摘 要：隨著社會經濟的快速發展，能源也日益緊張，提高能源的利用效率，節約能源成為社會普遍關注的熱點。電動機用電量在我國工業用電量中占有較大比例，提高電動機的工作效率可以有效減少能源消耗。筆者就針對大中型異步電動機的能源消耗進行了分析，并根據電動機的實際情況提出了大中型異步電動機設計的優化方案，以提高電動機的工作效能。
關鍵詞：大中型；異步電動機；設計方案
電能是人們日常生活中最為常用的能源，也是工農業發展不可缺少的一部分，對社會的推動有著重要作用。電動機可以將電能轉換為機械能，在工業、農業、科學技術等方面有著重要作用。異步電動機在我國的工農業中占有重要位置，在一定程度上促進了工農業發展。異步電動機的結構相對簡單，便于維修，使其得到了廣泛的應用，在國民經濟發展中發揮著重要作用。異步電動機在為我們生活提供巨大便利的同時也存在噪音大、效率低、損耗大等問題，需要進一步優化其設計方案。
1.異步電動機的工作原理
轉子受旋轉的磁場作用獲得一個轉動力矩，轉子轉動，將電能轉換為機械能，因此，異步電動機又稱感應電動機。異步電動機多指三相異步電動機，當三相異步電動機的三相繞組接入對稱三相電流時，定子空間產生旋轉磁場，當三相對稱電流通過三相定子繞組時產生三相磁動勢，同時產生旋轉磁場，旋轉磁場以同步轉速沿定子與轉子作內圓空間順時針方向旋轉，由于旋轉磁場與轉子間存在相對切割運動，進而產生感應電勢，出現感應電流[1]。感應電流方向與感應電動勢方向相同，定子產生磁場，轉子導體則在定子產生的磁場中受電磁力作用，使電機轉子沿著旋轉磁場方向旋轉。
2. 大中型異步電動機的設計方案的優化
2.1目前大中型異步電動機運作中存在的主要問題
隨著社會的不斷發展，人們對節能問題愈加關注，大中型異步電動機耗能占我國工業用電的較大比重，因此，對我國大中型異步電動機的節能研究也在不斷深入并取得了一定的進展，就目前大中型異步電動機運作的情況來看，影響大中型異步電動機節能的因素仍然存在。
在科學技術不斷發展的今天，一些企業為了節約成本仍然沿用上世紀七八十年代生產的電機，沒能及時地更新換代，使得電機受技術限制，無法提高運作效率且消耗較大能量，嚴重制約了電動機的節能發展。此外，一些企業在選用電機時未能根據實際的使用需要選擇，使得電機實際工作負荷小于額定負荷，無法達到生產需要。一些企業在生產過程中更改工藝，異步電動機無法滿足工藝需求，使得電機的使用效率大幅降低，造成耗能增加。在低電壓供電狀態下，電動機工作無法達到正常的工作狀態，這樣會對電機的轉矩造成一定程度的影響，因此，電機電源電壓不對稱也會增加電機的耗能，電網電壓低，電機電流增大，電機耗能隨之增大，這也是造成異步電動機耗能增加的原因之一[1]。異步電動機的養護也是影響電動機效率的重要環節，設備在長時間使用后電機會受到一定程度的破損，但是一些企業忽視了設備的養護工作，在長時間使用后為進行妥善的養護，使得破損問題日益嚴重，導致設備的耗能不斷增加。
2.2大中型異步電動機的節能設計優化
針對目前在大中型異步電動機運作中普遍存在的節能問題，相關的研究人員一直不斷深入研究，提出了最小定子電流控制、最小定子輸入功率控制等與電機端電壓優化調節相關的原則，這些原則的提出在一定程度上改善了異步電動機的耗能問題。
電動機通常是在全壓下運作的，無論是空載還是滿載，電機的磁場始終保持不便，因此，異步電動機的磁化電流在所有負載下基本相同，這樣一來，在電機工作時如果處于空載或是輕載時功率因數就比較低，電機效率也由此降低。為了避免這類問題的發生，可以采用軟啟動器進行異步電動機的節能運行。利用單片機功率因數測量電路，同時軟啟動器的晶閘管調壓電路組成閉環反饋系統，這樣軟啟動器便可以自動檢測電機運行的功率因數角，并與設定的標準值進行比較，通過閉環反饋系統對功率因數角進行調節，使其與標準值相適應，以減少電機輕載運行的損耗，提高大中型異步電動機的運行效率，達到節能的目的[2]。
2.3大中型異步電動機的減噪設計優化
大中型異步電動機在實際運作過程中噪音非常大，對周邊環境造成了極大的危害。之所以在應用過程中會產生噪音，原因之一便是轉子機械不平衡產生振動與噪聲。造成轉子機械不平衡的原因有很多，譬如轉子有效部分不均勻發熱或冷卻都會導致轉軸出現不同程度的彎曲，使轉子平衡受到破壞，引起轉子與其他零件的摩擦，進而產生噪音。為了避免大中型異步電動機在實際應用中產生噪音，就需要在設計時盡可能地避免轉子機械不平衡，在選擇轉軸時應盡可能地選取剛度較大的轉軸，或是采取鐵心與軸熱套配合。除了轉子機械不平衡產生噪音外，軸承的振動也是產生噪音的原因之一，滾動軸承的制造精密度以及軸承安裝的精密度都是影響軸承振動的因素[2]?；瑒虞S承的振動則是由油膜渦動和油膜振蕩所引起，其中油膜振蕩對系統造成的影響最大，會引起系統劇烈的振動，對系統造成極大的破壞。這就要求異步電動機的設計人員在設計時就將軸承的精密度與安裝的精密度計算完成，同時對零件的精密度進行優化，避免因精密度不當而引起噪音。只要控制好軸承與零件的精密度，就可以有效避免因非技術性原因所造成的噪音干擾，使大中型異步電動機在性能上得到優化。此外，電機軸承潤滑劑的添加也需要由專業人員經過計算添加，不可以隨意盲目添加，因為軸承潤滑劑的多少會對電機的使用效率與工作情況造成不同程度的影響。在生產實踐過程中，齒輪、聯軸器等其他非主要部件故障也是影響異步電動機工作效率的因素，齒輪咬合及磨損、聯軸器錯位歪斜等都會使電動機在使用過程中國出現振動，引發噪音[2]。因此，在設計時就需要充分考慮各部件，既要關注軸承等核心零件，也要充分考慮齒輪、聯軸器這樣的輔助零件，要知道電機中的每一個零件都是組成異步電動機的重要部分，都在電動機使用過程中具有重要作用，在大中型異步電動機設計過中要切實管理好電機各個組成部分，加強電機的管理，盡可能地降低電機使用過程中的噪音。在電機使用前期出現問題時，工作人員要立即停用電機，對故障進行排查與維修，盡可能地降低損失。在電機的使用過程中也要定期對電機進行保養，保障設備的安全性，避免發生零件故障，影響整個的生產。
3.結語
就我國當前的電機使用情況來看，一些企業仍沿用老式電動機，無法滿足新時期的生產需要，因此，大中型異步電動機的設計人員需要對設計方案進一步優化，避免使用過程的噪音污染，達到節能的要求，使異步電動機能夠快速發展，降低企業在電動機使用上的成本支出，減少能源浪費，由此可見，對大中型異步電動機的設計方案的優化具有十分重要的經濟效益與社會效益。
參考文獻
[1]黃澤. 對大中型異步電動機的設計方案的優化[J]. 黑龍江科技信息，2015，33：35.
[2]張志莉. 對三相異步電動機的節能改造設計的探究[J]. 黑龍江科學，2015，08：35.
