高效永磁电动机节能研究

高效永磁电动机节能研究

李长春

唐山三友集团兴达化纤有限公司河北唐山063305

摘要：随着我国能效提升计划及节能惠民补贴政策的推出，高耗能电机进入淘汰期。利用高效电机替代，以提高设备运行稳定性，降低生产成本，是工业企业的重要目标。稀土永磁高效电机就是其中产品之一。

关键词：永磁电机；酸站车间；节能

能源紧张是影响我国国民经济发展的一个重要问题，也是全世界共同关心的问题。节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。据统计，2011年我国电机保有量约为17亿千瓦，总耗电量约3万亿千瓦时，占全社会总用电量的60％。工业领域电机耗电约2.6万亿千瓦时，约占工业用电的75％。美国和欧洲分别从1997和2011年强制推行高效电机。我国电机效率的平均水平比国外低3-5百分点，电机系统运行效率比国外低10-20个百分点。据测算，电机能效每提高一个百分点，每年可节约260亿度电。电机系统效率每提高5-8百分点，每年可节约1300-2300亿度电，相当于2-3个三峡电站的发电量。

1永磁同步电机节能的基本原理

高效钕铁硼永磁同步电动机，是在电机转子的磁路中嵌入永磁材料，去掉转子绕组（保留起动鼠笼绕组），由永磁体提供励磁，故提高了功率因数，有效降低定子输入电流，减少定子铜损耗。稳态运行时，没有转子电流，没有转子铜损耗。由于总损耗的降低，使温升下降，同时减少冷却风扇，并减少通风损耗带来的机械风摩损耗。

超高效稀土永磁同步电机性能优势

1.1永磁电机效率高达92～96%，比普通异步电机效率提高2～8%。

1.2功率因数>0.95以上，不需要无功补偿，老系统大面积使用，可取消原系统电容补偿装置。

1.3同样负荷下，电流与异步电机相比下降10～15%以上，变压器和供电线路损耗基本为零。

1.4节能节电效果：是根据工厂使用永磁电机负载特性和现场工况条件所决定。现有企业实践证明，高压永磁同步电机综合节电率达到5—12%，低压永磁电机综合节电率达到5～15%或更高。

2应用场合选取

在酸浴车间循环工段，将二线纺丝机A面机尾一台55KW纺丝供酸泵电机（P1009，电气位号EU21503）替换为永磁电机，加装电能测量装置。保持供酸流量不变，测量替换前后用电量；保持阀门开度不变，测量替换前后实时流量变化。根据试用情况，逐步优化电气控制，以达节能降耗的效果最佳。

基础参数对比表

3.4根据以上测试数据分析

耗电计算法：由于两个电机在泵的并联系统里，永磁同步电机转速的提高2.39%，按照离心式水泵比例定律，取改造前总水量为1，改造后水量为：1.0239

50.9&pide;1=601

48.17&pide;1.0239=47.04

单产有功节电率：（50.9–47.04）&pide;50.9*100%=7.58%

年节能量ΔE理论公式计算：ΔE=电机功率*节电率*年运行时间

4经济效益和社会效益

通过在水泵机组系统上安装更换TYCX250M-4/55KW型高效稀土永磁三相同步电动机，与原工位型号为Y2－250M－4电动机对比结果如下：

4.1通过检测证明，更换前后机组电机运行电流降低16.22A，下降18%。单产有功节电率7.58%，无功节电率70.38%和，功率因数提高了12.36%。

4.2电机本体外壳温度降低了8.4℃，主动端温度降低了18.2℃。

4.3运行噪声比异步电机有明显降低。

4.4电机点检维护量低于异步电机。

4.5转速提高35r/min，提高2.39%。

4.6根据数据分板，更换高效永磁电动机不足2年就能收回投资

参考文献

[1]唐任远.现代永磁电机理论与设计[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]李钟明，刘卫国.稀土永磁电机[M].北京：国防工业出版社，1999.