國(guó)家在《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見》（以下簡(jiǎn)稱《實(shí)施意見》）中，把電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程放在了很重要的位置。實(shí)際上，十大重點(diǎn)節(jié)能工程中，幾乎每一項(xiàng)都和電機(jī)節(jié)能有關(guān)，電動(dòng)機(jī)是一種帶共性的終端用能設(shè)備。
《實(shí)施意見》針對(duì)目前電機(jī)運(yùn)行中存在的浪費(fèi)電能的嚴(yán)重問(wèn)題，提出在各行業(yè)的電力拖動(dòng)中大力推廣變頻調(diào)速技術(shù)或永磁調(diào)速技術(shù)。這是完全正確的。因?yàn)閷?duì)于變負(fù)荷工況而言，可以做到被拖動(dòng)設(shè)備需要電機(jī)出多少力電機(jī)就出多少力，真正達(dá)到節(jié)能目的。?
但在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有很多被拖動(dòng)的負(fù)荷基本上是穩(wěn)定的，不需要調(diào)速，而且多數(shù)工況又是重負(fù)荷運(yùn)行。這時(shí)對(duì)電機(jī)而言主要矛盾是解決如何重負(fù)荷起動(dòng)的問(wèn)題。為此，目前國(guó)內(nèi)外普遍采用繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。它的起動(dòng)方案是在電機(jī)轉(zhuǎn)子繞阻回路上通過(guò)滑環(huán)電刷電纜串接電阻。這是一個(gè)很實(shí)用的技術(shù)方案。但在電機(jī)起動(dòng)運(yùn)行后，雖然串接的電阻被短接掉了，但強(qiáng)大的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流仍在滑環(huán)電刷電纜中流動(dòng)，不但浪費(fèi)了電能，而且使電機(jī)的可靠性大大降低，這就是為了獲得大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩所付出的代價(jià)。能否將這一起動(dòng)方案加以徹底的否定，而又達(dá)到既節(jié)能降耗又使電機(jī)長(zhǎng)期可靠安全運(yùn)行呢？答案是肯定的。
經(jīng)過(guò)多年反復(fù)實(shí)踐，我們研制開發(fā)出一種新型電機(jī)-變極起動(dòng)無(wú)滑環(huán)繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。該電機(jī)徹底拋掉轉(zhuǎn)子回路上的滑環(huán)電刷、電纜、電阻（其外觀同鼠籠電機(jī)完全一樣），采用變極全電壓直接起動(dòng)的技術(shù)方案。例如若電機(jī)是6極運(yùn)行（同步轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分）則用8極起動(dòng)（同步轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分）電機(jī)低速起動(dòng)后自動(dòng)切換為6極正常運(yùn)行。起動(dòng)時(shí)間一般為6秒左右。
新型電機(jī)經(jīng)過(guò)一年多的工業(yè)運(yùn)行，其節(jié)電效果非常明顯。一般情況下，被拖動(dòng)設(shè)備單位能耗的節(jié)電率在8%，最低為5%，最高可達(dá)10%以上。這是由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同，節(jié)電效果也就不一樣。如果原繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子上串接的電阻柜距離電機(jī)越遠(yuǎn)（電纜越長(zhǎng)），改用新電機(jī)后其節(jié)能效果越明顯。但電阻柜即使距電機(jī)十幾米遠(yuǎn)，換用新電機(jī)后，其節(jié)電效果也只能在5%.若用新電機(jī)代替普通繞線電機(jī)，一般情況下，只需1年左右的時(shí)間用戶即可將投資收回。
我們這里所說(shuō)的僅是電機(jī)本身的節(jié)能，實(shí)際上由于新電機(jī)本身的功率因數(shù)可達(dá)0.91，因此就不需要外加無(wú)功補(bǔ)償裝置（如進(jìn)相機(jī)等），也不需要外加風(fēng)扇對(duì)滑環(huán)強(qiáng)制降溫。僅此，每小時(shí)又可節(jié)電10kWh左右（相對(duì)于380kW電機(jī)而言）。
由于去掉了滑環(huán)電刷，新型電機(jī)實(shí)際上成了免維護(hù)電機(jī)，可長(zhǎng)期連續(xù)安全運(yùn)行，僅按常規(guī)對(duì)軸承進(jìn)行加注黃油保養(yǎng)即可。
到目前為止，新型電機(jī)無(wú)論在技術(shù)上還是制造工藝上都已非常成熟。容量為90～5000kW的無(wú)滑環(huán)繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)都可以制造，380V、6000V、10000V電壓等級(jí)的新型電機(jī)都正在工業(yè)運(yùn)行。實(shí)踐證明，我們的新型電機(jī)完全可以取代現(xiàn)有各種型號(hào)規(guī)格的普通繞線電機(jī)，同規(guī)格型號(hào)的電機(jī)完全可以互換?？梢哉f(shuō)它是普通YR、JR系列繞線電機(jī)的換代產(chǎn)品。若新型電機(jī)能在全國(guó)各有關(guān)單位推廣應(yīng)用，就按最保守的5%節(jié)電率來(lái)計(jì)算，其每年的節(jié)電量也是個(gè)天文數(shù)字。十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見中，要求機(jī)電行業(yè)研發(fā)制造節(jié)能型電機(jī)，我們研制的YBWR、JBWR系列新型無(wú)滑環(huán)變極起動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)該屬于這種節(jié)能型電機(jī)。
【作者：趙文成】
