一、电机系统和电机系统节能的含义

电机系统包括电动机，被拖动装置，传动系统，控制(调速)系统以及管网负荷等，是一个涉及多学科、多专业、多领域的复杂系统。电机系统首先是通过电动机将电能转化为机械能，再通过被拖动装置(如风机、水泵、压缩机、机床、传送带等)做功，实现所需的各种功能。

电机系统用于各行各业，涉及各种复杂多样的工况，不同的负载特性以及千差万别的工艺过程。因此电机系统节能工程技术是在首先满足负载要求功能的前提下，设计、制造和选用合适的系统部件，并合理组合匹配，使系统综合节能效果和系统性价比达到最佳或较佳的综合工程技术。由于电机系统的多样性，不同电机系统可采用不同的节能措施。

从表1看出，电机系统节能工程是需要综合考虑电动机本体、电动机拖动设备、控制电动机的装置、管网系统、实现的负载功能等多种因素的复杂的系统节能工程。

二、电机系统节能的必要性和紧迫性

电机是量大面广的产品，是用电耗能大户，也是最具节能潜力的产业。2008年IEC发布的IEC 60034-30《单速三相笼型感应电动机的能效分级》标准指出：提高电机系统的效率是节能工程关注的重点，通过系统优化其节能潜力可达到30％～60％。国外先进国家和地区都非常重视电机系统节能对实现

节能降耗战略目标的重要作用，采用政府立法，制定能效标准，政府出资资助公共服务机构开展共性关键技术研究，制定节能导则，通过宣传、培训、信息化服务、技术推广、检测服务等各种手段和措施，促使电机系统合理匹配，优化设计等，达到提高系统效率的目的。

表1  不同节能措施及达到的节能量

注1：上表是根据国外某权威机构推荐意见，并根据我国实际情况，所提出的不同节能措施及可能达到的节能量；

注2：具体节能措施不是上述措施的简单累加，而可能是上述一种或多种措施的组合；

注3：如果高效电动机，高效终端设备、调速装置以及管网系统不能合理的匹配，综合节能效果将不理想，造成“高成本的高效电机终端设备或调速装置组合在一起不节能或节能效果不明显”的结果。

截止2008年底，我国电动机总装机容量为12亿千瓦以上，其系统用电量约占总用电量的60％以上，即大约用电2.06万亿千瓦时以上，折合标煤8.31亿吨以上。但我国电机系统运行效率比国外先进水平低25%～30％，如果能改造现有电机系统的一半，使之平均提高运行效率25％，与2008年统计比，则可年节约用电2575亿千瓦时以上，折合标煤1.04亿吨以上，还将节约建电站的投资和相应配套设施的投资，大大减少温室气体排放。电机系统节能对维护我国能源安全、促进环境保护、实现我国电机系统节能的跨越式和可持续发展、提高我国电机系统节能的核心竞争力具有重要的意义，并且是十分迫切和必要的。

三、电机系统节能面临的问题

电机系统节能潜力大，受到国内外普遍关注。但我国在电机系统节能技术和产品的发展上比较滞后，严重影响了电机系统节能工程的实施，其面临的主要困难有：电机系统应用工况复杂多样，不同的负载特性，要综合考虑整个电机系统的工况、运行状况和负载特性，使整个系统最佳匹配，从而提高系统的运行效率。因此采取的节能措施要“对症下药”、  “量体裁衣”。而我国在电机系统节能综合集成技术和应用技术研究领域起步较晚，水平较低，节能工程实施效果不够明显。

缺乏相应的标准。我国电机系统由于系统设计最大化、选型和设备采购等原因，大都运行在“大马拉小车”的状态下，能源浪费严重，有的仅单个部件高效，系统机组效率未必高效；反映电机拖动典型设备如：水泵、风机、压缩机等的机组能效标准技术研究比较缺乏；再就是涉及有效、适用、实用的系统选型、匹配和优化标准、系统节能改造标准、系统节能检测、评估标准等也不健全；缺乏指导、规范电机系统节能技术和产品发展的相关标准。

从而造成对节能效果和节能量不能进行科学的判定，影响了电机系统节能技术的推广。目前急需在大量、持久、实实在在的科研、测试、应用基础上，脚踏实地的建设电机系统节能标准体系，有效地服务于电机系统节能工程建设。

我国通用节能电机匹配技术和专用节能产品缺乏。目前对高效节能产品存在的误区之一是：使用高效电机就一定节能。对于风机、水泵、压缩机等转矩与转速的平方成正比的负载，高效电机比低效电机的转速高，将导致高效电机的输出功率大于低效电机，可能抵消改进效率所期望带来的节能利益。在某些情况下，高效电机的实际输入功率甚至可能比低效电机还要大。因此，简单地用同规格、高成本的高效电机代替低效电机用于风机、水泵、压缩机类负载，节能效果并不理想。有时即使各单个部件是高效节能，组合在一起却达不到高效节能目的，且成本大大(高效电机耗材多)增加。高效电机的使用和推广自然步履维艰。而先进工业国家为了满足不同负载特性需求，其通用和专用电机的比例是3∶7，以达到节能的效果，而我国是7∶3，缺乏专用高效节能电机产品，如高效水泵、风机、压缩机专用高效电机等。

误区之二是：采用变频调速就一定节能。随着节能需求的不断增加，变频调速也越来越多的应用于节能。但盲目的使用变频器并不一定能达到很好的节能效果，且资金投入较大。应根据节能量的大小和投入、系统的特性，进行性价比分析，制定不同的系统节能方案。采用变频调速应考虑的主要因素有：运行工况，即调节频繁与电流量调节的匹配，不同的工况应采取不同的节能措施。调节不频繁的情况下可考虑使用多速电机；在流量调节较小，且

调节不频繁的情况下，可采用降压或者调节阀门等方式来实现节能措施。系统运行应考虑技术与经济的平衡，不应盲目的使用变频调速。采用变频调速系统，变频器自身的损耗约3％～6％，在变频器供电情况下电机将增加损耗l％～2％，系统总损耗将增加4％～8％。系统节电量少于、等于或稍大于增加的损耗量都是不可取的。同时，还需要考虑采用变频器增加的购置成本及增加的维护成本等。

设计、制造、销售、使用环节存在的问题。制造企业基本上是“各自为战”，绝大多数电机厂对拖动设备如风机，水泵等了解较少；水泵、风机等生产缺乏电机设计的技术力量；变频器等控制装置生产厂大多不熟悉电机、风机、水泵等特性，这就造成市场销售的各部件产品基本上是通用产品，不能很好的达到合理匹配，很难实现高效节能的目的。

缺乏权威、专业性强的第三方对电机系统节能诊断、检测、评价、认证的机构，使节能方案、节能效果、节能量的认定存在分歧，一定程度上导致电机系统节能的实质性推动存在较大的障碍。

缺乏行之有效的强制性法规和配套政策。目前仅靠市场行为是难以推动电机系统节能成为全社会的自觉行动的。市场经济的法则是“逐利”的，而节能措施前期投入要增加成本，绝大部分企业更多的考虑近期效益，一定程度上影响节能产品的推广和使用。

缺乏行业性有效整合研究力量的机构。目前难以将分别从事电机、风机、水泵、变频装置及其它电控设备等方面的专业人员有效地组织起来，致使各单位在较低的水平上重复立项，研发速度和进程比较缓慢。

表2我国参加的5个国际标准工作组情况表

表3国家电机系统节能相关标准制定情况

四、标准化工作现状及发展

目前国内电机系统节能相关标准化工作主要依托全国旋转电机标谁化技术委员会，其归口单位利用上海市科委于2006年授权组建上海电机系统节能工程技术研究中心，更有效地开展电机系统节能技术和节能产品的研究和产业化推广，开展节能产品标准、系统节能评价方法标准、检测标准的制订，开展节能产品和节能系统的测试等工作。同时中心还积极参与到国际标准的制订工作中。这些标准制定，将弥补我国电机系统节能标准上的欠缺，对我国电机系统节能工程的实施具有一定的推动作用。

电机系统节能相应产品的研发必须有相应的标准引导和规范，因此还急需开展各类相关标准研制，如开展电机和相应机组系统节能标准、系统集成产品节能标准、电机子系统节能标准、电机系统节能改造导则和规范、电机系统节能优化设计导则、电机子系统、电机系统的节能诊断，检测，评估标准等。

节能不仅是每个企业的责任和义务，也是企业在未来新经济模式中寻求发展的重要机遇。电机系统节能将带动一系列新技术和产品的发展，如：高效节能电机技术及产品；高效机组节能技术及产品；电机系统节能集成技术及产品；电机系统节能测试技术及产品等。同时，上述技术和产品的推广急需通过相关标准的制定进行规范和指导。