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本文簡單介紹了空壓機電機服務(wù)系數(shù)的由來、存在的意義、如何使用等，指出服務(wù)系數(shù)的引用帶來的一些利弊，并提出一些應(yīng)對策略供用戶參考
當前，在螺桿空壓機行業(yè)存在一個行業(yè)術(shù)語，即電動機的服務(wù)系數(shù)(S.F)這個概念。其本意是指在服務(wù)系數(shù)規(guī)定的條件下電機允許的功率最大負載。
但在行業(yè)內(nèi)，此“服務(wù)系數(shù)”常被視作行業(yè)的“潛規(guī)則”。這些說法主要是“當前空壓機行業(yè)中所說的電機服務(wù)系數(shù)其內(nèi)容已遠遠超出本意，用以大充小的非標準電機標榜電機小氣量大，以低一檔的能效標準來獲得高一些的能效等級。”
在我國的電動機標準中沒有“服務(wù)系數(shù)”這個概念，只有額定功率這種說法，要求額定功率大于軸功率，并留有一定的裕量。
電動機的“服務(wù)系數(shù)”出自于美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）編寫出版的《MG1-2009 電動機和發(fā)電機部分》標準。對服務(wù)系數(shù)的解釋為：電機的服務(wù)系數(shù)是一個乘數(shù)。當它乘上額定功率時，表示在服務(wù)系數(shù)規(guī)定的條件下允許承受的功率負載。
標準中關(guān)于交流異步電動機服務(wù)系數(shù)的規(guī)定。對于一般用途的電動機：＞1馬力~200馬力為1.15，＞200馬力，2極電機為1.0，其余為1.15
在通常使用條件下，電動機按額定負載連續(xù)運行。當電壓和頻率保持銘牌上的規(guī)定值時，電動機可過載至額定功率乘上銘牌上的服務(wù)系數(shù)的功率值。
電動機在任何大于1的服務(wù)系數(shù)下運行，其效率、功率因數(shù)和轉(zhuǎn)速可不同于在額定負載條件下的數(shù)值。電動機在任何大于1 的服務(wù)系數(shù)下連續(xù)運行時，將減少預(yù)期使用壽命。與按額定的銘牌功率下運行的情況相比，絕緣壽命和軸承壽命將會減少。
1、服務(wù)系數(shù)存在的意義
螺桿空壓機一般有兩種設(shè)計方案：一種是等功率設(shè)計方案，另一種是等排氣量設(shè)計方案。
等功率設(shè)計方案，大家都知道汽車在上大坡的時候要減檔變低速，為什么呢？因為汽車發(fā)動機的功率是一定的，當汽車上坡的時候需要加大車輪的扭矩來克服上坡的阻力。
就螺桿空壓機而言， 所謂等功率設(shè)計方案是指在同一種空壓機主機類型中電動機功率不變的情況下， 隨著排氣壓力的增加或減小，陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速減小或增加，同時排氣量也隨之減少或增加（陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與排氣量成正比）。那么陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是通過什么方式變速呢？答案是通過齒輪或皮帶輪進行變速。
等排氣量設(shè)計，是指在同一個空壓機主機類型中，在排氣量基本保持不變的情況下，即空壓機主機轉(zhuǎn)速保持不變，隨著排氣壓力的增大或減小，只能是電動機功率隨之增大或減小。也就是說，在同一個空壓機主機類型中，廠家要用不同功率的電動機來匹配用戶對最高排氣壓力變化的需求。
但是，對于空壓機廠家來說，隨之帶來的困難是需要儲備很多不同功率的電動機，增加了采購和管理成本。而美國NEMA 提出的服務(wù)系數(shù)這個概念，恰好解決了廠家的這個問題。它的引入可以減少電動機種類，從而降低采購和管理成本。
螺桿空壓機的運行方式，電動機負載的大小呈周期性變化，它隨著用戶對氣量的需求而變化，當達到用戶所設(shè)定的最高工作壓力時，空壓機開始卸載。當管網(wǎng)的工作壓力下降到用戶所設(shè)定的最低工作壓力時，空壓機自動加載。事實上，電動機真正處于滿負荷運轉(zhuǎn)（接近最高工作壓力）的時間非常短。
對于電機功率的選擇來說，使電機在效率最高和功率因數(shù)較大的情況下工作是最理想的。但由于空壓機運行方式的特殊性，空壓機長期并非在滿載額定功率下運行，也就是說電動機長期在效率和功率因數(shù)較低的情況下運行。如果采用電機服務(wù)系數(shù)，服務(wù)系數(shù)僅在空壓機最高壓力最大負荷下短時間運行，其它長期運行在電機的額定功率下。這樣說起來，電機服務(wù)系數(shù)也是有存在的道理。
2、服務(wù)系數(shù)的使用
如某企業(yè)的空壓機用戶要求吸氣量≥ 40m3/min，排氣壓力0.8MPa?？諌簷C廠家根據(jù)此要求選定了吸氣量41m3/min，排氣壓力0.8MPa，電動機額定功率為250kW，電機的服務(wù)系數(shù)為1.15。從廠家提供的數(shù)據(jù)顯示，空壓機軸功率為272.8kW。在不考慮裕量的情況下，電機額定功率至少應(yīng)大于272.8kW。
但是，考慮軸的傳動效率、長期運行后設(shè)備老化等因素后，在選取電機額定功率時，需在軸功率的基礎(chǔ)上加一些裕量，一般5%～15%不等。廠家配置的電機額定功率為250kW，小于軸功率272.8kW。由于電機有服務(wù)系數(shù)，250kW×1.15=287.5 kW ＞272.8kW，則可以滿足要求。
3、服務(wù)系數(shù)的引用帶來的利弊
企業(yè)的螺桿空壓機通常長期連續(xù)運行，服務(wù)系數(shù)的引用可以較好地適應(yīng)空壓機的特殊運行方式，使電機在效率較高、功率因數(shù)較大的情況下工作，降低運行成本。
服務(wù)系數(shù)的引用也帶來了一定弊端。首先，造成“小馬拉大車”的情況。電機額定功率小于軸功率，如果長期在額定工況下運行，電機會在長期高于額定功率的情況下過載運行，導(dǎo)致電機的實際使用壽命比預(yù)期壽命短，達不到廠家保證的使用壽命。
4、應(yīng)對策略
電機服務(wù)系數(shù)的使用作為如今空壓機行業(yè)普遍存在的一個現(xiàn)象，短時間內(nèi)可能無法消除。作為用戶，建議可以從合同上增加一些特殊要求來約束廠家，以保證空壓機的額定出力和電機壽命。具體地，要求廠家提供空壓機實際軸功率，并保證所配電動機銘牌功率大于軸功率。
廠家需保證空壓機電機在銘牌功率和其乘以服務(wù)系數(shù)的功率下，均能滿足F 級絕緣和B 級溫升，且實際電流值均不超額定電流值。另外，建議在購買空壓機時要求廠家在電機銘牌上至少體現(xiàn)額定功率、服務(wù)系數(shù)、空壓機軸功率等參數(shù)，并保證參數(shù)的準確性，從而便于準確了解電機參數(shù)。
5、總 結(jié)
如何利用和使用好電動機的“服務(wù)系數(shù)”，并將其控制在規(guī)定的、合理的游戲規(guī)則中進行，這是我們螺桿空壓機行業(yè)當前亟待解決的問題。
雙螺桿空壓機主機由于先天所固有的壓縮氣體傳遞給轉(zhuǎn)子的軸向力和徑向力無法平衡而帶來的一系列問題，隨著無齒輪傳動而多多少少傳遞給電動機軸承，從而使一些電動機軸承經(jīng)常運行高溫并損毀，這也是驅(qū)動雙螺桿空壓機主機所要求選用的電動機與電動機生產(chǎn)廠商所生產(chǎn)的電動機沒有完全匹配好的主要原因之一，相信這方面隨著主機生產(chǎn)商和電動機生產(chǎn)廠商不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)會加以解決的。
