1、电机系统节能技术的发展,电气1001班 闫娜 崔瑾 刘玲,一.我国电机系统节能现状,二.提高电机效率的途径,三.新型电机,五.我国存在的问题,四.电机系统节能技术发展趋势,六.国外电机节能计划,电机系统的组成,电机系统节能,主要包括：更新淘汰低效电动机及高耗电设备；合理匹配电动机系统，提高电动机效率；利用先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械方式。,电机及其拖动应用现状,我国电机系统能效情况,冶金：焦化、烧结工艺的鼓风机、除尘风机；炼铁及炼钢工艺中除尘风机、冷却水泵；轧钢工艺中加热炉风机、除鳞水泵等推广变频调速。有色：有色金属冶炼炉、除尘系统自动化控制及风机调速改造。电力：重点对20万千瓦以
2、上火力发电机组低效运行的风机、水泵系统进行变频调速及计算机控制改造。石油、石化、化工：工艺系统流程泵变频调速及自动化控制改造。,液压水泵,石油,电机系统节能主要实施内容,1、 加速老旧设备淘汰更新更新风机、水泵、压缩机2、改善风机、泵类电机系统调节方式主要采用变频调速方式 改变调节方式3、改进工艺拖动、牵引拖动调速方式以先进的电力电子技术为重点（可控硅）4、优化电机系统的运行和控制推广软启动装置、无功补偿、计算机自动控制系统等技术5、科学设计电机系统配置电机系统优化配置的设计规范。,存在的问题,我国电机系统运行效率低、能耗高设备陈旧、效率低“大马拉小车”现象严重系统调节方式落后,一.我国电机系
3、统节能现状,二.提高电机效率的途径,三.新型电机,五.我国存在的问题,四.电机系统节能技术发展趋势,六.国外电机节能计划,1、提高材料特性2、改善电机结构3、合理利用电磁转换原理（变频调速电机）,1、提高材料特性,改变绕组接法来提升电机效率接 / Y接 _Y混合绕组,2、改善电机结构,并联型,串联型,消除高次谐波，改善气隙磁场波形谐波引起的附加损耗降低提高基波绕组系数线圈匝数减少，铜耗降低,改变风扇形式来提升电机效率离心式风扇 轴流式风扇,2、改善电机结构,离心式风扇：,轴流式风扇：,机械损耗 降低 30% - 40%,离心式风扇,轴流式风扇,风压高 风量低 噪声大 效率低,风压低 风量高 噪
4、声小 效率高 重量轻 体积小,大中型电机,3、合理利用电磁转换原理（变频调速电机）,变频调速电机，简称变频电机，是变频器驱动的电动机的统称。可以在变频器的驱动下实现不同的转速与扭矩，以适应负载的需求变化。变频电动机由传统的鼠笼式电机发展而来，并且提高了电机绕组的绝缘性能。,变频调速电机采用电磁设计,变频调速目前已经成为主流的调速方案，广泛应用于各行各业的无级变速传动。,平均效率提高 1% - 2% 平均功率因数( )提高 2% - 5% 平均功率密度(蓄电池的输出功率与其体积之比) 提高 10% - 15%,一.我国电机系统节能现状,二.提高电机效率的途径,三.新型电机,五.我国存在的问题,四
5、.电机系统节能技术发展趋势,六.国外电机节能计划,1、开关磁阻电机 2、双馈电机 3、轴向迭片同步磁阻永磁电机 4、交直流混合电机 5、矩阵电机,共同特点： * 突破了原来圆形旋转磁场的概念； * 电机本体与控制集成一体，高效、高可靠； * 多个电磁力矩混合作用，高功率密度。,开关磁阻电机,由于是运用磁阻最小原理，故称为磁阻电机；又由于线圈电流、磁通状态直接受开关控制，故称为开关磁阻电机。,开关磁阻电机,开关磁阻电机是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。,图示：双凸极结构,开关磁阻电机,转子上没有电刷，结构简单坚固，适用于高速驱动；调速范围宽，
6、且整个调速范围内都具有较高效率；电机转子无永磁体，允许较高的温升；由于绕组均在定子上，电机容易冷却。,一.我国电机系统节能现状,二.提高电机效率的途径,三.新型电机,五.我国存在的问题,四.电机节能技术发展历程与趋势,六.国外电机节能计划,四 中国高效电机发展历程与趋势,四 中国高效电机发展历程与趋势,90年代，出现Y2-E系列异步电动机，整个系列的电机效率高于普通Y2系列电机效率，其外形美观，高效、节能，电机噪声和振动小、运行可靠。,2005年开发了以冷轧硅钢片为导磁材料的YX3系列电机，是根据国家节能的产业政策，在中小型电机行业内首次采用冷轧硅钢片为导磁材料，其效率指标符合欧洲eff1标准
7、。,四 中国高效电机发展历程与趋势,同时，2005年出现低压大功率三相异步电动机系列，随着应用场合和市场需求的不断扩大以及价格等的优势，这类电机受到大家关注，部分高压电机调速系统已被低压调速系统替代。,四 中国高效电机发展历程与趋势,2011年7月1日起正式实施新能耗强制性能效标准。2011年7月1日以后我国禁止销售3级能效电机，2012年，高效节能电机已经全面取代传统高能耗电机。,四 中国高效电机发展历程与趋势,国家发改委启动了“十一五”国家电动机系统节能工程，该工程的主要内容是：更新淘汰低效电动机及高耗电设备：推广高效节能电动机、稀土永磁电动机、高效风机、泵、压缩机、高效传动系统等。 提高
8、电机系统效率：推广变频调速、永磁调速等先进电机调速技术， 被拖动装置控制和设备改选 优化电机系统的运行和控制 重点改造领域为：电力，冶金，有色，煤炭，石油、石化、化工，机电，轻工，企业空调和通风、楼宇集中空调的电税系统改造等。,四 中国高效电机发展历程与趋势,一.我国电机系统节能现状,二.提高电机效率的途径,三.新型电机,五.我国存在的问题,六.国外电机节能计划,四.电机节能技术发展历程与趋势,五 我国电机系统节能产业存在的问题,我国电机系统节能技术与装备水平距离节能的目标相差很远，采用变频调速的电机系统仍为少数，不到总量的10%。,我国电力电子及电气传动产业的技术水平落后，规模小，成本高，产
9、品可靠性差，技术与产品落后与迅速发展的节能市场需求反差巨大，严重制约了我国电机系统节能目标的实现。,问题一,问题二,四 中国高效电机发展历程与趋势,一.我国电机系统节能现状,二.提高电机效率的途径,三.新型电机,五.我国存在的问题,六.国外电机节能计划,四.电机节能技术发展历程与趋势,六 国外现状,1、1992年美国政府颁布了能源政策行动法案，要求从1997年10月开始在美国销售的中小型电机功率要符合最低效率标准。同时还要求测试过程及标识制定要标准化。 2、1993年开始实施“电机挑战计划”要求在2000年达到年节电量为50亿千瓦，相当于节约能源成本2.5亿美元以及减少碳排放量120万吨。,美
10、国电机节能计划情况,五 我国电机系统节能产业存在的问题,六 国外现状,从电机挑战计划开始实施到1999年9月，工业部门年降低能耗520GWh，相当于2490万美元，每年减排13万吨碳当量。 从电机挑战计划开始实施到1999年9月，该计划总的开支为2920万美元，计划的开展刺激了私人投资近7500万美元，用于提高能效和改善工业电机系统。改进后产生的节能量折现后为1.32亿美元，是计划总开支的4倍多。,美国电机节能计划情况,1999年召开了高效率电机会议，提出了欧洲电动机效率方案，即所谓CEMEPEU协议 从效率指标将电机分成三等。效率值低于低指标的叫eff3电机，介于低指标和高指标之间的叫eff2电机大于高指标的叫effl电机，两个效率指标。 到2003年eff2电机的产量要占总量的50%，而到2006年eff3电机将不再生产。,欧洲高效电机计划情况,六 国外现状,右图是欧洲工业用电行业耗电分布图,左图是欧洲工业用电动机功率等级耗电分布图,六 国外现状,欧洲高效电机计划情况,左图是通过技术改进对不同负载的节能潜力估计图,右图是具有经济效益的对不同负载节能潜力估计图,六 国外现状,欧洲高效电机计划情况,谢谢,
