高效异步电动机国内外发展概况

1、高效异步电动机国内外发展概况高效异步电动机国内外发展概掘0引言上海电器科学研究所傅丰礼从节约能源,保护环境出发,高效电动机是目前国际发展149kW(120o马力)三相异步电动机的效率标准,过渡期为5的2极和4极电动机达成了CEMEPEU协议,根据电动机的运行时间,将效率分为effl,e舵和e邸三个等级,从2003-2006年分步实施.我国加入WTO以后,电机行业面临着国际社会的巨大竞争压力和挑战.从国际和国内发展趋势来看,开发我国的高效电动机是非常有必要的,这也是我国电机产品赶上国际水平和推进行业技术进步的需要.国家发改委在2o06年至2020年节能中长期专项规划出,目前我国各类电动机总容量约

2、4.2亿kW,用电量约占全国用电量的60%."十一五"期间要重点推广高效节能电动机等开发高效电动机是提高能源利用率的重要措施,符合我国经济社会发展的需要.1美国高效电动机据美国能源部统计,1994年美国的电动机系统耗能679o亿kWh,相当于美国全年用电量的23%和工业用电量的63%.如果积极推进电动机节能和电动机系统节能,将会产生年节低14.8%.按平均值估算,通过电动机的效率提升,每年可节电246亿kWh,约占电动机能耗的4.3%;通过电动机系统节能(水泵,风机,压缩机等的系统效率改进和调速),每年可节电6O6亿k,约占电动机能耗的10.5%.因此近年来电动机节能一直是

3、美国电机行业产品研究开发的重点,1997年l0月24日生效的"EnergyPolicyActof1992",简称EPACT,更是以法律的形式在全美强制推行高效电动机.实现这一目标,EPACT强制要求在美国生产(包括进口),销售和使用的大部分感应电动机必须符合NEMA(美国电气制造商裹1EPACT的效率指标(%)协会)标准(见表1)所规定的效率指标.E设计1998年颁布的NEMA标准又对E设计的电机规定了更高的效率指标.NEMAE与EPACT的主要区别在于:(1)NEMAE的平均效率约比EPACT高2%左右.(2)NEMAE的起动电流约比EPACT高30%50%.NEMA-E

4、设计的比EPACT更高的效率,然而过高的起动电流以及由此导致对电网过高的瞬时冲击电流和继电保护装置配套中存在的问题,又成了推广NEMANEMAE设计的电动机在美国并没有普遍生产,而在2001年叉推出了Premiumefficiencymotor(超高效率电动机).NEMA推出PremiumefficiencyProgram主要是基于以下理由:(1)电动机对工业,公共事业,商业等行业的能效运行有显着影响.(2)NEMAPremiuefficiencyProgram要求制造厂商必须使用效率标志,这样有助于用户识别高效电动机,使他们节省了费用和改进系统的可靠性.(3)标注了NEMAPremiumTM

5、efficiency的电动机将有助于用户优化电动机系统的效率.(4)NEMAPremiumTMefficiency电动机和优化了的系统将减少电4宙栏日螭#,肖翦I|t母枣0;.譬_L棼.靛群|¨带.卑r,#鹫;i,.鞋.lu鞋.¨_譬t.帮.I鼙目一一疆譬圈嚣.一一髓糟啊删%g蜘揽础蹦口鳓%黼黜嘲砥嘲糊罹翮娜鄹日H龋%日口目_嘲日日礤砸础目日m鼎能的消耗,因此将减少与之相关的发电厂污染.寰4CEMEP一.EU协议的电动机效率标准(%譬'l些蹦一h-"上J?一-ft,-俐一?'犬一.':_':""ULIICIUI&

6、quot;:功率2极极m0torrrogram将纠)1厶kwh明电雕捌藏少j扛力吨/kW棚e舷emeff3e舵efrl煤燃烧的废气进入大气层,这也等效于公路上少了1600万辆1.1<76?276.283;8汽车.主78乏.乏茎嚣;乏:NEMAPremiumTMefficiency电动机项目涉及的范围是单3<82?682?6设计和B设计,连续定额.电动机必须符合或超过表2和表37.5.<87?0>-87?089.<87?0.!1090?1l1/hp6极4极2TM极6极4极2极:二三;.三;':.;'三:;

7、9;三'182855<93,093.0.o<93.093.094一,21.93.6.94.707?5箩88?586.585?90<93,99;95.0血R气RORROROR'7.590.291.088.591.091.789.5IEC60034一l.一一一20.92.493.091.091.793.091.0中eft3是当前生产的电动机,elf2,effl是高效电机.013.o?6.1'eff2的电动机应降低损耗20%1:2J:,年运行时间在2000h93694191936913O.793.O.7.'04o94.194.

8、192.494.194.192.4以上.60.?.94.5?.094.'¨I1w上'%.rm0J时4000h94595o93694959367594.595.o93.694.595.493.6以上.00.4?94.19'995.0gJ.e,±,瓯,u年儇uL'IM95极电动机必须是高效电15095.495.894.195.895.895.0动机,2003年12月底,5O%的4极电动机必须是高效电动机.0.8?4.9量.?.89?.十,Ju7口日4似吧L'疋同职L'必须是高效电动机,20032509549595095896295

9、年.8o9忧.:平芏哪fA4oO95/.,IdJU年全部淘汰.加拿大标准协会与加拿大电机行业协会在1991年制订了/hp6极4极2极6极4极2极赫盘掘士;怖础兰品lh"DAr,1据士;噍衅工伸瓶闹断25095.095.094.595.095.095.0"一'"."'''.30095.095.094.595.095.095.0重要性,1992年加拿大议会也通过了能源效率法令(EEACT),35095?095?094?595?095?095?0其中包括了电动机的最低能效标准,并且明确规定标准在.oo.95?.595.4'

10、;H,土飙,丹吧仉取平,rH犬开始'目仲效,其电动机效率指和美国EPACT45095095094095指标:0950-'-I-"Tfl-'Rb50095.095.094.595.095.095.0相同,与美国EPACT略有不同的是适用范围中除频率60H2高效电动机欧洲对发展高效电动机的看法最初并不一致,但经过多1993年其份额巳超过了60%.年的协调,于1999年对2极电动机和4极电动机的效率标准墨西哥现标准为NOM一016一ENER一2002,效率指标与美国电机防护等级:IP54或IP55功率范围:1.190kW大,功率从0.746kW到373kW(即150

11、0hp),安装方式除卧式极数:2极或4极电压/频率:400V/50Hz外,还包括立式安装电机.该标准从2003年3月开始生效执行.毛l设计'c6o0吐垫描垃4澳大利亚的电动机能效标准IEC600342测试方法按一的损耗分析法,容差值按.一一一".冒脯澳大利亚政府为节约能源和保护环境,自1999年起对家用电器和工业设备实施强制性能效标准计划(Mandadory大利亚政府下属温室气体办公室会同澳大利亚标准委员会进行管理.据统计,澳大利亚电动机大约使用了澳全国用电量的发推进这类节能产品的应用,因此政府决定干预.评估显示,采用电动机强制性能效标准后,澳大利从200o年到2015年由于

12、电费的节约可获得1.65亿澳元的收入,由于电动机成本增加所需支出的费用为0.92亿澳元收益与投入比例为1.8.澳大利亚于20世纪9o年代末开始着手电动机效率标准排在后40%的产品淘汰出去,与此同时欧洲出台了effl和eft2标准,由于efl2标准非常接近于澳大利亚草拟的淘汰4o%的产品标准,因此澳大利亚决定将ef佗标准作为国家的强制性标准,将effl作为国家的自愿性高效标准.澳大利亚的电动机效率强制性标准于2001年lO月批准2006年要将effl作为最低效率的指标强制执行.5中国的高效电动机从以上分析可见,目前国际上发展高效电动机主要有两大流派:一是美国及北美地区,电网电压460V,频率6o

13、Hz,效率标准基本上采用美国的EPACT,二是欧洲地区,包括英联邦地区,电网电压400V,频率50Hz,效率标准基本上采用CEMEP的,这是因为:(1)我国电工标准体系目前基本上是等同采用IEC标准.(2)我国的基本系列Y和Y2系列均与德国DIN42673相对应,电压和频率也与欧洲一致.(3)我国的Y2系列与眈差别的原因是Y2E系列按年运行3Oo0h设计,故只要适当调整,均可达到欧洲elf2和effl的水平.在上述共识的基础上,由中国标准研究中心,上海电器科学研究所等单位共同制订了国家标准GB186132002中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值.该标准的主要特点是:(1)机座号:803

14、55mm功率等级:0,55-315kW(4极)(2)效率指标.能效限定值按欧洲标准efl2,节能评价值按9okW,所以分别的能效限定值采用了Y2系列的数值,6极的节能评定值则参照能效限定值确定,如表5,表6所示.(3)效率测试方法.在确定效率数值时,附加损耗按IEC,60o342取输入功率的O.5%,对节能评价值还要求附加损耗不能超过IEC61972的规定值.为了进一步提高我国电动机的效率水平,目前中国标准研囊5三相异步电动机能蚊限定gl(GB186i3-2002)囊6三相异步电动机节健评价值(GB18613-锄2l额定功率/kW效率(%)2级4级额定功率/kW效率(%)4级究中心已在制订相当

15、于美国超高效率水平的电动机能效标准,并准备在"十一五"期间逐步实施.6结论(1)电动机效率不断提高的过程是电动机产品不断更新换代的过程,同时也是一个国家电机工业综合水平的标志.(2)我国中小型电机的效率水平与国际水平相比还有一定已达到了欧洲elf2的效率水平,当前的工作重点是开发符合effl效率水平的电机,同时要开发符合美国EPACT和Premium要求的电机.(3)据统计,我国2004年社会用电量已达到21735亿k,若其中60%为电动机消耗,而中小型工业用电动机叉占kWh的电能.因此贯彻能效标准,实施效率认证制度是电机行业的当务之急.(4)生产和使用高效电动机,对电机制造商和广大用户都是有利的.电机制造商要改进生产装备和测试设备,批量生产高效率电动机;同时要采取有效措施,鼓励用户积极采用高效率电动机.论研究和产品开发工作.盘_览479549l4OOO5O505825000O0话"舭昭跖盯黔虬s:s!卵舛舛.38O44321O82626927O444