當(dāng)談及節(jié)能電機(jī)時(shí)，你必須明白這個(gè)詞實(shí)際上就是指帶有轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁繞組的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電機(jī)。
高能效是一個(gè)相對(duì)的概念，因?yàn)槲覀儽仨毧紤]高能效設(shè)備對(duì)整個(gè)系統(tǒng)能效的影響因素，例如循環(huán)時(shí)間或者產(chǎn)量。例如，如果不使用低效率的驅(qū)動(dòng)裝置，例如齒輪箱，一臺(tái)80%能效的直驅(qū)扭矩電機(jī)比95%能效的步進(jìn)電機(jī)更加節(jié)能——也更能提高產(chǎn)量。
使用更好的電機(jī)更換低能效的電機(jī)很容易，但是卻未必能獲得更高的能效。95%能效的電機(jī)與具有90%到95%能效的斜齒-螺旋傘減速機(jī)搭配使用可以獲得很高的能效，但是與僅僅具有50%到60%的二級(jí)減速齒輪系統(tǒng)搭配使用效果就不理想了。
不同的電機(jī)具有不同的特性，必須與特定應(yīng)用匹配，才能使高能效電機(jī)物盡其用。例如，較為昂貴的超高能效交流感應(yīng)電機(jī)如果長期工作于半載或者空載狀態(tài)下并不會(huì)節(jié)省能源。
舉例：一個(gè)使用一臺(tái)新型超高效節(jié)能步進(jìn)電機(jī)替換一臺(tái)離心泵上的老式電機(jī)的例子。葉輪尺寸可能是根據(jù)老式電機(jī)速度設(shè)計(jì)的，而更高能效的新型電機(jī)在同樣的負(fù)載下很可能會(huì)具有更高轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致更高的能耗。整個(gè)系統(tǒng)也許會(huì)具有更高能效，但是所提供的額外轉(zhuǎn)速毫無用處。
建議：對(duì)提高效率確實(shí)關(guān)心的設(shè)計(jì)人員們不會(huì)想當(dāng)然地更換一臺(tái)電機(jī)，而是會(huì)從整套設(shè)備的設(shè)計(jì)全局考量。如果與設(shè)計(jì)低劣的機(jī)械系統(tǒng)相連，即使一臺(tái)完美能效的電機(jī)也不能帶來很大的能源節(jié)省。在電機(jī)和負(fù)載之間的任何機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備都不可避免地具有較低能效。最高精度的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，在全新時(shí)也只具有最高90%到95%的效率。蝸桿蝸輪減速箱的能效則更低，只有50%到60%。
提高設(shè)備效率的終極解決方案是不使用任何機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而使用直驅(qū)永磁步進(jìn)電機(jī)。
振合電機(jī)工程師在此列舉了一些設(shè)計(jì)方法，可以使電機(jī)具有高能效：
繞組電阻——隨著繞組電阻的增加，電機(jī)效率會(huì)降低。為了使電機(jī)效率最大化，電機(jī)的設(shè)計(jì)人員通過最大化定子槽填充量(定子槽中的銅繞線)和最小化終端繞線半徑(電機(jī)槽外銅繞線數(shù)量)以實(shí)現(xiàn)電機(jī)效率的最大化。
疊片材料——磁芯損耗的大小與材料特性和定子疊片所使用鐵的質(zhì)量直接相關(guān)。而且，更薄的疊片比較厚的疊片具有更低的定子磁芯損耗。
疊片齒形幾何學(xué)——疊片齒形幾何學(xué)會(huì)影響電機(jī)內(nèi)部的磁通密度。能夠提供更高磁通密度的齒形幾何學(xué)可以降低雜散損耗，并因此提高能效。
更高效率的關(guān)鍵就是減少損耗。線圈使用更多的銅可以減少定子損耗，更高等級(jí)的鐵芯硅鋼可以減少鐵芯上的損耗。更少的損耗意味著制冷所需的電能就更低，這也降低了損耗。損耗主要發(fā)生在定子和轉(zhuǎn)子上的傳導(dǎo)損耗以及鐵芯本身的損耗，這些損耗也被稱為磁芯損耗或者滯后損耗”
大多數(shù)工廠自動(dòng)化和工業(yè)應(yīng)用的目的是高效率地使用能源，帶來最高的產(chǎn)出。因此在投資購買步進(jìn)電機(jī)之類的獨(dú)立設(shè)備產(chǎn)品之前，分析、建模、優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)是十分有必要的。
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