谈谈高效电机的政策、技术和经济效益

谈谈高效电机的政策、技术和经济效益

      众所周知，全球气候变化对人类的生存和发展影响深远，是各国面临的重大挑战。气候变化已成为当今世界最令人担忧的话题之一。可以说，进一步推进节能减排是应对气候变化的关键。近年来，国家资金充分重视对国民经济和社会发展的重要调控和管理工具的作用，稳步增加投资，支持应对气候变化的节能减排。工业是节能减排的重点领域，电机是工业领域应用最广泛的配套设备。在我国，电机系统的耗电量约占总耗电量的60%。因此，高效节能电机是促进工业节能的关键。
      随着国家节能减排政策的不断落实，普通电机已不再具备与高效电机相比的竞争优势。为了提高电机系统生产应用企业的效率，取得更好的节能效果，国家一直鼓励生产高效电机，并通过各种方式强制淘汰低效电机。提高机动车能效标准也是各国的主要政策方针和执行方法之一。然而，高效电机的推广并不顺利。众所周知，高效电机有许多优点，如节能、环保和高效率，但由于价格原因，它们没有被接受。为此，高效电机的市场领导者，上海电液气动有限公司高级工程师崔华健的编辑们应邀听取了关于高效电机的最新国际和国家指南，技术经验，高效电机的经济效益和社会效益。谈谈他的意见。

      崔华健教授级高级工程师，原上海跃进电机厂总工程师，上海先锋电机厂总工程师、厂长，上海电气（集团）公司、上海联合电气（集团）公司、上海电气先锋电气有限公司总工程师，目前经营上海电液气动有限公司。

问题

      请介绍国际和国家机动车能效标准和机动车高效节能指南的现状。

答：

      现在让我们来谈谈在世界范围内发布电机和高效电机能效标准的一些指南和法规。目前，国际领先的汽车节能标准包括美国、欧盟、国际电工委员会等国家和集团标准。早在20世纪80年代，美国就引入了高效电机的概念。自1992年10月24日起，NEMA标准MG1-1993《高效电机EPACT（E+）》成为一项具有约束力的实施标准。1997年，美国实施了E+2标准。随后，2010年12月17日，超高效的E+3电机标准出台实施。加拿大和澳大利亚等一些国家也紧随其后。欧洲联盟在1999年推出了一项高效率的电机效率标准（即欧盟-中东欧-中东欧经济共同体协定）。EU-CEMEP协议对电机的效率进行了分类和识别，即Eff1、Eff2和Eff3。协议规定制造商生产产品。铭牌和样品数据表上列出了效率等级的标识和效率值。IE1标准效率将于2005年底实施，IE2标准效率将于2011年实施，IE3标准效率将于2015年和2021年逐步实施。

      为统一全球电机效率标准，国际电工委员会IEC组织于2008年10月发布了《三相笼型感应电机能效分级标准iec60034-30》。根据不同国家的不同情况，iec60034-30将电机能效标准统一划分为IE1、IE2、IE3和IE4四个层次，并制定了50赫兹和60赫兹两个标准体系，在电源频率为50赫兹或60赫兹的国家使用。面积。对于50 Hz电源，IE1的能效等级对应于EU的Eff2，IE2的能效等级对应于EU的Eff1。对于60Hz电源，IE2的能效与美国的EAPACT相同，IE3的能效与美国NEMA PRIMIER相同。2016年，IEC组织发布了IEC 60034-30-2:2016，这是IE5效率标称限值的首次官方出版物。

      顺应国际电机效率的发展趋势，西安西玛电机配合我国节能减排指令的实施，我国开始制定国标gb18613《中小型三相异步电机限值及能效等级》进入21世纪后的汽车。该标准于2007年7月1日正式实施，并规定自2011年7月1日起，能效标准不符合国家IE2标准约束性要求的产品不得再生产和销售。截至2012年9月1日，电机的设想能效限定值被采纳为建议，根据该建议，额定输出功率下的电机效率不得低于国家2级能效标准（IE3）。今年，新版GB18613-2020《电机限值及能效等级》标准发布，其中宣布自2021年6月1日起执行强制性IE3能效最低标准。此外，2008年6月1日，我国公布了《能效标识管理办法》，规定电机必须标注能效等级。关于中国古代电机系列产品的指南和规定，我在这里不作详细介绍。

问题

      技术是推动工业发展的关键。您多年来一直深入电机领域。你能分享一些干货吗？

答：

      从技术上讲，NEMA高效电机和IEC高效电机都值得学习。其中，由上海电器研究院（集团）有限公司指导，行业内各大骨干企业研制的YX3、YE3系列高效、超高效IEC标准电机，由研发公司开发、深入研究，并量产销售。因此，我不会在这里讨论高效的IEC电机。我原来在上海电气集团公司工作。1996年，该公司开始开发符合NEMA标准的E+高效电机，后来将成为E+3超高效电机。因此，我有一些经验和经验与NEMA高效电机。

      1） 根据IEEE112-B标准对NEMA高效电机和超高效电机的效率进行了测试。对于电机，应考虑TEFC和ODP两个系列版本。需要注意的是，ODP系列产品应用广泛，铁芯外圈应尽量设计。对于TEFC电机，牺牲散热片的散热面积，提高产品效率是值得的。

      2） 大型电机（如440个插座、500个插座以上）的温升很难实现，因此应注意风扇、导风板和挡风玻璃的设计。另外，有些规格还需要考虑定子铁心外圈和插座的具体工艺问题。小型电机（如140座、180座）难以达到效率，各种损失必须得到充分补偿。如硅钢片的选择、冲压片和铁芯的加工工艺等，这些因素直接影响铁损、散射损耗和散热效果。对于大型ODP电机，可以考虑在定子铁芯上添加多个（甚至一个）径向通风管道。在保证功率因数的前提下，尽量增大气隙，减少泄漏。

      3） 在电磁设计方面，尽量优化设计。一方面，E+电机，特别是E+3电机的材料成本相对较高。因此，应设计合适的铜铁比，以更好的加工工艺控制材料成本。对于较大的电机，在公司的生产过程中尽可能多地使用软绕组。另一方面，在产品设计过程中使用好的开发软件也是非常重要的。例如，在设计过程中可以更准确地计算绕组温升、效率曲线、噪声等指标，可以尝试比较不同槽位坐标的计算结果。

      4） 用户对电机的选择非常重要。只有根据负载特性和效率曲线进行精确计算，选择相应的功率水平，才能使高效电机的运行效率更高。对于NEMA电机，必须充分考虑低于额定功率的效率和利用系数

问题

      你认为使用高效电机能给这个行业带来很多经济效益吗？如何衡量经济效益和社会效益的关系？

答：

      与普通电机相比，电机制造的高效益和高效益是很多厂家难以接受的。据统计，Y系列电机平均效率为87.3%，高效YX3系列电机平均效率为90.3%，高效YE3系列电机平均效率为91.7%。与普通电机相比，高效电机的损耗降低了20%左右。与高效电机相比，超高效电机的损耗减少了15%左右。对于年运行时间在8000小时以上的电机，平均值按0.7元/kWh计算，按照目前的峰、平、谷时段，如果负荷率超过60%，基本上是一年，使用高效电机增加的直接费用可以用一半的时间来弥补。因此，使用高效率和高效率电机的直接经济效益是值得期待的。

      我们相信，从第一次发明到现在，社会总是在进步，西玛电机的效率已经提高了。随着新设计、新材料、新工艺的不断进步，电机的效率在未来必然会不断提高，改进的难度也会相应增加。然而，只有不断提高电机效率，才能提高系统的节能效果和更高的社会效益。当然，在这一过程中，我们还必须确保遵守国际公约和国家法律法规。节能减排是现阶段人类面临的共同问题。企业和企业家都应该承担责任。企业应该意识到，社会效益是追求经济效益的最高标准。

      西安西玛电机有限公司生产的YE2系列高效节能三相异步电动机应用于国民经济各个领域，如机床、水泵、风机、压缩机，也可适用于运输、搅拌、印刷、农机、食品等各类不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。

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