高效電機的節能經(jīng)濟分析及應用

【皖南電機導讀】： 詳細介紹了國內電機應用現狀及高效電機節電原理，以皖南電機的普通電機、高效電機、超高效電機為例，進(jìn)行了節能經(jīng)濟分析，對超高效電機在生產(chǎn)運行中的應用進(jìn)行了理論和實(shí)際分析節電量對比，得出改造后的節能價(jià)值，達到了節約能源的目的。

目前，中國能源消耗占世界消耗總量的20％，溫室氣體排放居世界首位，節能減排刻不容緩， “十二五”規劃綱要中將節能減排放在首位。電機作為重要的工業(yè)能耗設備，廣泛應用于流體機械領(lǐng)域，其產(chǎn)量的增長(cháng)速度直接反映國民經(jīng)濟的增長(cháng)速度。電機系統具有巨大的市場(chǎng)空間和節能潛力，電機系統節能工程已被列為“十二五”十大重點(diǎn)節能工程之一，是國家實(shí)施節能減排既定工作的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。

1  國內電機應用現狀

目前，中國生產(chǎn)和在用的電機以Y系列為主，占據了近90％以上的市場(chǎng)份額，效率平均值為87．3％左右，中國在用高效電機比例僅占3％。近年來(lái)，中國電機能效水平不斷提高，但總體水平仍然較低，從電機自身效率看，中國電機系統的運行效率比發(fā)達國家低3％～5％；從電機系統的運行效率看，因匹配不合理、調節方式落后等原因，中國電機系統運行效率僅為發(fā)達國家的80％～90％。

普通電機的大量使用造成巨大用電浪費。若電機能效水平提高2％，可在全國范圍內實(shí)現節電200×108kw·h，相當于1×104 Mw裝機容量的火力發(fā)電廠(chǎng)的年發(fā)電量。因此，工業(yè)領(lǐng)域電機能效水平的提高，不僅直接關(guān)系到工業(yè)能耗水平，而且對社會(huì )整體用電效率具有很大影響。通過(guò)大力推廣高效電機，淘汰在用普通電機，對現有普通電機進(jìn)行改造等方式能夠促進(jìn)電機系統效率的提高，對節約電能意義非常重大。推廣使用高效電機既可節約大量電能，還可帶動(dòng)壓縮機、水泵、風(fēng)機等設備提高能效水平，進(jìn)而提高中國整個(gè)裝備制造業(yè)的能效水平。

2  高效節能電機的原理及效率分析

高效節能電機，是采用新型電機設計、新工藝及新材料，通過(guò)降低電磁能、熱能和機械能的損耗，提高輸出效率。

提高電機的效率主要是降低電機的五種損耗，即定子繞組損耗、轉子繞組損耗、鐵心損耗、風(fēng)摩損耗和雜散損耗。因此，電機效率的提高主要從減少損耗人手，高效電機對降低5種損耗的主要措施有：

a)更換磁性槽楔，可使磁性槽楔氣隙密度分布趨于均勻，縮短有效氣隙長(cháng)度，減少空載電流，改善功率因數；

b)降低鐵心損耗，使用低損耗、高磁感的冷軋無(wú)取向電工鋼替代高損耗的熱軋電工鋼，損耗降低幅度能夠達到20％；

c)增加定子和轉子的有效材料用量，改進(jìn)線(xiàn)圈結構，增加銅線(xiàn)截面，減少銅耗，提高制造精度，降低雜質(zhì)損耗；

d)降低機械損耗，通常包括通風(fēng)系統損耗及軸承摩擦損耗，隨著(zhù)電機容量的增加，其在總損耗中比重也隨之增大。通過(guò)改善通風(fēng)結構、改進(jìn)風(fēng)扇結構、減小風(fēng)扇尺寸等措施，損耗降低幅度能夠達到35％；e)降低雜散損耗，包括雜散鐵損和雜散銅損，能耗量占總損耗的10％～15％。

與普通電機相比，高效節能電機的節能效果非常明顯，通常情況下效率可平均提高4％，總損耗比普通系列電機降低20％以上，節約電能15％。電機的節能效果如圖l所示，隨著(zhù)高效電機的運行時(shí)間越長(cháng)，節電效果越明顯閉。

中國目前大批量生產(chǎn)的Y、Y2、Y3系列及J02系列三相異步電機為普通效率的電機產(chǎn)品；YE2、YX3系列為高效率三相異步電機產(chǎn)品，YE3系列等為超高效率產(chǎn)品，如表1所示。

以安徽皖南電機股份有限公司生產(chǎn)的Y系列普通電機、YE2系列高效電機(YX3系列高效電機)、YE3系列超高效電機為例，詳細介紹其功率及各項技術(shù)數，如表2所示，并分析其各類(lèi)電機的效率。皖南電機的普通電機主要以熱軋硅鋼片為導磁材料，高效電機主要以冷軋硅鋼片為導磁材料，見(jiàn)圖2。

本文來(lái)源于《山西能源與節能》。