特高效永磁電機(jī)節(jié)能分析

  前言：

  ........效率和功率因數(shù)是兩個(gè)不同的概念。電機(jī)的效率是指電機(jī)的軸輸出功率與電機(jī)從電網(wǎng)吸取的功率之比，而功率因數(shù)是指電機(jī)的有功功率與視在功率之比。功率因數(shù)低會造成無功電流大；進(jìn)而造成因線路電阻壓降大，電壓低。因線路損耗增加，有功功率增加。

  ........功率因數(shù)低，電壓和電流就不同步在流經(jīng)過電機(jī)時(shí)就有無功電流，電機(jī)電流增加溫度高扭矩低。對電機(jī)影響不大，主要直接電能損耗，對電網(wǎng)影響大

  特高效永磁電機(jī)節(jié)能分析

  1、二級能效的YX3電機(jī)比傳統(tǒng)的三級能效Y2電機(jī)具有更高的效率和功率因數(shù)，而永磁同步電機(jī)比二級能效的YX3電機(jī)的效率和功率因數(shù)還要高，因此節(jié)能效果更好

  2、以銘牌功率22千瓦的永磁電機(jī)效率0.95，功率因數(shù)0.95和Y2電機(jī)效率0.9

  功率因數(shù)0.85對比

  Y2電機(jī)的輸入電流:I=P/1.73×380×cosφ·η=44A

  永磁電機(jī)的輸入電流:I=P/1.73×380×cosφ·η=37A

  消耗電流相差19%

  3、視在功率分析：

  Y2電機(jī)P=1.732UI=29千瓦

  永磁電機(jī)P=1.732UI=24.3千瓦

  消耗功率相差19%

  4、部分負(fù)載能耗分析

  Y2電機(jī)在80%以下效率下滑嚴(yán)重，功率因數(shù)下滑嚴(yán)重

  永磁電機(jī)在20%～120%之間效率基本保持較高的效率和功率因數(shù)、

  在部分負(fù)載時(shí)永磁電機(jī)比Y2電機(jī)具有很大的節(jié)能優(yōu)勢，甚至節(jié)能超過50%

  5、消耗無用功分析

  Y2電機(jī)的無用功電流一般約為額定電流的0.5～0.7倍

  永磁電機(jī)的功率因數(shù)接近1，無需勵(lì)磁電流

  所以無用功電流永磁電機(jī)與Y2電機(jī)相差50%左右

  6、輸入電機(jī)電壓分析

  經(jīng)常檢測到如果永磁電機(jī)替換了Y2電機(jī)后，電壓會升高一般380V升到390V

  原因：Y2電機(jī)功率因數(shù)低會造成無功電流大，進(jìn)而造成因線路電阻壓降大，電壓低。永磁電機(jī)功率因數(shù)高消耗的總電流低，線路壓降減少，就產(chǎn)生了電壓上升的現(xiàn)象。

  7、電機(jī)滑差分析

  異步電機(jī)一般具有2%～6%的滑差

  永磁電機(jī)滑差0%

  因此在同等條件下永磁電機(jī)做工比Y2電機(jī)多出2%～6%

  8、電機(jī)自損耗分析

  22千瓦Y2電機(jī)效率90%自損耗10%，該電機(jī)連續(xù)運(yùn)行一年自損耗2.2萬千瓦以上

  永磁電機(jī)效率95%自損耗5%，該電機(jī)連續(xù)運(yùn)行一年自損耗1.1萬千瓦左右

  Y2電機(jī)自損耗是永磁電機(jī)的1倍

  9、功率因數(shù)國家獎懲表分析

  Y2電機(jī)功率因數(shù)0.85，加收0.6%電費(fèi)

  功率因數(shù)大于0.95，減收3%電費(fèi)

  永磁電機(jī)替代Y2電機(jī)電費(fèi)存在3.6%的價(jià)值

  連續(xù)運(yùn)行一年電力價(jià)值0.7萬千瓦

  10、能量守恒定律分析

  功率因數(shù)是有用功和視在功率的比值

  Y2電機(jī)功率因數(shù)低，吸收電力利用率差能耗高

  永磁電機(jī)功率因數(shù)高，吸收利用率好，能耗低

  11、國家能效標(biāo)識分析

  永磁電機(jī)一級能效：最節(jié)能電機(jī)

  YX3電機(jī)二級能效：節(jié)能電機(jī)

  Y2電機(jī)三級能效：耗能電機(jī)

  12、從國家能效補(bǔ)貼分析

  一級能效的電機(jī)國家補(bǔ)貼比二級能效的高很多，目的是從整個(gè)社會層面上節(jié)能，從而保證國家在世界上的競爭力。

  在全局角度上來看如果普及使用永磁電機(jī)，整廠功率因數(shù)提高了，具有更高的全網(wǎng)電壓，機(jī)器效率更高，更低的線損，更低的線發(fā)熱

  ........國家規(guī)定功率因數(shù)在0.7-0.9之間的，每低于0.9的0.01就收0.5%，在0.65-0.7間的每低于0.7的0.01就加收1%，在0.65以下的，每低于0.65的0.01就加收2%，假如用戶的功率因數(shù)是0.6，那么就是（0.9-0.7）/0.01X0.5%+（0.7-0.65）/0.01X1%+（0.65-0.6）/0.01X2%=10%+5%+10%=25%
 

  具體原理：

  ........交流永磁同步電動機(jī)，轉(zhuǎn)子無滑差，無電勵(lì)磁，轉(zhuǎn)子無基波鐵、銅耗損。轉(zhuǎn)子由于永磁體自帶磁場，無需無功勵(lì)磁電流，因此功率因數(shù)高，無功轉(zhuǎn)子無基波鐵、銅耗損。無功功率少，定子電流大幅下降，定子銅損耗大為減少。同時(shí)，由于稀土永磁電機(jī)的極弧系數(shù)大于異步電動機(jī)的極弧系數(shù)，當(dāng)電壓和定子結(jié)構(gòu)一定時(shí)，該電機(jī)的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度比異步電機(jī)小，鐵損耗小。由此可見，稀土永磁同步電動機(jī)是通過降低自身各種損耗而節(jié)能的，不受工況、環(huán)境等因素變化的影響。

  永磁同步電動機(jī)的特性

  效率高

  平均節(jié)電10%以上

  異步Y(jié)2電動機(jī)效率曲線，一般在60%額定負(fù)載時(shí)下跌較快，輕載時(shí)效率很低

  永磁電動機(jī)效率曲線高而平，在20%~120%額定負(fù)載時(shí)均處于高效率區(qū)。

  經(jīng)多個(gè)廠家不同工況現(xiàn)場實(shí)測，永磁同步動機(jī)的節(jié)電率在10~40%。

  功率因數(shù)高接近1

  永磁同步電機(jī)無需無功勵(lì)磁電流，所以功率因數(shù)幾乎為1（甚至容性），功率因數(shù)曲線和效率曲線高而平，功率因數(shù)高，定子電流小，進(jìn)而降低定子銅耗，提高效率。

  工廠電網(wǎng)可減少甚至取消電容無功補(bǔ)償。同時(shí)永磁電機(jī)的無功補(bǔ)償是實(shí)時(shí)就地補(bǔ)償，使得工廠的功率因數(shù)更平穩(wěn)，對其它設(shè)備的正常運(yùn)行非常有利，減少工廠內(nèi)電纜傳輸?shù)臒o功損耗，起到綜合節(jié)能的效果。

  電機(jī)電流小

  采用永磁電機(jī)后，電機(jī)電流明顯下降，經(jīng)實(shí)測，永磁電機(jī)和Y2電機(jī)相比，電機(jī)電流明顯減少。永磁電機(jī)無需無功勵(lì)磁電流，電機(jī)電流大幅降低。減少了電纜傳輸中的損耗，等于擴(kuò)大了電纜的容量，輸電電纜經(jīng)可以安裝更多電機(jī)。

  運(yùn)行無滑差轉(zhuǎn)速穩(wěn)定

  永磁電機(jī)是同步電機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速只與電源頻率有關(guān)，2極電機(jī)，在50Hz電源下工作時(shí)，轉(zhuǎn)速嚴(yán)格穩(wěn)定在3000r/min。不丟轉(zhuǎn)、無滑差、不受電壓波動、負(fù)載大小的影響。

  溫升低15~20℃

  與Y2電機(jī)相比，永磁電機(jī)的電阻損耗小，總損耗大大降低，降低了電動機(jī)的溫升。經(jīng)實(shí)測，在同等條件下，永磁電機(jī)的工作溫度比Y2電機(jī)低15~20℃。