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      特高效永磁電機節能分析

      2018-09-08

      特高效永磁電機節能分析

          效率和功率因數是兩個不同的概念。電機的效率是指電機的軸輸出功率與電機從電網吸取的功率之比,而功率因數是指電機的有功功率與視在功率之比。功率因數低會造成無功電流大;進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。 

      功率因數低,電壓和電流就不同步在流經過電機時就有無功電流,電機電流增加溫度高扭矩低。對電機影響不大,主要直接電能損耗,對電網影響大。

      特高效永磁電機節能分析: 

          1、二級能效的YX3電機比傳統的三級能效Y2電機具有更高的效率和功率因數,而永磁同步電機比二級能效的YX3電機的效率和功率因數還要高,因此節能效果更好 

          2、以銘牌功率22千瓦的永磁電機效率0.95,功率因數0.95和Y2電機效率0.9 功率因數0.85對比 Y2電機的輸入電流:I=P/1.73×380×cosφ·η=44A 永磁電機的輸入電流: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P=1.732UI=29千瓦 

      永磁電機P=1.732UI=24.3千瓦 

      消耗功率相差19% 

          4、部分負載能耗分析: 

      Y2電機在80%以下效率下滑嚴重,功率因數下滑嚴重 

      永磁電機在20%~120%之間效率基本保持較高的效率和功率因數、在部分負載時永磁電機比Y2電機具有很大的節能優勢,甚至節能超過50% 。

          5、消耗無用功分析: 

      Y2電機的無用功電流一般約為額定電流的0.5~0.7倍,永磁電機的功率因數接近1,無需勵磁電流,所以無用功電流永磁電機與Y2電機相差50%左右 

          6、輸入電機電壓分析: 

      經常檢測到如果永磁電機替換了Y2電機后,電壓會升高一般380V升到390V 

      原因:Y2電機功率因數低會造成無功電流大,進而造成因線路電阻壓降大,電壓低。永磁電機功率因數高消耗的總電流低,線路壓降減少,就產生了電壓上升的現象。 

          7、電機滑差分析 

      異步電機一般具有2%~6%的滑差,永磁電機滑差0%。因此在同等條件下永磁電機做工比Y2電機多出2%~6% 

          8、電機自損耗分析 

      22千瓦Y2電機效率90%自損耗10%,該電機連續運行一年自損耗2.2萬千瓦以上。永磁電機效率95%自損耗5%,該電機連續運行一年自損耗1.1萬千瓦左右。Y2電機自損耗是永磁電機的1倍。

          9、功率因數國家獎懲表分析 

      Y2電機功率因數0.85,加收0.6%電費,功率因數大于0.95,減收3%電費。永磁電機替代Y2電機電費存在3.6%的價值,連續運行一年電力價值0.7萬千瓦。

          10、能量守恒定律分析: 

      功率因數是有用功和視在功率的比值,Y2電機功率因數低,吸收電力利用率差能耗高。永磁電機功率因數高,吸收利用率好,能耗低 。

          11、國家能效標識分析:

      永磁電機一級能效:最節能電機 

      YX3電機二級能效:節能電機 

      Y2電機三級能效:耗能電機 

          12、從國家能效補貼分析:

      一級能效的電機國家補貼比二級能效的高很多,目的是從整個社會層面上節能,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,整廠功率因數提高了,具有更高的全網電壓,機器效率更高,更低的線損,更低的線發熱 

      國家規定功率因數在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% 。

      永磁電機 具體原理: 

          交流永磁同步電動機,轉子無滑差,無電勵磁,轉子無基波鐵、銅耗損。轉子由于永磁體自帶磁場,無需無功勵磁電流,因此功率因數高,無功轉子無基波鐵、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,由于稀土永磁電機的極弧系數大于異步電動機的極弧系數,當電壓和定子結構一定時,該電機的平均磁感應強度比異步電機小,鐵損耗小。由此可見,稀土永磁同步電動機是通過降低自身各種損耗而節能的,不受工況、環境等因素變化的影響。 

      永磁同步電動機的特性:

      效率高 

          平均節電10%以上。異步Y2電動機效率曲線,一般在60%額定負載時下跌較快,輕載時效率很低。永磁電動機效率曲線高而平,在20%~120%額定負載時均處于高效率區。經多個廠家不同工況現場實測,永磁同步動機的節電率在10~40%。功率因數高接近1,永磁同步電機無需無功勵磁電流,所以功率因數幾乎為1(甚至容性),功率因數曲線和效率曲線高而平,功率因數高,定子電流小,進而降低定子銅耗,提高效率。 

          工廠電網可減少甚至取消電容無功補償。同時永磁電機的無功補償是實時就地補償,使得工廠的功率因數更平穩,對其它設備的正常運行非常有利,減少工廠內電纜傳輸的無功損耗,起到綜合節能的效果。 

      電機電流小 

          采用永磁電機后,電機電流明顯下降,經實測,永磁電機和Y2電機相比,電機電流明顯減少。永磁電機無需無功勵磁電流,電機電流大幅降低。減少了電纜傳輸中的損耗,等于擴大了電纜的容量,輸電電纜經可以安裝更多電機。 

      運行無滑差轉速穩定 

          永磁電機是同步電機,電機的轉速只與電源頻率有關,2極電機,在50Hz電源下工作時,轉速嚴格穩定在3000r/min。不丟轉、無滑差、不受電壓波動、負載大小的影響。 

      溫升低15~20℃ 

      與Y2電機相比,永磁電機的電阻損耗小,總損耗大大降低,降低了電動機的溫升。經實測,在同等條件下,永磁電機的工作溫度比Y2電機低15~20℃。


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