電機節能技術是電機行業倍受矚目和快速發展的熱點技術。介紹了電機系統的節能潛力，從電極本體節能、變頻調速節能和電極系統節能三個方面介紹了目前的電機節能技術，并具體分析了幾種節能電機，zui后簡單介紹了各國推廣電極的情況。
根據能源署電動機工作組2006年7月的報告，通過改善電動機效率結合變頻調速可以節約世界范圍內的7％的總電能。粗略統計改善電動機的效率可以節約其中1/4～1/3的電能；剩余的部分來自系統整體性能的改善。IEC60034-30“單速三相籠型感應電動機的能效分級”標準[1]指出：*工業用電動機消耗了總發電量的30%～40%，提高電機系統的效率，廣泛使用電機節能電極，是電力節能的重點和關鍵。據估計通過電機系統優化其節能潛力可達到30%～50%以上。
歐盟的“提高電動機和驅動的*”SAVEⅡ研究報告指出：工業用電動機消耗電能已占工業用電消耗的73%。歐盟各工業部門電機驅動系統消耗電能的比例為：泵類22%，風機16%，空壓機18%，制冷壓縮機7%，輸送機2%，其他電機為36%，即風機、泵類、壓縮機類共占總消耗電能的63%。而據中國電監會2008年4月公布的數據，截止到2007年底，中國發電機總裝機容量已達7.13億千瓦，而電動機的裝機容量已達10億千瓦以上。但據統計，國內市場銷售的電機只占電動機銷售總量的1%左右，電動機整體效率比*水平低20%-30%。因此我國電機系統節能潛力非常大。
2 工業電機的本體節能
縱觀世界各國的成功經驗，電機系統節能都是從電機產品本體節能開始。工業用電機分直流和交流二大類，據Eu-25(2006)統計數據[3]顯示，歐盟在用的工業電動機中，交流電動機占96.2%，直流電動機占3.8%。在交流電動機中，三相感應電動機占87%，單相感應電動機占4%，同步電動機占5%，交直流兩用電動機占4%，三相感應電動機又分籠型和繞線型轉子兩種，但繞線型轉子感應電動機使用較籠型感應電動機少得多。籠型感應電動機具有成本較低，可靠性好，維護簡單，通過調速驅動易于控制等優點，且三相籠型感應電動機消耗的電能占全部工業電動機消耗電能的90%以上，因此，世界各國都將提高三相籠型感應電動機的效率作為提高電機本體效率研究的重中之重。除此之外，近十多年來發展較快的節能電機還有稀土永磁電機和開關磁阻電機等。
2.1 三相籠型感應電動機[4]
(IE2)或超(IE3)的籠型感應電動機與普通(IE1)電動機相比有如下特點：
(１)效率高，IE2比IE1平均高3%，IE3比IE1平均高近5%左右。
(２)需使用更多高質量的材料。IE2比IE1電機成本高25%~30%，IE3比IE1電機成本高40%～60%左右。
(３)由于運行溫度較低，電機壽命更長，可降低維護成本。
(４)典型設計情況下起動電流較大些。
(５)轉子慣量較大。
(６)額定負載下轉速較高，轉差率較小。
在許多電動機的工作生命周期中，能量消耗量所占實際成本比電動機采購成本高得多。且低效率電動機比率電動機維護費用更高，壽命更短，但電機難以通過市場行為得到大量推廣。究其原因主要是：電機需要花費更多的前期成本，而zui終用戶沒有意識到電機壽命周期成本LCC(Life Cycle Cost)的節省，或沒有從中直接受益，因為預算管理設備資金的人不一定同時管理著能源的使用。
2.2 稀土永磁電動機[5]
稀土永磁材料的磁性能優異，它經過充磁后不再需要外加能量就能建立很強的*磁場，用來代替傳統電機的電勵磁場。稀土永磁電機不僅效率高，而且結構簡單，還可做到體積減小，重量減輕。既可達到傳統勵磁電機所*的高性能(如超、超高速、超高響應速度)，又可以制成能滿足特定運行要求的特種電機，如電梯曳引電機、汽車電機等。稀土永磁電機與電力電子技術和微機控制技術相結合，更使電機傳動系統的性能提高到一個嶄新的水平。
在工業領域，作為驅動用的稀土永磁電機主要有異步起動永磁同步電動機、變頻供電的永磁同步電動機。
稀土永磁電動機的節能效果較為顯著。首先，稀土永磁電機本體效率比變頻器供電感應電動機高3%～5%，在電動機轉速變化時，稀土永磁電動機的效率變化相對感應電動機小得多。如一臺軸功率為100kW的風機，配置110kW的感應電動機，在n′/nN=1時，電機效率為93%；在n′/nN=0.5時，電機效率降為84%；在n′/nN=0.3時，電機效率只有54%，而稀土永磁電機的運行效率始終保持在90%左右。
2.3 開關磁阻電動機驅動系統[6]
開關磁阻電動機驅動系統(SRD)是20世紀80年代初隨著電力電子，微電腦和控制技術的迅猛發展而發展起來的一種新型交流無級調速驅動系統，主要由開關磁阻電動機(SRM)，功率變換器，控制器及位置和電流檢測器組成。SRD的運行需要在實時檢測的反饋量一般為轉子位置、轉速和電流等，然后根據控制目標綜合這些信息，給出控制指令，實現運行控制和保護等功能。轉子位置檢測環節是SRD的重要組成部分，檢測到的轉子位置信號是各相開關器件進行正確邏輯切換的根據，也為速度控制環節提供速度反饋信號，該系統具有許多顯著的優點：
(１)電機結構簡單、堅固、制造工業簡單、可工作于*速，工作可靠，能適用于各種惡劣環境甚至強振動環境。
(２)損耗主要產生于定子，易于冷卻，可允許有較高溫升，從而能以小的體積取得較大的輸出功率。
(３)轉矩方向與電流方向無關，可較大限度簡化功率變換器，其可靠性高，系統成本低。
(４)起動轉矩大，大于額定轉矩2～3倍，起動電流小(≤30%額定電流)，低速性能好。
(５)在寬廣的轉速和功率范圍內具有率；
(６)調速范圍廣，調速比大于20：1，調速平滑無級。
(７)在制動和電動運行時，同樣具有優良的轉矩輸出能力和工作特性。因此，適用于頻繁起動或頻繁正反轉運行場合，轉換頻率可達到1000次/h。
(８)負載特性好，穩定精度高，在負載大小變化時，轉速可保持不變。這些優點使得開關磁阻電機在家用電器、工業領域、伺服與調速系統、牽引電機、高轉速電機方面得到了一定的應用。
對于開關磁阻電機，應充分利用它所具有的一些*的*性能，如可運行于*轉速，可頻繁起動和頻繁正反轉，過載能力強，起動轉矩大而起動電流很小，可做到低轉速大扭矩，調速范圍很寬，且在寬廣的轉速和功率范圍內具有率等優點，設計成滿足各種特殊負載特性的開關磁阻電機驅動系列產品，以替代這些場合的其他電機，并到達節能的目的。
3 變頻調速節能[7]
鑒于直流傳動具有優良的調速和啟動性能，所以高性能可調速傳動都采用直流電動機，而約占電氣傳動總容量80%的不變速傳動則采用交流電動機。70年代變頻器的問世*打破了交直流傳動按調速分工的格局，經過近半個世紀的研究，變頻技術從晶閘管(SCR)時期發展到今天的大功率晶體管(IGBT，IGCT)和耐高壓大功率晶體管(HV-IGBT)時期；控制技術也發展到今天的矢量控制和直接轉矩控制，且已全數字化，其機械特性硬度能滿足具有一定硬性負載的調速要求現今交流變頻調速傳動裝置已有很好的運行特性，并可作為現場級與自動化級連接在一起，應用更靈活，通信更自由，對供電系統也可實現無干擾，應用范圍幾乎涉及到整個工業領域。
變頻調速技術用于節能，目前用得zui多的是對風機、泵類負載設備的調速節能。這一方面是因為風機、泵類系統消耗了工業電動機用電的 40%左右；另一方面是由于風機、泵類負載的轉矩與轉速的平方成正比，在選型裕量過大和需減少風量(流量)時，變頻調速的節能效果尤其顯著；另外，在使用風機泵類設備的大部分場合，對變頻調速的控制精度，動態性能要求不高，變頻器的成本相對較低，控制較簡單，便于推廣。
4 電機系統節能[8]
電機系統節能通常是指從電機起動開關開始直至拖動的裝置產出產品(流體)能量的zui終消耗。它包括電機起動開關、供電饋線，電機速度控制裝置，電動機、聯軸器(或其他聯結方式如齒輪聯結、皮帶聯結、蝸輪蝸桿聯結等)、拖動裝置(泵、風機或壓縮機等)、拖動裝置產出的產品(一般為液體和氣態流體)、輸送管線、終端負載
5 世界各國推進電動機的情況
表2為各國現有相關法規和自定規則(此表來源于參考文獻[2]，應為2006年的數據)。從表2可以看出，世界各國都制訂相應法規來提高甚至超電動機的*，其中美國、加拿大推進zui快(電機占*54%，超占16%)，中國較慢(電機僅達1%)。目前，中國市場上電動機效率水平僅為IE1(平均效率為87%)。
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