前言
异步电动机根据所用交流电的种类可以分为单相电动机和三相电动机。电动机作为最常用的能量转换装置，在工业生产和日常生活中有着广泛的应用，如洗衣机，空调等等 ;而三相电动机则作为工厂的动力设备。异步电动机具有生产工艺简单、价格低廉、操作简单，坚固耐用，在各种恶劣环境的情况下仍然能够正常运行等优点，是目前电能的主要消耗者。
在我国，异步电动机所消耗的电能约占全国总耗电量的一半。而电动机在实际使用中，多数处于轻载或空载运行，使得其效率和功率因素较低，从而造成了很大的电能浪费。因此，电动机的节能技术对企业和社会的意义非常重大，能带来明显的经济效益。据统计，电动机节能率每提高一个百分点，我国每年就能节省电费几十亿元。实现异步电动机的节能可以从从优化电机设计工艺、合理选型、技术改造等途径进行。其中对于老式耗能大的异步电动机来说，进行节能技术改造是最经济最常用的方式。
1 异步电动机节能原理分析
由于负载的间歇性、周期性以及电动机设计、选择的保守性，很大一部分的电动机是在轻载或空载状态，甚至是在低于额定负载下运行。作为感性负载的异步电动机，为包成转子漏磁统与主磁通和定的稳定，有必要做无功功率的吸收。在空载或轻载基础上，无功励磁电流是电子输入的重要电流，以此为基础，功率因素不大，却又较大的无功损耗比例。由于存在较小的空载、轻载输出功率，电动机会因无功电流太大而增加有功功率的损耗。所以，空载、轻载效率不是很高。
异步电动机在工作时存在三种基本损耗 :机械损耗、铁耗和定、转子铜耗。其中铁耗是由于定子和转子铁芯中的磁化电流而产生，与供电电压成正比 ;铜耗是由于电流流过电动机绕组而产生，与电流的平方成正比。如何减少电动机的各类损耗，就需要对传统的电动机在结构、材料和制造等方面进行改进。参考一步同步电动机固有的机械特点，满磁通状态并不是固有的电动机负载空载与轻载工作要求。
此时，若对输入进电动机的电压减少，主磁通也缩小，那么电动机转子、定子、磁通电流、铁耗等也会变小，相应的有功损耗也降低，便可提高功率因数与效率，这就是常见的基本异步电动机节能理论。
2 主要改造措施
对于已投运的老式异步电动机，如果要将其全部更换为高效节能电动机，势必耗资巨大，因此可对异步电动机进行技术改造，以提高效率实现节能，目前来讲可采取的措施有 :①降低通风损耗可更换节能风扇 ;②降低铁耗可采用磁性槽楔 ;③降低电机的温升可采用新的绝缘材料增大导线截面积 ;④降低铜耗可换装新型定子绕组。
2.1 采用磁性槽楔
磁性槽楔是用导磁率 µ>1 的材料制成。用磁性槽泥填平电动机定子铁芯槽口，代替原有的绝缘槽楔，形成磁性槽楔。
由于磁性槽泥（楔）中掺有铁粉，可提高磁路间隙导磁率，从而降低磁阻。而且使气隙中的磁通分布趋于均匀，齿谐波大大削弱，铁耗将显着降低 ;同时，空载电流 I0及空载损耗 ΔP0、定子绕组及铁芯温度和噪声，均会有不同程度的降低 ;能改善功率因数，降低电动机的铁芯损耗和附加损耗等，提高效率，并减少电磁噪声、振动，使电动机寿命有所增加。收到节能、改善环境、延长设备使用寿命的综合效果。尽管启动转矩会下降 10%~ 20%左右。但很适合轻载或空载启动的电动机改造。
（1）改造施工工艺
①在拆卸电动机之前，空载试验与绝缘实验是应该做的，若设备为恒负载，眼测试负载功率。
②拆卸电动机之后，有必要剥离或刨削槽楔，具体参考电动机的抹磁泥厚，同时，将两侧鸠尾部位勾净，做刨削槽楔时，专用工具必不可少。
③以抹刀、刮刀对电动机槽口做抹磁泥，要均匀用力压实槽口中填入的磁泥。溜光抹平，抹压之。定子两端优先，中间稍后。两侧优先，底部稍后，完成后做 180°翻转，继续抹。以弧形铜薄片对槽口位置高出的磁泥做铲除，保证平整护面，以吹风、磁铁与刷子对多出的磁泥碎屑做清理。最后，擦净用材与酒精为宜，位于电动机两侧的绕组不可落入磁泥，若落入其中，必须全部清除。若电机为有径风道，需要堵住风道后再进行磁泥抹压，避免风道中磁泥的进入，在完成工艺之后，将堵物去除。
④在完成抹磁泥作业后，要测试绝缘，方便返工勘察。若异常现象不存在，就自然固化，环境温度保持在地域 25℃，操作时间通常为 8h.若出现较大电机容量或室内温度低，固化时间是可以延长的。如果电动机装配时间紧，在经 2h 的室温固化后，再加热固化，温度控制在 80℃以内。
⑤完成磁泥的固化之后，可装配电动机，在30分钟电动机运作后，再改造测试，对节能效果做判别。
⑥电机若重新嵌线大修，要烘干浸漆，方可调整施工。
（2）改造经验
节能效果的大小，通过选用不同型号的磁性槽楔定型产品，可以满足不同电动机的需要 :如交流电动机的节能效果胜过气隙大的交流同步电动机 ;鼠笼转子电动机的节能效果胜过绕线式转子电动机 ;开口槽的高压电动机节能效果胜过半开口槽或半闭合槽的低压电动机 ;同是异步电动机，气隙小的比气隙大的电动机节能效果好。
2.2 更换节能风扇
在总的电动机能耗损失中，约有 5%-10% 的通风摩擦损失，在越高的转速中，存在越大比例的损失。在老式电动机中，存在 20%-30% 的风扇效率值，相比之下，新型冷却机却又 67% 以上的风扇效率。如果风量保持稳定，提高风扇的效率会降低风扇的运行损耗。同时还降低了电动机噪声，延长了电动机的使用寿命。
（1）原理
电动机是把电能转变成机械能的设备，电动机因转让的电能而温升并消耗电能。经过定子绕组的电流也将会引起铜的损耗，定子铁芯在接收到槽绝缘材料传递的热量后，电机外壳由接收定子铁芯热量，最终扩散至空气中。转子大部分是用铝合金制造的，会产生铝耗，在转子摩擦与铝耗后，热量会传递到铁芯上，此时，内风扇是热能排放的唯一动力。电机空间接收热量后，会向机座、端盖与定子铁芯传递。最后，转子与定子的热量由外风扇吹散到空中，实现散热。所以，外风扇具有多大的风扇量影响着电动机温度是否能保持在绝缘材料的承受范围内。
电动机在轻载或空载时，电动机总损耗要低于额定时。由于风扇本身的机械损耗按扇叶直径的 4 ~ 5 次方成比例，而风量随扇叶直径的平方成正比，同时风量与电动机总损耗又成正比关系，所以扇叶直径减小时，风量减少不多，而通风损耗却降低很多。
（2）方法
缩小外风风扇的扇叶直径，就较少了冷却风量，加快电动机温升，但是，该温升不会超过设计的绝缘材料温度控制幅度。另外，电动机的机械损耗因减小了外扇叶的直径而变小，电动机温升也因此降低。最明显的是在电机高速旋转时，如果以14%-16% 为缩小外风风扇叶的幅度，则有 20%-40% 的通风损耗。另外，对直径改变的同时，风罩尺寸、挡风板同样作出改变，缩放比例相同。特别要保持原有的风罩与扇叶的角度，让一部分进风从动压演变成静压，实现损耗降低。
对于需要改造风扇的用户，可以与电动机制造厂家联系，定制相应的零部件进行组装。应该重视的是，电机的旋转方向单一可适用于风扇节能的改造，另外，电动机转向要在安装时注意。
2.3 更换新型的绕组
（1）原理
电机效率的提高可通过调整绕组形式得来，实现节能要求。在对电动机改进时，绕组形式应该做先进、合理的选择，实现旧绕组形式的完全替代。例如，混合绕组以△ -Y 接线，是改组 60°相带绕组后得到的。把普通绕组的每极每相槽数为 q的 q 个线圈分成两部分，例如 :把 q=4 分成 qY=q △ =2 两部分，然后把所有 qY 部分线圈连接在一起构成 Y 接部分线组 ;把所有 q △部分线圈连接在一起构成△接部分线组。因此，把 60°相带的一套绕组变成两套绕组，这两套绕组可以组成△型或△ -Y 接线。所以把△ -Y 混合绕组俗称为 30°相带绕组，这两套绕组分别产生各自的旋转磁场，这两部分磁场合成为电机气隙中的总磁场。由于 Y 接法部分绕组中的电流比△接法的电流滞后 30°角度，所以定子槽中总电流会在任一瞬间沿圆周分布更接近于正弦波形。
（2）改造优点 :
该绕组优点明显，比如电机效率提高、电机温升控制、电机性能改善等，同时电机的功率因素与输出功率也可得到最大限度提升。之所以优点突出，在于高次谐波的削弱、绕组系数的提高、电机磁势波形的完善、附加损耗的降低等。在改进电机后，2 与 4 极电机最为特别，效果良好，实现 2%-4% 的效率提升。
2.4 采用新的绝缘材料增大导线截面积
（1）方法 :若沥青云母带浸胶为高压电动机的绝缘材料，在浸胶作业后，单面的槽绝缘厚度比较大。而 B 级胶带对地绝缘经过热模压固化成型，槽绝缘单面厚度减薄。在定子线圈大修时采用环氧玻璃粉云母带（即 B 级胶带）绝缘，这样槽绝缘厚度就会减薄，铜线截面则可以增加。
（2）成效 :将 B 级胶带绝缘替代沥青云母绝缘，发现有 14%-19% 的绕组铜线截面积提升可能，电动机温度升高幅度变小。因此，连续运转的电动机的电能损耗明显减少。
3 结束语
异步电动机的节能技术应用广泛，可有效的提高产品的生产率和质量，并且节约了大量能源。在目前世界范围内的能源短缺和我国能源短缺的大环境下，异步电动机节能改造势在必行。在现实中的节能改造作业时，要保证可靠性与经济性，统筹兼顾，相互对比，不断优化，最大程度提高电动机的效率，实现节能的目的。
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