特高效永磁電機(jī)替換Y2異步電機(jī)節(jié)能分析
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(huì)造成無(wú)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(guò)電機(jī)時(shí)就有無(wú)功電流,電機(jī)電流增加溫度高扭矩低。對(duì)電機(jī)影響不大,主要直接電能損耗,對(duì)電網(wǎng)影響大
特高效永磁電機(jī)節(jié)能分析
1、二級(jí)能效的YX3電機(jī)比傳統(tǒng)的三級(jí)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(jí)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(duì)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(shì),甚至節(jié)能超過(guò)50%
5、消耗無(wú)用功分析
Y2電機(jī)的無(wú)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(wú)需勵(lì)磁電流
所以無(wú)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(cè)到如果永磁電機(jī)替換了Y2電機(jī)后,電壓會(huì)升高一般380V升到390V
原因:Y2電機(jī)功率因數(shù)低會(huì)造成無(wú)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(wàn)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(wàn)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(guó)家獎(jiǎng)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(wàn)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(guó)家能效標(biāo)識(shí)分析
永磁電機(jī)一級(jí)能效:最節(jié)能電機(jī)
YX3電機(jī)二級(jí)能效:節(jié)能電機(jī)
Y2電機(jī)三級(jí)能效:耗能電機(jī)
12、從國(guó)家能效補(bǔ)貼分析
一級(jí)能效的電機(jī)國(guó)家補(bǔ)貼比二級(jí)能效的高很多,目的是從整個(gè)社會(huì)層面上節(jié)能,從而保證國(guó)家在世界上的競(jìng)爭(zhēng)力。
在全局角度上來(lái)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(guó)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(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子無(wú)滑差,無(wú)電勵(lì)磁,轉(zhuǎn)子無(wú)基波鐵、銅耗損。轉(zhuǎn)子由于永磁體自帶磁場(chǎng),無(wú)需無(wú)功勵(lì)磁電流,因此功率因數(shù)高,無(wú)功轉(zhuǎn)子無(wú)基波鐵、銅耗損。無(wú)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(dòng)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(jiàn),稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)是通過(guò)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(dòng)機(jī)的特性
效率高
平均節(jié)電10%以上
異步Y(jié)2電動(dòng)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(dòng)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(chǎng)實(shí)測(cè),永磁同步動(dòng)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(wú)需無(wú)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(wú)功補(bǔ)償。同時(shí)永磁電機(jī)的無(wú)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(duì)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(wú)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(cè),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(wú)需無(wú)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(wú)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(wú)滑差、不受電壓波動(dòng)、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(dòng)機(jī)的溫升。經(jīng)實(shí)測(cè),在同等條件下,永磁電機(jī)的工作溫度比Y2電機(jī)低15~20℃。
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