能效提升与永磁电机（课件）.pptVIP

稀土永磁同步电动机 江苏爱尔玛电机制造有限公司 教授级高工 周志民 2013年5月 本资料编辑：周志民教授级高工享受国务院政府特殊津贴有突出贡献的中青年专家愿将本资料与从事电机系统节能工程的同志们共享 一、电机与电机系统 以电机为核心的用能系统 通过电动机将电能转化为机械能，实现各种所需功能的系统 包括：电动机、被拖动设备、控制装置、管网、负载等 近年来在国家政策的支持下，我国电机能效水平逐步提高，但总体能效水平任然很低。从电机自身看，我国电机效率平均水平比国外低3~5%，目前在用的高效电机仅占3%左右；从电机系统看，因匹配不合理、调节方式落后等原因，电机系统运行效率比国外先进水平低10~20%，低效电机的大量使用造成巨大的用电浪费。 工业领域电机能效每提高1%，可年节约用电260亿千瓦时左右。通过推广高效电机，淘汰在用低效电机，对低效电机进行高效再制造，以及对电机系统根据自身负载特点和运行工况进行匹配节能改造，可从整体上提升电机系统效率5~8%，年可实现节电1300~2300亿千瓦时，相当于2~3个三峡电站的发电量。 二、电机能效分级标准 1、2008年国际电工技术学会（IEC）制定了全球统一的电机能效分级标准，分为IE1、IE2、IE3和IE4四个等级同时对杂散损耗统一采用IEEE112B法 2、美国从1997年开始强制推行高效电机，2011年又强制推行超高效电机 3、欧洲于2011年也开始强制推行高效电机，分为EFF1、EFF2和EFF3三个等级，其中EFF1为最高。 4、我国2006年发布了电机能效标准（GB18613-2006),近年来参照IEC标准组织进行了修订，新标准GB18613-2012（于2012年9月1日正式实施。要求电动机效率均应达到能效三级水平，五年后要达到能效二级水平。 三、电机能效提升计划（2013~2015） 1、基本原则 坚持存量调整与增量提升相结合。从生产环节，严格执行电机能效标准，淘汰低效电机生产，提高高效电机的供给能力； 从使用环节，淘汰在用低效电机和改造提升相结合，鼓励新增需求采用高效电机。 2、主要目标 到2015年，实现电机产品升级换代，50%的低压三相笼型异步电动机产品、40%的高压电动机产品达到高效电机能效标准规范； 累计推广高效电机1.7亿千瓦，淘汰在用低效电机1.6亿千瓦，实施电机系统节能技改1亿千瓦，实施淘汰电机高效再制造2000万千瓦。 预计2015年当年实现节电800亿千瓦时，相当于节能2600万吨标准煤，减排二氧化碳6800万吨 3、电机能效提升的途径 （1）增加用铜用铁量，以提升笼型三相异步电动机的效率 （2）研制稀土永磁同步电动机，效率达到GB18613-2012的一级能效水平（IE4） （3）采用变频调速器，以提高电机系统的能效水平 四、三相稀土永磁同步电动机 1、永磁电机 2、永磁电机特点 转速恒定，为同步转速。 功率因数高：通过合理设计能达到极限值1.0。 体积小，重量轻，噪声低。 效率高：正常运转时，转子无绕组铜耗；高功率因数，可使定子电流较小，定子绕组铜耗小。 转速与电机频率保持恒定，可简化控制系统。 电机可制成多级、低速大转矩，以直驱式取消齿轮箱，实现无齿化传动。 具有宽的经济运行范围 3、永磁电动机转子结构（1）表面式转子结构 4、稀土永磁电动机节电的机理 ⑴ 效率含义  电机的效率是电机的有功输出功率和有功输入功率之比，通常用百分数表示。三相异步电动机的效率也就是电动机轴上输出的机械功率所占从电网取得的电功率的百分之几。 可用下式表示： 式中 P2——输出功率 P1——输入功率 式中： Pcu1——定子铜耗 Pcu2——转子铜耗 Pfe1+ Pfe2——铁耗 Ps——杂散损耗 Pfw——风摩损耗 ⑵ 电动机的功率树 稀土永磁同步电动机的功率流程如图一（a）所示  图一：功率流量图 （a）永磁电动机 （b）异步电动机 说明：图中Pem为电动机气隙中电磁功率 与电磁 式同步电动机相比，稀土永磁同步电动机无励磁铜损耗Pcuf。 与异步电动机相比，稀土永磁同步电动机转子无铜损耗Pcu2。稀土永磁同步电动机一般极弧系数较大，在相同在E0或电压U时，φζ相同，Bζ小，铁损PFe较异步电机小。由于稀土永磁同步电动机气隙ζ较大，其杂散损耗较小；损耗的减少和cosφ的增加，使稀土永磁同步电动机定