推广高效电动机节约能源增效益

电动机在工业传动领域中占主导地位, 电动机用电占很大比重, 仅全国水泵、风机、压缩机的传动电动机用电量占全国发电总量的40%～50%。我中平能化帘子布公司是集化工、化纤一体的公司, 电力拖动更是占有相当大的比重, 所以合理选取推广高效电动机, 提高电能利用率, 使电动机处于经济运行状态, 充分挖掘电力潜力, 贯彻中央十七大精神中节能减排工作的重大举措, 具有重要的现实意义。本文着重就高效电动机的特点, 节约效果及合理选用等问题谈谈自己的看法。

1 高效电动机的特性

(1) 效率高、消耗量低。我们知道电动机效率表达式为:效率= (输入功率—损耗) /输入功率*100%。由上式可见, 提高电动机效率的关键是最大限度地降低损耗 (含定子损耗、转子损耗、铁芯损耗、风摩损耗和杂散损耗) 。高效电动机由于采用了励磁特性好、铁损小的高级电磁铁片, 增加了铁芯和铜的用量, 使损耗明显降低, 效率提高。我国生产的Yx系列高效电动机比Y型基本系列电动机效率高3%左右, Y型基本系列电动机与J2、JO2系列电动机相比效率高出1%～3%。

(2) 可靠性高、寿命长、噪音小, 由于减少了损耗, 降低了电动机运行过程中的温生, 所需的冷却风量减少, 有效的提高了绝缘和轴承的可靠性。高效电动机的评价寿命比普通的电动机的平均寿命要长, 而且噪音更低。

(3) 保持通用性和互换性。由于安装尺寸与标准电动机相同, 保持通用性和互换。

(4) 启动转矩和堵转矩倍数高, 功率等级密。由于功率等级密, 有利于减少用户的过安装容量, 可避免或减少“大马拉小车”的不良现象。

(5) 成本高。价格较Y型基本系列电动机价格高, 主要是因为增加了铁芯量和铜量, 虽然损耗比Y型基本电动机降低了20%～30%, 但是制造成本却比Y型基本系列电动机提高了20%～30%。因此选用时要全面评价节能经济效益。

2 节能效果和经济效益

(1) 节能量。高效电动机的节能量是指电动机在一定运行时间内, 由于损耗降低而节约的用电量。节电量包括两部分:一部分是由于电动机效率提高, 降低电动机本身损耗所节约的电量;二是因功率因数提高, 使电动机无功减少, 线路损失减少的节电量。常用相当于有功功率的减少值表示, 计算方法如下。基本系列电动机每年消耗的电能为:

式中n为电动机;

PN为电动机的额定功率;

T为年运行小时;

K为负载率;

PQ为每1kvar无功功率需要消耗的有功功率, (一般取PQ=0.16) ;

Q为任意负载时电动机从电网所需要吸收的无功功率。

更换高效电动机后, 在同一情况下, 每年消耗的总电能为:

每年节约的电能为:

式中no、n为分别为高效电动机与一般电动机对应负载率为K时的效率, 当K=0.6～1时, 可近似用额定效率代替。

(2) 节约电费。节约的电费可由下式表示:M=△W*Fo (元/年)

式中Fo为电费 (元/kWh) 。

(3) 综合经济效益分析, 衡量高效电动机的经济效益, 一般是指将提高效率所增加的费用和多耗的电量与提高效率后在一年运行时间内的节电量和节电费用两方面进行比较。但对用户来讲, 只需用经济回收期的长短来评价即可, 其计算公式为:

由上可见, 经济回收期与年运行时间T、电费Fo及节电效果△W、负载率K等因素有关。需要综合考虑, 并以经济效果来决定是否选取高效电动机。

3 合理选取高效电动机

生产实践中, 要充分发挥高效电动机节能增效的关键是选用合理, 否则, 有可能出现“节电不省钱”的现象。经济回收期的长短是判定选用是否合理的主要依据之一, 我们认为在以下几种情况下选用高效电动机的效果尤为明显。

(1) 适合负载恒定且长期连续运行的场合。由以上分析可知, 经济效益与负载率和运行时间有关, 即与电能的利用情况有关。我们知道设备电能利用系数等于设备利用系数与电动机负载率的乘积, 即:Ka=Kt*Ko可见, 设备利用系数Kt值越小, 电动机负载率越低, 设备电能利用系数越低, 对负载率低或年运行时间短的场合, 采用高效电动机的节能效果越不明显。如机修厂机床电动机多在轻载或空载状态下运行, 是否采用高效电动机应进行详细计算, 并根据本企业的电价综合考虑。相反, 设备利用系数高, 运行时间长, 节能效果越好, 特别是负载恒定且长期连续运行的场合, 如我公司动力空调风机和捻线机长期连续运行。选取高效电动机的经济效益特别明显。

(2) 适合于需要有高起动转矩的场合。由于Y型系列电动机功率等级密和起动转矩高, 有利于减少过安装容量, 并有助于提高负载率和功率因数。例如:我公司回水泵房用提升泵电机负载功率为32kW, 考虑起动转矩需要, 电动机功率需要增加1.4倍, 及4 4.8 k W。由于J Q 2系列电动机的功率40kW一级以上即为55kW。而采用Y型系列电动机同样按转矩需要选型, 只要把功率增加1.1倍, 即需要35.2kW就满足要求了, 同时由于功率等级密, 只要选37kW电动机就行, 这样效率提高了1.5%, 功率因数提高0.2%, 过安装系数降低了6%, 节电效果非常显著。

4 结语

现阶段我国中小型三相异步电动机的总装机容量已超过4.5亿kW, 且设计与制造水平差别很大。据统计, 在中小型企业中, 使用的J、JO系列电动机占装机容量的19.1%, 使用J2、JQ2系列电动机的占装机容量的58.7%, 使用Y型系列电动机的仅占装机容量的21.2%, 处于经济运行状态的为45.8%。可见只要对被拖动设备本身的效率进行必要的测试和计算, 达到整体化, 系统节能的潜力还很大。同时, 只要计算准确, 选取合理, 使用场合得当, 高效电动机节能的前景非常广阔, 具有良好的推广价值。

摘要：本文简要介绍了高效电动机的特点, 从数据上分析高效电动机节电效果和带来的经济效益, 并就高效电动机的合理选型问题阐述了自己的看法。

关键词：高效电动机,效率,节能量,选型