袁建锋
清远市职业技术学校
摘要：随着我国工业水平的不断提高，工业生产中机电设备的数量不断增加，经济的全球化，要求我国的工业企业不断的提高生产效率，实现经济效益的提高，这也就要求企业要加快对机电设备效率的优化和控制的优化。单台的机电设备的额定效率是由制造的环节决定，控制方法和运行环境的不同可以改变单台设备的运行效率。现在的工业生产中同一系统中有多种不同的电机，多台设备总体运行效率的优化却很困难，通过对不同数量机电设备组成系统的效率优化方法和优化控制的研究可以实现系统运行效率的整体提高，从而提高工业生产的效率。本文从我国现阶段的机电设备优化研究现状进行分析，阐述效率优化的面对的问题，并提出机电设备效率优化的方法及优化控制方式，以期为工业生产中提高机电设备运行效率提供参考。
关键词：机电设备；效率；优化方法；优化控制
电动机作为将电能转化为机械能的设备在我国的生产过程中应用广泛，此外其在应用的过程中耗费的电能也较大。异步电动机由于结构简单、坚固耐用、价格低廉等优点在工业、农业、日常生活等各个领域，通常的生产任务大多由一台或者多台机电设备组成系统共同完成。随着我国经济的全球化和节能环保工作的不断推进，工业企业更应该加大对机电设备运行效率优化的研究，提升机电设备的整体运行效益，提高生产效率，实现生产过程的低能耗、低污染，为企业带来更大的经济效益。
一、机电设备效率优化的现状分析
一直以来人们都在进行运用最小的能量取得更大收益的效率研究，其中实现最好结果的方法即为最优化方法。一般情况下，电动机的运行功率由于受到环境和控制方式的影响，其运行功率要低于额定功率，而电动机的额定功率是人们无法改变的，要想提高电动机的运行功率就需要寻求其最优化办法。在机电设备效率优化的研究中，很多是由多种电动机组成的系统，其效率优化分为静态优化和动态优化两方面，例如自来水供水系统中就运用了大量的机电设备，人们在不同时期的用水量不同供水的过程中电机的运行过程也会发生变化，对于稳定系统的优化就是动态的优化，如果某些时期供水稳定，这一过程的优化就是静态优化。随着工业水平的发展，现在的机电设备系统都较复杂，一些典型的优化方法已经不能够适用，还需要不断的探索。
当前的优化研究过程中还存在诸多问题，如对于普遍意义上的机电设备的优化理论没能够形成统一的结论，一些广泛运用的典型控制方法，采用这些控制方法的出发点并不是实现效率的提高、能耗的减少，但是目前还没有最优化的方法出现就无可避免的存在运行效率低下，消耗能量多的情况。
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二、精细化管理的机电设备优化控制措施
精细化管理可以充分的利用管理资源减低管理的成本，精细化管理可以涉及到机电设备管理各个环节，能够充分调动全员参与的积极性，确保机电设备正常的运行，提高机电设备的工作效率。工业生产企业在对机电设备的采购过程中应该根据生产的实际情况，选择功率合适的机电设备，保证满足能够满足生产的需求，同时后期的维修改进过程中尽量采用同一种型号的机电设备，方便操作人员的操作，提高设备的工作效率。同时在生产的过程中要建立严格的设备管理制度和标准，制定相应的机电设备操作规程，促使机电设备的使用和管理规范化、标准化。推行机电设备的信息化管理系统，提高机电设备的管理效率，确保机电设备发生故障时可以快速地处理，保证生产的顺利进行。此外，企业应该加强对机电设备检测工作，提高机电设备检测的技术，完善机电设备检测的规范，定期的对机电设备运行性能进行检测，提高机电设备的运行效率，避免运行事故的发生。加大对机电设备管理工作的考核，落实责任追究制度，保证精细化管理的各项措施能够充分落实。
三、不同型号机电设备组成系统的优化控制研究
在一个机电设备组成的总系统中，总系统的优化除了对相同设备进行工作台数的优化，还要对各机电设备进行负荷的分配。目前相同设备之间优化运行的台数已经得到解决，现在只需要研究不同设备间负荷的分配问题。
（一）两种不同设备组成系统的优化控制和效率优化
当总系统中有两种不同设备时，在对其优化的过程中根据两种设备分为A和B两个子系统，分别对两个子系统进行优化分析。每个系统单独工作时要对其系统的最佳运行台数、最优负荷分配率、最有效率和最低能耗率分别进行分析研究，同时根据效率函数的特性对其求偏导，整理两个系统的效率函数可以得到当两种设备的效率相等时，总系统的效率处于最佳时期。
因此，在实现两种不同设备优化控制的过程中只要掌控好两种设备的运行台数和其中一种设备的负荷值。实现两种设备最高效率相等必须确保总负荷均匀的增加或者减少，不能出现连续的变化。
（二）多种不同设备组成系统的优化控制和效率优化
对于由多种不同设备组成的系统中，按照种类的不同分为不同的系统，根据相同设备的效率参照两种设备优化控制的研究方案对多种设备进行能耗分析和效率函数的分析，可以得出对于多种设备构成的系统的最优化的实现也应该达到每种设备运行的台数要能够保证使每一台设备的负荷处于最佳负荷的范围内，每种设备的最高效率都应该相等，此外系统的总负荷应该按份的进行增加或减少，不能出现连续变化的情况。
虽然这些最优化的方法在理论上可行，但在实际的应用过程中却存在很大的局限性，因为总负荷的值不是保持不变的，不能进行事先的确定，如供水系统人们用水量会因作息时间和天气变化的影响，导致供水系统的总负荷值不断的发生变化。因为环境或者不同设备自身的限制，这些设备最高效率也很难达到相等的情况，即使满足相等也不一定就是整个系统的最优方法，局部最优不代表整体最优。
（三）不同设备组成系统的工程优化方法
在不同设备组成的系统优化的过程中，对于系统中设备的最高效率不能满足相等的条件的工程，采用梯度循环的方法对系统做最优化的求解。其主要的步骤是首先根据相同设备的最优化方法，选取各种设备的总负荷，在确保各自系统最优化的前提下计算系统的总负荷；其次分别采用其中一个系统增加负荷另外一个减少负荷或者其中一个增加或减少负荷，然后计算这种情况下的总效率；最后将这些总功率进行最高值的比较，总效率最高的就是系统运行的最优化方法，如果没有最高的值则重复上一步骤直到找到系统的最优化方法。
在对生产过程中的机电设备进行效率优化研究的过程中，应该加快的对效率函数及能耗函数进行进一步的研究，积极研究效率最优化的静态模型和动态模型的建立，同时应该结合机电系统的实际情况，使其不局限于模型。在机电设备安装设计的过程中，也应该将效率最优化和能耗最低化考虑在内，保证机电设备运行效率的前提下，节约资源，为企业创造更大的经济效益。
参考文献：
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[4]高梅梅.异步电机矢量控制变频调速系统效率优化控制研究[D].中南大学，2012.
论文作者:袁建锋
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/30
标签：机电设备论文; 效率论文; 设备论文; 系统论文; 负荷论文; 方法论文; 过程中论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;