電機系統(tǒng)能效評估及高效電機推廣應用淺析

0 引言

電機是我國用電量最大的終端用能設備，2021年，我國電機保有量32．6億kW，年耗電量5．28萬億kWh，占全社會用電量的64%。其中，工業(yè)電機保有量24．45億kW，年耗電量4．13萬億kWh，占工業(yè)用電量的75%。對照國際先進水平，我國電機的設備生產和使用的總體水平還有不少差距，95%以上在用的低壓電動機屬于相對低效的產品，其中電機系統(tǒng)運行效率比國際先進水平還落后10%以上。要實現(xiàn)電動機系統(tǒng)的節(jié)能降耗，首要問題是電機系統(tǒng)能效評估，要知道問題具體出現(xiàn)在哪里。此外，盡管部分用戶使用了高效電機系統(tǒng)和拖動設備，但整個電機系統(tǒng)能耗評估方法和工具不成熟，使得高效電機的推廣和應用有較大困難。

1 國內外電機能效標準現(xiàn)狀分析

1.1 國際電機能效標準現(xiàn)狀分析

由于工業(yè)電機受文化和消費習慣的影響較小，因此工業(yè)動力電機在產品的外觀、設計、功能等方面高度統(tǒng)一，故IEC電機設計、檢測及能效分級體系被各國廣泛采用。IEC 60034系列標準對電機的定義、設計、測試和能效等級分級方面作了詳細而統(tǒng)一的規(guī)范，而這一套標準體系也被全球各國廣泛接受，為電機的能效比對和提升提供了堅實的技術基礎。

全球主要的經濟體均已采用IEC能效分級體系，IEC 60034-30-1和IEC 60034-30-2設定了從IE1到IE5由低到高的能效等級分級標準（見圖1）。該標準為全球最低能效標準（MEPS）和高效標準（HEPS）制定提供技術基礎。

觀察組痊愈22例，顯效19例，有效7例，無效3例，總有效率為94.12%；對照組痊愈10例，顯效18例，有效12例，無效11例，總有效率為78.43%，觀察組明顯優(yōu)于對照組，兩組效果比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

在低功率的情況下（小于10 kW），不同能效等級之間的百分比效率差異比較大，而隨著功率的逐漸增加，不同能效等級之間的百分比效率差異將會逐漸縮小，但是功率差異絕對值逐漸增大。IEC能效等級標準為全球電機能效標準化起到了至關重要的作用。IEC能效等級已經成為全球通用電機效率分級標準。

根據(jù)《京津風沙源治理二期工程規(guī)劃》《天津市水土保持重點工程規(guī)劃》，2014—2025年，規(guī)劃投資 4.03億元，治理水土流失125km2，小流域治理30km2，實現(xiàn)全市水土流失區(qū)域全部治理的目標。

1.2 中國電機能效標準現(xiàn)狀分析

我國于2002年出臺第一部有關電動機的能效標準：GB 18613-2002《中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評價值》。2002年，國家發(fā)展和改革委員會制定了《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》，把高效節(jié)能電動機列入“十一五”計劃的重點節(jié)能推廣項目，同時于2005年6月對GB 18613標準進行了修訂。此后，國家發(fā)展和改革委員會、國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家認證認可監(jiān)督管理委員會于2008年1月18日聯(lián)合發(fā)布《中華人民共和國實行能源效率標識的產品目錄(第三批)》，對于進口和在國內市場銷售的中小型三相異步電動機等五類產品均強制要求粘貼相應的能效標識。能效等級所依據(jù)的標準為GB 18613-2012《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》。目前，最新版GB 18613-2020《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》標準已發(fā)布，并配套了標識的更新，新標準和標識管理要求已經于2021年6月開始正式執(zhí)行（見表1）。

除了強制性的能效標識管理制度外，我國還同時推行節(jié)能標識這一自愿認證制度。對于節(jié)能認證，國家財政設有專項的補貼政策。2010年6月2日，財政部、國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合出臺《關于印發(fā)節(jié)能產品惠民工程高效電機推廣實施細則的通知》，將高效電機納入節(jié)能產品惠民工程實施范圍，采取財政補貼方式進行推廣。

通過以上對標準和法律法規(guī)的分析不難看出，世界各國正在加強對于節(jié)能降耗的重視程度。電動機能效的強制性要求差異不大，唯一的區(qū)別是在于覆蓋范圍和具體能效要求其本質都是為了節(jié)約能源，以實現(xiàn)產業(yè)升級和國家的可持續(xù)發(fā)展。我國雖然進入能效標識MEPS較晚，但是基礎量大，配合國內的政策執(zhí)行，獲得了巨大的能源節(jié)約效果，并且能進一步深入挖掘工業(yè)基礎設備的節(jié)能潛力。

報道霸座這事怪不得媒體，因為如果類似這種輕微的違法問題，若及時得到制止，若侵害他人權益者能獲得應有懲罰，估計這些事情提不起公眾的興趣，也吸引不了媒體的目光。但事實卻是，每每在這些事情曝光之后，相關的管理和執(zhí)法人員，往往限于被動執(zhí)法，只能是采取“只動口，不動手”的姿態(tài)。這樣的執(zhí)法，效果甚微，使得違法者氣焰囂張，守規(guī)者只能被迫退讓。面對此情此景，圍觀者無不氣憤填膺，一場場聲討霸座的輿論由此釀成。

2 國內外電機系統(tǒng)能效評估方法研究進展

從理論上講，電機系統(tǒng)能耗最主要取決于電動機效率，電機的效率實際上取決于其損耗，損耗越低，效率越高。在某種意義上說，精確測量電機系統(tǒng)的損耗就是對電動機效率的精確辨識，在此基礎上再考慮多重影響因素的疊加。所以，當前電機系統(tǒng)的能耗評估研究的主要方向是針對電動機實際效率的評估評價，其次是針對拖動設備的評估評價。

在電機運行的各種損耗當中，定、轉子銅耗根據(jù)定、轉子電阻以及通過的定、轉子電流可以求得，鐵耗、風摩耗可以通過空載試驗測得，而且精度也可以得到保證，唯一有難度的就是雜散損耗的測量

。三相異步電機的負載雜散損耗的測量分為間接測量法、直接測量法和推薦值法

。間接測量法通過測量電機總的損耗，從中分離出鐵損耗、風摩耗及定、轉子銅耗后，最后所剩的損耗即為負載雜散損耗。直接測量法將負載雜散損耗分為基頻雜散損耗和高頻雜散損耗兩部分，通過抽轉子試驗測得基頻雜散損耗，以及通過外部驅動設備使被試電機反轉測得高頻雜散損耗。推薦值法是把電機根據(jù)不同負載的輸出功率分成幾段，然后在每一段中可以根據(jù)雜散損耗值與其所對應的額定輸入或輸出功率的比值使定值得出電機的雜散損耗。且電機效率的評估受到實際負荷、等值電路法的選取、雜散損耗計算方法和試驗參考溫度不同的影響而差異較大。除此之外，現(xiàn)在大多數(shù)場合根據(jù)現(xiàn)場條件允許的情況下傳統(tǒng)電機效率辨識方法有銘牌法、轉差率法、電流法、損耗分析法、等效電路法等，但是這類方法大多數(shù)基于技術手冊及經驗公式，誤差較大。

不少學者也根據(jù)不同的環(huán)境進行了修改以滿足特定的環(huán)境，根據(jù)這些方法不同特點一共可分為9大類20多種電動機能效評估方法，這些方法主要以IEEE Std-112中規(guī)定的方法為基礎實現(xiàn)，比較常用的有Dlamini V等在電機效率在線評估中主要使用了改進的轉差率法，研究中考慮到了非額定電壓下轉差率的比值可能帶來誤差，并根據(jù)經驗公式修正了這個誤差，使得電機效率在線計算更加準確

。Hsu等對目前電機效率測量方法進行了研究比較，認為基于IEEE Standard 112方法的大部分電機效率測量方法除銘牌法外都會影響電機的正常運行

。隨著智能算法的不斷發(fā)展和改進，等效電路法和氣隙轉矩法的非侵入式研究成為人們關注的重點

。P．Pillay等利用遺傳算法對等效電路法中難以直接測量的參數(shù)進行參數(shù)辨識，實現(xiàn)了等效電路法的非侵入式測量

。

國內近年來也取得了不少的研究成果。在系統(tǒng)能耗能效測試方面，中國電力科學院開發(fā)的便攜式測試系統(tǒng)MotorTOP可以支持多種測試實驗，并且能夠用銘牌數(shù)據(jù)法在工業(yè)現(xiàn)場進行非侵入式效率測量

。華北電力大學應用智能算法對電機動態(tài)模型參數(shù)識別進行了研究

。上述論文中對電機系統(tǒng)中，不同環(huán)境下的電動機及拖動設備的測試方法進行了詳細總結。

對系統(tǒng)方面的能效評估，國內近年來也十分關注，大量的論文對電機系統(tǒng)（泵、風機、空壓機）作了多維度的分析。周東和孫勇發(fā)明了一種基于衍架結構測量動態(tài)平衡扭矩和轉速得到風機機組效率的裝置，并給出了據(jù)此裝置風機系統(tǒng)效率測量的數(shù)學模型及計算方法

。王娟和李春曦提出了一種基于熱力學原理的風機機組效率計算方法，它在僅通過測量風機進、出口溫度的基礎上采用熱力學基本方程計算得到風機及系統(tǒng)效率

。任仁良等人根據(jù)風機效率模型開發(fā)了便攜式的風機系統(tǒng)效率測試儀，采用單片機采集測量實時數(shù)據(jù)并計算風機效率，利用軟件方法對結果進行修正，提高了測量的準確性

。這些方法和研究都為風機系統(tǒng)能耗研究提供了很好的借鑒思路

。駱超等分析了電機系統(tǒng)能耗的影響因素，并利用層次分析法建立了多因素模型并泵機組及其系統(tǒng)為例作了分析并驗證

。屈博等提出了一種基于參數(shù)辨識理論的集群電機系統(tǒng)能耗校正方法，采用LM算法對單臺電機和集群電機系統(tǒng)的額定效率、額定可變損耗及不變損耗參數(shù)進行辨識，建立了電機能耗計算的校正模型

。李佳宣等人針對目前有限元模型建模煩瑣、計算量大的現(xiàn)狀，在考慮了變頻電源諧波對鐵耗電阻影響的基礎上，建立了考慮鐵耗等效電阻的異步電機數(shù)學模型及PWM變頻器主電路損耗模型，提出一種基于MATLAB/Simulink的變頻電機系統(tǒng)實用模型，實現(xiàn)了變頻電機系統(tǒng)各環(huán)節(jié)損耗準確分析

。

綜上所述，目前對電動機系統(tǒng)的能效評估方法從多個角度對電機系統(tǒng)的材料、機械連接、運行環(huán)境等多方面采用理論及數(shù)值分析方法作了大量研究，得出了許多有益的結論。但是大部分都著重于理論研究，具體到系統(tǒng)的落實還有待進一步發(fā)展。

3 國內外電機系統(tǒng)能效評估工具研究進展

當前，人們提出對電機系統(tǒng)的節(jié)能改造方案大多是更新淘汰低效電動機及高耗電設備、合理地匹配電動機系統(tǒng)、提高電動機效率、以先進的電力電子技術傳動方式改造傳統(tǒng)的機械方式、實現(xiàn)被拖動裝置控制和設備制造；推廣軟啟動、無功補償裝置、計算機自動控制系統(tǒng)技術、優(yōu)化電動機系統(tǒng)的運行和控制等，但是這些手段都是較為粗淺的方式，對電機的系統(tǒng)能效評估工具還并不成熟。

6)兩化融合進程緩慢，管理水平不高

美國能源效率和可再生能源辦公室（EERE）發(fā)布了名為PSAT的泵系統(tǒng)評估軟件，該軟件為開源軟件，可通過訪問GitHub直接下載并使用，或者基于軟件代碼進行調整適配系統(tǒng)。泵系統(tǒng)評估工具(PSAT)可以根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)評估泵送系統(tǒng)潛在的節(jié)能機會。該工具允許用戶保存和檢索日志文件、默認值和系統(tǒng)曲線，以便與其他用戶共享分析。它還打算幫助工業(yè)用戶評估不同的系統(tǒng)修改，以確定哪一項在精力上最有利。PSAT利用來自標準和電機性能參數(shù)自動優(yōu)化器得到的數(shù)據(jù)，測試了各種選項的假設場景，為用戶提供多種資源，以減少能源使用。該軟件主要適用于電機系統(tǒng)建設初期的系統(tǒng)匹配和建議。除此之外，還有很多的工具應用于電動機系統(tǒng)能效評估中，為電動機系統(tǒng)節(jié)能減排及系統(tǒng)匹配提供了很多有益的幫助。

通過以上分析比較，筆者認為譯文二從受眾的特點、校園宣傳語的語體特征、修辭手法以及英文語言特點等方面處理譯文，使其在各個方面符合翻譯要求，努力實現(xiàn)校園宣傳語源文要實現(xiàn)的宣傳功能以及作為外語讓學生效仿學習的功能，在對外交流中高質量的宣傳語譯文也起到提升學校形象的功能，翻譯比較充分，優(yōu)于譯文一。

目前出版的SPSS教材不下數(shù)十種,多數(shù)教材在給出案例后,直接跳入菜單或命令的分析,穿插介紹每個選項的中文含義,最后解釋軟件的輸出結果,僅花很少的篇幅介紹統(tǒng)計理論[3]。這種處理方式有其可取之處，如方便學生理清思路、方便上機模仿練習等，但輕視統(tǒng)計理論教學的缺點也是顯而易見的：學生對知識的掌握一知半解，經常出現(xiàn)明顯的模型誤用。例如，在因變量不服從正態(tài)分布的情況下，卻采用多元回歸方法進行建模；明顯的單邊檢驗問題，給出的卻是雙邊情形的P-值。

目前來看，研究電動機系統(tǒng)的節(jié)能減排技術刻不容緩，而研究電機系統(tǒng)有效的能效評估方法、技術與支撐工具同樣是能源研究領域、電動機生產及使用行業(yè)的重點方向。綜上可見，電動機及拖動系統(tǒng)的能效評價指標和評價方法研究較多，理論也日趨成熟。相比而言，對電機系統(tǒng)能效評價系統(tǒng)的研究則不夠重視，現(xiàn)有的電動機系統(tǒng)工具主要是針對設備的，例如對泵、風機、空壓機，但對系統(tǒng)的擴展還考慮不夠，如果系統(tǒng)是由多個機組或者設備組成的，目前還沒有任何軟件能夠直接做到合理匹配或者測試分析。另外，對于不同運行環(huán)境，例如水泥、鋼鐵，電動機系統(tǒng)的要求也不同，由于負荷不同，哪怕相同的系統(tǒng)在不同的環(huán)境中得到的節(jié)能效果也不同。相對來說，電機系統(tǒng)還比較個性化，針對應用場景的成套解決方案，使用軟件還無法直接給出，系統(tǒng)使用經驗移植比較困難。針對上文列舉的工具功能分析還能發(fā)現(xiàn)，國際電機系統(tǒng)能效評估工具主要偏向于系統(tǒng)整體，注重整體優(yōu)化及控制管理，國內電機系統(tǒng)能效評估工具還比較偏學術，主要是基于測試或者評價標準搭建，對數(shù)據(jù)收集和信息梳理要求較高。另外，國內電機系統(tǒng)能效評估工具對定制化的服務及數(shù)據(jù)安全控制基本不考慮，與國際先進的能效評估工具還存在差距。國際電機系統(tǒng)能效評估工具類型比較多元，從軟件工具、硬件到芯片甚至是電源管理策略工具包，對比國內的能效評估工具，主要集中在試驗檢測儀器或者平臺搭建，適用性相比不是太強。

4 高效電機推廣應用

4.1 新型電機研發(fā)進展

20世紀80年代國內專家在Y系列(IP44)的基礎上開發(fā)了YX系列三相異步電動機，由于采用了鐵耗較低的硅鋼片且沖片經退火處理，改進了定轉子的槽配合,改進了風扇設計，并稍增加了有效材料用量，從而提高了電動機的效率。90年代在Y2系列電機基礎上派生設計Y2-E系列高效節(jié)能電動機，該系列電機效率高于普通Y2系列電機效率（Y2系列電機效率基本達到歐洲CEMP-EU協(xié)議中的EFF2指標）并具有高效、節(jié)能，電機噪聲和振動小、運行可靠的特點。2001-2003年，為了配合國家的產業(yè)政策以及節(jié)能和環(huán)保的需要，由上海電器科學研究所進行了中小型電機“以冷代熱”技術攻關，在已滿足歐洲EFF2標準的Y3系列電機基礎上，首次開發(fā)了以冷軋硅鋼片為導磁材料的YX3系列高效率電動機。目前，雖然交流變頻調速電機在技術上可以替代直流電機,但大中型直流電機經過長期發(fā)展,積累了豐富的運行、維護經驗,從電源加電機的系統(tǒng)價格來講,也大大低于需要配備昂貴變頻器的交流變頻調速電機。此外，由于大中型直流電機方便、低投入的無級調速等特性，逐漸在冶金行業(yè)、礦山行業(yè)被推廣，有取代交流變頻調速電機的趨勢，直流電機正積極采用新技術、新結構、新材料、新工藝克服晶閘管整流電源供電對電機帶來的換向、絕緣、噪聲和振動方面的新問題。當前大型直流電機會向專業(yè)化、非標定制化的方向發(fā)展。此外，銅轉子電機可使電動機的能耗在原有基礎上降低15%～25%，電機效率可提高2%～5%，在軍工、核電及電動汽車等領域具有極大的市場競爭力而被大力研發(fā)。

4.2 發(fā)展障礙及建議

盡管反芻動物日糧中的纖維物質主要由粗飼料供給，但是由于粗飼料提供的可消化碳水化合物無法完全滿足瘤胃微生物生長的需要，所以需要添加精飼料以補充并滿足日糧中可消化碳水化物的含量。日糧精粗比的變化在一定程度上也反映了日糧NDF的變化，大量研究表明，日糧NDF水平對反芻動物瘤胃內環(huán)境[5]和營養(yǎng)物質的消化率[37]等均會造成影響，適宜的日糧NDF水平對維持反芻動物機體正常生理功能和生長發(fā)育具有重要作用。

目前，我國高效電機推廣應用存在以下障礙：

1）系統(tǒng)能效有待提高

我國已具有全球領先的設備能效標準，對電動機、泵、風機、壓縮機等產品提出了明確的能效指標要求，對照國際水平，設備能效水平差距不大。但根據(jù)國際能源署和UNEP發(fā)布的《電機系統(tǒng)能效政策機遇》對全球電機系統(tǒng)能效統(tǒng)計可知，我國電機系統(tǒng)的能效水平與國際水平還存在一定差距，尤其在智能化運營和數(shù)字化創(chuàng)新還缺乏強有力的技術支撐。同時報告指出，通過引進最低能效標準能夠獲得4%～5%的節(jié)能量，但是通過具有高成本效益的工程解決方案（包括電氣和機械）來匹配這些高能效電機及設備，另外還可以節(jié)約15%～25%。據(jù)統(tǒng)計，我國以風機、泵類(含注塑機)、壓縮機和空調制冷機等各類不同電機拖動設備為代表的電機系統(tǒng)，裝機容量在12億kW以上，年耗電量超過1．2萬億kWh，如果系統(tǒng)集成優(yōu)化措施得到良好應用，將上述電機系統(tǒng)的能效提高大約20%～30%，那么將減少全球大約10%的能源消費。

2)綠色制造水平有待提高

當今世界的產業(yè)競爭能力，既是核心技術與資本的競爭，又是產業(yè)鏈控制能力的競爭。我國的電機系統(tǒng)企業(yè)生產制造智能化、自動化能力相對較弱，對供應鏈的管理、產品線的覆蓋面相對較差，主要的盈利依靠加工制造環(huán)節(jié)，缺乏持續(xù)健康發(fā)展的后勁。對綠色制造、全生命周期理念不熟悉，致使難以提出軟硬件結合的系統(tǒng)集成優(yōu)化方案，難以構建“產業(yè)集成、互聯(lián)與合作”的綠色產業(yè)鏈條。

中外文化差異比較大，而且在各國在法律法規(guī)上面也存在一定的差異。確實是很多游客并不是故意存在一些不文明的現(xiàn)象，而是對當?shù)氐娘L俗文化缺少一定的認識和了解，而且處理問題方法欠妥當，從而引發(fā)誤會。

3)存量替換及高效再制造有待推進

針對重點行業(yè)我國提出工業(yè)節(jié)能診斷，其中也包括電動機產品，但是我國缺少結合系統(tǒng)能效的專業(yè)設備評估能力，對運行維護情況、評估方法還不完善，企業(yè)仍需要國家引導才能進行系統(tǒng)能效評價。盡管每年都淘汰部分高耗能產品，但選用高效產品后如何在系統(tǒng)中實現(xiàn)高效運轉，達到真正的節(jié)能減排，其手段還不完善。此外，大量的存量電機替換后的處理和操作，造成了巨大的浪費。

在中小型電機市場，高技術含量產品如鑄銅轉子高效三相異步電動機、永磁高效電動機等市場競爭相對良性。與此同時，落后產能過剩的現(xiàn)象日益突出，普通標準電機以低價參與市場競爭的現(xiàn)象較為普遍。由于價格競爭激烈，成本不斷上升，行業(yè)利潤率不斷壓縮，刺激了生產商不斷擴大生產規(guī)模來維持利潤額。

根據(jù)相關參數(shù)繪制枯水期煤電機組需求曲線，其中橫軸代表非強制容量，縱軸代表非強制容量價格。根據(jù)相關參數(shù)確定A、B兩個點，然后A點與X軸平行畫一條線，B點與縱軸平行畫一條線，連接A、B即得出可靠性備用需求曲線如圖4所示。其中目標容量水平在A點。其中A點為當年枯水期煤電必開機組的容量和固定成本，B點為可用機組的容量和可用機組的維持成本。

4)產能過剩、同質化競爭依然突出

為了保證高效電機能夠有更廣闊的市場前景，應該重點從以下三個方面展開工作:

較低的工資水平是造成行業(yè)對人才吸引力下滑的主要原因。隨著“雙碳”目標的實施，行業(yè)對跨學科人才的需求進一步擴大，對產品研發(fā)團隊的綜合實力要求也越來越高。專業(yè)技術人才的不足，尤其是跨學科科技人才的不足，使得行業(yè)創(chuàng)新能力受到很大的影響。

蘇：以前唱歌唱得好！成立北川羌族自治縣的時候，我連著幾個月到北川下面的各個地方去教唱歌跳舞，每天不停歇。一來是基于羌族人熱情好客的秉性，二者是在交往之中建立起來的朋友情誼，使我熱愛羌族歌舞的傳承工作。幾個月不停歇地教學，讓我感到我對北川羌族文化的發(fā)展貢獻出了自己的力量！

美國能源部（DOE）和聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織(UNIDO)聯(lián)合美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）開發(fā)了電機系統(tǒng)的軟件（Motor System Tools）。該軟件電動機系統(tǒng)用戶提供了最佳的工業(yè)能源系統(tǒng)能源消耗分析手段，截止到2020年9月以“最佳工廠”（Better Plant）舉辦了140場培訓會，共有2 400名參與者實現(xiàn)了4 100萬美元的電動機系統(tǒng)能源成本節(jié)約。該系統(tǒng)對風機、壓縮機、泵及綜合電動機系統(tǒng)提供能效評估服務，其中包括系統(tǒng)評價、熱轉換效率評估、機械傳動能力及附件評估、流體模型及流場評估。該軟件針對能源效率及能耗作評估評價，還針對流體技術，傳動技術等作相關的測試和分析，使用較廣，覆蓋范圍較全面。

“十三五”期間，中小型電機行業(yè)在數(shù)字化、信息化方面取得了較大的進步，部分企業(yè)通過數(shù)字化車間建設，逐步利用信息化手段對研發(fā)和生產等過程進行管理。但總體來說，行業(yè)信息化、數(shù)字化、智能化與工業(yè)化的融合程度還遠遠不夠，行業(yè)數(shù)據(jù)傳遞效率依然較低，企業(yè)信息孤島現(xiàn)象普遍存在，管理水平有待提高。

5)人才缺乏，創(chuàng)新能力不足

1）加大高效電機推廣力度

國內對電機系統(tǒng)能耗影響和技術手段都作了較多的研究，但還暫時僅限于研究階段，應用得較少。在故障診斷和效率監(jiān)測方面，沈陽航空航天大學和上海海事大學

，開發(fā)了電機系統(tǒng)故障診斷和效率監(jiān)測軟件，實現(xiàn)電機在線實時監(jiān)測，確定電機系統(tǒng)主要故障，并深入分析了故障原因，找出解決方案。鐘衍等

詳細分析了建筑電氣節(jié)能診斷方法的步驟和內容，并提出建立電氣專家診斷系統(tǒng)。在節(jié)能技術實施方面，舒服華等

介紹了包括電機選型、提高功率因數(shù)和結構改造方面的實用技術，電機系統(tǒng)的節(jié)能潛力巨大，為提高電機效率，達到節(jié)能目的。郭維等

基于全生命周期法，提出了一套完整的電機選擇與節(jié)能分析模型，并開發(fā)了對應工具

。國內電動機系統(tǒng)能效評估產品的研發(fā)主要有浙江大學林海燕

開發(fā)的便攜式電機效率測試儀，能夠通過計算機程序計算電機效率，并開發(fā)了一整套的硬件采集濾波處理電路，但仍需要空載和堵轉實驗。中南大學的王迅

利用遺傳算法求解電機系統(tǒng)的輸出功率，開發(fā)了一套電機系統(tǒng)效率測試儀，針對風機進行測試。該軟件可計算電機系統(tǒng)效率，但并未考慮能效診斷手段。中科院的胡靜濤

領導開發(fā)的中小型電機在線監(jiān)測與能源管理系統(tǒng)對電機的轉速、轉矩、效率等參數(shù)進行估計，并能對性能曲線進行分析，給出電機監(jiān)測結果分析報告，具有較強的實用性。

2010年成功等[19]對特發(fā)性脊柱側凸患者CT圖像進行CT薄層分析、CT三維重建，建立起新分型，首先根據(jù)主側凸所在的部位分為2型。然后根據(jù)側凸的數(shù)量、側凸頂點位置，側方彎度矯形率以及其他三維畸形特點，分成不同的亞型，共分成14個亞型，并對每一分型制定了具體的融合策略。此新分型與king分型、Lenke分型相比，簡單易記，邏輯嚴謹，與PUMC分型相比，因為借助CT三維重建模型，是一種三維評估分型系統(tǒng)，形象直觀的反應了特發(fā)性脊柱側凸三維畸形的特點。但是其分型依據(jù)只有80例，會導致數(shù)據(jù)不夠，分型不全面，其次在手術矯形中所提出的入路、融合范圍、具體的融合階段只是雛形，未經過大量的臨床檢驗。

嚴格執(zhí)行GB 18613-2020《電動機能效限定值及能效等級》等國家標準，加強用能設備節(jié)能管理，加大高效電機推廣使用范圍。推動電機系統(tǒng)（風機、泵、壓縮機等）根據(jù)使用場景及負載特性，優(yōu)化匹配，鼓勵采用高能效水平的電動機。針對變工況情形，鼓勵使用高效變頻設備，鼓勵優(yōu)化系統(tǒng)匹配，實現(xiàn)系統(tǒng)高效運轉。

部分縣級山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)存在運行不穩(wěn)定情況，如個別無線廣播啟動后不能及時復位；無線廣播站設施裸露，風吹日曬容易老化，造成設備失靈；短信發(fā)送平臺經常死機，出現(xiàn)短信發(fā)送不出的情況等。

2）加快電機系統(tǒng)集成應用技術創(chuàng)新

加強高效電機產品與負載匹配技術研究，深入電機及系統(tǒng)、綠色制造、智能制造、工業(yè)互聯(lián)網等領域，開展標準研究及體系建立，同時加大對國家標準體系中的基礎標準、試驗方法標準、能效標準的制（修）訂力度，進一步完善并優(yōu)化現(xiàn)有標準體系，從而推動行業(yè)產業(yè)結構提升和技術進步，為實現(xiàn)行業(yè)轉型升級和跨越發(fā)展夯實基礎。加快制定超高速電機、同步磁阻電機等高效節(jié)能電機能效標準，鼓勵開展智能制造研究，充分利用互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、標識解析等技術，實現(xiàn)協(xié)同設計、個性化定制、供應鏈管理、遠程運維等全生命周期數(shù)字化管理及應用。

3）加快推廣電機驅動系統(tǒng)，取代化石能源驅動系統(tǒng)

當前，中國超過90%的CO

排放量來自于電力、工業(yè)、交通和建筑領域。電能深度替代化石能源是構建清潔低碳、安全高效能源體系的重要方向。在能源消費環(huán)節(jié)踐行“雙碳”目標，應加快推進電機驅動系統(tǒng)，鼓勵電機驅動系統(tǒng)在工業(yè)機械、農用機械等領域取代傳統(tǒng)化石能源驅動系統(tǒng)，以終端再電氣化改造助力“雙碳”目標的實現(xiàn)。

4）積極推進電動機高效再制造

1.4 統(tǒng)計學方法 運用SPSS 16.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理。符合正態(tài)分布的計量資料以±s)表示，兩樣本均數(shù)的比較，方差齊時用t檢驗，方差不齊的用 t′檢驗。計數(shù)資料用率或構成比表示，組間的差別采用χ2檢驗進行分析。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

完善電機全生命周期供應鏈，推動廢舊電機回收利用標準及體系建立，鼓勵企業(yè)使用再制造高效電動機。嚴格控制再制造電機能效和產品質量，開發(fā)工藝裝備，完善監(jiān)測體系。全面推進綠色工廠建設，開發(fā)綠色產品，創(chuàng)建綠色供應鏈平臺。

5 總結

電機作為風機、泵、壓縮機、機床、傳輸帶等各種機械設備的驅動裝置，其耗電量約占全社會用電量的64%。隨著現(xiàn)代化工業(yè)的高速發(fā)展，過去5年里，我國電機產量持續(xù)保持增長的態(tài)勢，其中小型三相異步電機耗電約占35%，是耗電大戶。開發(fā)中國高效電動機是提高能源利用率的重要措施之一，符合我國發(fā)展的需要，是非常必要的。同時也應該注意到，在節(jié)能減排背景下，強制標準和鼓勵政策決定了高效節(jié)能電機未來將全面替代傳統(tǒng)低效電機，但是由于節(jié)能電機能耗評估方法和工具不成熟，難以投入高效電機實際使用中來。

另外，電動機及拖動系統(tǒng)的能效評價指標和評價方法研究雖然較多，理論也日趨成熟，但對電機系統(tǒng)能效評價系統(tǒng)的研究則不夠重視，目前還沒有任何軟件能夠直接做到合理匹配或者測試分析。通過對國內外電機系統(tǒng)能效評估工具進展了解，國外電機系統(tǒng)能效評估工具主要偏向于系統(tǒng)整體，注重整體優(yōu)化及控制管理，并且能效評估工具的類型比較多元，從軟件工具、硬件到芯片甚至是電源管理策略工具包都有涉獵。相比之下，我國電機系統(tǒng)能效評估工具還比較偏學術，主要是集中在試驗檢測儀器或者平臺搭建，對數(shù)據(jù)收集和信息梳理要求較高，適用性相比不是太強。

針對當前我國日趨增長的電機需求量及耗電量，結合我國低碳節(jié)能的發(fā)展趨勢，我國已經做出加快高效節(jié)能電機推廣應用的決心和行動。與此同時，通過此次研究，深知我國在電機系統(tǒng)能效評估方法、技術及支撐工具方面的不足，目前來看，加快研究電動機系統(tǒng)有效的能效評估方法、技術與支撐工具對高效電機的大規(guī)模應用有著顯著意義。

［1］李穆，劉鵬，劉教民，王震州.三相異步電機雜散損耗測試系統(tǒng)設計［J］.電機與控制應用，2008，35(8):s5-61.

［2］黃志國.電動機損耗和效率測試的國際標準新進展［J］.電機與控制應用，2006，33(2):3-80.

［3］張昊，殷強，馬冬梅.電機效率測試技術研究［J］.電機與控制應用，2012，39(5):41-45.

［4］Dlamini V，Bansal R C，Naidoo R.An improved motor replacement strategy using non-intrusive motor efficiency estimation［C］.Industrial and Commercial Use of Energy(ICUE)，2014 International Conference on the.IEEE，2014:1-8.

［5］Hsu J S，Kueck J D，OlszewskiM，et al.Comparison of in-duction motor efficiency evaluation methods［J］.IEEE Transactions on industry Applications，field，1998，34(1):117-125.

［6］Lu B，Cao W，F(xiàn)rench I，et al.Non-intrusive efficiency determination of in-service induction motors using genetic algorithm and air-gap torque methods［C］//Industry Applications Conference，2007.42nd IAS Annual Meeting.Conference Record of the 2007 IEEE.IEEE，2007:I 186-1192.

［7］Al-Badri M，Pillay P，Angers P.A Novel In Situ Efficiency Estimation Algorithm for Three-Phase IM Using GA，IEEE Method F1 Calculations，and Pretested Motor Data［J］.Energy Conversion，IEEE Transactions on，2015，30(3):1092-1102.

［8］閏華光，范沒，段小華，宗建華.現(xiàn)場電動機效率測試方法及智能測試系統(tǒng)研究.電力需求側管理，2008（1）34-36.

［9］張鑫磊.基于在線監(jiān)測的電機系統(tǒng)能效及節(jié)能潛力評估模型［D］.北京:華北電力大學，2015.

［10］王慶.基于在線監(jiān)測的電動機能效動態(tài)評估方法研究［D］.北京:華北電力大學，2014.

［11］杜中蘭.用于系統(tǒng)能效動態(tài)評估的異步電機參數(shù)辨識方法［D］.北京:華北電力大學，2014.

［12］周東，孫勇.一種新型風機輸出效率測試裝置的研制.中國測試，2010（1）:61-63+66.

［13］王娟，李春曦.基于熱力學法的風機效率數(shù)學模型與應用.煤礦機械.2009，30(12):184-186.

［14］任仁良.風機效率測試儀的研制.儀器儀表學報，2001，22(3):309-311.

［15］王旭峰.基于嵌入式技術的風機運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)［D］.北京:北京工業(yè)大學，2012.

［16］肖鵬，楊春生，余曉曦，郭乃理.風機機組能效測試裝置的研制［J］.科學技術與工程，2013，25:7327-7331.

［17］駱超，馬偉斌，趙軍.電機系統(tǒng)能耗影響因素模型評價與分析［J］.電機與控制應用，2016，43(8):98-103.

［18］屈博，孫笑非，張新鶴，黃偉，蘇娟，杜松懷，翟慶志，孫若男，樓振義.基于LM算法的集群電機系統(tǒng)能耗評估校正模型［J］.農業(yè)工程學報，2018，34(18):44-50.

［19］李佳宣，李鵬宇，陳庚，趙海森，尹忠東.基于MATLAB/Simulink的變頻電機系統(tǒng)能耗實用模型［J］.電機與控制應用，2017，44(5):84-89+120.

［20］劉翀.電機系統(tǒng)故障診斷和效率監(jiān)測的設計開發(fā)與實現(xiàn)［D］.沈陽:沈陽航空航天大學，2011.

［21］朱建山.異步電機故障診斷方法研究與應用［D］.上海:上海海事大學，2007.

［22］鐘衍，方林.建筑電氣節(jié)能診斷方法初探［J］.智能建筑，2008(1):45-49.

［23］舒服華，王艷.電機節(jié)能降耗技術和方法探討［J］.電機技術，2008(3).

［24］郭維，胡靜濤.電機選擇與節(jié)能分析模型研究［J］.微計算機信息，2008(4).

［25］林海燕.便攜式電機效率測試儀的研究［D］.杭州:浙江大學，2005.

［26］王迅.大功率風機能量平衡分析和風機效率測試儀的設計與應用［D］.湖南:中南大學，2012.

［27］胡靜濤.基于非侵入式檢測技術的中小型電機在線監(jiān)測與能源管理［A］.中國儀器儀表學會:2008:4.