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高效节能电机范文1
关键词：高效节能、效率
一、背景
随着我国国民经济的快速发展，能源的消耗也呈现同步的增长趋势，国家对高效节能型电机十分重视，有很多的优惠政策，财建[2011]62号文件规定，对高压高效电机的财政补贴为26元/千瓦，以本项目为例，国家的财政补贴为4.16万元/台，这将对高效电机的推广起到积极作用。
高效电机的推广势在必行，尤其电机的用电量约占工业用电量的66%，初步预计在未来的30年内，高效电机将逐步取代传统低效率电机成为市场上的主流产品。
该电机主要驱动的设备为引风机，适用于电站、石化、煤炭、造纸、冶金等行业，应用领域较广。高效电机的发展动向：高效率、高功率因数、节约能源、温升低、噪声低、振动小、运行稳定可靠、外形小型化、维修使用方便快捷。
二、主要难点
此电机要求大转动惯量，如何克服负载转动惯量较大，保证电机正常起动；此电机的转子结构故采用铸铝结构，其转子铝耗、杂散损耗较大，如达到高效标准，则必须精确的计算各种损耗，有一定的难度。
三、设计分析
在大转动惯量方面，解决方案是转子采用铸铝结构，本项目在设计时计算电机起动过程温升及相关实验数据，能够保证电机设计的准确性、安全性；
在损耗方面，为了有效的降低铁耗，定转子冲片均采用武钢生产的50W350牌号硅钢片；在削弱机械耗方面，设计优化了电机内部风路及风扇；并且利用计算机优化设计，在满足成本、性能等约束条件下，合理确定各项参数，从而获得效率的最大可能提高。
七、试验方法
电机效率的测试采用E1--损耗分析及推荐负载杂散损耗。
八、试验数据对比
因为采用了高牌号的硅钢片,降低了铁耗,并且优化的风扇和风路有效的降低了机械耗；通过试验测试数据的计算、校核、对比，该电机效率为96.02%，达到了国家高效节能电机的标准要求。
参考文献：
［1］机械电子工业部上海电器科学研究所全国旋转电机标准化技术委员会秘书处：《中国电机标准宣贯资料》。
［2］湘潭电机厂：《交流电机设计手册》，湖南人民出版社，1977。
高效节能电机范文2
论文关键词：高效太阳能电池,机理,工艺结构
1.前言
地球能源与环境问题日益突出，人类充分、高效、绿色地使用太阳能迫在眉睫。高效绿色太阳能电池的开发，是人类大量且充分地使用太阳能的关键环节。近年来新型太阳能电池不断出现，硅基太阳能电池效率与工艺也有所提高，但有关太阳能电池的普遍机制，以及使用什么样的材料与结构，才是人类比较理想的长期大量使用太阳能的工艺路径，等等核心问题，都没有真正取得共识与解决。本文以作者长期的实践探索积累为基础，对太阳能电池的本质逻辑，以及适应于人类长期持久的、循环经济的、无毒无害的、太阳能电池工艺路线和提高电池光电转换效率的方法等核心问题，作相对简明的理论回答（表述）。
2.太阳能电池的普遍机理
2.1 环境保护约束条件下的电池材料与光电转换效率的选择
广义上讲，太阳能是地球万物能量的源泉。经过千百万年进化，大自然广泛利用太阳能的方法，如光合作用、大气环流的热蒸发效应等，是真正绿色自然循环的方式，值得人类借鉴。太阳光强度如用太阳常数描述约为1367W/M2 ，单位面积能量密度相对于现代人类的能耗需求来讲比较小，要广泛的、方便的使用太阳能，就必须大面积的、甚至像树枝树叶一样立体化的建造太阳能光电池叶片或电池薄膜。这里有两个关键环节问题需要把握与解决：
一是生产太阳电池所需材料问题，即必须使用无毒、无害、在大自然环境中大量存在并参与生态自循环的低成本材料作为制作可以广泛推广使用的、大市场的太阳能电池的原材料，否则，会出现新的材料短缺与新的更严重的环境污染问题，从这个意义讲，硅基太阳能薄片或薄膜电池，是极好的选择：硅是地球第二大丰度物质，是土地的主要组成部分，大量的太阳能硅基电池，不论是使用中还是报废，都没有给大自然生态环境增添新的成份，可以成为绿色的循环。绿色植物主要组成成份为有机碳水化合物，作为太阳能电池原材料当然更为绿色自然，但因寿命与效率限制，绿色有机物太阳能电池，不会成为主流太阳能电站的首选电池材料，但可以是多元化的太阳能电池产品中的非常环保的、低成本的、方便使用的重要组成成员。
二是太阳能电池的光电转换效率问题，要广泛地推广使用太阳能发电，使用太阳能电池的经济性、适用性，必须均为地球上大部分地区的普通公民与企业所接受，这实际上是绿色太阳能电池的光电转换效率问题，也就是普通居民与企业使用效果好坏问题。当前最好的硅基单晶电池产品的实际光电转换效率不超过19%—20%，绝大多数使用产品的车间光电转换效率在16%—19%（薄膜电池产品效率低得多），实际使用中单位平方米功率仅100—150W/ M2 ，天气稍有阴雨发电功率即近为零。这样低的太阳能电池使用价值，决定了其不可能为广大社会民众所接受，也不可能有辉煌、美好的未来。炎热夏季即使是阴雨天，空气温度也在30—40o C ，可利用的太阳能是巨大的，如果能将现有绿色太阳能硅基电池的效率大幅提升20%—30%以上，并将其光电转换吸收谱线宽度拓展至近中红外区域，地球人类自觉、积极推广使用太阳能的时代就会来临，太阳能电池产业也将真正进入黄金时代。
2.2 太阳能电池普遍原理
2.2.1 光照下的物体组成原子的外围电子的集体跃迁
微观世界由光电主宰，电磁作用处于支配地位，光与电场磁场是宏观与微观联系的基础路径。电子能级跃迁发射或吸收光子，一个电子吸收一个光子，即进入更高能级状态，是一种激发态，当然处于激发态的电子也可能再吸收一个光子，进入更高的激发态，这要满足泡利不相容原理与电子量子跃迁选择定则。
广义上讲，大量电子同时吸收大量光子，产生(宏观可测的)有序移动态势，即形成空间电位梯度，这种光生电势差，即光电池（积累电能）；宏观物质（包括气体）被光照，只有在某些特定的条件下，才能产生(宏观可测的)有序移动态势，绝大部分光照能量被材料物体的原子电子吸收产生宏观无序热运动（或称“热激发”）；实际上宏观物质的微观结构原子离子电子，吸收光子光能，产生的宏观物理状态，是宏观有序移动态势与无序热运动之和（叠加），大量微观粒子（较）纯集体有序运动，是一种宏观量子效应。假设一个宏观物体被光照射，入射光功率为W（J/s），物体对外辐射的光热功率为Q（J/s），物体由此产生的内能变化E（J/s），E包含宏观有序移动态势Φ（J/s）（即积累势能，对电荷粒子来讲即为电能）与宏观无序热运动能R（J/s），则在不考虑其它宏观条件下，有：
E =W —Q （1）
E =Φ+R （2）
Φ=W —Q —R （3）
η=Φ/W (4)
β=Φ/E (5)
其中，η、β分别为物体（光电池）吸收光能变为有序能（电能）的转换效率、物体吸收光能的宏观量子效应大小（或称相对强弱）。物体在外界作用下的表现出纯宏观量子效应时β等于1（即100%）。
以上论述并没有对光电池的材料结构组成等作具体限制，不只是适用于固体、液体形态的光电池，是普适的关系。
2.2.2 下面讨论物体微观电子在外界功（光）作用下能实现宏观自发有序运动的条件
普通太阳光照下，由于气体物质分子原子中吸收光子激发跃迁的电子密度低、脱离原子束缚的空间“自由电子”极少，以下吸收太阳能物体只考虑固体、液体等凝聚态情形。
凝聚态物质，微观分子原子离子等单元结构有一定清晰度的空间边界，但外围电子或单元整体的电磁作用边界已经不清晰，或者说，结构单元之间的电磁相互作用已经很强，不同原子的外层电子已经存在不同程度的相互关联度，结构单元之间Å或10 Å级的空间距离，已经可能实现一个原子的外围电子的逃逸与在原子之间接力移动，这是原子间外围电子产生协同有序状态的前提。
吸光物体在稳定的光功率W（J/s）照射下达到平衡状态时，物理状态量随时间变化的宏观量子统计平均值为零，宏观物理状态量的时空关系可以简单地化为微观粒子的空间量子结构的统计平均关系。大量外围电子吸收光子产生激发跃迁处在统计平衡状态，假设单位时间处在高能级（激发态）的平均电子数为Ne ，吸收的光子的平均能量为Δε=ħω
—
，（其中，ħ为普朗克常数，ω
—
为光子平均角频率。），E为均衡状态下相对于无光照时的内能变化，则E = NeΔε= Neħω
—
=ħΣω（6）
跃迁到激发态的电子，因为物体微观结构单元（原子）的电磁边界重叠，相互之间形成比较强的电磁作用，如果存在一个稳定的作用力场（或），则全体外围激发态电子即会形成集体有序运动来对冲内部空间内的作用力场，（因此也可以称这些外围激发态电子为光生载流子），直至这些电子形成的内部电场完全对冲作用力场。作用力场可以是外加作用场，也可以是物体内部结构内生场，同时也可以是光照与物体结构共同作用而产生宏观有序作用。假设电子电荷为e库仑，光生载流子（电子）的平均有序做功移动路径为d，单位时间处在激发态的平均电子数为Ne，则有序移动态势能Φ（电能）为：
Φ= Ne∫d ·d = Ne∫d e·d = e NeV (7)
其中，V为电子受作用进行有序运动后形成平均空间电位势，（即开路电压）。
一般来讲，光生载流子的在稳定作用力场作用下形成的电能Φ，是可以通过外接电路可逆地释放出来的（除去部分热功），这就是光电池放电过程，太阳光持续照射，光电池可以持续发电做功。利用(5)、（6）、（7）等式，可得：
V =Φ/ e Ne =ħω
—
Φ/ eE =ħω
—
β/ e (8)
如果E =Φ，则有V =ħω
—
/ e 。也就是说，如果物体内部吸收光能所引起的电子量子跃迁产生的高位激发内能变化E（J/s），全部转化为宏观有序移动态势能Φ（电能），而没有宏观无序热运动能R损失，被吸收光能全部转换为电能，呈现100%的宏观量子效应，以500nm波长绿（近青）光计算，完全出现宏观量子效应的开路电压V可达2.5伏特。但要提高电池光能变为有序能（电能）的转换效率η，不仅要尽可能的实现宏观量子效应的最大化，而且要尽可能的减少反射透射（包括热辐射）的照射光能损失。对于完全理想化的宏观量子超精细结构光电池，其光电转换效率η是没有止境的。
以上论述与结论同样是普遍适用的。
如果作用力场是外加作用场如偏压（电场），光能的实际利用价值无几。以下重点分析物体内部结构内生场，及光照与物体结构共同作用而产生宏观有序作用场的情形。
2.2.2.1 物体内部结构内生载流子作用场
任何导电材料如果内部微观结构，某些物理性能，如密度、电导率、折射率等，存在宏观有序的梯度分布，或者不同性能材料无隔离接触，均会在内部或者接触界面附近，产生
有序电场与电位势，良导体材料由于内部存在自由电子，这种电位梯度则存在于表面或接触面。图一、图二、图三分别是同一导电材料（包括半导体）存在某些物理性能在某一方向的梯度分布、至少一种是导电材料的两种不同物质材料无间隔接触界面、属于图二的特殊情形的半导体PN结表面接触结构。
以上情形可以是固液接触面，接触面可以是多样化的空间结构。两种金属固体接触面，产生内场的实际效果是自由电子可以“自由”从M1到M2或从M2到M1，类似单一金属内部电场为零的等电位形态，用近似的费米面解释即被费米面抹平（相等），但是界面两边不同的自由电子束缚能（逸出功或自由电子公共能级）µ1、µ2 ，使电子从M1到M2或从M2到M1，呈现逆内生电场移动吸能或顺内生电场移动放能的过程。假设µ=µ1—µ2 ，µ实为两种金属接触界面附近的电位差V，电子吸能或放能为℮V 。一般情况下，由于大量的金属表面附近的自由电子对光子的吸收与反射，造成金属不透光性，MM接触面的有序势不可能导致光能转为电能。但是特殊情况下，这是一个非常具有使用价值的表面有序作用势，这在下面内容中再论述。
下面讨论一下以上结构形式的内生有序势与光电池效率等的数学关系。
同质物体存在内生电势梯度的情形。假设物体微观结构在空间上存在载流子密度、或光电性能等物质标量（M(r)表示）的梯度分布M(r)，（为空间微分），这种光电性能的有序性梯度分布，肯定产生一种均衡扩散作用力。比如载流子浓度有序性梯度分布，即是玻尔茨曼扩散方程关系中的扩散力。
假设物体微观结构空间的电位势为U(r)，则电场强度为： =—U 。拥有这种梯度特性的半导体材料，虽说内部存在有一定宏观方向性的电位势梯度，常态下如果内部并没有可以在微观结构单元之间移动的电荷存在，并不能产生持续的电流；但在阳光持续照射作用下，半导体材料组成原子的外围低浅能级电子吸收自然光光子跃迁激发到原子间共有的高能级区域（电磁作用重叠区域，能带理论中的空导带），在作用下大量原子外围激发电子形成宏观有序移动势，如短路则形成积累电势能Φ。假设接入外导线的位置在r1、r2点，U（r2 ）＞ U(r1)，稳定光照下的电导率为σ( r)，则作为光电池的开路电压、闭路电流ISC分别为： VOC ≤（U（r2 ）— U(r1)）， ISC =∫S σ( r)·d （9）
两种不同材料（或同质材料不同性能的两块材料）无隔离接触面附近存在内生有序电位势的情形。典型的为半导体PN结结构或金属—绝缘体—半导体MIS器件结构。接触表面附近的形成定向电场区PN结，或形成超薄的一个准二维面高势垒。光生载流子由PN结电场作用形成定向流动趋势，或由量子动力扩散作用形成界面两边光生载流子动态差异电势积累，即产生电能积累，引导线形成闭路则产生放电电流，持续光照即形成持续光电流输出。
如果将同质物体存在内生电势梯度的情形，近似为许多同质但不同“密度”或“性能大小”的材料“薄片”的叠加组合而成，薄片之间的分界面相当于分割不同材料的界面，则“同质物体存在内生电势梯度的情形”，实为“两种不同材料性能无隔离接触面附近存在内生有序电位势的情形”的一种特例。这样，就统一了物体内部结构内生载流子作用场（势）的形式。PN结内生电位势差V及光电池的开路电压VOC 、闭路电流ISC ，基本上符合玻尔兹曼扩散方程，可以近似导出。这里用更简单的逻辑给出近似关系。
只考虑最简单的同质半导体P、N型掺杂形成的PN结情形。PN结形成的内生电场两端电位势差V ，即为开路电压VOC ，其与P、N型载流子密度np 、ne 及对应的扩散长度成正比。假设半导体本征原子外围电子平均吸收光子能量为Δε= hν（即为能带理论中的能隙Eg ），产生激发跃迁，PN结电场区宽度为d，PN结区内电场可近似为平板结构，V = d *E = d *σ/ε0 ε,其中E 、σ、ε0 ε分别为PN结区电场平均强度、等价单位面积电荷密度、半导体材料的介电常数。
开路时内生电场对光生载流子做功即为积累电能（单位面积电势能）：
Φ=σV= d *σσ/ε0 ε（10）
单位面积光照功率W（J/s），单位面积PN结半导体内能变化E（J/s）近似为N个电子吸收光子的所增加的高位激发能，即：
E =∑hν= N Eg +R (11)
(11)式中R为产生跃迁激发的N个电子吸收光能所贡献的无序热运动能（J/s），Eg 为平均跃迁能级宽度(即价带与导带间的能隙宽度)。利用公式（4）、(5)则
η=Φ/W =σV /W = d *σσ/ε0 εW (12)
β=Φ/E =σV /（N Eg +R）= d *σσ/ε0 ε（N Eg +R）(13)
如果吸收光能产生量子跃强的电子所贡献的无序热运动能R忽略不计，则（13）变为：
β=Φ/E =σV / N Eg = d *σσ/ε0 εN Eg (14)
凝聚态物体原子中电子吸收光子跃迁，总是有热能产生的，量子效率总是小于100%的；除非是理想晶格结构、又是单色光，才有可能光能全部变为量子能级内能，（又可以以激光的形式释放出来）。
2.2.2.2 光照与物体结构共同作用而产生的载流子有序作用场
①两种不同材料性能无隔离接触面，如果形成超薄（0.5—2nm左右）准二维面高势垒，如果光子能量、势垒、两种材料电子吸光跃迁能级及能级差匹配，如图四示意，存在界面附近一种材料（如M1）的结构单元外围电子吸收一个光子（hν）直接越过势垒量子跃迁到另一种材料（如M2）的更高能级（导带），形成界面附近的有序量子效应，产生积累有序势能（电能）的效果，这种由超薄稳定薄膜（一般为绝缘带体）形成的准二维面高势垒（M1-I-M2结构），可以称为“量子电子泵”，在光照作用下，起到“泵抽电子”、光致发电的作用。光电池电压V = E22—E12 。这也适用于光照面为半导体（M1）、背光面为金属（M2）的MIS情形。
PN结是一种空间结构更宽的“量子电子泵”。
②超薄金属薄膜（或薄片）、半导体或其它导电薄膜准二维结构，在光线垂直照射下，薄膜两边形成电位势，用导线接通回路即产生光电流，如图五所示。
以金属薄膜为例，光子动量=h ，垂直于薄膜平面，能量Δε= hν= pc ，对于微纳米级薄膜结构，反射光极弱，光子动量与能量，几乎被薄膜电子与晶格吸收或透射，一个电子吸收一个动量=h光子，则获得沿光线方向的动量=h，产生沿背光面方向移动的有序势，大量电子同时吸收同方向光子得到沿光线方向动量即产生宏观有序电位势能。准二维超薄薄膜受平行光垂直照射，是人工通过器件几何结构实现宏观量子效应的经典方法。下面用简单的方法，分析光电流电压与薄膜材料及光功率的关系。
ΔW为单位时间单位面积内光照能（J/sm2），对应于ΔW/c 动量流（薄膜表面光压）(N/m2)，当系统达到稳定均衡时，可以进行统计平均运算。假设导电薄膜（片）的载流子（这里只考虑电子）密度为ne ，薄膜厚度为d ，则单位面积光压（或动量流）ΔW/c相对与每个电子受力F为ΔW/c ne d ，即 F =ΔW/c ne d (15)
连续均匀光照下，薄膜中自由电子相当于受到一个沿光线方向均匀电场强度E的作用， E = F/e =ΔW/c ne de (16)
则光照下电子有序移动形成薄膜两边的电位势差V（即开路电压）为：
V = Ed =ΔW/ ne ce （17）
V的这个统计近似，与薄膜厚度d无关，可以理解为光子对载流子的冲压有作用尺度（深度）限制。分别取ΔW ～1000W/ m2、e为1.6 * 10-19 库仑、c为3*108m/s ，则V ～2*1013/ ne 伏特，对厚膜来讲（厚度500—1000纳米以上）尤其是金属材料膜片，太阳光光照引起的光电压很小。
但在30nm＞d＞0.1nm 超精细薄膜区间，直线光照的量子效应凸显，(15)（16）（17）等近似式不再适用，一维平行光子P与准二维晶格结构中的电子e的时空作用点（交集）更为明确，海森堡测不准原理表明电子在平行与光子Î方向上有更大的动量，V 可以达到伏特数级。超薄薄膜的电子吸光有序移动，可以表现出量子跃迁的效应，即一个电子可以吸收能量为hv =V的光子，实现从薄膜前面到背光面的直接“量子跃迁”（能级差由光辐射作用产生）。对半导体材料，薄膜在100—500nm厚度尺度，V 也可以达到伏特数级。这是由可见光量子能级所决定的。这也是半导体体晶格结构中，超薄的分割二维界面（薄层），起到“量子泵”作用机理的另一种论述，实际上也是下文中所述的薄膜电池叠层超高效耦合连接的微观机理论述。
同样，可以估算闭路电路ISC 。设垂直穿过薄膜单位面积的电流密度为JSC ，单位面积光照动量（光压）ΔW/c ，全部转化为自由电子沿光线方向的有序动量，则JSC 为：
JSC = e nep/me = e ne/me *ΔWd nr/c2 ned = eΔW nr/c2 me (18)
ΔW ～1000W/ m2、e为1.6 * 10-19 库仑、c为3*108m/s 、电子质量me 为9.1*10-31kg 、nr为导电材料的折射率，则JSC 约为1.95*10-3nr安培，简单近似公式是合理的。由于这种结构金属材料光热效应明显，光电流与定向热扩散同效。
2.2.2.3 超级晶格超级跃迁结构
大量电子吸收光子产生宏观有序移动，是宏观量子效应表现。从能量转换效率来讲，宏观有序量子效应与宏观无序热效应，是两种完全不同的物质能量状态。一般来讲，宏观有序量子效应，是可逆过程，只有物质宏观有序势，才可以变为有用能。对光电池来讲，电池材料吸光电子的宏观量子效应程度，决定电池的光照发电效率。这正是前面公式（1）、（4）、（5）等所含的主要意义之一。
不同均匀晶格材料原子外围电子的能级差异很大，两种材料（半导体或金属等）之间均匀无间隙界面（可以是准二维或准一维结构），实际上形成一个能级或电位差异V的宏观有序结构，即可能形成低电位材料界面附近电子同时吸收能量hν≥V光子，产生集体宏观定向跃迁的情形，即2.2.2.2 节①所论述的、图四所示意的情形。如果这种宏观量子界面在纳米尺度上连续存在，如图五、图六所示，即为本节所论述的超晶格结构。
图五所示的，为（准）二维界面超晶格结构，由不同薄膜材料以均匀晶格结构、层层无间隙叠加而成。每种材料薄层厚度在0.1nm—100nm（有些材料单层薄膜可以更厚一些，更多材料不宜太厚）之间，保持均匀晶格结构；薄层之间界面清晰平顺。图五所示的，包含更多的有序结构内容，如材料每层厚度沿所示光线方向梯度增加，材料可以是两种材料A和B的ABABAB连续叠加结构，也可以是一种材料由超薄稳定隔离膜(厚度0.1—2nm)I准二维膜隔离的AIAIAIA连续叠加超晶格结构。当然也可以是三种以上合适晶格材料的均匀叠加结构。这种时空结构，形成一个可能促使原子外围电子连续有序跃迁的超级量子电子泵。
图六所示的，一个宽禁带半导体均匀晶格材料内部镶嵌另一种准一维半导体导电材料（直径d小于500nm甚至小于100nm，100nm≥d≥1nm）的超晶格结构。当然也可以是一种相对窄禁带半导体均匀晶格材料内部镶嵌另一种准一维良导体（如活性金属）纳米线超晶格结构。准一维纳米线材料在体形半导体材料内无间隙密实镶嵌，并保持自身准一维均匀晶格结构，准一维纳米线可以是平滑弯曲的，纳米线间距离是d的10—100倍以上。染料敏化太阳能电池与钙钛矿结构太阳能电池的核心结构实际上是这种结构，这里（包括后面的论述）事实上给出了染料敏化太阳能电池与钙钛矿结构太阳能电池的本质机理或理论基础。
无论是准二维平面附近还是准一维纳米线附近的晶格原子外围电子，均对（垂直）入射光子产生强烈吸收作用，这是四维时空作用矢量同向有序选择作用的必然结果，是产生宏观量子效应的时空结构。低电位电子吸收能量hν≥V光子，从一种材料时空边界，“量子化”跃迁到另一种高电位材料时空边界。
对图五所示的超晶格结构形态，在持续光照情况下，如果界面两边的电位差Vij小于可见光光子能量hν（1.55—4.12eV），则各界面之间存在电子协同接力吸收光子跃迁的可能，相当于一个电子从正面连续不断移动跃迁到背面产生光电流，形成完全有序的宏观量子效应，使超晶格薄膜结构入射光面与背面的电位势产生最大电位势差Vmax =ΣVij ≤ hνmax/e ≈4.1V 。只要有足够的光生载流子密度，则这种超晶格甚至有可能使所有光子能量全部变为电子宏观有序能，光电转换热能损失很小，作为光电池其转换效率可以非常大。
对于图六所示的超晶格结构形态，体半导体与纳米线（所有纳米线可以像图六所示互相连接作为电源的一个电极）形成确定的电位势差V，大量电子参与有序跃迁移动，也可以形成很大的宏观量子效应电流，光电转换效率也很高。如果纳米线密度够大，合适的V日光（垂直）照射，可能使纳米线镶嵌的超晶格结构光电流密度达到100mA甚至更高。低位电子吸收能量hν≥V的光子，产生空间有序跃迁移动，形成体半导体与纳米线并联结构的统一电位势差V。
2.2.3 能带结构机理描述
本小节就传统的能带理论对光电池的理论机理解释，与本文的光电池理论机理的关系等，进行简单地论述。
能量理论是薛定谔方程在固体晶体应用中，解集的一种描述，是波矢空间（时空对应的倒易空间）方程解的几何描述分析。能级是波矢的函数（偶次方关系），晶格结构的空间周期性，造成外围电子能级的密集叠加成间断的连续能带结构。能带之间的间隔为禁带或带隙，电子按泡利不相容原理与费米统计法则由低位向高位排列分布，满带为价带，最高能级的价带以上的不满带或空带为导带。材料晶格结构中，存在不满导带的，为金属材料，所有能带为满带或空带的，为半导体或绝缘体。费米面是T=0时被电子填充（占满）能带与无电子占据能带间的界面，对金属自由电子来讲费米能级EF是T=0是电子占据的最高能级。
费米统计分布公式： f(E)= 1/(e(E－EF)/kT+ 1)(19)
其中，f(E)为E能级被一个电子占据的几率。当E=EF 时，f(E)= 1/2 。
导电中的电子能量E是可以连续变化的，对应位移空间即是可以“在晶格之间自由运动的”，价带中的低能电子吸收光子能量跃过禁带宽度Eg达到导带成为光生载流子。光生载流子的有序移动（即产生电位势，成为光电池发电）需要有类似PN结的内生电场存在。
对于图五和图六所示的连续叠层或内镶纳米线超晶格结构，从能带理论近似的角度来讲，位移空间一维或二维的有序分割，相对于波矢空间导带、禁带、价带宽度的有序变窄及波态加密，原宽禁带（或导带）中间产生新的能级（或窄禁带），电子吸收光子产生空间有序跃迁的几率大增，因此这类超晶格成为高量子效应的高光电转换效率的光电池（结构）。这种能带理论近似解释，完全与本文前述的光电池理论机理一致、相符。
2.2.4 光电池材料吸收光谱的均衡匹配
阳光是全谱线光线的集合，其中红外光能几乎占到总光辐照能的50%。而不同材料与结构的吸收光谱不同，要达到对太阳光能的充分吸收，并产生更多的宏观有序的量子效应，叠层材料的匹配是关键。
晶体硅的禁带宽度Eg约为1.12eV，非晶硅厚膜Eg约1.6—1.8 eV（3nmEg约2.0 eV，2nmEg约2.5 eV），微晶Eg约介于二者之间。其它常用材料，如Ge的Eg约0.67eV，GaAs的Eg约1.43eV，SiC的Eg约2.2—2.4eV，PbS的Eg约0.34—0.37eV，ZnO的Eg约3.2eV，TiO2的Eg约3.0eV ，PbSe的Eg约0.27eV ，CdTe的Eg约1.45eV，SiO2 约6-8eV ，Al2O3 约8eV，ITO约为 3.75-4.0eV，SnO2（透明导体）约（3.57-3.93）eV，Mg F2 约11 eV 等等。
对同质材料来讲，晶格结构确定时，纳米尺度是改变Eg的有效手段。2.2.2.3节中的超晶格结构，正是吸收光谱全谱线系列匹配的最优形式，只有这种超晶格结构，才可能产生电子全谱线吸收光子进行超级量子跃迁的宏观有序量子效应。
3.提高光电转换效率的关键工艺技术
3.1 时空结构
材料的结构决定材料的性质，诱导材料产生高效宏观量子效应的空间有序结构，可以称之为材料的“时空结构”。准一的纳米线、准二维的纳米薄膜，与来自“其它维空间”（垂直于纳米线、或垂直于纳米薄膜平面的）光子，组成超有序时空结构，这是常态下产生宏观量子效应的基本条件。（本文前面对此有过简单论述。）
分别以p、e、s 代表光子、电子、晶格声子的波矢，准二维平面纳米薄膜结构和准一维纳米线晶格结构的声子波矢与平行光呈垂直关系，即s⊥p，平行光与声子的作用完全被抑制，光反射也几乎为零，最大限度的增加了电子吸收光子产生p 方向有序运动的机会。这正是准二维平面纳米薄膜结构和准一维纳米线晶格结构光电效应超强的原因。
本文图五、图六中所示的超级晶格结构，尤其是图五所示的纳米薄膜叠层厚度（几何）梯度增加变化结构，意味着即使在光子p 方向上，也构造了能量梯度的空间协调关系，波矢在光子p 方向的传播，形成在不同厚度薄膜内的波长或能级呈梯度分布的时空结构，这进一步增强了这种材料结构的时空有序性及强关联性，电子吸收光子产生的宏观量子效应更强。图六所示的纳米线结构，如果纳米线本身的直径d呈光子p 方向的（几何）梯度分布，也会产生同样的时空效果。
在垂直于光子p 的方向，连续梯度分布均匀平面薄膜或纳米线，假设电子波矢e 为
e = e∥+ e⊥，则薄膜或纳米线上电子吸收光子e∥由0 变为 e∥= p （20）
大量电子全吸收光子产生同一p 方向的宏观有序能态，光子能量的热能损耗很少或无。也就是说，理想的超级晶格结构，可能达到100%的光电转换效率。
3.2 诱导更多光子电子有序运动结构机理与光子电子泵
诱导光子、电子产生有序运动与作用，减少反射或无规热运动损失，是提高光电效率的前提条件。准二维平面纳米薄膜结构和准一维纳米线晶格结构，是诱导光子、电子产生有序运动与作用的基本时空结构。在此结构基础上，进一步加强时空结构的有序性，会产生更强大的宏观量子效应，进一步增大电子吸收光子产生有序电位势的效率。
以如图五的纳米薄膜有序结构为基础，再增加不同薄膜层的折射率nr递增、带隙Eg 递减、（甚至再匹配电导率б递增）等材料性能空间有序排列结构，将更进一步地增加光子电子“前行”与电子吸收光子的几率，甚至可以达到诱导绝大部分光子电子有序运动、电子吸收绝大部分光子产生宏观有序电能的效果。
纳米薄膜厚度几何梯度递增与折射率梯度递增，是诱导光子前行减少表面反射损失的有效工艺手段，厚度匹配起全光谱耦合与增透作用，折射率几何梯度递增起到吸聚光作用（垂直光透射率最大），前端薄膜超精细叠层结构（超晶格层）又对后端薄膜界面的反射起到折返减反的作用（有全反射效应），这是典型的诱导光子透过的泵抽结构。下表为部分材料的折射率。
常用材料的折射率nr
序号
材料
折射率
备注
1
空气
1.0003
2
水
1.333
3
MgF2
1.38
4
玻璃
1.45-1.7
5
聚乙烯
1.51
6
金刚石
1.76-1.77
7
Al2O3
1.76
8
NSi
1.80-2.5
9
SiO2
0.59-0.67μm薄膜
1.6 -1.7
2.086-2.127
薄膜厚度改变nr
10
ITO
1.68-1.80(薄膜2.05)
微米级厚膜
11
ZnO
2.004
12
钻石
2.417
13
TiO2
2.55-2.76
14
SiC
2.64-2.67
15
Si
3.41-3.44
16
Si3N4
高效节能电机范文3
电子计算机技术的高速发展以及通信技术的日益发达，让我们的信息环境得到很大的提高。目前，互联网的使用比较广泛，普及程度也越来越高，因此可以说互联网是我们获取信息的一个重要的途径。高校电子阅览室的设立为师生获取信息资源提供了很大的便利，已经成为高校的文献信息服务中心。和传统的纸质书籍相比，电子阅览室的优势更多，其不仅资源丰富，而且体积小。在更新以及传递的速度上，比传统的纸质书籍快很多。此外，电子阅览室让读者的阅读不再受时间以及空间的约束，显得更为方便，因此得到了大学生的欢迎和青睐。电子阅览室是大学生学习和阅读的一个重要的领地。但是，笔者在对高校的电子阅览室的使用状况进行调查后，发现不是所有的学生都能很好的使用资源，将电子阅览室作为学习的场所。反之，有的大学生在电子阅览室并不学习，进行上网、打游戏等，有的沉溺于网上聊天，有的看电影，因此不仅让电子阅览室的功能没有得到发挥，更影响了自身的学习，也给学校的管理带来了一些问题。为了对读者的阅读需求进行了解，加强对电子阅览室的管理以及对大学生进行引导，笔者在高校电子阅览室进行深入的调查和分析，下面就将自己的调查和分析结果介绍给大家。
1 大学生对高校电子阅览室资源的使用状况
本次调查使用的是读者问卷和实际抽查的方法，而调查的对象则是广东一所高校。问卷的内容主要有：（1）娱乐。（2）完成学业。（3）查阅资料和文献。（4）上网浏览新闻，扩充自己的知识面。一共有548份调查被发放了出去，并且全部都回收了回来。
学生的年级结构以及原因的分析。我们从调查中可以看出，电子阅览室的主力军是大一学生。而这些大一新生占到问卷的50%左右。经过激烈的高考以及辛苦的高中生活，新生们在进入校园后得到了身心的放松，学习任务不再那么沉重，学校的管理也不像高中那样严厉。带着一份好奇心进入校园后，这些学生开始对自己的学业不是那么的重视，因此，在网上看电影，打游戏的状况比较多，电子阅览室里大一的学生比较多。而我们也发现，大二和大三的学生比较少，比例急剧下降。大二学生占到14%左右，而大三占到12%左右。而出现这一状况的原因是学生的好奇心在慢慢的消失，有的学生开始关注于自己的学习，而有的则购买了自己的电脑。到了大四，学生到电子阅览室的比例升高，这和做毕业论文有着很大的关系，学生需要查阅资料，了解当前的学术动向等。
2 电子阅览室的有效利用率偏低
电子阅览室的有效利用率偏低主要和以下因素有着很大的关系。
2.1 管理方式不合理
高校的电子阅览室中，打游戏、看电影的情况比较多，而查阅资料和学习的人比较少，这一点我们在上面也提到过，也就不在赘述。
2.2 读者对电子阅览室的了解比较少
目前，许多的大学生对电子阅览室的了解很少，造成这种状况的原因有：（1）对电子阅览室的功能没有做到全面的了解，查阅能力欠佳。（2）管理人员的引导工作没有做好，宣传工作也欠佳，比如：宣传和介绍电子阅览室的功能以及如何使用等。因此，许多的大学生对电子阅览室的功能还处于一个比较模糊的状态。
2.3 管理人员的素质有待提高
目前高校电子阅览室馆员的素质有待提高。有的人员缺乏责任心，对工作麻痹大意，不积极主动，认为管理工作无足轻重。同时，缺乏专业素养，存在职责不明，责任不清的问题。因此，亟需提高工作人员的素质，建立一支高素质的人员队伍。
2.4 电子文献的种类不够丰富
许多学校由于经费不足等原因，因此没有针对本校教学特色而建立学科数据库。另外，一些现有资源的，没有得到急时的整理和收录，比如，随书光盘。这样，馆内资源的就会闲置和浪费。这对文献信息资源建设非常不利，信息服务的质量也会下降。
3 提高高校电子阅览室服务质量的对策
3.1 满足不同年级学生的需求
在上文的分析中，我们可以对高校电子阅览室的主要群体进行分类：（1）大一和大二的新生。这些学生主要是上网娱乐，打游戏，看电影等，当然也有学生以学习为主。（2）大三和大四的学生。这些学生在网上主要是查阅科技文献，为自己的论准备。（3）考级学生，大学生要考各种各样的证书，因此考级学生不容忽视。因此，高校电子阅览室要从不同的群体出发，制定出不同的应对措施。
针对大一和大二的学生，电子阅览室要增加数据库内容，引入一些时效性强的电子书籍，比如：计算机软件类的电子书籍，这样学生就会获得到和学业有关的对口服务资源。
有的学生沉溺于网络娱乐和消遣，这时管理人员要进行正确引导和管理。对学生进行督促，让其充分利用电子阅览室的资源，使用的方法有：断网、屏蔽等。目的只有一个：杜绝过分的娱乐消遣活动，让学生将时间花到学习上来。
针对大三和大四学生，要丰富电子馆藏资源，在电子书籍、文献检索以及网络资源数据库上多下功夫。此外，还要深入挖掘特色资源，构建特色数据库。比如：本科学位论文库。
对于考级学生，电子阅览室要对数据库进行及时的更新，对学生的需要举行及时的了解，比如：英语四六级考级、计算机一级、二级考级、公务员考试、社区考试、政法干警考试等。这样数据库的针对性才会更强，才会满足不同学生的需要。
3.2 提升管理人员的素质
馆员的角色定位。21世纪是电子技术高速发展的时代，也是信息爆炸的时代，高校也紧跟时代的趋势，电子阅览室引进和购买大量的电子资源供学生和老师使用。因此，电子阅览室的服务功能以及范围都在不断的扩大，在此情况下需要工作管理人员对自己进行新的定位。管理员首先应该是知识馆员。其次要是信息的馆员，不但要对师生进行信息服务还要对信息进行组合和再造。最后，由于电子资源的引进，要对读者进行指导，引导其如何对这些大量的网络信息进行利用。
对于一名电子阅览室管理的工作人员来说，首先要解决思想上得到问题，转变工作观念，正确调整自己在工作中的角色。高校在招聘工作人员要慎重，提高门槛，注重专业技能的同时，在员工上岗前对其极进行有效，细致的岗前培训。在员工工作过程中，单位要创造机会，创造条件，抽出时间对工作人员进行培训指导，增强管理人员的工作能力。电子阅览室管理对工作人员有一定的素质和数量要求。有的电子阅览室在这方面的人才很少，这就需要增加人员。此外，有的工作人员的专业素养也值得怀疑，对电子阅览室管理工作没有深入的了解，认识只停留在表面，因此工作做不到位。因此，在高校为人员创造培训的机会上，管理人员应积极主动参加培训，学习系统的管理知识，做到对专业知识的精通和熟练运用。管理人员还要转变角色，提高认识，在工作过程中兢兢业业，用职业道德规范严格要求自己，不麻痹大意。
此外，工作人员要刻苦钻研，总结一定的技巧，并在同事之间相互交流，取长补短。每日对自己的工作进行总结，做到“三省吾身”，不断反思自己的工作在哪些方面做得好，哪些方面有缺陷，是否做到管理的科学，有效，无误，遇到问题不要逃避，也不要否定自己，要有信心，并积极改正，使自己的工作再上一层楼。在反省的同时，管理人员要充实自己，及时给自己充电，以跟上工作需要。平时要加强学习，广泛的阅读管理方面的书籍和资料，并牢记于心，应用于实践之中。
3.3 完善管理制度
完善管理制度，将一切行为圈定在制度之下。“无规矩，不成方圆”，电子阅览室管理要规范化，采取一系列措施保证工作有序，合法。电子阅览室管理走上制度化要求是潮流所趋，也是这项工作得到优化的重要前提。这些制度包括：工作人员考评制度；人事行政管理制度等。
高效节能电机范文4
笔者从大量实践经验和相关案例分析，归纳总结后认为减少供配电线路的电阻应从以下几个方面入手：（1）优选导线类型，尽量选择电阻率较小的导线，以铜芯导线为较佳，尽量少选铝芯导线。（2）合理规划供配电线路走向，避免出现迂回送电等问题。供电线路敷设过程中药尽量走直线避免走弯路；要尽量将配电变压器布设在负荷中心位置，减少供电半径，降低电能输送距离。（3）合理增加导线截面。增加导线截面势必会增加导线成本，但要充分考虑后期导线运行情况，要结合线路损耗等方面进行综合考虑。尤其对于供电距离较长、供电负荷较大的导线，应在满足电流载流量、热稳定、继电保护配合以及电压降等特性的基础上，优选大一级界面的导线进行供电，以降低运行损耗，达到节能降耗的目的。
2电气照明系统的节能技术措施
据一些统计文献资料表明：照明用电约占全国总用电量的11%以上，其中居民照明约有70%以上依然采用低效高能耗的灯具，比高效节能灯具大约要多耗电50%以上。由此可见，建筑电气照明系统具有非常强大的节能降耗潜力。
2.1优选高效节能光源要根据使用场所、面积等因素，合理选择光源。高压钠灯虽然其发光率最高，但由于其存在色温低、光色偏暖等问题，同时显色指数只有40-46之间，因此，通常用在路灯场合。建筑物内部应优选T5、T8等紧凑型荧光灯、LED节能灯、金属卤化物等等高效节能光源，以达到节能降耗的目的。
2.2采用高效节能的灯具要从效率、配光等方面，优选高效节能的灯具。建议在满足眩光限制要求的基础上，应优选直接型灯具，同时室内灯具的效率宜大于70%，室外灯具效率宜大于55%。要结合照明场所的功能结构，优选控光合理的灯具。尽量采用电子镇流器，其除了具有启动电压低、噪声小等优点外，还比常规电感镇流器功耗要低50%-75%，节能效果非常明显。优选灯具控制设备，开关设备、附件等应优选低能耗、高光效、无频闪等优良功能的光源用电附件。
2.3采用高效节能的照明控制系统根据照明场所功能需求，合理设计高效节能的照明控制手段。应充分结合Internet、GPRS等通信手段，结合现场总线控制技术、网络地址控制技术等，按照经验和照明功能，根据各种不同的“预设置”控制方式和控制手段，对不同时间段、不同场所的光照度进行准确可靠调节管理，实现舒适照明、智能照明和节能照明。
3建筑电气动力设备系统的节能措施
要充分统计动力设备负荷容量，合理采取变配电中心集中补偿、就地补偿等技术手段，提高供配电系统的功率因素，降低有功损耗。要结合建筑电气动力系统的设备负荷、功能等，合理选择变频节能调速、软启动等节能降耗控制手段。通过变频器、软启动器等控制设备，根据电机运行工况，智能自动调节电机输入电源频率，以达到随系统中水压、气压等负荷波动而及时调节，确保电机设备工作在高效工况区，达到节能效果，同时降低启动电流减少启动电流对电机等设备的冲击。
4结束语
高效节能电机范文5
[关键词]螺杆泵 电机直驱 节能
中图分类号：TM33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一、电机直驱系统应用情况
1、电机直驱螺杆泵系统应用情况
截止2014年9月底，我矿在用螺杆泵直驱共141套，历年各厂家安装数量见表1
2、直驱系统节能情况
2013年，直驱系统与普通驱动装置在同井况下可对比120口井。120口井普通驱动装置平均额定功率17.21Kw，直驱系统平均额定功率19.33Kw。节能效果对比见表2：
直驱系统与普通驱动装置对比平均有功节电率达到25.66%，节能效果较好。
二、电机直驱螺杆泵地面系统的评价
经过5年的试验与应用，电机直驱螺杆泵地面系统有了进一步的完善，现对各家进行比较说明：
1、 三个厂家在原理方面对比情况见下表3
2、控制柜
三个厂家控制柜的对比情况见表4
3、管理方面：
三个厂家的直驱系统，都没有皮带、减速箱两部分，调参不需要更换皮带轮、皮带，以及定期更换齿轮油等，都具有先进的防反转与软起软停功能，有效的降低杆断、杆脱等现象，避免不安全因素，现场管理非常方便。
系统都具有面板显示各种参数功能，显示参数有电流、电压、转速、扭矩、功率，耗电量等，测试方便，基本满足了正常生产需要。
密封方式采用机械密封，东达生产的在电机上端，如需更换或维修，只需停机锁紧封井器后就可以进行更换和维修操作；承压能力达到2.5MPa，承载轴承独立于电机下部，采用油液，可以随时观察液面，避免轴承烧坏。利于维护、无噪音，寿命长。
4、调参方面：
调参时操作人员即可用键盘，也可用电位器旋钮方便调节运行转速。操作简单，安全省时。
5、节能效果对比
二个厂家的直驱系统在同井况下节能方面的对比见表5：
通过对比东达的有功节电率较大，节能明显。另外两家，由于可对比的井数较少，效果待观察。
7、寿命对比
东达最长运转1505天，采研最长运转1213天，润裕最长运转988天，目前都在正常运转，实际使用寿命有待进一步观察。
三、经济效益分析
1、一次性投入
以东达为例：电机直驱地面系统单井一次投入8.054万元。
而目前普通驱动装置及变频控制柜的价格为：L3、L4、L5型驱动装置平均：3.802万元，变频控制柜平均价：4.032万元，合计：7.834万元
一次性成本多投入0.22万元（7.834-8.054=-0.22万元）
2、节能效益
电机直驱系统与普通螺杆泵对比，节电率达到26.69%。而普通驱动装置螺杆泵平均日耗电9.181x24=220.34 kw.h；那么电机直驱系统比普通螺杆泵平均日节电220.34x26.69%= 58.81 kw.h，年节电21465.19 kw.h ；（按0.5717元/kw.h计算，）节电约1.227万元。
电机直驱系统与普通螺杆泵驱动对比，平均单井年节约1.007万元。
3、社会效益
（1）提高生产安全可靠性，消除安全隐患；
（2）高效节能，节省了电力资源；
（3）减小了噪音对环境的污染。
四、结论
1、电机直驱系统安全可靠，不易发生安全事故；
高效节能电机范文6
这是湖南省澧县观音港泵站采用高效节能电机后明显的变化。3年前，湖南洞庭湖水利工程管理局偶然在国家发展和改革委员会与环境保护部环保产品推荐目录上，得知一种新型水利专用节能电机在武汉问世。新型高效节能电机的采购使用使得泵站节能率达到3%以上，综合节能达到15%以上。
“如果我国电机系统整体效率提升5%，每年节约的电量就相当于1～2个三峡电站的发电量。”中国高效电机国家标准主要起草人赵跃进告诉《中国经济和信息化》记者。
这不是夸大其词。电机作为拖动风机、水泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，广泛应用于工业、农业、交通、市政等多个领域，是耗电量最大的终端设备。电机耗电占全社会总用电量的64%、工业用电的75%。
高效电机推广可追溯到2008年。我国于2008年将电机系统节能列入国家十大节能工程之一，2009年又把高效、超高效电机应用列入惠民工程，2010年6月2日下发通知称，将高效电机纳入节能产品惠民工程实施范围，使高效电机的市场推广备受关注。
尴尬的局面是，虽然高效电机已经推广上市多年，但是高效电机并未完全融入到市场里，现阶段高效电机占比仍比较低。“我国高效电机研发方面与国际水平基本保持同步，近年来技术进步非常乐观，尤其是在电机效率上与国外不存在差异。但遗憾的是我们国家生产的IE3电机国内应用得太少，大部分用于出口。”国内知名电机专家唐任远院士对记者说。来自工业和信息化部的统计称，目前国内在用电机中高效电机占比仅为5%左右。
值得庆幸的是，这一问题得到了国家的重视，正在开展实施的全国电机能效提升计划拟用3年时间，提升全国电机能效，促进电机产业转型升级。
噬电电机
目前我国约有1亿台工业电动机、2500万台压缩机、3000万台风机和泵。与发达国家比，平均效率低3～5个百分点，运行效率低10～20个百分点。电机年用电量已超过2万亿千瓦时。技术进步和政策激励使发达国家的电机能效水平越来越高，我国与其差距也越来越大。目前，我国在用电机的21. 8%为20世纪60～80年代的J系列电机，74%为80～90年代的Y系列电机。近两年，由于国家惠民工程的开展，YX3等低压高效电机以及高压高效电机推广总量已达1000多万千瓦，但与全国存量电机17亿千瓦相比，只占很小的比例。
而低效电机更有50%节能潜力。但具备设计、生产、测试高效电机能力的企业只有30～50家。一些工业电机系统用户对电机系统节能所带来的经济效益缺乏认识，或对进行电机系统节能改造的技术问题存在认识障碍，并且缺乏有效的信息平台分享电机系统节能改造方面的成功经验。中国质量认证中心经营发展处处长徐少山说：“低效电机的大量使用造成巨大的用电浪费。工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右。”
我国已成为电机制造大国，掌握了高效及超高效节能电机生产技术，但从整体看，行业竞争力仍然较弱。电机用量大、能效水平低，制约了我国国民经济的健康发展。在电机使用上，也存在着“大马拉小车”的现象，高效电机的推广与应用已经刻不容缓。
“高效电机能耗比普通电机低20%～30%，但我国高效电机现在市场占有率只有10%，在节能减排形势越来越严峻的情形下，大力推广高效电机，意义不可小觑。”赵跃进说。
虽然国家公布了淘汰期限，但实施淘汰期限是由各地方或各行业主管部门确定的，而绝大多数地方或行业有关部门对落后设备的淘汰日期未做出规定，对在用淘汰设备的监督管理没有法规作为依据，导致在用的J系列和JO系列电动机的淘汰情况并不理想。
升级难题
电机作为能耗大户，已经受到了各界的广泛关注。政府在2010年就开始出台推广高效电机的激励政策，对高效电机实施财政补贴。目前，我国大部分地方仍在使用三级以下标准的普通电机，而成本被认为是其中重要原因。高效电机的生产，是在普通效率电机的基础上，通过优化电机生产工艺、采用先进的转子结构及优化的电磁场设计，使电机的工作效率提高。采用了新型冷轧硅钢片并应用了新工艺，同时对铜以及相关材料的用料增加，使得成本较传统电机平均高20%～30%，这被认为使得下游企业很难接受。
“不能只看初始投入！”西门子高级副总裁、驱动技术集团总经理林斌说。他指出，从整个电机的使用周期来看，初始购买、安装和期间维护费用只占全部费用的10%左右，而运行所需电费将占到90%左右。选择高效电机能显著节省电费，长期来看其实更符合企业利益。他认为，节能意识和观念问题同样是目前高效电机推广难的一个症结。
而徐少山认为，除了高效电机价格高以外还有另一方面深层次的原因是，大约80%的电动机是作为风机、水泵和空压机等产品的配套设备。设备生产厂商并不是产品的最终使用用户，他们更关注产品的价格而非能效水平。“长期以来，电动机是一种典型的价格主导型产品，价格起了主导作用，而电动机的效率水平，则居于次要位置，甚至根本不被考虑。这也是企业生产高效电机的积极性不高，高效电机市场占有率低的主要原因。”徐少山说。
赵跃进除了肯定上述观点外，还认为，中国目前工业用电的价格水平并不是很高，终端用户对高效电机的购置成本和运行成本在全生命周期内的经济性缺乏充分认识和了解，影响其购买高效电机的积极性，导致高效电机并没有被用户大量使用。
另外一些不得不考虑的因素是，企业更换电机可能影响生产的连续性；由于新老电机尺寸规格变化影响电机与设备的匹配；电机采购部门与使用部门之间存在协同成本；企业电机数量庞杂，更换麻烦，缺乏动力等。
破局之道
当前的首要任务是加快淘汰落后电机。按照国标《GB18613-2006》，规定自2011年7月1日起电机产业以能效二级（高效电机）作为强制标准，低于能效二级的电机不允许生产和销售。而按照新的《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》国家标准，目前我国大批量生产的Y、Y2、Y3系列三相异步电动机也被禁止生产。
“禁止生产远远不够，应制定在用低效电机淘汰路线图，逐步淘汰在用低效落后电机，引导企业用高效电机替换低效电机。将电机列入淘汰落后产能督察范围，对年耗电一定规模以上的企业开展测试，引导企业采用变频调速等技术对电机系统进行改造。对仍在使用低效电机的企业执行惩罚性电价，使低效电机逐步退出应用市场。”从事节能电机推广的节能服务公司项目经理李贺兰说。
徐少山认为，除了强制性措施。还可以选择工业基础较好、技术实力较强、具有一定规模优势的省（市），开展电机高效再制造试点。探索以旧换新、大宗用户定向回购等机制，推动旧电机回收体系建设。加快再制造基础能力和标准体系建设。组织开展电机高效再制造产品的研发设计。
工业和信息化部将推广合同能源管理模式，整合专业节能服务公司、金融机构、第三方节能认证机构采用“零投入”的升级模式来帮助企业提升电机能效。
赵跃进认为，如果采用“零投入”这种模式让节能服务公司可以根据企业要求，选用节能效益分享型等不同模式进行电机系统节能改造，能够大大提高企业电机能效提升积极性。除此之外，他认为中央财政和地方政府要加大资金支持力度，把电机能效提升作为重点支持方向。
国际电机专家、瑞士top10创始人Conrad U. Brunner在接受本刊记者采访时介绍了欧美一些国家推进电机节能的举措，如美国1992年颁布了《能源政策法令》规定了电机的最低效率值；欧盟先后颁布了《耗能产品生态设计指令》和《能源标识框架指令》；美国从1997年开始强制推行高效电机，2011年又强制推行超高效电机；欧洲也于2011年开始强制推行高效电机，有效促进了电机能效水平的提升，效果良好。这些做法中国可以加以借鉴。
最新颁布的《全国电机能效提升计划》中提到：2015年，中国将实现电机产品升级换代，50%的低压三相笼型异步电动机产品、40%的高压电动机产品达到高效电机能效标准规范；将累计推广高效电机1.7亿千瓦，淘汰在用低效电机1.6亿千瓦，实施电机系统节能技改1亿千瓦，实施淘汰电机高效再制造2000万千瓦。
