电机能效提升基本知识0528

1、电机及系统电机及系统-能效及节能能效及节能 中国中国. .东莞东莞 20142014年年5 5月月2626日日提纲电机，能效管理电机系统，效率提升与节能可视能效提升简捷的节能测试方法1 12 23 3推动电机系统能效提升有形之手4 41.1 电机1电机，电机Y Y型电机型电机伺服电机伺服电机高压电机高压电机1.1 电机1电机，电机电机的身份证电机的身份证电机型号：电机型号：YE3YE3-315M-4-315M-4；电压：电压：380380伏伏（低压电机）（低压电机）生产年限（或生产年限（或购置日期）：购置日期）：2013.122013.12功率：功率：132KW132KW电机，电机1.1 电机

2、1.1 电机1电机，电机Y 280 M 2 Y 280 M 2 -4 -4 -90KW-90KW异步异步 机座机座 中机座中机座 铁芯长铁芯长 电机级数电机级数 功率功率 中心高中心高T 132 S 2 T 132 S 2 -2 -2 -22KW-22KW同步同步 机座机座 短机座短机座 铁芯长铁芯长 电机级数电机级数 功率功率 中心高中心高1.3 电机1电机，种类变压器变压器旋转电机旋转电机直线电机直线电机静止的电机静止的电机有限半径的电机有限半径的电机无限半径的电机无限半径的电机1.4 电机-分类 功率功率0.75kW0.75kW以下以下 一般为单相供电，一般为单相供电，用于家电用于家电

3、功率功率4000kW4000kW高精密机械或高精密机械或控制装置控制装置 功率功率0.753550kW0.753550kW中小型中小型电机电机微特微特电机电机分马力分马力电机电机大型大型电机电机电动机电动机电能转化为机械能，驱动风机、水泵、压缩机、机床、电能转化为机械能，驱动风机、水泵、压缩机、机床、磨机、轧机、搅拌机等等磨机、轧机、搅拌机等等我国交流低压异步电机发展历史1.1 电机-历史高品质的生产流水线高品质的生产流水线冲片流水线冲片流水线喷漆水线喷漆水线通电流水线通电流水线装配流水线装配流水线检测流水线检测流水线1.3 电机-生产GB 18613-2012 GB 18613-2012 中

4、小型三相异步电动机能效限定值及能中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级效等级：节能电机节能电机为经节能认证的能效等级为为经节能认证的能效等级为2 2级以上级以上的电机。的电机。 （20122012年年9 9月执行）月执行）1.2 能效管理o又称能源效率标识，表示产品能源效率等级等性能指标的一种信息标签，目的是为用户和消费者的购买决策提供必要的信息，以引导和帮助消费者选择高能效节能产品。o节能认证，达到2级及以上能效才能申请节能证。o电动机能效限定值在额定输出功率的效率不低于三级的规定。1.2 能效管理1.2 能效管理功率功率级级-KW-KW新新1级级效率效率新新2级级效率效率旧旧3级效级效率

5、率新新2级级-旧旧3级级效率效率新新1级级-旧旧3级级效率效率4-1.14-1.187.487.484.184.176.276.27.9%7.9%11.2%11.2%4-1.54-1.588.188.185.385.378.378.37.0%7.0%9.8%9.8%6-1.16-1.184.184.1818172727.0%7.0%12.1%12.1%6-1.56-1.586.286.282.582.576766.5%6.5%10.2%10.2%4-2004-20096.696.6969694.994.91.1%1.1%1.7%1.7%1.2 能效管理YE3YE3高效电机的技术要点高效电机的技

6、术要点高效电机高效电机YE3YE3：1.1.效率指标达到国家标准效率指标达到国家标准GB18613-2012GB18613-2012中的中的2 2级能效符合国际级能效符合国际IEC60034-30IEC60034-30中的中的IE3IE3能效等级能效等级2.2.材料技术材料技术硅钢，纯铝，铜（更纯）硅钢，纯铝，铜（更纯）3.3.绕线技术（专利技术）绕线技术（专利技术）4.4.降温技术（高效降技术）降温技术（高效降技术）5.5.提高加工精度技术提高加工精度技术目的：降低铁耗铜耗，减少杂散损耗，减少机械摩擦目的：降低铁耗铜耗，减少杂散损耗，减少机械摩擦1.2 能效管理-高效电机提纲电机，能效管理电

7、机系统，效率提升与节能可视能效提升简捷的节能测试方法1 12 23 3推动电机系统能效提升有形之手4 42.1 电机系统1电机，系统水泵系统水泵系统风机系统风机系统制冷机系统制冷机系统2.1 电机系统1电机，系统纸机系统纸机系统2.2电机系统能效电机系统广泛应用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施、电机系统广泛应用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施、家用电器等多个行业和领域家用电器等多个行业和领域据统计测算据统计测算,2011,2011年我国电机保有量约年我国电机保有量约1717亿千瓦，总耗电量约亿千瓦，总耗电量约3 3万亿万亿kWhkWh，占全社会总用电量的，占全社会总用电量的64

8、%64%，其中工业领域电机总用电量为，其中工业领域电机总用电量为2.62.6万万亿亿kWhkWh，占工业用电的，占工业用电的75%75%。东莞电机能效提升东莞电机能效提升180180万万KWKW，年耗电约年耗电约108108亿亿kw.hkw.h。控控制制装装置置电机及系统电机及系统其他电机其他电机驱动系统驱动系统电电机机水泵水泵风机风机空压机空压机起重起重传输传输机床机床负负载载工业用电机工业用电机系统系统-绝对用电耗绝对用电耗能大户！能大户！系统提升电机系统效率系统提升电机系统效率5-10%5-10%，年可实现节电，年可实现节电1300-23001300-2300亿度，相亿度，相当于当于2-

9、32-3个三峡电站的发电量。按此计算东莞可节电个三峡电站的发电量。按此计算东莞可节电9 9亿亿kw.hkw.h以上。以上。2.2电机系统能效2.3 电机系统能效提升的基本概念u 电机系统电机系统包括电动机、被拖动装包括电动机、被拖动装置、传动系统、控制（调速）系统置、传动系统、控制（调速）系统以及管网负荷等。以及管网负荷等。u 电机系统能效提升电机系统能效提升首先满足首先满足负载负载要求要求功能的前提下，设计、制造和功能的前提下，设计、制造和选用合适的部件，使它们选用合适的部件，使它们合理匹配合理匹配，以使系统综合节能效果和性价比，以使系统综合节能效果和性价比达到最佳或较佳，单一环节的效率达到

10、最佳或较佳，单一环节的效率提高效果并不理想提高效果并不理想2.4 淘汰及电机系统更换改造方法拖动设备：水泵新增变频系统拖动设备：风机更换老旧风机，提高风机能效按照负荷调节用能， 有效节约能源 更换老旧水泵提高水泵能效更换高效电机，根据工艺要求进行匹配原控制系统改造淘汰电机改造原来老旧控制系统，达到最佳控制更换高效电机拖动设备：转轴更换老旧转轴， 提高转轴能效2.5 电机系统节能匹配技术高效电机置换系统匹配变频调速节能技术应用范围广节电率1050%适合流量调节范围大、频率高的场合解决大马拉小车解决重载大惯量起动效果直观适用于长期稳定运行负载电机使用密度大关联度高产能上下游互相影响变极变速节能技术

11、推广应用高压电机改造流量调节定量的风机开关磁阻电机系统运行优化控制相控调压负荷率变化功率因数低伺服电机系统 无滑环绕线电机 多功率电机通过研究，提出根据电机负载特性、多种不同工况进行详细划分，提出相应匹配节能技术，实现系统能源最优利用率，主要节能匹配技术有： 2、永磁同步电动机匹配节能技术适用负荷变化较频繁、经常运行于空载、轻载状态的负载，在车床、冲床、化纤、纺织、拉丝类设备上应用，有较好节能效果，节电率超过10以上，注塑机和挤出机行业节电率在20%-70%2.5 电机系统节能匹配技术控制器控制器注塑机注塑机伺服电机伺服电机3、变极调速节能技术u主要用于大功率电机或者高压电机系统改造。通过改变

12、定子绕组的接线方式，达到改变电机的极数，实现改变电机转速的目的。适用于需要定量调节、但不需要频繁调节流量的场所，如某些风机、水泵类负载，由于环境条件（如季节、温度等）发生变化要求对流量进行调节，其调速精度要求不高。其综合节电率可达到1030%。u针对水泵、风机等需要定量调节流量的场所，将单速电机再制造成变极双速高压电机，比采用变频器调速具有投资少、成本低、节能效果好、对电网无污染、不受场地限制等优点2.5 电机系统节能匹配技术4、变频调速节能技术%可用于高压、低压电机系统改造。通过改变交流异步电动机的供电电源频率，对电动机进行调速。主要适用于负荷变化较大、需频繁调节转速的场所，对于转矩随转速二

13、次方变化的风机、水泵负载，有较好的节能效果。综合节电率可达到1050%。5、调压节能技术%可用于高压、低压电机系统改造。通过检测电动机的电压与电流相位差，并实时调节电压，使电机输出功率与实时负载精确匹配，以有效降低电机的损耗；主要适用于负荷率较低、功率因数较低、负载变化较大且速度恒定的场所，如机床、输送带等。综合节电率可达到2 5%。6、功率因数补偿技术%适用于负荷功率因数低、负载功率变化大，变化速度快、有谐波源且谐波污染大的电机集群，如钢厂、化工厂、机械加工厂等。综合节电率为4%左右。2.5 电机系统节能匹配技术提纲电机，能效管理电机系统，效率提升与节能可视能效提升简捷的节能测试方法1 12

14、 23 3推动电机系统能效提升有形之手补贴4 41、高效电机YE3节能量适用于负载率较高（50%以上）、年运行时间较长的恒转矩负载，运行效率平均提高3%5%以11kW、4极电机为例，Y系列（低于3级能效）电机效率为88.4%，YE3（2级能效)电机效率为91.4%（3%/KW节能率），年运行时间为4000h，负荷率为0.75，可得采用高效率电机每年的电能节约为：=(1/0.884-1/0.914)x11x6000 x0.75=1838kwh=(1/0.884-1/0.914)x11x6000 x0.75=1838kwh按每度电费0.8元计，一年可节约电费1470元。每千瓦年节电133元。平均1

15、1KW计算，有10000KW，年节电量133万元。10年1330万元。3.1 电机系统节能量2、高效电机系统节能量大约估算电机系统节能量：按照节能率8%/KW计算，年节电量：8%/KW*20小时*300天*0.8元=384元/KW你有10000KW，年节电量384万元，10年节电量3840万元。3.1 电机系统节能量 电机效率的定义u电机的效率=P2/P1uP2=电机的输出功率 P1=电机的输入功率u电机能效提升（ 2- 1），这就是节能率输入电功率输入电功率输出机械功率输出机械功率3.2 电机效率 系统效率的定义u电机系统的效率=P2/P1uP2=电机系统的输出功率 （比如水泵输出功率等）

16、P1=电机的输入功率输入电功率输入电功率输出水机械功率输出水机械功率（流量，压力）（流量，压力）3.3 电机系统效率3、高效电机系统节能量测算高效电机节电量=（耗电量/系统产量（高效电机系统）-耗电量/系统产量（低效电机系统）*系统产量。（相同测试条件：如时间，压力等）节能率=节能量/耗电量（高效系统）3.4 电机系统节能量测算3、高效电机系统节能量测算电机型号相数有功电能无功电能视在电能累计有功电量（kwh)测试时间管道流速（m/s）管道流量（M3/s）累计流量（M3）测试时间备注YE3-1806-4L13.5982.3284.24810.751 30分钟3.46156.845923分钟东莞

17、电机(高效)L23.5762.4334.2843.57163.21L33.5772.6164.4023.39149.87合计10.7517.37712.934Y-1806-4L13.5882.1024.13710.8830分钟3.53159.225923分钟顺德电机（旧）L23.6292.1384.1913.45157.71L33.6632.4224.3553.37146.52合计10.886.66212.683测试条件：泵不变化，更换电机，压力统一按照1m计算（压力小没有显示）测试时间：2014年5月10日17:00-21:003.4 电机系统节能量测算3、高效电机系统节能量测算高效电机节电量=（耗电量/系统产量（高效电机系统）-耗电量/系统产量（低效电机系统）*系统产量=(10.88/59-10.751/59)*59=0.129kw.h节能率=节能量/耗电量（改造前系统）=0.129/10.88=1.2%3.4 电机系统节能量测算3、高效电机系统节能量测算1. 简单系统：水量，风量等作为产量2. 复杂系统：（1）生产线产品产量（2）车间产品产量3. 利用我们熟悉的节能考核中节能量的计算方法3.4 电机系统节能量测算提纲电机，能效管理电机系统