行业焦点：高效电机承载状态下的能耗解析

在皖南电机等品牌的小型异步电机中，承载工作状态下的额外能耗问题一直是研究的热点。通常，这一部分能耗被简化处理，按照多数国家的规范，这部分能耗被设定为电机输出（发电时）或输入（电动机时）功率的0.5%。然而，这样的比例相当粗略。特别是对于采用压力铸铝技术的小型异步电机，其承载状态下的额外能耗通常占输出功率的2至3%，个别情况甚至可达到4至5%或更高。这一现象不仅对电机的经济运行和启动性能产生重大影响，还可能导致线圈温度异常升高。因此，如何精确计算和减少笼型转子异步电机在承载状态下的额外能耗，一直是行业内关注的焦点。

在皖南电机价格表 中，我们可以看到，笼型转子异步电机承载状态下的额外能耗主要包括以下几方面：

1. 定子绕组的漏磁场在绕组及其端部金属部件中引起的额外能耗。

2. 定子磁势谐波在鼠笼转子绕组中感应电流造成的额外能耗。

3. 定子磁势谐波在转子铁心表面引发的表面损耗。

4. 没有槽绝缘的铸铝转子中，由泄漏电流产生的损耗。

上述内容中，由定子绕组的漏磁场在绕组及其端部金属部件中产生的额外能耗主要由基频电流引起，故称为基频额外（杂散）能耗。其他各项均由高频电流引起，故称为高频额外（杂散）能耗。

在斜槽设计的情况下，若导条绝缘良好，由定子相带谐波磁势在鼠笼绕组中产生的能耗，仍可近似按公式（1）计算，但需乘以斜槽系数K。假设转子槽扭斜一个定子齿距，那么在整个导条长度上由定子磁势齿谐波感应的合成电势接近于零。

尽管承载状态下的额外能耗占每台异步电动机输入功率的比例很小，但由于笼型转子异步电动机应用广泛、数量庞大，这些能耗消耗的总电量在数量上仍然十分可观。近年来，国内外都在研究如何降低这些能耗，特别是对于像安徽皖南电机这样的高效电机，其意义更加重要。

对于中小型异步电机而言，承载状态下的额外能耗中，高频损耗占比较大，基频额外能耗一般占比不高。为降低高频额外能耗，可以采取以下措施：采用谐波含量较少的定子绕组形式，例如：一般可采用双层短距分布绕组；在小型异步电动机中，部分可能以单双层绕组替代单层绕组；采用△-丫混合接法绕组（这种绕组的相带谐波含量少）。

在直流电机承载状态下的额外能耗方面，通常较小，通常不进行详细计算。对于没有补偿绕组的电机，一般取为输出（发电时）或输入（电动机时）功率的1%，对于有补偿绕组的电机，一般分别为0.5%。