为了分析串联绕组双功率电动机的节能效果，只要对两种电动机进行对比测试，结果就一目了然了。首先选择了一台符合国家标准的电动机（以下简称标准电机），其型号为Y280M-6/55kW。在电动机测试实验台上，逐步调节电动机的负载率，测试电动机的效率和功率因数，并将结果记录在表4-4。再对设计、制造好的串联绕组的双功率电动机（以下简称节能电机）进行测试，节能电机的机座号与标准电动机相同，即Y280M-6，其大功率绕组为55kW，小功率绕组为30kW。将效率和功率因数的测试结果列于表4-4中。并且做出两种电机的效率和功率因数的曲线，如图4-3和图4-4所示。从图4-3中可以看出，在轻载时，节能电机的效率要比标准电机的高一些；从表4-4中的数据发现，节能电机在30kW以后效率比标准电机低不到一个百分点。从图4-4中可以看出，在功率切换点以前，节能电机的功率因数比标准电机高很多，在功率切换点以后，两种电机的功率因数是非常接近的。从效率曲线和功率因数曲线的对比中，可以看出串联绕组双功率电动机的节能效果是非常明显的。

表4-4 两种电机的效率和功率因数

图4-3 两种电动机的效率曲线

下面对串联绕组双功率电动机节能效果进行理论分析。从理论上讲，节能效果应该是两条效率曲线和两条功率因数曲线与横轴之间面积的对比。实际问题中，利用足够多测试点的求和代替曲线的积分。

图4-4 两种电动机的功率因数曲线

1.平均有功节电率的计算

节能电动机多个运行点的有功功率与标准电动机对应点的有功功率进行比较，然后求平均值。即

式中 ΔE_p——平均有功节电率；

P_i——标准电动机第i个测试点的输入功率（kW）；

P′_i——节能电动机第i个测试点的输入功率（kW）。将每个测试点的效率关系代入，有

式中 η′_i——节能电动机第i个测试点的效率；

η_i——标准电动机第i个测试点的效率。将表4⁃4中的数据代入上式，得到平均有功节电率

ΔE_p=7.03%

2.平均无功节电率的计算(www.daowen.com)

节能电动机多个运行点的无功功率与标准电动机对应点的无功功率进行分别比较，然后求平均值。即

式中 ΔE_Q——平均无功节电率；

Q_i——标准电动机第i个测试点的无功功率（kvar）；

Q′_i——节能电动机第i个测试点的无功功率（kvar）。对于每个测试点，无功功率等于有功功率乘以tanφ，再考虑到有功功率与效率的关系，有

式中 tanφ′_i——节能电动机第i个测试点的电压和电流相位角的正切值；

tanφ_i——标准电动机第i个测试点的电压和电流相位角的正切值。将三角函数关系代入上式，得到

式中 cosφ′_i——节能电动机第i个测试点的功率因数；

cosφ_i——标准电动机第i个测试点的功率因数。将表4⁃4中的数据代入上式，得到平均无功节电率

ΔE_Q=52.12%

3.平均综合节电率的计算

由式（4⁃9）和式（4⁃12）可得平均综合节电率

ΔE_c=ΔE_p+K_Q×ΔE_Q=7.03%+0.09×52.12%=11.72%

为了考查串联绕组双功率电动机的节能潜力，式中K_Q取0.09。

串联绕组双功率电动机的平均综合节电率达到11.72%。可见串联绕组双功率电动机的节能效果是十分可观的。如果原来负载比较轻，在30kW以下，双功率电动机节能效果会更好些。