电机系统节能技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012-10-30,#,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,电机节能系统主要应用行业,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,/,接,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,.,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，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,1990,2000,2010,1980,YX系列三相异步电动机（80年代）,YX系列高效率三相异步电动机采用了铁耗较低的硅钢片且冲片经退火处理等措施提高了电动机的效率。,四 中国高效电机发展历程与趋势,1990,2000,2010,1980,90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。,1990,2000,2010,1980,2005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。,四 中国高效电机发展历程与趋势,1990,2000,2010,1980,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,1990,2000,2010,1980,2011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,1990,2000,2010,1980,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,