1.课题目的及意义

随着时代的进步，工业的发展日趋迅速，能源的消耗也日渐增大，然而地球上的资源也不是无穷尽的，节能降耗成为目前国际社会发展所面临的一项极为紧迫的任务。电动机作为把电能转化为机械能的主要设备，其在节能上的研究也显现出举足轻重的地位。各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机）。它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因素较低，调速也较困难。此次课题研究的便是异步电机的损耗分析与节能降耗措施研究。

异步电机主要用作电动机，其功率范围从几瓦到上万千瓦，是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电动机，为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等，大都采用三相异步电动机（Asynchronous Motor）拖动；电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电机也可作为发电机，用于风力发电厂和小型水电站等。

我国在高效节能电机的研制及推广应用方面远远落后于发达国家。这主要是由于我国的高效电机研制和推广的力度不够，例如,在我国目前各行业中大量应用的仍是只具有普通效率Y系列和YZ系列电机，除此之外，仍然还存在着大量J系列和JO系列的老旧电机，尽管国家己经公布了淘汰期限，但由于实施力度欠缺以及没有相关法规作为依据，导致仍有大量的老旧电机仍在运行。以北京地区为例:根据北京市节能环保中心的统计，全市166家重点耗能单位中，就有12.5万千瓦国家已明令淘汰的老旧电机仍在使用。综合上述分析，我国电机行业的节能潜力巨大。

2.基本内容及研究方向

降低高效电机各类损耗的关键技术研究，主要途径就在于大幅度降低电机各项损耗，这就要求对电机各类损耗产生的机理进行极其深入细致的研究，充分挖掘降低各类损耗的潜力，这不再是单一的电磁设计,而是要基于传统电机设计模型建立更为精确的数学物理模型，并综合考虑工艺，材料，加工精度,结构,性价比等各种因素进行研究，进而提出解决降低电机各种损耗的关键工艺和设计技术，包括超高效电机的结构设计及制造工艺，转子工艺参数，降低铜耗的绕组技术，降低风摩耗的风路元件、通风系统和轴承系统的设计，电机制造工艺研究以降低附加损耗的研究等。

电动机在将电能转换为机械能的同时，本身也损耗一部分能量，典型交流电动机损耗一般可分为固定损耗、可变损耗和杂散损耗3部分。提高电动机的效率必然要着眼于降低这几种损耗。可变损耗是随负荷变化的，包括定子电阻损耗（铜损）、转子电阻损耗和电刷电阻损耗；固定损耗与负荷无关，包括铁芯损耗和机械损耗。铁损又由磁滞损耗和涡流损耗所组成，与电压的平方成正比，其中磁滞损耗还与频率成反比；其他杂散损耗是机械损耗和其他损耗，包括轴承的摩擦损耗和风扇、转子等由于旋转引起的风阻损耗。

2.1 定子绕组电阻损耗

降低电动机定子绕组的电阻是减少定子损失的主要手段，实践中采用较多的方法是：（1）增加定子槽截面积，在同样定子外径的情况下，增加定子槽截面积会减少磁路面积，增加齿部磁密；（2）增加定子槽满槽率，这对低压小电动机效果较好，应用最佳绕线和绝缘尺寸、大导线截面积可增加定子的满槽率；（3）尽量缩短定子绕组端部长度，定子绕组端部损耗占绕组总损耗的1/4～1/2，减少绕组端部长度，可提高电动机效率。实验表明，端部长度减少20%，损耗下降10%。