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节能高效电机是一种不可逆转的发展趋势

节能高效电机是一种不可逆转的发展趋势 宁尚能科
2021-06-25
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导读:经过近40年的经济快速发展,中国经济规模稳居世界第二位。在工业领域,中国是无可争议的世界第一。

经过近40年的经济快速发展,中国经济规模稳居世界第二位。在工业领域,中国是无可争议的世界第一。在世界主要工业产品500强中,中国220种产品的产量居世界第一,这是任何国家都无法比拟的规模。但长期以来,我国经济粗放式发展造成了巨大的能源浪费和能源利用效率低下,严重制约了我国经济转型升级。
据统计,电机用电量约占社会总用电量的60%,工业用电量的80%是最大的终端设备

与发达国家相比,我国的电机效率一般要低2-7%,电机系统效率要低10-20%。工业领域的电机能效每提高一个百分点,每年可节电约260亿千瓦时。通过推广高效节能电机,淘汰在用低效电机,对低效电机进行高效再制造,并根据电机负载特性和运行工况对电机系统进行匹配和节能改造,电机系统整体效率提高5-8个百分点,每年可节电1300-2300亿千瓦时,相当于2-3座三峡电站的发电量。



为了提升电机及系统能效,
政府做了很多大的努力。
尤其是在政策支持和标准制定方面。

2013年6月10日,工业和信息化部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《电机能效提升计划(2013-2015年)》,旨在淘汰低效电机,推广高效电机,实施电机高效再制造。

2016年,工信部又发布了《工业绿色发展规划(2016-2020年)》,旨在到2020年电机系统平均运行效率提高5个百分点。

2020年5月29日,国家国家标准化管理委员会发布第13号公告,公布9项强制性国家标准。其中发布GB 18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》,替代GB 18613-2012,GB 25958-2010,新标准于2021年6月1日正式实施。

原国际IE2=中国能效2012版三级,现国际IE3=中国能效2020版三级。到了2021年6月,那2012版本的标签应该是作废,且21年6月以后,中国最低的执行标准就是IE3(对应2020版本三级)的要求。



电机效率与损耗相关联性

电机效率与损耗是一种负相关关系,即效率越高损耗越小,反之,损耗越大,效率越低。对于高效电机,损耗的有效控制是提高电机能效的最有效手段。



电机损耗分类及特性

电机损耗可分为恒定及负载损耗,恒定损耗包含风摩耗和铁损,是电机运行时的固有损耗,与电材料、制造工艺、结构设计、转速等参数有关,与负载大小无关。负载损耗包括定子铜损、转子铜损和杂散损耗,对绕线转子电机还应包括碳刷及外接电路的电损耗。



●  铁芯损耗
由电机定子绕组磁场在铁心中交变所引起的涡流损耗和磁滞损耗组成。其大小与铁心材料、电源频率及磁通密度有关。铁芯损耗大小基本与电机电压的平方成正比。

 风磨损耗
也称为机械损耗,是恒定损耗之一,主要包括轴承摩擦损耗及通风系统损耗,对绕线式转子还存在电刷摩擦损耗。对于高效率电机,电机风扇大小、轴承密封型式对机械损耗影响特别明显,尤其是高转速电机更为敏感。电机功率越大,机械损耗在总损耗中所占比例也越大。



 ● 铜损耗
是电机定子、转子电流引起的损耗,包括定子铜耗和转子铜耗,其大小与电机电流及绕组电阻值直接相关。因而在电机质量控制中,电磁线及铸铝转子铝的材质非常关键。
● 杂散耗
该损耗由定子漏磁通,电机定转子的各种高次谐波在导线、铁心及其他金属部件内所引起。
● 各种损耗的与电机总损耗占比情况
铁耗——20%~25%;机械损耗——10%~50%;铜耗——20%~70%;杂散损耗——10%~15%。



盘式无铁芯电子直流电机

宁尚能源研发的盘式无铁芯电子直流电机采用导热和散热装置的多层PCB定子结构,没有了传统的铁芯和绕线线圈,所以没有了上述的铁芯损耗、铜损耗、电刷损耗的问题,故效能上得到了大大的提高。


全新的电机结构设计,独特的PCB板定子技术,结合先进的材料技术和制作工艺,使得本项目的产品能够代表国内高效电机技术最领先的水平。


盘式无铁芯电子直流电机

具有颠覆性的行业技术,主要体现在:


1) 全新的电机结构设计,独特的 PCB 板定子技术,先进的材料技术和制作工艺;

2) 效率达到90%~98%;

3) 用铜用铁量低

4) 体积、重量只有传统电机的 1/3或 1/4;

5) 量产时制造成本和维护成本降低 60%;

6) 可以手动或者程序化的控制,适合智能控制或作为高精度伺服电机使用,可以方便地无极调速;

7)低发热量,运行温度低;

8)部件模块化,方便装配维修;

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