千瓦的场合，并且要求有非常大的电网容量才行。拓扑结构如图2：
图2直接并网控制方法
1.3准同期并网
跟下文所述的同步发电机准同步并网控制法一样，准同期并网法主要指的是在转速无限趋近于同步转速的过程中，先利用电容励磁，通过构建额定的电压，再适当的调节发电机电压，最终让其与系统保持同步。在发电机的电压以及相位等都逐渐跟系统趋于同步之后，最后就可以把发电机投入到电网当中让其正常运行。通过这种方式，如果按照以往的步骤先通过整步之后再进行同步并网，那么还需要使用精度较高的同期设备，这就对造价要求提出了更高的要求，而且花费时间过长，不能满足我们在实际应用中的要求和标准。此外，该方法在合闸的时候虽然产生的冲击电流相对较小，但是仍然要将其尽可能的进行控制，避免出现网上飞车的现象。由于该方法不会对系统电压产生较大的影响，通常会在电网与风力发电机组二者具有的容量相差不大的场合进行应用。
主题词: 抽油机井 ; 节能技术 ; 合理匹配
1前言
截止2000年9月底，全油田共有抽油机井26803口，占采油井总数的91.3 % ，年耗电约20.4×108kW.h，占全油田油气生产用电量的23.43 % 。搞好抽油机井节能降耗工作是降低成本、提高经济效益的必要条件和有效途径。
2目前抽油机井应用的节能技术
目前抽油机井应用的节能技术主要是在地面部分，并且主要是针对抽油机的结构及其拖动装置（电机和配电箱）的性能来开展的。
2.1节能抽油机
1999年在第四采油厂一矿601地区的106口抽油机井上对在用的双驴头抽油机、偏轮抽油机、低矮型抽油机、摩擦转向式抽油机和摆杆式抽油机的节能效果进行了现场测试，见表1。
通过试验对比：双驴头抽油机和常规抽油机相比，系统效率提高8.22 % ;偏轮抽油机和常规抽油机相比，系统效率提高10.2 % 。
其它类型的抽油机也都具有各自的优点。如ZXC12直线抽油机节电效果也较好，但链条机构可靠性
差。异相曲柄抽油机、前置式抽油机都在不同程度上改善了减速箱的峰值扭矩，但节能效果不明显，和常规抽油机相比节电率在12 % 左右。从中选出节能效果较好的双驴头抽油机、偏轮抽油机作为推荐机型。
2.2节能拖动装置
2.2.1节能电机
目前约70 % 的抽油机电机平均负载率小于40 % ，运行效率低于80 % ，“大马拉小车”现象较普遍，使配电线路的功率因数降低，配电线路网损增大。为解决这一问题，应用了高转矩电机、超高转差电机、永磁同步电机、一体化拖动装置等节能技术。不同节能产品，在不同工况下，节能效果存在很大不同。
2.2.2节电箱
节电箱节电原理及特性：
（1）电机定子绕组Y-转换技术。主要是通过自动控制实现电机Y-转换，从而提高电机负载率，同时以电流、电压作为取样元，作为电机过载、缺相等保护的控制信号，并跟踪反馈，使电机输入功率随负载的变化而同步变化，强制降低电机的有功和无功损耗，从而达到节电的目的。
（2）功率因数控制器调压技术。主要是采用单片机实时检测功率因数，自动控制双向可控硅的开启角来调节电机的供电电压，从而达到节电的目的。。
（3）无功补偿技术。主要是采用加装一定容量的电容器对电网进行无功补偿，消除无功电流来提高功率因数，降低供电变压器负荷，从而降低网损达到节电的目的。
3节能技术在抽油机井的合理使用
不同的节能技术在一定的条件下都有节能效果，但并不是所有的节能技术用在一起节能效果最好，而是需要综合考虑节能产品合理优化组合，才能收到最佳的节能效果，获取最大的经济效益。
在新区产能建设中，我们必须合理选择抽油机井节能产品，使之达到合理匹配，才能收到最佳的节能效果，取得最好的经济效益。
老区常规抽油机数量多，电机多采用Y系列电机，能耗高。因此要对其进行节能技术改造，以达到节能降耗、提高经济效益的目的。通过理论分析及现场试验，节能产品的综合节电率随电机的负载率上升而下降。节能型抽油机、配电箱、电机的节电率随着负载率（举升高度）的增加而下降。通过测试分析认为,电机的负载率一般低于40 % 时，节能产品的节能效果好，反之则差。
4几点认识
（1）目前应用的节能产品在不同井况下其节能效果有很大的差别，电机的负荷率越低，节能效果越好，反之越差。
（2）老区在不更换电机的前提下，可采用节电箱。如更换节能电机，则采用普通的配电箱即可，也可以选择对常规抽油机进行节能技术改造。
（3）新区方案设计应以节能抽油机为主，节能型拖动装置为辅，并且其匹配要合理。
（4）对于供液不足井，宜采用调速电机、智能间抽技术，可以取得较好的节能效果。
摘要：随着经济快速发展，人们生活水平也得到了相应的提高，对于电力的需求量也越来越大。在所有电器设备中，高效能电机是重要的组成部分。本文主要对高效能电机在电器设备中的运用进行深入分析，促使高效能电机发挥出更大的作用，为相关部门和工作人员提高有效借鉴和参考。
关键词：高效能电机；电器设备；运用分析
前言
与普通电机相比，高效能电机通过使用新型材料，并对工艺进行设计，在很大程度上降低机械能、提高输出效率。在电力行业中加大对其应用，可达到提高工作效率，减小损耗，提高用电效率的目的。
1 我国电力工业中应用高效节能电机的必要性以及发展前景
当前，国民经济发展步伐加快，促使电力工业也得到了大力发展，但与此同时，环境资源和经济之间的矛盾越来越突出。为了促使经济顺利实现可持续发展，在确保经济稳步发展前提之下，必须采取积极有效措施，进一步节约资源，保护环境。
近年，电机产品在工业领域中得到广泛应用，推动了电力工业的发展，给人们生活带来了巨大便利，但也给环境造成了极大污染。按照国家政府颁布的 《节能中长期规划》，把节约能源作为一项长远发展政策，电机作为消耗电能的主要设备已经被纳入到节能降排对象中。为此，采用高效节能电机成为了我国未未来发展的一个重点，是实现节能前提保证。
一直以来，我国电力在工业需求方面表现的并不是特别强烈，虽然高效节能电机已经上市很多年，但相关数据调查发现，其在我国市场的占有率不足百分之十。虽然市场上也有一部分企业可以生产高效节能电动机，但规模比较小，仅占市场的百分之四，而且有一部分电动机主要出口到外海国家，国内的需求量依然比较小。究其原因主要是因为一部分电力企业节能意识比较单薄，对于节能概念未能深入认识。当前，世界各国为了进一步节约能源，提高经济效益，保护环境，都积极采取各种有效措施进一步提高电能效率，在这种发展背景之下促使高效 （ 节能 ） 电机的概念应运而生。
2.高效能电机应用现状
电机产品主要应用在工业领域当中，为此，国家工业的发展速度决定了对于电机产品的需求量，加之全球环保意识不断提高，各个国家都在积极寻找更加有效的节能措施，尤其是欧美发达国家，他们已经把高效节能电机运用在生产的各个环节中，并不断创新研究，开发出节能效率更高的电机产品。通过分析调查，我国在2012年开始，高效节能电机主要由欧洲国家生产，亚洲主要集中在日本、印度以及韩国等较为发达的国家，欧洲主要集中在法国、英国以及德国等国家，这些国家的生产总量占到世界生产总量的百分之七十，当前高效节能电机的生产量已经逐步从发达国家向发展中国家转移。
3.高效节能电机的运行原理以及节能效果
高效节能电机，根据字面意思主要是使用新型材料以及新型电机设计，进一步提高输出效率、降低机械能的损耗、热能，电磁能，即输入功率的百分值比有效输出功率低的电机。与普通电机相比，高效节能电机的效果更加明显，工作效率更高，一般情况下可提高大约百分之四作用，总体损耗能量比普通电机可减少百分之二十左右，电能可减少百分之十五左右。例如：把五十五千瓦的电机，根据高效节能电机比一般电机节电节省百分之十五作用，一度电费按照0.5远来进行计算，使用节能电机两年内靠节电可收回更换电机的费用。
和普通电机对比，高效节能电机在使用过程中的优点主要表现在以下几个方面：1.节能效果更佳显著，效率更高，此外驱动机可实现软停、软起以及无极调速，提高节电效果。2，产品的经济性能更高，延长使用时间，增加运行稳定性。3.温升小，采取可降低损耗设计，进一步延长了使用寿命，增加设备运行的可靠和安全性。4.减少对环境造成的污染。5.由于其电机功率因数和1接近，大大提升了电网品质因数6.不需要因数补偿器增加功率，由于电机产生电流较小，大大延长了系统整体运行的寿命。
4.高效节能电机在电厂中的主要作用和运用条件
发电厂的主要作用是向全国供应电能，发电厂的生产过程都是通过自动化和机械化来完成的，需要使用电动机拖动带动机械进行运行，需要消耗大量的电能。
一般来说，发电机要经济技术指标包括有发电量、供电煤耗和厂用电量三个方面，它们之间是既相互联系又相互影响。
从宏观角度进行分析，若是火力发电厂平均厂用电率降低，可有效的缓解资源短缺所造成的压力，进一步提高火电厂经济效益，对日益增长的厂用电率产生抑制，确保了我国国民经济的可持续发展。虽然高效电动机的效率要高于普通电动机效率，但是从制造成本和造价成本角度分析，在想同条件下，高效电动机价格要高出普通电动机百分之三十左右，增加了工程的初始投资。虽然价格要比普通电机要高，但从长远角度分析，只要正确选择合理的电机，经济性还是显著的。所以，在选择厂辅机设备的型号时候，需要谨慎，选择设备采用高效节能电机。
工艺专业在不断优化之后，电动给水泵已经被取消，采用汽动引风机驱动。但是依然有很多高压电动机作为压缩机、胶带输送机、水泵、风机等主要设备的驱动设备。为此，可以从以下几个方面来考虑辅机设备的电动机能的效率和耗能，以此获取更大的经济效益：1.对于每年运行时间超出五千小时的切负荷率在百分之七十以上的电机来说，使用高效节能电动机更为适宜。例如：电动机为20000kW ，如果改用平均效率提高 1% 的节能型高效电动机，按照运行时间5000小时来进行计算，那么可节省的电能将为100 万 kWh。2.对于厂用电压等级高 以及消耗厂用电大的大功率电机来说，根据统计数据，全国火力发电厂的八种L机和水泵，即排粉风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵、送风机、引风机、一次风机以及灰浆泵，它们的配套电动机的总容量和年总用电量分别为15000MW和520 亿 kWh，占全国火电发电量的的百分之5.8%。若提高这些水泵系统和风机的运行效率，那么节能的钱了将会达到300-500 亿 kWh/ 年，等于六到十个装机容量为 1000MW 级的大型火力一年的发电总量。3.在各个系统中，都会使用到相应的设备，这些设备所配套的电机都是采用新型高效节能电机，在很大程度上增加了供电的可靠性。这些设备一般包括有发电机定子冷却水泵、闭式循环冷却水泵、汽机系统的凝结水泵、锅炉系统的送风机、一次风机、磨煤机、交流油泵、氧化风机、内吸收塔循环泵、各胶带输送机、循环水系统的循环水泵、暖通系统的空调冷水机、仪用空气压缩机、物料输送系统的除灰机等等。这些设备都均是使用新型高效节能电机进行优化的主要研究对象。应当根据实际情况，正确选用设备，从根本上提高电力效能。
结束语
随着我国电力企业的不断发展和进步，全球环保意识的不断提高，进一步降低能源消耗，提高运行效率成为了电力行业重要的任务。为此，相关电厂管理人员应从实际出发，正确选用高效能的电机设备，进一步减少耗能损耗，提高用电率，减少环境污染，促使经济和环境实现可持续发展。
参考文献：
[1]李孟波.浅谈高效节能电机在电厂中的应用[J].电源技术应用.2015，23（02）：777-779.
1.节能技术应用前提与原则
抽油机节能技术在油田推广应用。一是在管理方面，推广应用抽油机井系统优化软件与单井自动化监控系统，从源头把关，保证系统效率。二是在硬件方面，主要包括抽油机、电动机、控制柜节能技术应用；应用节能电机，如：高滑差电机、永磁交流电机、多绕组电机、双转子电机等节能技术；空抽控制柜、变频控制器和无功补偿箱等控制装置。三是从全年费用“盘子”中，分离出专项费用，实现“专款专用”。选择遵守以下基本原则：
优先原则：根据区块实际特点，在保证油井最佳产能的前提下，优化参数设计、精确调整运行参数。
适用原则：通过现场适应性、实用性试验，优选匹配最佳、节能效果最好的节能产品推广应用，避免盲目引进。
主次原则：以节能电机为主，以节能控制箱为辅的原则，同时兼顾旧机型抽油机和普通旧电机的节能技术改造，充分合理发挥节能设备优势，从而达到在较少资金取得较好的节能效果。
规模原则：节能拖动装置在一定范围内可降低电功消耗。
2.论证节能技术与试用验证
2.1节能技术论证
一般用节能抽油机、控制箱等节能设备较多。筛选永磁电机、空抽控制器、低压无功计量补偿装置等节能设备，并分段实施。
交流永磁电机 采用稀土永久磁铁代替励磁绕组激磁，没有转差损耗，定子电流减小，功率因数高，电机在负载变化和电网电压波动时，不存在速度波动，没有机械传动过程损耗。
直流无刷永磁电动机 是一种典型的机电一体化结构。电动机定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。转子上粘有已充磁的永磁体，为检测转子极性，在电动机内装有位置传感器（霍尔元件）。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等。
空抽控制器 是美国汉诺威专利技术，通过高分辨率传感器检测抽油机电机动力线电流、电压及相位角，计算出电机运转实时有功功率、无功功率，并根据抽油机上行、下行电流变化与抽油机加载、卸载过程的关系准确描述出抽油机加载及卸载过程的电流运行轨迹及加、卸载过程的时间变化，将采集到的数据存储在主控制器的存储区中，并对预置在芯片里的具有广域代表性的数学模型进行个性化修正，找出真实反映每台抽油机实际运行情况的电流、功率及负荷的变化规律，达到对抽油机智能化、科学化管理。通过科学控制间机抽井的启、停状态，防止油井空抽，达到节省能耗、降低磨损的目的。
抽油机变频控制器 是一种输出频率可调的电力拖动设备，从电机转速公式：N=60f/p×（1-S）得出，电机转速与频率成正比，电机在保持磁通量不变，在电压与频率之比为恒定值状态，功率与电压成正比，功率与频率也成正比，下调频率能降低电机输出功率，达到节能的目的。
双转子柔性电动机 由两台同轴不同功率的异步电动机组成，互为主辅电机，不同负荷下分别对应着主电机、辅电机、主辅电机同时运行三种状态。自动控制装置可根据抽油机负载情况，控制运行状态的转换，使其运行在最佳状态。
抽油机机井整体工艺参数优化 在保证产液量的情况下，抽油机井整体工艺参数优化技术采用损失功率最低或机械采油成本最低为原则的设计方法，合理优化抽油机井杆柱、管柱、泵型、电机、调整冲程、冲次等抽汲参数，使抽汲系统达到最优，能对对检泵作业井的参数设计和新投产井机、杆、泵选择及能耗进行预测和分析。
2.2试用验证
2006年开始，组织各采油厂对永磁交流电机、摩擦换向式抽油机、智能变速多功率超高转差电机、直流无刷永磁电机、空抽控制器等技术产品，选择不同的油田、油井进行试装；并对节电情况进行节能测试，作如下对比。
节能率测试结果对比
③.截止2009年底，在油田随检泵作业应用抽油机整体工艺参数优化技术600多口井次，实施优化后，泵径增大130口井，泵径减小52口井，冲次降低250多口井，冲次增大10口井，调大冲程16口井，应用小功率永磁电机178口井。
④.双转子柔性电动机：2007年现场试验4口井，平均有功功率降低0.91kW，无功功率降低13.7kVar，运行电流降低20.54A，平均单井日节电38.84kwh，节电率达20%。
⑤.加装抽油机空抽控制器、变频器；摩擦换向式抽油机等技术改造后，节能效果也比较明显效。
4.认识、体会与努力方向
机械采油是一个系统工程，应将采油工艺、油藏条件、地面设备、地面条件等有机结合起来，结合抽油机、油井效用年限，综合考虑，才能取得最佳的经济效益。
节能抽油机电机或节能控制装置是可以降低电能消耗，降耗低碳是进一步提高抽油井效率的主要手段之一，但要增加技术与管理环节，系统可靠性要降低，维护管理成本会相应地增加，只有加大应用规模，取得规模效应，才能实现好的经济和社会效益。
节能型抽油机是发展方向，能与油井负荷相匹配，并有完善的保护功能；有数据采集和存储功能；联网和通信功能以及遥控遥测功能；并能适应油田的野外环境要求，操作简单，智能化程度高。
自动化控制是攻关方向。应用微型计算处理机和自动适应电子控制器进行控制、监测，具有抽油（液）效率高、节电、功能多、安全可靠、自动化程度高、经济性好、适应性强等特点、功能。
参考文献：
[1]于海迎.抽油机节能技术及其发展趋势.石油和化工节能.2007. 2；
[2]徐甫荣，赵锡生. 抽油机节能电控装置综述. 电气传动自动化.2004.06；
[3]赵来军，倪振文，职黎光，刘刚，黎若鹏. 抽油机变频控制技术.采钻工艺；
[4] 李玉生，王琪等. 浅谈我国抽油机电控装置的发展. 中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集. 2002；
关键词：机电能效；能效提升；提升途径；解决方法
中图分类号：TU85文献标识码： A
引言
电机行业是一个传统的机电制造行业，其发展已有200多年的历史，对整个国民经济的发展起着相当重要的作用。电的产生、传输及使用都离不开电机，尤其是现代技术的发展，人们生活水平的改善，自动化技术的提高及各种机器人等都需要大量的电机。电机及其系统节能是当前国际社会共同关注的话题。自然也是我国电机行业十分关注的问题。电机系统的节能无疑是我国企业建立节约型企业、发展循环经济的一项艰巨而浩大的技术革命和系统工程，探讨我国电机系统节能的思路与措施，将对企业建立节约型企业、发展循环经济起到推动和促进作用。
一、电机系统能效提升的意义和迫切性
随着中国工业经济的发展，电动机及被拖动装置被大量应用，根据国家统计数据，目前全国中小型三相异步电动机的装机容量约16亿kW以上。我国风机用电占全国用电量的10.4%，泵类占20.9%，空气压缩机占9.4%，整个电机系统用电量约占全国用电量的64%。但是我国80％以上的电动机、风机、泵、空气压缩机效率比国外先进水平低2～3个百分点。近年来在国家政策的支持下，我国电机系统能效水平逐步提高，但总体能效水平仍然较低。丁晴博士介绍说，从电机自身看，我国电机效率平均水平比国外低1～2个百分点，目前在用的高效电机仅占3%左右；从电机系统看，由于电机选项不合理、电机与拖动设备的效率曲线不匹配、调节方式落后、管理落后等原因，电机系统运行效率比国外先进水平低20～30个百分点。电机系统低效运行造成了我国巨大的电能浪费，也是造成一些重点耗能企业的单位能耗限额指标居高不下原因之一。工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右。通过电机系统节能量评估工作推广高效电机、淘汰在用低效电机，以及对电机系统根据其负载特性和运行工况进行匹配节能改造，可从整体上提升电机系统效率5～8个百分点，年可实现节电1300～2300亿千瓦时，相当于2～3个三峡电站的发电量。
二、我国工业领域电机能效提升对策分析
为更有效的做好我国高效能电机的推广和使用，提高我区工业领域电机的总体能效水平，节约有限社会资源，实现我区“十二五”节能约束性指标，我们应该从政策层面和技术措施上采取各种对策，建立“行政命令”+“市场推动”相结合的实施机制，促使企业更好推进电机能效提升各项工作。
1.加快推广高效电机目标：累计推广高效电机1.7亿kW，其中2013年推广2 700万kW，2014年推广5 400万kW，2015年推广8 900万kW。为贯彻落实“十二五”节能减排规划和工业节能“十二五”规划，推动高效电机开发和推广应用，促进电机产业升级，全面提高电机能效水平，工业和信息化部、质检总局决定组织实施全国电机能效提升计划《电机能效提升计划（2013－2015年）》。
2.淘汰低效电机目标：累计淘汰在用低效电机1.6亿k W，其中2013年淘汰4 000万kW，2014年6 000万kW，2015年6 000万kW。
3.实施电机系统节能技术改造目标：累计改造电机系统1亿k W，其中，2013年改造电机系统3 000万k W，2014年改造3 000万kW，2015年改造4 000万kW。
4.实施电机高效再制造目标：累计实现高效再制造电机2 000万kW。
5.加快高效电机技术研发及应用示范
目标：突破高效电机关键设计技术、制造技术及控制技术，开展先进适用技术应用示范，开发一批高效电机产品。
目前，我国正在推行节能高效电机，并且已经出台了《GB18613-2012中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》的国家标准，与国际IEC标准及北美NEMA标准相近，且即将接轨。包括：更新淘汰低效电动机及高耗电设备；提高电机系统效率；对被拖动装置控制和设备进行改造；优化电机系统的运行和控制，如：电机最大效率优化控制等；电动机节能降耗的建模仿真方法研究；重点改造电力、冶金、有色、煤炭、石油、机电及轻工等领域。积极推行《2013年工业节能与绿色发展专项行动实施方案》党的十提出大力推进生态文明建设，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式。《国务院关于印发工业转型升级规划（2011－2015年）的通知》明确，把绿色低碳发展作为工业转型升级的重要方向和任务之一。贯彻落实党的十精神，实现“十二五”规划任务，要求加快推进工业节能降耗，加快实施清洁生产，加快资源循环利用，促进工业向节约、清洁、低碳、高效生产方式转变，推动工业转型升级。
工业和信息化部《2013年工业节能与绿色发展专项行动实施方案》，选择了电机、涉铅行业等重点领域和行业，通过开展2013年工业节能与绿色发展专项行动，力争在能效提升和绿色发展方面取得突破，带动工业节能与综合利用整体工作取得进展。
《方案》提出了2013年工业节能与绿色发展专项行动的主要目标。在电机领域，力争推广、淘汰和节能改造电机及电机系统1亿kW，扩大高效电机市场份额，促进电机产品升级换代和产业升级，提高电机能效水平，实现全国工业用电节约1%。为提升电机能效，《方案》提出了多项对策措施。
一是推广高效电机。充分利用中央财政节能产品惠民工程高效电机、风机、泵及压缩机等财政补贴政策，力争全年推广高效电机（风机、泵、压缩机）3 000万kW；建设2～3个高效电机定转子冲片、绝缘材料等关键配套材料规模化生产示范工程，降低高效电机生产成本，提高高效电机的生产保障能力。二是淘汰低效电机。制定在用低效电机淘汰路线图，将淘汰低效电机目标任务分解落实到地方，今年年内淘汰低效电机4 000万k W；制定《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录》（第三批），完善落后电机淘汰政策机制。三是实施电机系统节能技术改造。指导年耗电1 000万kW・h以上的重点企业制定电机系统节能改造方案，明确能效提升目标及主要任务；推动第三方节能服务公司以合同能源管理模式对工业园区、大企业集团电机集群进行改造。全年实现电机系统节能改造3 000万kW。四是实施电机高效再制造。建设一批电机高效再制造示范工程。
保障措施：一是利用节能产品惠民工程政策支持，推广高效电机及电机系统。二是加大财政资金支持力度。三是强化标准约束和监督检查。四是按照《关于促进铅酸蓄电池和再生铅产业规范发展的意见》，建立部门协调工作机制，分工落实有关任务。五是充分利用联合国开发计划署、国际铜业协会等国际机构的资金支持，加强方案论证、宣传培训、专家咨询等基础能力建设。
结束语
综上所述，这都表明无论是从国家层面还是从学术层面人们重视电机能效提升的问题。事实上，转方式已越来越紧迫。近段时间各地屡爆的雾霾天气，揪起了许多干部群众的心。虽然产生雾霾的原因比较复杂，但高能耗、高污染显然是一个主因。比如，在京津冀这个面积占不到全国1/20的区域，却密布着超过全国一半的炼铁高炉，这直接导致钢铁行业给京津冀及周边地区大气造成的污染将比其他地区更严重，防治难度更大。为此，京津冀三地已经着手联防联控。日益严峻的环保压力后面，折射的是转变发展方式的紧迫性。以经济结构战略性调整为主攻方向加快转变经济发展方式，已经成为当前和今后一个时期我国经济发展的重要任务。“节能环保”是其中主要的环节之一。电机行业的节能降耗自然是重中之重。
参考文献
[1]姜茜,余小波.解读《电机能效提升计划(2013～2015)》[J].东方电机,2013,06:35-40.
[2]郝立顺.《电机能效提升计划(2013-2015年)》解读[J].电气时代,2013,12:48-51.
[3].关于组织实施电机能效提升计划(2013-2015年)的通知[J].石油和化工节能,2013,04:2-3.
1双驴头抽油机节能原理
双驴头抽油机的基础是常规抽油机，它有效改进了四连杆机构，结构特殊，游梁后臂为变径圆弧状，柔性连接件有效连接了游梁和横梁。在变参数四连杆机构的作用下，其扭矩变化具有较小的静扭矩波动，向正弦规律接近，从而达到有效的节能目的。
2下偏杠铃抽油机节能原理
该抽油机在工作时，一段圆弧是游梁偏置平衡重心的运动轨迹，具有最大重力矩的条件是重心在游梁回转中心的水平线上，而具有最小重力矩的条件是中心在回转中心的垂直线上。要想有效削减峰值扭矩，使抽油机曲柄轴净扭矩曲线的大小和形状得到有效的改善，使其具有较为平缓的波动，同时将负扭矩有效消除掉，使抽油机的周期载荷波动系数得到极大程度的减小，从而促进电动机工作效率的显著提升，就必须有机结合并利用这一变距原理和曲柄平衡的共同作用。
3摩擦换向抽油机节能原理
该抽油机在工作时，原动机使用开关磁阻电动机，其功率因数cosξ=1，控制时将智能模拟和数字有机结合起来，运用摩擦轮传动工作机构，机械传动的线路较短，效率较高，使正反转换向得以实现，具有较为平稳的启动换向和较小的冲击，并且我们能够独立无级调节冲程、冲次，有效控制抽油杆上行和下行速度，从而极大降低电动机输出扭矩的峰值，在直接平衡作用的共同作用下，使电机功率得以显著降低的目的就能够得到最终的实现。
节能拖动装置
1节能电机
现阶段，大部分抽油机电机的平均负载率都在40%以下，运行效率在80%以下，普遍存在着“大马拉小车”的现象，使配电线路的功率得以大大降低，网损得以显著增大。造成这一现象的原因是四连杆是游梁式抽油机的结构，启动时的静载力矩较大，正常工作时驴头悬点载荷和负荷特性均是交变的，一旦抽油杆上下冲程发生改变，电机的电流、功率因数也会随着改变。为了将启动时负载的静载力矩有效克服掉，应该加大普通Y系列电机的容量，则加大容量，这就导致了“大马拉小车”。为了将这一问题有效解决掉，我们可以运用各类节能技术，比如，高转矩电机、永磁同步电机等，对这些电机的测试评价结果如表2所示。
2节电箱
1）电机定子绕组Y-转换技术
自动控制是实现电机Y-转换的主要方式，它能够显著提升电机的负载率，同时以电压、电流为取样元，将有效信号提供给电机过载、缺相等的保护工作，并进行有效的跟踪反馈，有效改变电机负载，在这种情况下，电机输入功率也随着改变，将电机的有功和无功损耗强制降低，从而达到有效的节电目的。当Y接时绕组和定子绕组接端电压分别为22V和380V[4]。电机的负荷率随着绕组端电压的下降而增加，反之亦然。强制降低电机的有功和无功损耗，从而达到有效的节点目的。
2）功率因数控制器调压技术
功率因数控制器调压技术主要运用单机片实时监测着电机的功率因数，自动控制着双向可控硅的开启角，从而有效调节电机的供电电压，达到有效的节电目的。该技术的负荷适用范围较大，电机在该技术支持下既可以降压运行也可以全压启动，一直在高负荷状态下运行，从而促进功率因素的显著提升。
3）无功补偿技术
