在當(dāng)前的制造業(yè)環(huán)境中，工業(yè)能效已成為企業(yè)不可忽視的關(guān)鍵因素。它不僅關(guān)乎企業(yè)的節(jié)能計(jì)劃和機(jī)器效率提升，更是推動(dòng)制造過(guò)程優(yōu)化與改進(jìn)的重要驅(qū)動(dòng)力。
節(jié)能電機(jī)與變頻器的應(yīng)用，為企業(yè)帶來(lái)了顯著的效益。這些設(shè)備在保持高性能的同時(shí)，大幅降低電能消耗，進(jìn)而減少了能源賬單，縮短了投資回報(bào)周期。它們還能有效降低機(jī)器運(yùn)行溫度，減少能量損失，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。更重要的是，這些技術(shù)的應(yīng)用減少了機(jī)械磨損，提高了設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化水平，降低了電氣噪聲，顯著提升了機(jī)器的精度、響應(yīng)速度和控制能力。
為了鼓勵(lì)制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，眾多組織和機(jī)構(gòu)推出了激勵(lì)政策。這些政策包括各種能源贊助項(xiàng)目和能效計(jì)劃，為符合條件的申請(qǐng)者提供成本節(jié)約的機(jī)會(huì)和專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)。例如，英格蘭地區(qū)的一個(gè)示范項(xiàng)目，由Eversource能源電氣服務(wù)公司運(yùn)營(yíng)，其“變頻器和電機(jī)”計(jì)劃為參與者提供了豐富的信息和資源，幫助企業(yè)節(jié)省節(jié)能改造費(fèi)用，并根據(jù)節(jié)省的千瓦時(shí)或改造增量成本的百分比獲得回報(bào)。
在電機(jī)系統(tǒng)能效的測(cè)量與計(jì)算方面，企業(yè)正逐漸采用更為精確和全面的方法。這包括使用能量分析儀進(jìn)行能量使用情況的測(cè)量，以及為期一周的功率讀數(shù)監(jiān)測(cè)。通過(guò)這些措施，企業(yè)可以評(píng)估電機(jī)和變頻器的能效，進(jìn)而優(yōu)化性能和運(yùn)營(yíng)。能效的計(jì)算涉及輸出功率與輸入功率的比值，即能效（η）。對(duì)于電機(jī)而言，輸出功率代表機(jī)械功率，輸入功率代表電功率。同樣，放大器的能效也由其輸出功率與消耗功率的比值決定。
在評(píng)估電機(jī)系統(tǒng)能效時(shí)，企業(yè)還需考慮伺服驅(qū)動(dòng)器（傳導(dǎo)、開(kāi)關(guān)、邏輯處理等）和電機(jī)（銅損耗、鐵損耗、機(jī)械損耗等）的潛在功率損耗。為了提高能效測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性，一些企業(yè)開(kāi)始采用最新的技術(shù)和方法，這些方法對(duì)為期幾天的能源測(cè)量更為依賴(lài)。這些測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)于評(píng)估能源使用和做出能源決策至關(guān)重要。
在跨線(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)器電路操作系統(tǒng)的測(cè)量中，企業(yè)獲得了系統(tǒng)消耗的總能量數(shù)據(jù)。通過(guò)能源研究軟件，企業(yè)可以創(chuàng)建并跟蹤能源使用和其他相關(guān)信息，以發(fā)現(xiàn)能效趨勢(shì)。測(cè)功機(jī)等技術(shù)也被用于全面了解測(cè)試、測(cè)量和繪制各種負(fù)載下電機(jī)的能效。這些技術(shù)通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)扭矩和轉(zhuǎn)速來(lái)確定功率輸出和功率輸入，從而確保系統(tǒng)以最高效率運(yùn)行并得到適當(dāng)維護(hù)。
量化電機(jī)和驅(qū)動(dòng)效率成果是評(píng)估節(jié)能效果的關(guān)鍵。企業(yè)可以通過(guò)測(cè)量機(jī)器升級(jí)前后的實(shí)際能源使用量來(lái)量化節(jié)能成果。這需要使用功率分析設(shè)備來(lái)完成精確比較。在測(cè)量過(guò)程中，企業(yè)應(yīng)確保機(jī)器的性能曲線(xiàn)在測(cè)量前后兩個(gè)階段相匹配，以確保能效的公平比較。例如，將跨線(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)器替換為伺服電機(jī)可以顯著提高能效。伺服電機(jī)按需提供扭矩，與空氣泵和液壓源等相比，能大幅降低能耗。伺服電機(jī)在機(jī)器需求較低時(shí)電流消耗更低，進(jìn)一步提高了能效。
圖1展示了跨線(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。與使用軟啟動(dòng)器或變頻器相比，跨線(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)器可能會(huì)縮短電機(jī)的使用壽命。因此，替換為伺服電機(jī)成為提高能效的明智選擇。
圖2展示了伺服電機(jī)的電氣設(shè)計(jì)。伺服電機(jī)使用伺服組件或伺服放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行。這些組件包括雙極結(jié)晶體管（BJT）、二極管、電容器等電氣部件，它們?cè)试S伺服電機(jī)在機(jī)器需求較低時(shí)降低能耗。
檢查理論和技術(shù)方法以確定電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能效至關(guān)重要。通過(guò)量化和分析電機(jī)系統(tǒng)的能效，企業(yè)可以更好地了解機(jī)器設(shè)計(jì)變化所帶來(lái)的收益。這有助于推動(dòng)制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排目標(biāo)。
思考一下：節(jié)能電機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用如何助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)更高效的生產(chǎn)和更低的運(yùn)營(yíng)成本？
