高效異步電動(dòng)機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

1、高效異步電動(dòng)機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況高效異步電動(dòng)機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概掘0引言上海電器科學(xué)研究所傅豐禮從節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境出發(fā),高效電動(dòng)機(jī)是目前國(guó)際發(fā)展149kW(120o馬力)三相異步電動(dòng)機(jī)的效率標(biāo)準(zhǔn),過渡期為5的2極和4極電動(dòng)機(jī)達(dá)成了CEMEPEU協(xié)議,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間,將效率分為effl,e舵和e邸三個(gè)等級(jí),從2003-2006年分步實(shí)施.我國(guó)加入WTO以后,電機(jī)行業(yè)面臨著國(guó)際社會(huì)的巨大競(jìng)爭(zhēng)壓力和挑戰(zhàn).從國(guó)際和國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)來看,開發(fā)我國(guó)的高效電動(dòng)機(jī)是非常有必要的,這也是我國(guó)電機(jī)產(chǎn)品趕上國(guó)際水平和推進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的需要.國(guó)家發(fā)改委在2o06年至2020年節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃出,目前我國(guó)各類電動(dòng)機(jī)總?cè)萘考s

2、4.2億kW,用電量約占全國(guó)用電量的60%."十一五"期間要重點(diǎn)推廣高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)等開發(fā)高效電動(dòng)機(jī)是提高能源利用率的重要措施,符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要.1美國(guó)高效電動(dòng)機(jī)據(jù)美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì),1994年美國(guó)的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)耗能679o億kWh,相當(dāng)于美國(guó)全年用電量的23%和工業(yè)用電量的63%.如果積極推進(jìn)電動(dòng)機(jī)節(jié)能和電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能,將會(huì)產(chǎn)生年節(jié)低14.8%.按平均值估算,通過電動(dòng)機(jī)的效率提升,每年可節(jié)電246億kWh,約占電動(dòng)機(jī)能耗的4.3%;通過電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能(水泵,風(fēng)機(jī),壓縮機(jī)等的系統(tǒng)效率改進(jìn)和調(diào)速),每年可節(jié)電6O6億k,約占電動(dòng)機(jī)能耗的10.5%.因此近年來電動(dòng)機(jī)節(jié)能一直是

3、美國(guó)電機(jī)行業(yè)產(chǎn)品研究開發(fā)的重點(diǎn),1997年l0月24日生效的"EnergyPolicyActof1992",簡(jiǎn)稱EPACT,更是以法律的形式在全美強(qiáng)制推行高效電動(dòng)機(jī).實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),EPACT強(qiáng)制要求在美國(guó)生產(chǎn)(包括進(jìn)口),銷售和使用的大部分感應(yīng)電動(dòng)機(jī)必須符合NEMA(美國(guó)電氣制造商裹1EPACT的效率指標(biāo)(%)協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)(見表1)所規(guī)定的效率指標(biāo).E設(shè)計(jì)1998年頒布的NEMA標(biāo)準(zhǔn)又對(duì)E設(shè)計(jì)的電機(jī)規(guī)定了更高的效率指標(biāo).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(dòng)電流約比EPACT高30%50%.NEMA-E

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

5、efficiency的電動(dòng)機(jī)將有助于用戶優(yōu)化電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的效率.(4)NEMAPremiumTMefficiency電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)效率標(biāo)準(zhǔn)(%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(jìn)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(dòng)機(jī)項(xiàng)目涉及的范圍是單3<82?682?6設(shè)計(jì)和B設(shè)計(jì),連續(xù)定額.電動(dòng)機(jī)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(dāng)前生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī),elf2,effl是高效電機(jī).013.o?6.1'eff2的電動(dòng)機(jī)應(yīng)降低損耗20%1:2J:,年運(yùn)行時(shí)間在2000h93694191936913O.793.O.7.'04o94.194.

8、192.494.194.192.4以上.60.?.94.5?.094.'¨I1w上'%.rm0J時(shí)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(dòng)機(jī)必須是高效電15095.495.894.195.895.895.0動(dòng)機(jī),2003年12月底,5O%的4極電動(dòng)機(jī)必須是高效電動(dòng)機(jī).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(dòng)機(jī),20032509549595095896295

9、年.8o9憂.:平芏哪fA4oO95/.,IdJU年全部淘汰.加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)與加拿大電機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)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(huì)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(dòng)機(jī)的最低能效標(biāo)準(zhǔn),并且明確規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)在.oo.95?.595.4'

10、;H,土飆,丹吧仉取平,rH犬開始'目仲效,其電動(dòng)機(jī)效率指和美國(guó)EPACT45095095094095指標(biāo):0950-'-I-"Tfl-'Rb50095.095.094.595.095.095.0相同,與美國(guó)EPACT略有不同的是適用范圍中除頻率60H2高效電動(dòng)機(jī)歐洲對(duì)發(fā)展高效電動(dòng)機(jī)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(duì)2極電動(dòng)機(jī)和4極電動(dòng)機(jī)的效率標(biāo)準(zhǔn)墨西哥現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)為NOM一016一ENER一2002,效率指標(biāo)與美國(guó)電機(jī)防護(hù)等級(jí):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(jī).該標(biāo)準(zhǔn)從2003年3月開始生效執(zhí)行.毛l設(shè)計(jì)'c6o0吐墊描垃4澳大利亞的電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)IEC600342測(cè)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(hù)環(huán)境,自1999年起對(duì)家用電器和工業(yè)設(shè)備實(shí)施強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃(Mandadory大利亞政府下屬溫室氣體辦公室會(huì)同澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)進(jìn)行管理.據(jù)統(tǒng)計(jì),澳大利亞電動(dòng)機(jī)大約使用了澳全國(guó)用電量的發(fā)推進(jìn)這類節(jié)能產(chǎn)品的應(yīng)用,因此政府決定干預(yù).評(píng)估顯示,采用電動(dòng)機(jī)強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)后,澳大利從200o年到2015年由于

12、電費(fèi)的節(jié)約可獲得1.65億澳元的收入,由于電動(dòng)機(jī)成本增加所需支出的費(fèi)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(jì)9o年代末開始著手電動(dòng)機(jī)效率標(biāo)準(zhǔn)排在后40%的產(chǎn)品淘汰出去,與此同時(shí)歐洲出臺(tái)了effl和eft2標(biāo)準(zhǔn),由于efl2標(biāo)準(zhǔn)非常接近于澳大利亞草擬的淘汰4o%的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),因此澳大利亞決定將ef佗標(biāo)準(zhǔn)作為國(guó)家的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),將effl作為國(guó)家的自愿性高效標(biāo)準(zhǔn).澳大利亞的電動(dòng)機(jī)效率強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)于2001年lO月批準(zhǔn)2006年要將effl作為最低效率的指標(biāo)強(qiáng)制執(zhí)行.5中國(guó)的高效電動(dòng)機(jī)從以上分析可見,目前國(guó)際上發(fā)展高效電動(dòng)機(jī)主要有兩大流派:一是美國(guó)及北美地區(qū),電網(wǎng)電壓460V,頻率6o

13、Hz,效率標(biāo)準(zhǔn)基本上采用美國(guó)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(biāo)準(zhǔn)基本上采用CEMEP的,這是因?yàn)?(1)我國(guó)電工標(biāo)準(zhǔn)體系目前基本上是等同采用IEC標(biāo)準(zhǔn).(2)我國(guó)的基本系列Y和Y2系列均與德國(guó)DIN42673相對(duì)應(yīng),電壓和頻率也與歐洲一致.(3)我國(guó)的Y2系列與眈差別的原因是Y2E系列按年運(yùn)行3Oo0h設(shè)計(jì),故只要適當(dāng)調(diào)整,均可達(dá)到歐洲elf2和effl的水平.在上述共識(shí)的基礎(chǔ)上,由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)研究中心,上海電器科學(xué)研究所等單位共同制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB186132002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)值.該標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)是:(1)機(jī)座號(hào):803

14、55mm功率等級(jí):0,55-315kW(4極)(2)效率指標(biāo).能效限定值按歐洲標(biāo)準(zhǔn)efl2,節(jié)能評(píng)價(jià)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(píng)定值則參照能效限定值確定,如表5,表6所示.(3)效率測(cè)試方法.在確定效率數(shù)值時(shí),附加損耗按IEC,60o342取輸入功率的O.5%,對(duì)節(jié)能評(píng)價(jià)值還要求附加損耗不能超過IEC61972的規(guī)定值.為了進(jìn)一步提高我國(guó)電動(dòng)機(jī)的效率水平,目前中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)研囊5三相異步電動(dòng)機(jī)能蚊限定gl(GB186i3-2002)囊6三相異步電動(dòng)機(jī)節(jié)健評(píng)價(jià)值(GB18613-鋤2l額定功率/kW效率(%)2級(jí)4級(jí)額定功率/kW效率(%)4級(jí)究中心已在制訂相當(dāng)

15、于美國(guó)超高效率水平的電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn),并準(zhǔn)備在"十一五"期間逐步實(shí)施.6結(jié)論(1)電動(dòng)機(jī)效率不斷提高的過程是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的過程,同時(shí)也是一個(gè)國(guó)家電機(jī)工業(yè)綜合水平的標(biāo)志.(2)我國(guó)中小型電機(jī)的效率水平與國(guó)際水平相比還有一定已達(dá)到了歐洲elf2的效率水平,當(dāng)前的工作重點(diǎn)是開發(fā)符合effl效率水平的電機(jī),同時(shí)要開發(fā)符合美國(guó)EPACT和Premium要求的電機(jī).(3)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)2004年社會(huì)用電量已達(dá)到21735億k,若其中60%為電動(dòng)機(jī)消耗,而中小型工業(yè)用電動(dòng)機(jī)叉占kWh的電能.因此貫徹能效標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施效率認(rèn)證制度是電機(jī)行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急.(4)生產(chǎn)和使用高效電動(dòng)機(jī),對(duì)電機(jī)制造商和廣大用戶都是有利的.電機(jī)制造商要改進(jìn)生產(chǎn)裝備和測(cè)試設(shè)備,批量生產(chǎn)高效率電動(dòng)機(jī);同時(shí)要采取有效措施,鼓勵(lì)用戶積極采用高效率電動(dòng)機(jī).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