開發(fā)鑄銅轉(zhuǎn)子超高效率三相異步電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品的考慮

1、開發(fā)鑄銅轉(zhuǎn)子超高效率三相異步電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品的考慮迫札與欄芾J應(yīng)用2021,37(9)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能#EMCA開發(fā)鑄銅轉(zhuǎn)子超高效率三相異步電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品的考慮李志強(qiáng),黃堅(jiān),張維,陳俐霞,顧偉東,劉夫乾(上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán)),上海200063)摘要:采用鑄銅轉(zhuǎn)子工藝是提高三相異步電動(dòng)機(jī)效率的有效措施之一.提出開發(fā)鑄銅轉(zhuǎn)子超高效率三相異步電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原那么,并制作典型規(guī)格樣機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證,到達(dá)了IE3超高效率標(biāo)準(zhǔn).關(guān)鍵詞:鑄銅轉(zhuǎn)子;電動(dòng)機(jī);IE3超高效率中圖分類號(hào):TM302文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):16735540(2021)09-0017-04ConsiderationsaboutDeve

2、lopmentofPremiumEfficiencyCopperRotorThreePhaseAsynchronousMotorSeriesLIZhiqiang,HUANGJian,ZHANGWei,CHENLixia,GUWeidong,LIUFuqian(ShanghaiElectricalApparatusResearchInstitute(Group)Co.,Ltd.,Shanghai200063,China)Abstract:Copperrotortechnologywasusedtoimprovetheefficiencyofthreephaseasynchronousmotor,

3、itwasoneoftheeffectivemeasures.Developmentofpremiumefficiencycopperrotorthreephaseasynchronousmotorseriesproductofdesignprincipleswasproposed.Accordingtothetestresultsofprototypes,itshowedthatthedesignschemesachievepremiumIE3efficiencystandards.Keywords:copperrotor;motor;IE3efficiencystandards0引言中小型

4、電機(jī)是量大面廣,實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要驅(qū)動(dòng)機(jī)械,廣泛應(yīng)用于工業(yè),農(nóng)業(yè),國(guó)防,商業(yè),公用設(shè)施和交通等國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域,是各行各業(yè)不可或缺的核心動(dòng)力裝備.中小型電機(jī)及系統(tǒng)的應(yīng)用范圍十分廣泛,其用電量約占工業(yè)系統(tǒng)總用電量的75%,占全國(guó)總發(fā)電量的50%以上.因此,世界各國(guó)政府和國(guó)際組織已公認(rèn)中小型電機(jī)及系統(tǒng)具有巨大的節(jié)能潛力.我國(guó)已成為世界上最大的中小型電機(jī)生產(chǎn),使用和出口大國(guó),2021年我國(guó)的交流電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量達(dá)2億kW,目前全國(guó)現(xiàn)有的裝機(jī)容量約為15億kW.隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷開展,今后較長(zhǎng)一段時(shí)期,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量還將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大.根據(jù)國(guó)際通用的估算方法,電動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量為發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量的2.53.

5、5倍,預(yù)計(jì)到2021年,我國(guó)發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量將超過15億kW.據(jù)此推算,電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量也將到達(dá)45億kW,而目前我國(guó)高效率電機(jī)的市場(chǎng)份額僅約為5%,與國(guó)外在開展高效率電機(jī)的推廣應(yīng)用方面尚存在較大差距.電機(jī)產(chǎn)業(yè)作為低碳經(jīng)濟(jì)的重要組成局部,為實(shí)現(xiàn)溫家寶總理在哥本哈根會(huì)議上的莊嚴(yán)承諾,開發(fā)超高效率電動(dòng)機(jī)已顯得非常必要.1國(guó)內(nèi)外能效標(biāo)準(zhǔn)開展概況出于節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的考慮,目前世界上許多國(guó)家對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能均給予了高度重視,美國(guó),歐洲,加拿大,澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)都制訂了有關(guān)電動(dòng)機(jī)的能效標(biāo)準(zhǔn)和提升能效標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃.美國(guó)的新能源政策法令(EPACT),規(guī)定在美國(guó)生產(chǎn)和進(jìn)口到美國(guó)市場(chǎng)的電動(dòng)機(jī)必須要到達(dá)該

6、法令所規(guī)定的效率指標(biāo),否那么就不能投入市場(chǎng).此法令在1992年10月24日由當(dāng)時(shí)的美國(guó)總統(tǒng)喬冶?布什簽署,從而成為正式的法律文件,并從1997年10月24日起正式生效執(zhí)行.2001年,以美國(guó)NEMA與美國(guó)各州電力公司一17電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能i囂MCA迫札與控制應(yīng)閉2021,37(9)為主組成的能源效率聯(lián)盟(CEE)聯(lián)合制定了新的超高效率電機(jī)標(biāo)準(zhǔn),稱為NEMAPremium標(biāo)準(zhǔn).其功率范圍為1500hp(0.75375kW),單速,2極,4極和6極,NEMAA設(shè)計(jì)和B設(shè)計(jì),為連續(xù)定額的三相籠型異步電動(dòng)機(jī),其平均效率如表1所示.美國(guó)將于2021年在全球范圍內(nèi)率先強(qiáng)制推行超高效率標(biāo)準(zhǔn)電機(jī).表1美國(guó)NEMA

7、效率標(biāo)準(zhǔn)根本參數(shù)歐盟于1999年制訂了電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)(EUCEMEP協(xié)議),該協(xié)議對(duì)電動(dòng)機(jī)的效率水平進(jìn)行了分級(jí)和標(biāo)識(shí),將效率分為EfB,Eft2,Effl三級(jí),其中Effl為高效率標(biāo)準(zhǔn)等級(jí).2005年歐盟委員會(huì)公布的EUP指令規(guī)定歐盟各國(guó)自2021年起將強(qiáng)制推行高效率標(biāo)準(zhǔn)電機(jī).鑒于世界各國(guó)各自制訂的高效和超高效電動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)存在較大差異,給各國(guó)對(duì)高效電機(jī)的認(rèn)同及全球貿(mào)易帶來了困惑和障礙.為了統(tǒng)一全球的電機(jī)效率標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際電工委員會(huì)IEC組織于2021年10月正式公布了IEC6003430單速,三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的能效分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).根據(jù)各國(guó)不同的情況,IEC60034-30統(tǒng)一將電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)分為IE1,

8、IE2,IE3三個(gè)等級(jí),其中IE1為標(biāo)準(zhǔn)效率,IE2為高效率,IE3為超高效率.并制訂了50Hz和60Hz兩套標(biāo)準(zhǔn)體系,分別用于電源頻率50Hz和60Hz的國(guó)家和地區(qū).對(duì)應(yīng)50Hz的IE2高效率,IE3超高效率的系列平均值如表2所示.表2IEC60034-30效率標(biāo)準(zhǔn)根本參數(shù)歐盟近期已發(fā)布了最新EUP指令,完全采用了IEC6003430的標(biāo)準(zhǔn)要求,包括效率指標(biāo),功率范圍,試驗(yàn)方法等.該指令還規(guī)定自2021年6月25日起在歐盟范圍開始強(qiáng)制執(zhí)行IE2高效率標(biāo)一18一準(zhǔn)等級(jí),2021年1月1日起7.5kW及以上的三相異步電動(dòng)機(jī)開始執(zhí)行IE3超高效率標(biāo)準(zhǔn)等級(jí),2021年1月l口那么全部開始執(zhí)行IE3超

9、高效率標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)(功率范圍為0.75375kW).節(jié)能是我國(guó)一項(xiàng)長(zhǎng)期的方針政策,根據(jù)我國(guó)國(guó)情和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)開展的要求,2001年我國(guó)正式公布了?中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)?GB18613國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定中小型三相異步電動(dòng)機(jī)的能效限定值和節(jié)能評(píng)價(jià)值指標(biāo),其中能效限定值為三相異步電動(dòng)機(jī)的最低效率要求,并從2002年起強(qiáng)制實(shí)施;節(jié)能評(píng)價(jià)值為高效率三相異步電動(dòng)機(jī)的效率指標(biāo),為推薦執(zhí)行.2006年,國(guó)家發(fā)改委,科技部等八部門共同起動(dòng)了十一五期間十大節(jié)能工程,電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程為其中之一.2021年1月國(guó)家發(fā)改委,國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家認(rèn)監(jiān)委聯(lián)合發(fā)布了?中華人民共和國(guó)實(shí)行能源效率標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品目錄

10、(第三批)?及相關(guān)實(shí)施規(guī)那么,規(guī)定自2021年6月1日起,在中國(guó)生產(chǎn),銷售,進(jìn)口的中小型三相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品均強(qiáng)制要求粘貼相應(yīng)的能效標(biāo)識(shí).2021年6月我國(guó)又出臺(tái)了對(duì)生產(chǎn)使用高效率,超高效率電機(jī)進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼的有關(guān)政策.按照IEC6003430的標(biāo)準(zhǔn)要求目前正在修訂的GB18613標(biāo)準(zhǔn)的最新規(guī)定,自2021年起,對(duì)應(yīng)IE2的高效率指標(biāo)為強(qiáng)制實(shí)施的能效限定值,對(duì)應(yīng)IE3的超高效率指標(biāo)為推薦執(zhí)行,目前的Y,Y2,Y3等系列三相異步電動(dòng)機(jī)將全部淘汰.2系列產(chǎn)品開發(fā)主要內(nèi)容的考慮基于以上原因,開發(fā)超高效率電動(dòng)機(jī)已顯得非常必要.隨著電動(dòng)機(jī)效率的不斷提高,在降低電機(jī)損耗的措施研究方面,銅與鋁相比所具有的良好導(dǎo)電性,引起了人們的高度重視.開展鑄銅工藝研究來替代鑄鋁轉(zhuǎn)子已成為提高電動(dòng)機(jī)效率的有效措施之一.近幾年云南銅業(yè)與國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)北京代表處合作,在鑄銅工藝技術(shù)的推廣應(yīng)用方面開展了卓有成效的工作.近期,云南銅業(yè),國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)北京代表處,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院和上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))就聯(lián)合開展鑄銅轉(zhuǎn)子超高效率三相異步電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品的開興旺成了共識(shí).鑄銅轉(zhuǎn)子超高效率三相異步電動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品電札與撥制應(yīng)閉20137(9)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能§EMCA的開發(fā),主要考慮從以下幾個(gè)方面開展工作.2.1功率等級(jí)及范圍的選取由于轉(zhuǎn)子鑄銅工藝是一項(xiàng)新技術(shù),尚還需要在使用過程中不斷完善