高效異步電動機國內(nèi)外發(fā)展概況

1、高效異步電動機國內(nèi)外發(fā)展概況高效異步電動機國內(nèi)外發(fā)展概掘0引言上海電器科學研究所傅豐禮從節(jié)約能源,保護環(huán)境出發(fā),高效電動機是目前國際發(fā)展149kW(120o馬力)三相異步電動機的效率標準,過渡期為5的2極和4極電動機達成了CEMEPEU協(xié)議,根據(jù)電動機的運行時間,將效率分為effl,e舵和e邸三個等級,從2003-2006年分步實施.我國加入WTO以后,電機行業(yè)面臨著國際社會的巨大競爭壓力和挑戰(zhàn).從國際和國內(nèi)發(fā)展趨勢來看,開發(fā)我國的高效電動機是非常有必要的,這也是我國電機產(chǎn)品趕上國際水平和推進行業(yè)技術(shù)進步的需要.國家發(fā)改委在2o06年至2020年節(jié)能中長期專項規(guī)劃出,目前我國各類電動機總?cè)萘考s

2、4.2億kW,用電量約占全國用電量的60%."十一五"期間要重點推廣高效節(jié)能電動機等開發(fā)高效電動機是提高能源利用率的重要措施,符合我國經(jīng)濟社會發(fā)展的需要.1美國高效電動機據(jù)美國能源部統(tǒng)計,1994年美國的電動機系統(tǒng)耗能679o億kWh,相當于美國全年用電量的23%和工業(yè)用電量的63%.如果積極推進電動機節(jié)能和電動機系統(tǒng)節(jié)能,將會產(chǎn)生年節(jié)低14.8%.按平均值估算,通過電動機的效率提升,每年可節(jié)電246億kWh,約占電動機能耗的4.3%;通過電動機系統(tǒng)節(jié)能(水泵,風機,壓縮機等的系統(tǒng)效率改進和調(diào)速),每年可節(jié)電6O6億k,約占電動機能耗的10.5%.因此近年來電動機節(jié)能一直是

3、美國電機行業(yè)產(chǎn)品研究開發(fā)的重點,1997年l0月24日生效的"EnergyPolicyActof1992",簡稱EPACT,更是以法律的形式在全美強制推行高效電動機.實現(xiàn)這一目標,EPACT強制要求在美國生產(chǎn)(包括進口),銷售和使用的大部分感應(yīng)電動機必須符合NEMA(美國電氣制造商裹1EPACT的效率指標(%)協(xié)會)標準(見表1)所規(guī)定的效率指標.E設(shè)計1998年頒布的NEMA標準又對E設(shè)計的電機規(guī)定了更高的效率指標.NEMAE與EPACT的主要區(qū)別在于:(1)NEMAE的平均效率約比EPACT高2%左右.(2)NEMAE的起動電流約比EPACT高30%50%.NEMA-E

4、設(shè)計的比EPACT更高的效率,然而過高的起動電流以及由此導致對電網(wǎng)過高的瞬時沖擊電流和繼電保護裝置配套中存在的問題,又成了推廣NEMANEMAE設(shè)計的電動機在美國并沒有普遍生產(chǎn),而在2001年叉推出了Premiumefficiencymotor(超高效率電動機).NEMA推出PremiumefficiencyProgram主要是基于以下理由:(1)電動機對工業(yè),公共事業(yè),商業(yè)等行業(yè)的能效運行有顯著影響.(2)NEMAPremiuefficiencyProgram要求制造廠商必須使用效率標志,這樣有助于用戶識別高效電動機,使他們節(jié)省了費用和改進系統(tǒng)的可靠性.(3)標注了NEMAPremiumTM

5、efficiency的電動機將有助于用戶優(yōu)化電動機系統(tǒng)的效率.(4)NEMAPremiumTMefficiency電動機和優(yōu)化了的系統(tǒng)將減少電4宙欄日螭#,肖翦I|t母棗0;.譬_L棼.靛群|¨帶.卑r,#鷲;i,.鞋.lu鞋.¨_譬t.幫.I鼙目一一疆譬圈囂.一一髓糟啊刪%g蜘攬礎(chǔ)蹦口鰳%黼黜嘲砥嘲糊罹翮娜鄹日H齲%日口目_嘲日日礤砸礎(chǔ)目日m鼎能的消耗,因此將減少與之相關(guān)的發(fā)電廠污染.寰4CEMEP一.EU協(xié)議的電動機效率標準(%譬'l些蹦一h-"上J?一-ft,-俐一?'犬一.':_':""ULIICIUI&

6、quot;:功率2極極m0torrrogram將糾)1厶kwh明電雕捌藏少j扛力噸/kW棚e舷emeff3e舵efrl煤燃燒的廢氣進入大氣層,這也等效于公路上少了1600萬輛1.1<76?276.283;8汽車.主78乏.乏莖囂;乏:NEMAPremiumTMefficiency電動機項目涉及的范圍是單3<82?682?6設(shè)計和B設(shè)計,連續(xù)定額.電動機必須符合或超過表2和表37.5.<87?0>-87?089.<87?0.!1090?1l1/hp6極4極2TM極6極4極2極:二三;.三;':.;'三:;

7、9;三'182855<93,093.0.o<93.093.094一,21.93.6.94.707?5籮88?586.585?90<93,99;95.0血R氣RORROROR'7.590.291.088.591.091.789.5IEC60034一l.一一一20.92.493.091.091.793.091.0中eft3是當前生產(chǎn)的電動機,elf2,effl是高效電機.013.o?6.1'eff2的電動機應(yīng)降低損耗20%1:2J:,年運行時間在2000h93694191936913O.793.O.7.'04o94.194.

8、192.494.194.192.4以上.60.?.94.5?.094.'¨I1w上'%.rm0J時4000h94595o93694959367594.595.o93.694.595.493.6以上.00.4?94.19'995.0gJ.e,±,甌,u年儇uL'IM95極電動機必須是高效電15095.495.894.195.895.895.0動機,2003年12月底,5O%的4極電動機必須是高效電動機.0.8?4.9量.?.89?.十,Ju7口日4似吧L'疋同職L'必須是高效電動機,20032509549595095896295

9、年.8o9憂.:平芏哪fA4oO95/.,IdJU年全部淘汰.加拿大標準協(xié)會與加拿大電機行業(yè)協(xié)會在1991年制訂了/hp6極4極2極6極4極2極赫盤掘士;怖礎(chǔ)蘭品lh"DAr,1據(jù)士;噍釁工伸瓶鬧斷25095.095.094.595.095.095.0"一'"."'''.30095.095.094.595.095.095.0重要性,1992年加拿大議會也通過了能源效率法令(EEACT),35095?095?094?595?095?095?0其中包括了電動機的最低能效標準,并且明確規(guī)定標準在.oo.95?.595.4'

10、;H,土飆,丹吧仉取平,rH犬開始'目仲效,其電動機效率指和美國EPACT45095095094095指標:0950-'-I-"Tfl-'Rb50095.095.094.595.095.095.0相同,與美國EPACT略有不同的是適用范圍中除頻率60H2高效電動機歐洲對發(fā)展高效電動機的看法最初并不一致,但經(jīng)過多1993年其份額巳超過了60%.年的協(xié)調(diào),于1999年對2極電動機和4極電動機的效率標準墨西哥現(xiàn)標準為NOM一016一ENER一2002,效率指標與美國電機防護等級:IP54或IP55功率范圍:1.190kW大,功率從0.746kW到373kW(即150

11、0hp),安裝方式除臥式極數(shù):2極或4極電壓/頻率:400V/50Hz外,還包括立式安裝電機.該標準從2003年3月開始生效執(zhí)行.毛l設(shè)計'c6o0吐墊描垃4澳大利亞的電動機能效標準IEC600342測試方法按一的損耗分析法,容差值按.一一一".冒脯澳大利亞政府為節(jié)約能源和保護環(huán)境,自1999年起對家用電器和工業(yè)設(shè)備實施強制性能效標準計劃(Mandadory大利亞政府下屬溫室氣體辦公室會同澳大利亞標準委員會進行管理.據(jù)統(tǒng)計,澳大利亞電動機大約使用了澳全國用電量的發(fā)推進這類節(jié)能產(chǎn)品的應(yīng)用,因此政府決定干預.評估顯示,采用電動機強制性能效標準后,澳大利從200o年到2015年由于

12、電費的節(jié)約可獲得1.65億澳元的收入,由于電動機成本增加所需支出的費用為0.92億澳元收益與投入比例為1.8.澳大利亞于20世紀9o年代末開始著手電動機效率標準排在后40%的產(chǎn)品淘汰出去,與此同時歐洲出臺了effl和eft2標準,由于efl2標準非常接近于澳大利亞草擬的淘汰4o%的產(chǎn)品標準,因此澳大利亞決定將ef佗標準作為國家的強制性標準,將effl作為國家的自愿性高效標準.澳大利亞的電動機效率強制性標準于2001年lO月批準2006年要將effl作為最低效率的指標強制執(zhí)行.5中國的高效電動機從以上分析可見,目前國際上發(fā)展高效電動機主要有兩大流派:一是美國及北美地區(qū),電網(wǎng)電壓460V,頻率6o

13、Hz,效率標準基本上采用美國的EPACT,二是歐洲地區(qū),包括英聯(lián)邦地區(qū),電網(wǎng)電壓400V,頻率50Hz,效率標準基本上采用CEMEP的,這是因為:(1)我國電工標準體系目前基本上是等同采用IEC標準.(2)我國的基本系列Y和Y2系列均與德國DIN42673相對應(yīng),電壓和頻率也與歐洲一致.(3)我國的Y2系列與眈差別的原因是Y2E系列按年運行3Oo0h設(shè)計,故只要適當調(diào)整,均可達到歐洲elf2和effl的水平.在上述共識的基礎(chǔ)上,由中國標準研究中心,上海電器科學研究所等單位共同制訂了國家標準GB186132002中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評價值.該標準的主要特點是:(1)機座號:803

14、55mm功率等級:0,55-315kW(4極)(2)效率指標.能效限定值按歐洲標準efl2,節(jié)能評價值按9okW,所以分別的能效限定值采用了Y2系列的數(shù)值,6極的節(jié)能評定值則參照能效限定值確定,如表5,表6所示.(3)效率測試方法.在確定效率數(shù)值時,附加損耗按IEC,60o342取輸入功率的O.5%,對節(jié)能評價值還要求附加損耗不能超過IEC61972的規(guī)定值.為了進一步提高我國電動機的效率水平,目前中國標準研囊5三相異步電動機能蚊限定gl(GB186i3-2002)囊6三相異步電動機節(jié)健評價值(GB18613-鋤2l額定功率/kW效率(%)2級4級額定功率/kW效率(%)4級究中心已在制訂相當

15、于美國超高效率水平的電動機能效標準,并準備在"十一五"期間逐步實施.6結(jié)論(1)電動機效率不斷提高的過程是電動機產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的過程,同時也是一個國家電機工業(yè)綜合水平的標志.(2)我國中小型電機的效率水平與國際水平相比還有一定已達到了歐洲elf2的效率水平,當前的工作重點是開發(fā)符合effl效率水平的電機,同時要開發(fā)符合美國EPACT和Premium要求的電機.(3)據(jù)統(tǒng)計,我國2004年社會用電量已達到21735億k,若其中60%為電動機消耗,而中小型工業(yè)用電動機叉占kWh的電能.因此貫徹能效標準,實施效率認證制度是電機行業(yè)的當務(wù)之急.(4)生產(chǎn)和使用高效電動機,對電機制造商和廣大用戶都是有利的.電機制造商要改進生產(chǎn)裝備和測試設(shè)備,批量生產(chǎn)高效率電動機;同時要采取有效措施,鼓勵用戶積極采用高效率電動機.論研究和產(chǎn)品開發(fā)工作.盤_覽479549l4OOO5O505825000O0話"舭昭跖盯黔虬s:s!卵舛舛.38O44321O82626927O444