电动机能效标准【技术经验】

1、一、引言 二 高效率电机及电动机能效标准 三、中小型电机发展及现状 四、高效电机产业政策及法律法规 五、高效电机节能分析与应用,1,技术研究,一、引言,2012年11月26日，联合国气候变化框架公约第18次缔约方会议暨京都议定书第8次缔约方会议在卡塔尔多哈开幕，12月8日结束。 中国政府提出，到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%至45,2,技术研究,一、引言,节能减排在当今世界是一个无法回避的话题，影响着世界经济的发展。作为节能减排重点的工业领域。其中，电机系统节能潜力巨大，用电量约占全国用电量的60%，引起各方关注,3,技术研究,YE3超高效电机效率平均值为91.7

2、% YX3高效电机效率平均值为90.3% Y系列电机效率平均值为87.3,一、引言,4,技术研究,2007年7月1日起正式实施 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级(GB 18613-2006)国家标准的颁布实施，规定自2011年7月1日起，凡是能效标准达不到国标强制要求的产品将不能继续生产、销售,一、引言,5,技术研究,二、 高效率电机及电动机能效标准,1 何为高效率电机 高效率电机出现在上世纪70年代第一次能源危机时,它与一般电动机相比其损耗下降约20%左右。 由于能源供应的持续紧张，近年又出现了所谓超高效率电机，其损耗又比高效率电机下降15%20%。 这些电机的功率等级与安装尺寸关系

3、，以及其他性能要求则与一般电动机相同,6,技术研究,二 高效率电机及电动机能效标准,2 电动机能效标准 目前世界上己有十余个国家和地区颁发了电动机能效标准，主要有美国、欧盟、澳大利亚和中国的电动机能效标准。 2008年6月1日，中国由发改委和质检总局颁布实施能源效率标识管理办法。电机必须标识能效等级,7,技术研究,1） 美国的电动机能效标准 美国1992年颁发能源政策法令（即EPAct）规定，从1997年起在美国生产和从国外进口到美国的电动机必须达到EPact规定最低效率指标（IE2高效电机）。 2002年，美国电机制造商协会(NEMA)在制订了超高效率电机的能效标准，一般称为NEMA Pre

4、mium标准， 2007年通过立法，2010年12月17日后执行IE3超高效能效限定值,8,技术研究,2） 欧盟的电动机能效标准 1999年，欧盟交通能源局与欧洲电机及电力电子制造商协会达成自愿协议(简称EU-CEMEP协定)。该协定将电动机的效率分为EFF1、EFF2、EFF3 三级。 2005年底，实施EFF2级（IE1)电动机。 2008年8月11日起，欧盟EuP指令正式转化为欧盟成员国的法规。在2011年起实施EFF1(IE2高效）标准,9,技术研究,3）中国的电动机能效标准 中国对中小型三相感应电动机在2002年颁发了能效标准，2005年修订GB18613-2006中小型三相异步电动

5、机能效限定值及能效等级。 规定自2011年7月1日起，中小型异步电机实施国家二级能效标准（即IE2高效电机）。 2012年9月1日实施GB18613-2012规定2016年9月1日起，中小型异步电机实施新标国家二级（IE3超高效电机,10,技术研究,4）IEC的电动机能效标准 2008年，IEC/TC2确定了IEC60034-30单速、三相、笼型感应电动机效率分级。规定了全球统一的新电动机效率等级。 其中IE1为标准效率等级； IE2为高效率等级； IE3为超高效等级； IE4为超超高效等级,11,技术研究,国际、国家能效等级与其他能效指标的关系,12,技术研究,三、中国中小型电机发展及现状,

6、J、JO、JO2系列： 20世纪五、六十年代为效仿原苏联模式阶段，开发的产品有J、JO 、J2、JO2系列等，该批电机已经在国家产业调整目录明令淘汰,13,技术研究,三、中国中小型电机发展及现状,1982年定型Y系列电机： 1979年，全国组织具有80年代初国际先进水平的Y（IP44）系列电动机的统一设计，采用国际IEC标准规定的功率等级和安装尺寸，采用B级绝缘，1982年定型生产,14,技术研究,1996年定型 Y2系列电机,Y2系列电动机是Y系列电机的更新换代产品。Y2系列电机的安装尺寸和功率等级符合IEC标准，防护等级为IP54，冷却方法为IC41l。采用F级绝缘，温升按B级考核并要求考

7、核负载噪声指标,三、中国中小型电机发展及现状,15,技术研究,2003年 定型 Y3系列电机,1999年，国家发布淘汰落后生产力、工艺和产品的目录（第二批），明确规定从2002年底起淘汰热叠轧工艺、停止生产热轧硅钢片。2002年，设计“以冷带热”的Y3系列电动机。该系列电机采用冷轧硅钢，全系列基本满足GB18163能效限值标准,三、中国中小型电机发展及现状,16,技术研究,2005年 高效电机(IE2)-YX3系列电机 电机能效限定值（2011.7.1,从能源形势、节能减排及世界电机行业发展出发，2003年，中小型电机开始研制满足GB18163中节能评价值即中国2级，IE2级的高效电机。从导磁

8、材料选择、冲片研究、通风改善等方面改进。效率平均提高2.76%。长期连续负荷可以节约大量电费,三、中国中小型电机发展及现状,17,技术研究,2010年 超高效电机(IE3)-YE3电机 电机能效限定值（2016.9.1,针对美国2011年将在全球率先强制推行超高效率标准电机，国内电科所牵头，研制超高效电机系列产品开发。该电机损耗值比高效电机降低20%。对于年运行时间超过8000小时的电机，负荷率超过60%，电费以0.7元/度计算，1.5年左右可收回标准电机额外增加的成本,三、中国中小型电机发展及现状,18,技术研究,2012年 超超高效电机（IE4）-YE4电机,针对新国标GB18613-20

9、12要求，国内个别厂家开始试制。目前还未有成熟设计,三、中国中小型电机发展及现状,19,技术研究,我国目前中小型异步电机市场现状 截止目前，由于国内中小型电机市场上Y系列电机为主仍占据了近90%的市场份额。而目前我国高效电机的市场份额仅为3%左右。由于价格因素，目前具有规模的近300家中小型电机厂中，只有约82家取得YX3系列高效电机认证,三、中国中小型电机发展及现状,20,技术研究,GB 18613-2012中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级规定，2011年7月1日，凡是能效的产品将不能继续生产销售。 GB/T 12497-2006三相异步电动机经济运行规定，2006年12月1日起，年

10、运行时间超过3000小时，负载率大于60%的电动机应优先选用能效指标符合节能评价值的节能（高效）电机,四、高效电机产业政策及法律法规,21,技术研究,国务院200540号产业结构调整指导目录(2005年本) JO2、JO3系列，JDO2、JDO3系列，YB隔爆型（淘汰类） 国家发改委第9号产业结构调整指导目录（2011年本） YB、YBF、YBK系列隔爆型三相异步电动机（淘汰类） Y、Y2系列电机（限制类,四、高效电机产业政策及法律法规,22,技术研究,工信部200967号高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批） JO2、JO3系列，JDO2、JDO3系列，J2、JZ系列三相异步电动机 （

11、停止生产、尽快更换） 工信部201214号高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批） Y、Y2系列电机（停止生产，规定期限内停止使用,四、高效电机产业政策及法律法规,23,技术研究,上海市经信委、发改委2012181号文件：关于落实本市2012年高效电机推广任务的通知 GB18613-2006 能效三级（普通效率）禁止生产，在用逐步淘汰 新建、搬迁选用高效电机 工信部200967号涉及电机（J、JO、YB)2013年底前淘汰 JS/JSQ电机2015年底前淘汰,四、高效电机产业政策及法律法规,24,技术研究,GB18613 标准应用解读,25,技术研究,GB18613 标准应用解读,26,技

12、术研究,GB18613 标准应用解读,27,技术研究,GB18613 标准应用解读,电机适用范围： 电机类型、电压、转速、冷却方式、设计等 两个日期： 2011年7月1日 2016年9月1日,28,技术研究,收益/2.6kW x 0.7RMB x 8,760 hrs = 15943 RMB,75kW,6.4kW,3.8kW,92%(EFF3)81.4kW,Input,Output,95% (EFF1)78.8kW,五、高效电机节能分析与应用,29,技术研究,效率定义,电机的效率是指电机所输出的机械能与电源所提供的电能之比。用字母“”表示。 高效率意味着在从电能向机械能转化的过程中伴随着更少的能

13、量损失,30,技术研究,通风摩擦损耗(10,转子损耗 (24,定子铜耗 (34,杂散损耗 (14,电机的损耗,定子铁耗(18,精密的制造,31,技术研究,如何提高电机的效率,更高质量等级铜线 紧凑的端部设计 良好的槽满率 优异的浸漆工艺 适当增加铁心长度（降低电流密度,优化的电磁设计 更高要求的制造工艺措施,降低杂散损耗,不降低冷却效果的前提下，使用更小尺寸的风扇。 更高品质的轴承 更高等级的定转子同心度，降低振动、摩擦,降低转子铝耗,优异的转子压铸工艺 改进转子绝缘 高压冲模铸铝转子 高的转子动平衡,选用高效片，确保材质的低损耗、高磁感特性。 先进合理的槽形设计。 更薄的硅钢片,降低定子铜耗

14、,降低风摩损耗,降低铁耗,32,技术研究,如何提高电机的效率,33,技术研究,IEC 效率等级划分的效率数值标准,不同容量、不同转速下电机的效率对比,34,技术研究,4极电动机的能效等级,我国目前广泛应用的系列电动机效率平均值为87.3；高效电动机的效率平均值为90.3，超高效电动机其效率平均值为91.7,35,技术研究,高效电机投资、节能潜力分析,国家积极鼓励高效电机推广使用，制定了相关政策： 财政部、发改委联合颁布了关于做好2011年高效电机推广工作的通知（财建2011-62号），对购买和使用高效电机的企业给予一定额度的财政补贴（2011年标准见表2），该标准持续到2012年年底前,36,

15、技术研究,高效电机节能潜力分析（高效电机投资回收期,以一台常见的18.5kW4极电机为例： Y系列电机效率值为89.3%（IE1级）； 高效电机效率值为91.2%（IE2级）； 超高效电机效率值为92.6%（IE3级）。 按照60%平均负荷率，年运行时间8500小时，宝钢实际电能成本0.5元/度进行计算。新建项目采用高效或超高效电机投资回报期对比见下表,37,技术研究,高效电机节能潜力分析（高效电机投资回收期,38,技术研究,高效电机应用注意： 1、高效电机的寿命周期成本（LCC）； 2、高效电机的应用范围； 3、电机系统的节能； 4、电机节能的计算与评估,39,技术研究,1、对于符合GB18613-2012规定范围内的低压三相异步电机，应选用高效电动机（IE2级），且考虑财政补贴后，不增加投资，多节电； 2、对年运行时间（小时）负载率（0-100%）4800的电动机（高负荷率、高运行时间）宜选用超高效电动机； 3、高效高压三相异步电机及稀土永磁高效电机，因国家标准、产业政策未强制推行，价格高，可通过技术经济分析后决定。 4、当