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特高效永磁電機替換Y2異步電機節(jié)能分析

文章出處:網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時間:2016-11-15 08:59:00【

  特高效永磁電機節(jié)能分析

  前言:

  ........效率和功率因數(shù)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(wǎng)吸取的功率之比,而功率因數(shù)是指電機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(wǎng)影響大

  特高效永磁電機節(jié)能分析

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

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

  功率因數(shù)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(fù)載能耗分析

  Y2電機在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)載時永磁電機比Y2電機具有很大的節(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(shù)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(jīng)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(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(xù)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(xù)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(shù)國家獎懲表分析

  Y2電機功率因數(shù)0.85,加收0.6%電費

  功率因數(shù)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(xù)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(shù)是有用功和視在功率的比值

  Y2電機功率因數(shù)低,吸收電力利用率差能耗高

  永磁電機功率因數(shù)高,吸收利用率好,能耗低

  11、國家能效標(biāo)識分析

  永磁電機一級能效:最節(jié)能電機

  YX3電機二級能效:節(jié)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(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,整廠功率因數(shù)提高了,具有更高的全網(wǎng)電壓,機器效率更高,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%
 

永磁電機


  具體原理:

  ........交流永磁同步電動機,轉(zhuǎn)子無滑差,無電勵磁,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,由于稀土永磁電機的極弧系數(shù)大于異步電動機的極弧系數(shù),當(dāng)電壓和定子結(jié)構(gòu)一定時,該電機的平均磁感應(yīng)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(jié)能的,不受工況、環(huán)境等因素變化的影響。

  永磁同步電動機的特性

  效率高

  平均節(jié)電10%以上

  異步Y(jié)2電動機效率曲線,一般在60%額定負(fù)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(fù)載時均處于高效率區(qū)。

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

  功率因數(shù)高接近1

  永磁同步電機無需無功勵磁電流,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(shù)更平穩(wěn),對其它設(shè)備的正常運行非常有利,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。

  電機電流小

  采用永磁電機后,電機電流明顯下降,經(jīng)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(kuò)大了電纜的容量,輸電電纜經(jīng)可以安裝更多電機。

  運行無滑差轉(zhuǎn)速穩(wěn)定

  永磁電機是同步電機,電機的轉(zhuǎn)速只與電源頻率有關(guān),2極電機,在50Hz電源下工作時,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(jīng)實測,在同等條件下,永磁電機的工作溫度比Y2電機低15~20℃。