电机及其系统节能技术发展综述

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1、电器工业CHINAELECTRICALEQUIPMENTINDUSTRY电机及其系统节能技术发展综述文/上海电器科学研究所(集团)有限公司陈伟华李秀英姚鹏摘要:电机及其系统节能是当前国际社会共同关注的话题,本文介绍了目前电机系统节能中电机本体节能的产品及标准发展,分析了几种节能电机及驱动方式,及其用于电机系统节能时考虑的因素,简要介绍了电机系统节能的技术发展动态。关键词:电机系统节能概述2.工业电机系统的耗电情况1.电机系统及其节能潜力工业用电量占总发电量比例的60%以上,根据欧盟“提高即将发表的IEC60034-30“单速三相笼型感应电动机的能高

2、效电动机和驱动的市场份额”,SAVEⅡ研究报告显示,工业效分级”标准指出:全世界工业用电动机消耗了总发电量的用电动机消耗电能占工业用电消耗的73%。在此报告中,欧盟30~40%,提高电机系统(包括电动机和调速驱动系统)的效工业部门各电机驱动系统消耗电能的比例为:率是节能工程关注的重点。通过系统优化其节能潜力可达到泵类22%,风机16%,空压机18%,制冷压缩机7%,输送30~60%。根据国际能源署电动机工作组2006年7月的报告,机2%,其它电机为36%,即风机、泵类、压缩机类共占总消耗电动机通过改善效率结合变频调速可以节约世界范围内的电能的63%

3、。7%的电能。粗略统计其中1/4～1/3的节约来自于改善电动机按行业分类,欧盟各行业消耗电能的比例为:的效率。剩余的部分来自系统整体性能的改善。化工20%,造纸和印刷13%,钢铁12%,机械和金属10%,电机系统是将不同部件或子系统组合在一起使电能转化食品和烟草9%,非金属矿8%,其它行业为28%。为机械能的系统,包括电动机,被拖动装置,传动控制系统各行业电机和其他用电设备消耗电能的情况见图1:以及管网负荷,主要用于:流体运动(泵、风机、压缩机等);物料加工(切削、搅拌、研磨、钻等);物流输送(传送带、电梯等)。因此,电机系统节能涉及多学科、多专业

4、、多领域,不同工况、不同负载特性、不同工艺过程、不同应用场所所采用的节能措施是不同的。综合起来主要考虑如表1所示的措施:图1欧盟工业部门的电力消费量中国是个发展中国家,相对欧美发达国家,中国工业发展速度比第三产业和农业要快很多。因此,工业用电动机消耗的电能的比例应比发达国家和地区更高(估计占总发电量的40%以上),且工业各不同行业的结构和总量比例也与发达国家和地区不同。上述数据仅供参考。3.我国的现状和国家推动电机系统节能的主要内容据中国电监会2008年4月公布的数据,截至到2007年底,中国发电机总装机容量为7.13亿千瓦,电动机的装机容量按最保

5、守估算应在10亿千瓦以上。这是因为①从2003年到2007442008.9CHINAELECTRICALEQUIPMENTINDUSTRYTECHNICALEXCHANGE技术交流年,国家统计局统计规模以上企业生产的交流电动机产量已针对的是工业领域,工业领域的节能潜力最大,但由于涉及累计达到7亿千瓦,除小部分出口外,大部分在国内销售,到各行业,各种复杂多样的工况,不同的负载特性,千差万且大量电机随进口机电设备进入中国;②按发电机和电动机别的工艺过程,各种各样的电机系统,因此,电机系统节能装机容量比例的通用算法为1:2.5~4估算,电动机容量应在是一

6、个极其复杂的系统工程。18亿千瓦以上,但考虑电动机生产和安装要滞后于发电机一电机系统节能虽然复杂,但也可将其分为电机产品本体定时间,故实际电动机安装量会少些;③我国发电行业这些节能,被拖动设备及传动系统节能,管网系统的节能,以及年始终处于高负荷运行状态,如按平均每年发电5千小时,其系统内不同部件或子系统合理匹配的节能,系统控制方式的中60%用于电动机,全部在用电动机年平均运行时间约为节能等。1500~2000小时,电动机总装机容量应为11~15亿千瓦之间。如果70%用于电动机,则其装机容量为12.8~17千瓦之间。因工业电机本体节能关注的主要产品此

7、,目前国内各种文献中将中国电动机现有装机容量认为是纵观世界各国的成功经验,电机系统节能都是率先从电4.2亿千瓦是远远不止的。机产品本体节能开始。工业用电机分直流和交流二大类,据据统计,2007年中国国内市场销售的高效电机占电动机Eu-25(2006)统计数据显示,欧盟在用的工业电动机中,总销量的1%左右,即98%以上电机产品是普通效率电动机,交流电动机占96.2%,直流电动机占3.8%。在交流电动机中,比美国的高效电机效率低3%,比超高效电机效率低5%;风三相感应电动机占87%,单相感应电动机占4%,同步电动机机、泵、压缩机产品效率比国外先进水平低

8、3~5个百分点,占5%,交直流两用电动机占4%,三相感应电动机又分笼型和电机传动调速及系统控制技术差距较大,系统效率比国外