电机系统节能技术及改造案例上课讲义.ppt

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1、电机系统节能技术及改造案例 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望提纲我国电机能效基本情况电机系统节能相关政策合同能源管理项目实施电机系统能效提升技术1 12 23 34 4电机的分类按功率划分1 1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，用于家电用于家电功率功率5000kW5000kW高精密机械或高精密机械或控制装置控制装置功率功率0.755000kW0.755000kW中小中小型电型电机机微特微特电机电机分马力分马力电机

2、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、搅拌机等等我国电机发展历史简介1 1我国电机发展历史简介1 1我国电机发展历史简介第一代（第一代（第一代（第一代（50-6050-60）交流低压异步电机产品发展第四代第四代第四代第四代（20002000）第五代第五代第五代第五代（20102010）第二代（第二代（第二代（第二代（8080）第一代J、JO、JO2系列第二代Y 系列第三代Y2 系列第四代Y3、YX3系列第五代YE2、YE3系列第三代（第三代（第三代（第三代（9090）1

3、1第一代（第一代（第一代（第一代（19651965）交流高压异步电机产品发展第三代第三代第三代第三代（20102010）未来未来未来未来发发展展展展第二代（第二代（第二代（第二代（19861986）2 2我国电机发展历史简介电机系统能效现状1 1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，占全社会总用电量的全社会总用电量的64

4、%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2.62.6万亿万亿kWhkWh，占工业，占工业用电的用电的75%75%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！高效电机市场占有率1 1国家国家/地区地区强强制（制（实实施年度）施年度）市市场现场现有份有份额额美国美国高效（高效（19971997）超高效超高效 (2011)(2011)超高效超高效(16%)(16%)欧洲欧洲高效高效 (2011)(2011)加拿大加拿大高

5、效（高效（20062006）超高效超高效(16%)(16%)澳大利澳大利亚亚高效（高效（20062006）超高效（超高效（10%10%）高效（高效（32%32%）中国中国普通效率（普通效率（20022002）高效率（高效率（20122012）高效（高效（5%5%）普通效率（普通效率（95%95%）l各国高效、超高效电机推进情况各国高效、超高效电机推进情况电机系统能效现状1 1按照按照GB18613-2012GB18613-2012标准，我国目标准，我国目前生产和在用电机多为低于标准前生产和在用电机多为低于标准规定的规定的3 3级能效，平均效率级能效，平均效率87%87%发达国家推行的高效电机效

6、率已发达国家推行的高效电机效率已达达90%90%以上以上美国超高效电机效率高达美国超高效电机效率高达93%93%系统运行效率比我国高系统运行效率比我国高1020%1020%电机系统能效提升的意义1 1整体提升电机系统效率整体提升电机系统效率5-8%5-8%，年可实现节电，年可实现节电1300-23001300-2300亿度，相当亿度，相当于于2-32-3个三峡电站的发电量个三峡电站的发电量提纲我国电机能效基本情况电机系统节能相关政策合同能源管理项目实施电机系统能效提升技术1 12 23 34 4电机能效标准及相关政策2 2l电动机能效标识电动机能效标识l三相异步电动机产品质量国家监督抽查三相异

7、步电动机产品质量国家监督抽查l电动机节能产品认证电动机节能产品认证 l高耗能产品淘汰制度高耗能产品淘汰制度l固定资产投资项目节能评估和审查固定资产投资项目节能评估和审查l节能节水项目企业所得税优惠节能节水项目企业所得税优惠l电动机惠民工程电动机惠民工程l合同能源管理合同能源管理电机能效标准及相关政策2 2l“十一五十一五”国家十大节能工程之一国家十大节能工程之一“电机系统节能工程电机系统节能工程”l 2010 2010年年 5 5月，国家财政部、发改委发布月，国家财政部、发改委发布“节能产品惠民工程高效电机推节能产品惠民工程高效电机推广实施细则广实施细则”l 2012 2012年年7 7月，月

8、，国务院发布国务院发布“十二五十二五”国家战略性新兴产业发展规划国家战略性新兴产业发展规划，节能环保产业位列七大战略性新兴产业之首节能环保产业位列七大战略性新兴产业之首l 20122012年年5 5月月1616日，国务院常务会议，决定安排财政补贴日，国务院常务会议，决定安排财政补贴1616亿元支持推广高亿元支持推广高效电机。效电机。l 20122012年年8 8月，国务院月，国务院 节能减排节能减排“十二五十二五”规划规划l 2012 2012年年2 2月，工信部发布月，工信部发布工业节能十二五规划工业节能十二五规划（2011-20152011-2015年）年）l 2013 2013年年5 5

9、月月 ，工信部、质检总局发布，工信部、质检总局发布电机能效提升计划电机能效提升计划淘汰低效电机依据2 2本次推出的电机能效提升计划本次推出的电机能效提升计划，将淘汰低效电机作为重点工作之一，将淘汰低效电机作为重点工作之一，从生产和使用环节从生产和使用环节入手，入手，双管齐下双管齐下：u生产环节生产环节禁止生产、销售低效电机禁止生产、销售低效电机促进电机生产转型、提升高效电机产业化能力促进电机生产转型、提升高效电机产业化能力u使用环节使用环节按计划路线图逐步淘汰在用的低效电机，鼓励按计划路线图逐步淘汰在用的低效电机，鼓励新增需求采新增需求采用高效用高效电机电机 实施存量电机系统节能技术改造，实施

10、存量电机系统节能技术改造，鼓励通过鼓励通过电机的电机的再制造进行再制造进行系系统统优化匹配优化匹配 电机能效标准概况2 2 GB 18613-2012中小型三相异步中小型三相异步电动机能效限定机能效限定值及能及能效等效等级:能效限定值、能效限定值、3 3级能效相当于级能效相当于IEC60034-30IEC60034-30标准标准规定的规定的IE2IE2（高效率值）（高效率值）GB18613-20122012内容：内容：能效等级、能效等级、能效限定值、目标能效限定值、目标能效限定值、节能能效限定值、节能 评价值。评价值。范围：范围：0.75-375kW 试验方法：试验方法：测量输测量输 入和输出

11、功率的损入和输出功率的损 耗分析法。耗分析法。GB-18613-2006内容内容 ：能效等级、能效等级、能能效限定值、目标能效限定值、目标能效限定值、节能评价效限定值、节能评价 值、功率因数。值、功率因数。范围：范围：3、2级级0.55-315kW;1级级3kW-315kW。试验方法：试验方法：损耗分损耗分 析析法，杂散损耗法，杂散损耗0.5%GB 18613-2002内容：内容：能效限定值、能效限定值、节能评价值、功率因节能评价值、功率因 数。数。范围：范围：0.55-315kW试验方法：试验方法：限定值限定值 用用损耗分析法，杂散损耗分析法，杂散 损损耗耗0.5%；节能评价；节能评价 值实

12、测法值实测法(112B)电机能效标准适用电机的范围2 2n 适用于1000V以下、50HZ三相交流电源供电，额定功率在0.75kw375kw范围内，极数为2、4、6极，单速封闭自扇冷式，N设计，连续工作制的一般用途电动机或防爆电动机。条件条件适用的电机适用的电机不适用的电机不适用的电机电源类型电源类型交流交流直流电机直流电机电压电压1000V以下、以下、50Hz60Hz及以上的三相电机、大于及以上的三相电机、大于1000V的三相电机的三相电机相数相数三相三相单相电机，如：单相电机，如：YC、YL系列等系列等 功率功率范围范围 0.75kW375kW小于小于0.75KW的的YS系列低压三相异步电

13、动机系列低压三相异步电动机大于大于375kW的低压三相异步电机的低压三相异步电机极数极数2极、极、4极、极、6极极8极及以上低压三相异步电机极及以上低压三相异步电机转速转速 单速单速非单速的电机，如：非单速的电机，如：YD、YDT系列等变极多速电机；系列等变极多速电机；YCT系列电磁调速电机；系列电磁调速电机；YVF2、YP*系列变频专用调速电机等系列变频专用调速电机等 2 2条件条件适用的电机适用的电机不适用的电机不适用的电机防护等级防护等级封闭自扇冷式封闭自扇冷式开启式，如：开启式，如：IP22、IP23的电机的电机 外加风扇的电机，如：变频专用电机（外加风扇）外加风扇的电机，如：变频专用

14、电机（外加风扇）工作制工作制S1连续工作制和连续工作制和其他工作制的电动机其他工作制的电动机用途用途通用设计型（通用设计型（N设计）设计）即一般用途或防爆用即一般用途或防爆用途途特殊用途电动机，如：特殊用途电动机，如：YLJ力矩电动机、力矩电动机、YH高滑差电动机、高滑差电动机、YEJ、YCJ等制动电动机、锥形转子异步电动机、潜水异步电等制动电动机、锥形转子异步电动机、潜水异步电动机、三相盘式异步电动机、实心转子与复合转子异步电动动机、三相盘式异步电动机、实心转子与复合转子异步电动机等机等其他其他与其他设备如泵、风扇、压缩机和减速箱等完全嵌合而不能与其他设备如泵、风扇、压缩机和减速箱等完全嵌合

15、而不能单独分离测试的电机；处于安全需要和特定设计限制（如加单独分离测试的电机；处于安全需要和特定设计限制（如加大气隙、减少启动电流、增强密封）而制造的防爆电动机；大气隙、减少启动电流、增强密封）而制造的防爆电动机；变工况专门设计的电动机；特殊环境条件下使用的电动机，变工况专门设计的电动机；特殊环境条件下使用的电动机，如高海拔安装使用的电动机、排烟电动机、纺织用电动机；如高海拔安装使用的电动机、排烟电动机、纺织用电动机；为在较恶劣供电环境下（如电动机启动电流不能过大、电网为在较恶劣供电环境下（如电动机启动电流不能过大、电网电压和电压和/或频率变动幅度较大）使用特殊设计的电动机等或频率变动幅度较大

16、）使用特殊设计的电动机等电机能效标准适用电机的范围电机能效标准目前生产的低效电机2 2目前国内主要生产的低效电机目前国内主要生产的低效电机(效率低于效率低于GB18613-2013GB18613-2013标准标准3 3级能效）：级能效）：型号型号依据标准依据标准淘汰规格淘汰规格Y系列低系列低压压三相异步三相异步电动机电动机JB/T 10391-2008 Y系列三相异步电动机技系列三相异步电动机技术条件（机座号术条件（机座号80355）机座号：机座号：H80、H90、H100、H112、H132、H160、H180、H200、H225、H250、H280、H315、H355极数：极数：2P、4P

17、、6P功率范围：功率范围：0.75kW315kW Y2系列低系列低压压三相异步三相异步电动机电动机JB/T 8680-2008Y2系列（系列（IP54）三相异）三相异步电动机步电动机 技术条件（机座技术条件（机座号号63355）机座号：机座号：H80、H90、H100、H112、H132、H160、H180、H200、H225、H250、H280、H315、H355极数：极数：2P、4P、6P功率范围：功率范围：0.75kW315kWY3系列低系列低压压三相异步三相异步电动机电动机GB/T 25290-2010Y3系列（系列（IP55）三相异步）三相异步电动机技术条件（机座号电动机技术条件（机

18、座号63355）机座号：机座号：H80、H90、H100、H112、H132、H160、H180、H200、H225、H250、H280、H315、H355极数为：极数为：2P、4P、6P功率范围：功率范围：0.75kW315kW2 2目前国内主要生产的低效电机：目前国内主要生产的低效电机：型号型号依据标准依据标准淘汰规格淘汰规格YB系列系列隔爆型隔爆型三相异步三相异步电动机电动机JB/T 5338-2004 YB系列隔爆型（系列隔爆型（dII CT4）三相异步电动机技术）三相异步电动机技术条件（机座号条件（机座号80315）除除8极、极、10极外极外其他规格都属于淘汰范围其他规格都属于淘汰范

19、围YB2系列系列隔爆型隔爆型三相异步三相异步电动机电动机JB/T 7565.1-2004YB2系列系列 隔爆型三相异步隔爆型三相异步电动机技术条件（机座号电动机技术条件（机座号63355）机座号：机座号：H80、H90、H100、H112、H132、H160、H180、H200、H225、H250、H280、H315、H355，极数：，极数：2P、4P、6P功率范围：功率范围：0.75kW315kW 基于上述产品进行改进设计、自行命名的一些产品，只要该类产品适用于GB18613-2012的产品范围，且效率达不到GB 18613-2012标准3级能效水平，都属于禁止生产、销售和使用范围。电机能效

20、标准目前生产的低效电机产品类型代号产品类型代号规格代号规格代号补充代号补充代号特殊环境代号特殊环境代号u我国对电机型号的标识有统一的标准规定，通过电机型号可以了解到电机的基本信息，如系列、功率、极数等，电机型号标识主要由以下内容组成电机类型电机类型代号代号电机类型电机类型代号代号直流发电机直流发电机ZF异步电动机异步电动机Y直流电动机直流电动机Z同步电动机同步电动机T同步发电机同步发电机TF电磁调速三相异步电动机电磁调速三相异步电动机YCT2 2电机能效标准电机型号标识方式序号序号特殊环境特殊环境代号代号序序号号特殊环境特殊环境代号代号1热带用热带用T5户外用户外用W2湿热带用湿热带用TH6船

21、（海）用船（海）用H3干热带用干热带用TA7化工防腐用化工防腐用F4高原用高原用GY Y异步电动机异步电动机户外化工防腐、等级户外化工防腐、等级1 1132132中心高、短机座、中心高、短机座、4 4极极132S-4132S-4WF1WF1例：例：2 2电机能效标准电机型号标识方式类类型型低压三相异步电动机低压三相异步电动机（220、380、690千伏）千伏）高压三相异步电动机高压三相异步电动机（6千伏、千伏、10千伏）千伏）永磁三相同步永磁三相同步电动机电动机型型号号Y系列、系列、Y2系列、系列、Y3系列三相异步系列三相异步电动机电动机一般用途电机一般用途电机 YX3、YE2、YE3系列高效

22、和超高系列高效和超高效三相异步电动机效三相异步电动机 YB2系列隔爆型三相异步电动机系列隔爆型三相异步电动机 YA系列增安型三相异步电动机系列增安型三相异步电动机 YD、YDT系列变极双速（多速）系列变极双速（多速）三相异步电动机三相异步电动机 YH系列高滑差三相异步电动机系列高滑差三相异步电动机 YLJ系列力矩三相异步电动机系列力矩三相异步电动机 YCT系列电磁调速三相异步电动机系列电磁调速三相异步电动机 YVF、YVP系列变频调速三相异步系列变频调速三相异步电动机电动机 YR系列绕线转子三相异步电动机系列绕线转子三相异步电动机 YZR系列系列 起重冶金绕线转子三相起重冶金绕线转子三相异步电

23、动机异步电动机 YF系列纺织用三相异步电动机系列纺织用三相异步电动机.Y系列高压三相异步电动机系列高压三相异步电动机 YKK系系列空空冷高压三相异步电动机列空空冷高压三相异步电动机 YKS系列空水冷高压三相异步电动系列空水冷高压三相异步电动机机 YB系列隔爆型高压三相异步电动系列隔爆型高压三相异步电动机机 YA系列增安型高压三相异步电动系列增安型高压三相异步电动机机 YX系列高压高效三相异步电动机系列高压高效三相异步电动机 YXKK系列空空冷高压高效三相异系列空空冷高压高效三相异步电动机步电动机 YXKS系列空水冷高压高效三相异系列空水冷高压高效三相异步电动机步电动机 YBX系列隔爆型高压高效

24、三相异步系列隔爆型高压高效三相异步电动机电动机 YAX系列增安型高压高效三相异步系列增安型高压高效三相异步电动机电动机.自启动永磁自启动永磁高效三相同步高效三相同步电动机电动机 变频驱动永变频驱动永磁高效三相同磁高效三相同步电动机步电动机 电梯曳引机电梯曳引机用永磁高效三用永磁高效三相同步电动机相同步电动机 2 2电机能效标准我国常见电机型号2009年12月4日：工信部颁布了高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）（工节2009第67号），将低压电机中的J、JO、JO2等及其派生系列产品予以明令淘汰2012年4月6日：工信部颁布了高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）（公告2012年

25、第14号），将低压电机中的Y系列产品予以明令淘汰2 2淘汰低效电机淘汰目录2013年底前 第一批（第一批（JO2、JO3等系列）淘汰目等系列）淘汰目录 第二批（第二批（1993年（含）前生年（含）前生产Y系列）淘汰目系列）淘汰目录 第二批（第二批（2003年（含）前生年（含）前生产Y系列）淘汰目系列）淘汰目录 拟定第三批（定第三批（2003年（含）前生年（含）前生产Y2、Y3系列）系列）淘汰目淘汰目录 企企业自行命名的低效自行命名的低效电机机 第二批（第二批（1998年（含）前生年（含）前生产Y系列）淘汰目系列）淘汰目录2014年底前2015年底前2 2淘汰低效电机路线图节能产品惠民工程：力促

26、推广产品类型产品类型额定功率（千瓦）额定功率（千瓦）补贴标准补贴标准（元（元/千瓦）千瓦）低压三相异步电机低压三相异步电机0.550.55额定功率额定功率222258582222额定功率额定功率3153153131高压三相异步电机高压三相异步电机355355额定功率额定功率25000250002626稀土永磁电机稀土永磁电机0.550.55额定功率额定功率31531510010020112011年高效电机推广任务为年高效电机推广任务为31773177万千瓦万千瓦国家预计补贴国家预计补贴2020亿元亿元使高效电机市场份额从不足使高效电机市场份额从不足3%3%提高到提高到25%25%p节能产品惠民

27、工程高效电机推广实施细则（财建2010232号）p关于做好2011年高效电机推广工作的通知（财建201162号）节能产品惠民工程2 2节能产品惠民工程：实施情况31187个型号规格88家企业4批目录还需要进一步提高下拨4.06亿元1584万kW23家企业获补财政部、发改委、工信部关于简化节能家电、高效电机补贴兑付信息管理及加强高效节能工业产品组织实施等工作的通知（财建20138号）节能产品惠民工程2 2节能产品惠民工程2 2列入国家节能产品惠民工程，国家予以财政补贴的三类电机列入国家节能产品惠民工程，国家予以财政补贴的三类电机：类型类型产品范围产品范围效率指标效率指标低压高效低压高效三相异步电

28、动机三相异步电动机符合符合GB 18613-2006高于或等于高于或等于2级水平级水平高压高效高压高效三相异步电动机三相异步电动机额定功率：额定功率：355kW（含）（含）25000 kW（含）（含）额定电压：额定电压：6000伏或伏或10000伏伏极数：极数：2、4、6、8、10、12不包括：不包括：变极多速电机、各种调速电机变极多速电机、各种调速电机 绕线转子电机绕线转子电机 变频专用调速电机变频专用调速电机 特殊用途电动机特殊用途电动机 不低于规定指标（具体要求见不低于规定指标（具体要求见节能产品惠民工程高效电机推广节能产品惠民工程高效电机推广实施细则及相关文件的附件实施细则及相关文件的

29、附件1、附件附件2）在一般用途的笼型高压异步电在一般用途的笼型高压异步电动机效率指标的基础上，损耗降动机效率指标的基础上，损耗降低低20%计算出来的计算出来的稀土永磁稀土永磁三相同步电动机三相同步电动机额定功率：额定功率：0.55 kW（含）（含）315 kW（含）（含）额定电压：额定电压：690伏及以下伏及以下极数：极数：2、4、6不包括：不包括：单相永磁同步电动机，如汽车用永磁电机；单相永磁同步电动机，如汽车用永磁电机；家用电器用永磁电机家用电器用永磁电机 自启动永磁同步电动机在额定自启动永磁同步电动机在额定点的效率应高于或等于点的效率应高于或等于GB18613标准规定的标准规定的2极效率

30、保证值极效率保证值 8极及以上自启动永磁电机在额极及以上自启动永磁电机在额定点的效率应大于或等于同功率定点的效率应大于或等于同功率6极电机的效率极电机的效率 提纲我国电机能效基本情况电机系统节能相关政策合同能源管理项目实施电机系统能效提升技术1 12 23 34 4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、负载、传动装置、控制（调速）装置以及管网负包括电动机、负载、传动装置、控制（调速）装置以及管网负荷等。荷等。3 3高效电机一定节能，但节能效果与负载特性和运行工况有关高效电机一定节能，但节能效果与负载特性和运行工况有关 当应用在转矩与转速平方成比例的当应用在转矩与转速平方成比例

31、的工况时（如离心式水泵、风扇等），工况时（如离心式水泵、风扇等），转速的增加将会导致输出功率（转转速的增加将会导致输出功率（转矩）的增加，有时会削弱提高效率矩）的增加，有时会削弱提高效率所带来的好处所带来的好处 电机系统能效提升的基本概念 3 3电机机组系统专用高效电机变频调速电机伺服控制电机直驱式水泵机组直驱式螺杆压缩机机组控制装置电机系统节能改造存在的问题4 4u应用于工业领域的电机，由于涉及行业多，不同的负载设备，复杂多样的工况，千差万别的工艺过程，因此，电机系统节能工程是一个综合考虑电动机本体、拖动设备、控制装置、管网以及各子系统间最佳匹配的复杂的系统工程u对电机系统节能还存在不少误区

32、，而且还存在许多困难，一定程度上限制了电机系统节能工程的开展电机系统节能技术 针对针对电机系统节能，急需开展以下工作：深入开展电机、机组及系统节能技术研究：研发高效节能电机；高效风机、水泵、压缩机机组；电机系统的合理匹配；电机系统节能的技术集成方案，系统节能集成产品等。制订电机系统节能相关标准与规范：电机系统能耗诊断规范、电机系统节能改造规范、电机系统能效检测与评价规范等。建立电机系统节能认证机构：市场准入认证、节能产品认证、各类高效电机系统节能认证。3 3电机系统能效提升的主要措施推广高效电机、淘汰低效电机 电机存量调整与增量提升相结合鼓励电机高效再制造 淘汰低效电机与电机高效再制造相结合系

33、统节能技术研究和产品开发，实施系统节能改造 技术研发与推广示范相结合推广合同能源管理项目实施 传统技改方式与创新项目实施模式相结合3 3电机系统节能匹配技术3 3之一之一之二之二之三之三之四之四高效高效异步异步电机替换电机替换稀土永磁高效电机替换稀土永磁高效电机替换变频调速节能变频调速节能变极调速节能改造变极调速节能改造负载率负载率50以上、以上、年运行时间长的恒年运行时间长的恒转矩负载转矩负载负荷变化频繁、常运行负荷变化频繁、常运行于空、轻载状态的负载于空、轻载状态的负载需要调速运行、系统功需要调速运行、系统功率随调速变化的场所率随调速变化的场所需要调速、但调节频需要调速、但调节频次不高或随

34、工艺要求次不高或随工艺要求定变速调节的场所定变速调节的场所输送带、机床等输送带、机床等纺织、化纤、冲床等纺织、化纤、冲床等水泵、风机、空压机等水泵、风机、空压机等循环水泵、引风机等循环水泵、引风机等之五之五之六之六之七之七之八之八内馈串级调速改造内馈串级调速改造相控调压系统节能改造相控调压系统节能改造电机减容增效改造电机减容增效改造系统精细化匹配系统精细化匹配高压大功率绕线转高压大功率绕线转子异步电动机的调子异步电动机的调速速负荷率较低、功率因数负荷率较低、功率因数小、负载变化较大且不小、负载变化较大且不允许速度变化的设备允许速度变化的设备中大功率电机的降容和中大功率电机的降容和增加效率增加效

35、率解决解决“大马拉小车大马拉小车”和和“专用型电机太少专用型电机太少”大型水泥大型水泥、化工泵化工泵等等扶手电梯、机床等扶手电梯、机床等大型工业电机等大型工业电机等水泵、风机专用机组水泵、风机专用机组等等电机系统节能匹配技术3 3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：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：1 1、高效电机匹配节能技术、高效电机匹配节能技术适用于负载率较高（适用于负载率较高（50%50%以上）、年运行时间较长的

36、恒转矩负载，运行效率平以上）、年运行时间较长的恒转矩负载，运行效率平均提高均提高3%3%5%5%以以11kW11kW、4 4极电机为例，极电机为例，Y Y系列（低于系列（低于3 3级能效）电机效率为级能效）电机效率为88%88%，YE3YE3（2 2级能级能效效)电机效率为电机效率为91%91%，年运行时间为，年运行时间为4000h4000h，负荷率为，负荷率为0.750.75，可得采用高效率电，可得采用高效率电机每年的电能节约为：机每年的电能节约为：按每度电费按每度电费0.750.75元计，一年可节约电费元计，一年可节约电费925.5925.5元。按元。按Y Y系列电机销售价系列电机销售价2

37、0202020元、元、YE3YE3销售价销售价37503750元计，差价元计，差价17301730元，回收期元，回收期1.41.4年。年。电机系统节能匹配技术3 32 2、永磁同步电动机匹配节能技术、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、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，平均节电率高达拉丝类设备上应用，有较好节能效果，平均节电率高达1010以上以上案例案例1 1在化纤工业生产中，聚酯切片干燥设备（转鼓设备），配套电机为三相异步电动机，型在化纤工业生产中

38、，聚酯切片干燥设备（转鼓设备），配套电机为三相异步电动机，型号为号为Y132S-4Y132S-4（5.5kW5.5kW），干燥设备的加工过程为：加料之后，电机转矩通过减速机传递），干燥设备的加工过程为：加料之后，电机转矩通过减速机传递给转鼓，带动转鼓以给转鼓，带动转鼓以3.53.5转转/分钟的转速运行，其运行周期约为分钟的转速运行，其运行周期约为1414个小时。为了使转鼓顺个小时。为了使转鼓顺利起动，常按转鼓最大负荷来选配电动机，因此正常运行时负荷率在利起动，常按转鼓最大负荷来选配电动机，因此正常运行时负荷率在30%30%左右，转鼓配左右，转鼓配套套电机能力过剩很大。因此，将转鼓配套的异步电动

39、机替换为高起动转矩永磁同步电动机电机能力过剩很大。因此，将转鼓配套的异步电动机替换为高起动转矩永磁同步电动机。上上海海德德福福伦伦化化纤纤有有限限公公司司聚聚酯酯切切片片干干燥燥转转鼓电机的节能改造鼓电机的节能改造3 3三相异步电动机(2#)504012640145626.5永磁同步电动机(2#)3947440114620.8电机类型有功电量（W.h）无功电量（Var.h）平均有功功率（W）负载率（%）三相异步电动机（1#）449311373145326.4永磁同步电动机（1#）3266.71240104218.9电机类型投资费用（元）年节电费（元）投资回收期（年）永磁同步电动机（1#）400

40、012843.1永磁同步电动机(2#)400016172.47总计800029012.76化纤倍捻机用永磁电机的替换4 4310G化纤倍捻机是化纤长丝加捻设备，作为喷水织机前道设备，纺织厂需大量配备，一台倍捻机由两台7.5KW三相异步电动机驱动，占纺织厂总用电量的50%以上。而倍捻机常用的普通三相异步电动机，效率在87%以下，长期运行在轻载状态下，功率因数也很低，造成电能浪费。在节能改造时可采用二台7.5KW 三相稀土永磁同步电动机替代原异步电动机，在吴江南华喷织有限公司一车间2548号24台倍捻机上的实测结果为：电动机类型三相异步电动机稀土永磁电动机对比变化值测试时间(小时)7272线电流（

41、安培）312.7246.721.1%功率因数（Cos）0.8480.9860.138总消耗电度数（KWH)12960116641296节电率（%）1024小时节电（KWH）432一台稀土永磁同步电动机每年可节电：0.75（度/小时）24（小时）330（天）=5940（度），每年可节省电费：4455（元/年）。吴江南华喷织有限公司共有倍捻机576台，全部改造完毕后，每年可节省电费：4455（元/年）576（台）=2566080（元/年）=256.6（万元/年）电机系统节能匹配技术3 33、变极调速节能技术、变极调速节能技术主要用于高压电机系统改造，通过改变定子绕组的接线方式，达到改变电机主要用于

42、高压电机系统改造，通过改变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）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101030%30%。针对水泵、风机等需要定量调节流量的场所，将单速高压电机再制造成变极针对水泵、风机等需要定量调节流量的场所，将单速高压电机

43、再制造成变极双速高压电机，比采用高压变频器调速具有投资少、成本低、节能效果好、双速高压电机，比采用高压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对电网无污染、不受场地限制等优点电机系统节能匹配技术3 3高高压单压单速速电电机改造成机改造成变变极双速极双速电电机机uYSKL1250-16 3800kW/6kVYSKL1250-16 3800kW/6kV发电厂循泵电机改为发电厂循泵电机改为16/18P16/18P双速电机双速电机u电机输出功率减少电机输出功率减少30%30%，年节电，年节电237237万度万度调速调速方式方式改造费改造费用用(万万)控制柜控制柜价格价

44、格(万万)控制柜控制柜体积体积（cm）设备设备自身自身损耗损耗节电节电（万度）（万度）投资回报投资回报期（年）期（年）变极双变极双速电机速电机调速调速3031500*1400*2000237.60.180.2（带（带控制柜）控制柜）高压高压变频器变频器调速调速2008900*1400*27803%220.11.34电机系统节能匹配技术3 34 4、电机减容或增容增效改造电机减容或增容增效改造按实际运行工况、容量需求，重新设计制造，减小或增加电动机容量，按实际运行工况、容量需求，重新设计制造，减小或增加电动机容量，使之按需输使之按需输出，达到节能目的；对于连续运行、负荷基本恒定、不调速、不频繁启

45、动情况下，综出，达到节能目的；对于连续运行、负荷基本恒定、不调速、不频繁启动情况下，综合节电率可达合节电率可达1515左右。左右。案例案例4 4：一台额定功率为一台额定功率为35003500千瓦的千瓦的6 6千伏电机，因产量增加要增加电机功率，现对该电机进千伏电机，因产量增加要增加电机功率，现对该电机进行行增容改造，在原定子槽内嵌入重新设计的线圈，采用减薄绝缘结构和真空浸漆工艺，增容改造，在原定子槽内嵌入重新设计的线圈，采用减薄绝缘结构和真空浸漆工艺，可使电机的额定功率提高到可使电机的额定功率提高到4000-42004000-4200千瓦。如果新购一台千瓦。如果新购一台40004000千瓦电机

46、，需投资约千瓦电机，需投资约8080万元，而本方案只需投资万元，而本方案只需投资2020多万元。多万元。电机系统节能匹配技术3 35 5、风机、水泵专用电机匹配节能技术风机、水泵专用电机匹配节能技术适用于风机、水泵等负载场合，解决因二次选型增容、电机功率等级限制等造适用于风机、水泵等负载场合，解决因二次选型增容、电机功率等级限制等造成的机组效率较低、成的机组效率较低、“大马拉小车大马拉小车”状况。状况。案例案例5 5、上海卷烟厂动力车间水泵电机的节能改造上海卷烟厂动力车间水泵电机的节能改造:n现状：Y200L2-2-37KW普通电机拖动IS100-65-250清水离心泵，电机负荷率90%以上，

47、年运行时间3000小时以上；n方案：将原低效电机改用YSE2-200L2-2-37KW水泵专用高效电机，同时调整水泵阀门，尽量接近额定流量运行；n效果：节电率达到12.3%。电机系统节能匹配技术3 36 6、无刷双馈调速异步电动机技术无刷双馈调速异步电动机技术 无刷双馈电机是近年来发展起来的一种由两套不同极对数的定子无刷双馈电机是近年来发展起来的一种由两套不同极对数的定子绕组和一套绕线转子绕组构成的新型交流感应电机。经过特殊设计的绕绕组和一套绕线转子绕组构成的新型交流感应电机。经过特殊设计的绕线转子，使得两套定子绕组产生不同极对数的旋转磁场间接相互作用，线转子，使得两套定子绕组产生不同极对数的

48、旋转磁场间接相互作用，并能对其相互作用进行控制来实现能量传递。其中一套定子绕组接固定并能对其相互作用进行控制来实现能量传递。其中一套定子绕组接固定工频电源，称为功率绕组，另一套定子绕组接变频驱动控制器，称为控工频电源，称为功率绕组，另一套定子绕组接变频驱动控制器，称为控制绕组。制绕组。它的主要特点是用它的主要特点是用1/31/3或或1/21/2的功率取代全功率的高压变频，用于的功率取代全功率的高压变频，用于有速度变化要求但调速范围较小（不超过有速度变化要求但调速范围较小（不超过30%30%）的场所，比使用高压变频）的场所，比使用高压变频还节能还节能3%3%以上，并且维护简单，体积小，节能效果好

49、，比安装高压变频以上，并且维护简单，体积小，节能效果好，比安装高压变频还多节能还多节能3%3%以上以上。案例案例6 6 湖北某电机公司将该技术改造高压大功率绕线转子异步电机用于大功湖北某电机公司将该技术改造高压大功率绕线转子异步电机用于大功率率球磨机、粉碎机等设备的改造。综合节电率可达到球磨机、粉碎机等设备的改造。综合节电率可达到10%10%40%40%。电机系统节能匹配技术3 37、新型无滑环绕线转子异步电动机 起动状态和正常运行状态分开设计，分别达到最佳性能，提高效率2-4%2-4%。电机起动力矩大，可在1.3-2.11.3-2.1倍中任意设计；起动电流小，仅为3.2-5.73.2-5.7

50、倍，无需软起动；功率因数高，2-102-10极电机功率因数都可达到0.90.9以上，不需功率因数补偿；效率高，160-3000kW160-3000kW、2-102-10极型电动机效率可达到95.4-97.3%95.4-97.3%；主要适用于：矿山（铁矿、金矿、有色金属矿）球磨机电机、水泥磨机电机、真空泵电机、油隔泵电机、中小型轧钢电机、油田磕头机专用电机等。特别“适合”取代正在使用的绕线滑环电机。3 3湖北某电机公司新型无滑环绕线转子异步电动机应用案例矿山水流磨机山水流磨机迁西迁西县中中兴矿业有限公司有限公司 使用新型使用新型电机机应用案例用案例型号型号为：YXR3 315L-8,95kW（2