高效電機的節能經濟分析及應用

【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，進行了節能經濟分析，對超高效電機在生產運行中的應用進行了理論和實際分析節電量對比，得出改造后的節能價值，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能耗設備，廣泛應用于流體機械領域，其產量的增長速度直接反映國民經濟的增長速度。電機系統具有巨大的市場空間和節能潛力，電機系統節能工程已被列為“十二五”十大重點節能工程之一，是國家實施節能減排既定工作的重點關注領域。

1 國內電機應用現狀

目前，中國生產和在用的電機以Y系列為主，占據了近90％以上的市場份額，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，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％，可在全國范圍內實現節電200×108kw·h，相當于1×104 Mw裝機容量的火力發電廠的年發電量。因此，工業領域電機能效水平的提高，不僅直接關系到工業能耗水平，而且對社會整體用電效率具有很大影響。通過大力推廣高效電機，淘汰在用普通電機，對現有普通電機進行改造等方式能夠促進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，還可帶動壓縮機、水泵、風機等設備提高能效水平，進而提高中國整個裝備制造業的能效水平。

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，改進線圈結構，增加銅線截面，減少銅耗，提高制造精度，降低雜質損耗；

d)降低機械損耗，通常包括通風系統損耗及軸承摩擦損耗，隨著電機容量的增加，其在總損耗中比重也隨之增大。通過改善通風結構、改進風扇結構、減小風扇尺寸等措施，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，隨著高效電機的運行時間越長，節電效果越明顯閉。

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

以安徽皖南電機股份有限公司生產的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數，如表2所示，并分析其各類電機的效率。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，見圖2。

本文來源于《山西能源與節能》。

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