高效率电机及电动机能效标准

4极
1级 2级 3级
%
0. 55
kW
4
15
22
37
55
1. 1
2. 2
7. 5
90
13 2
20 0
31 5
高效电机投资、节能潜力分析
• 国家积极鼓励高效电机推广使用，制定了相关政策： • 财政部、发改委联合颁布了《关于做好2011年高 效电机推广工作的通知》（财建2011-62号），对购 买和使用高效电机的企业给予一定额度的财政补贴 （2011年标准见表2），该标准持续到2012年年底前：
2.
四、高效电机产业政策及法律法规：
• 上海市经信委、发改委[2012]181号文件：《关于落实本 市2012年高效电机推广任务的通知》
1.
2.
→GB 18613-2006 能效三级（普通效率）禁止生产， 在用逐步淘汰
→新建、搬迁选用高效电机
3.
4.
→工信部[2009]67号涉及电机（J、JO、YB)2013年底 前淘汰
Input
高效电机损耗
3.8kW
75kW Output
普通电机损耗
6.4kW
效率定义 ：
h
=
P P
Output
PInput POutput
load
Inp ut
P
h
=
P
Output
+ SP
PLosses
所提供的电能之比。用字母“り”表示。
Output
Input
P
Losses 电机的效率是指电机所输出的机械能与电源
•
2007年7月1日起正式实施 《中小型三相异步电动 机能效限定值及能效等级》(GB 18613-2006)国家标
准的颁布实施，规定自 2011 年 7 月 1 日起，凡是能效
标准达不到国标强制要求的产品将不能继续生产、 销售。 •
二、 高效率电机及电动机能效标准
• 1 何为高效率电机 • • • 高效率电机出现在上世纪70年代第一次能源危 机时,它与一般电动机相比其损耗下降约20%左右。 由于能源供应的持续紧张，近年又出现了所谓 超高效率电机，其损耗又比高效率电机下降15%～20%。 这些电机的功率等级与安装尺寸关系，以及 其他性能要求则与一般电动机相同。
•
3）中国的电动机能效标准
中国对中小型三相感应电动机在 2002 年颁发了能效 标准，2005年修订《GB18613-2006中小型三相异步电动 机能效限定值及能效等级》。 规定自 2011 年 7 月 1 日起，中小型异步电机实施国家 二级能效标准（即IE2高效电机）。 2012年9月1日实施《GB18613-2012》规定2016年9月 1日起，中小型异步电机实施新标国家二级（IE3超高效 电机）。
四、高效电机产业政策及法律法规：
• 国务院[2005]40号《产业结构调整指导目录 (2005 年本)》
1. →JO2、JO3系列，JDO2、JDO3系列，YB隔爆型（淘汰 类）
2.
• 国家发改委第9号《产业结构调整指导目录（2011年本）》 1. →YB、YBF、YBK系列隔爆型三相异步电动机（淘汰类）
GB18618-2006 GB18613-2012
美国
能效限定值 年限
超超高效 IE4 超高效 效 率 分 级 高效 IE3 IE2 欧洲EFF1 欧洲EFF2 欧洲EFF3 1级 2级 3级
1级 2级 3级 NEMA Premium EPAct
YE3 2016.9.1 YX3 2011.7.1 Y 2007.7.1
一、引言
节能减排在当今世界是一个无法回避的话题，影响着
世界经济的发展。作为节能减排重点的工业领域。其中，
电机系统节能潜力巨大，用电量约占全国用电量的60%， 引起各方关注。
一、引言
YE3超高效电机效率平均值为91.7% YX3高效电机效率平均值为90.3% Y系列电机效率平均值为87.3%
一、引言
二 高效率电机及电动机能效标准
• 2 电动机能效标准
目前世界上己有十余个国家和地区颁发了电动机 能效标准，主要有美国、欧盟、澳大利亚和中国的 电动机能效标准。 2008年6月1日，中国由发改委和质检总局颁布实 施《能源效率标识管理办法》。电机必须标识能效 等级。
1） 美国的电动机能效标准
•
美国 1992 年颁发能源政策法令（即 EPAct ）规定， 从1997年起在美国生产和从国外进口到美国的电动机必 须达到EPact规定最低效率指标（IE2高效电机）。 2002年，美国电机制造商协会(NEMA)在制订了超高 效率电机的能效标准，一般称为 NEMA Premium 标准， 2007 年通过立法， 2010年 12月17日后执行 IE3 超高效能 效限定值。
高效电机节能潜力分析（高效电机投资回收期）：
•
• • • •
以一台常见的18.5kW4极电机为例： Y系列电机效率值为89.3%（IE1级）； 高效电机效率值为91.2%（IE2级）； 超高效电机效率值为92.6%（IE3级）。 按照60%平均负荷率，年运行时间8500小时，宝钢 实际电能成本0.5元/度进行计算。新建项目采用高效或超 高效电机投资回报期对比见下表。
四、高效电机产业政策及法律法规：
GB 18613-2012 《中小型三相异步 电动机能效限定值及能效等级》规 定， 2011 年 7 月 1 日，凡是能效的产 品将不能继续生产销售。 GB/T 12497-2006 《三相异步电动 机经济运行》规定，2006年12月1日 起，年运行时间超过 3000 小时，负 载率大于 60%的电动机应优先选用能 效指标符合节能评价值的节能（高 效）电机。
优异的浸漆工艺
适当增加铁心长度（降低电流密 度） 降低定子铜耗 不降低冷却效果的前提下，使用 更小尺寸的风扇。 更高品质的轴承 更高等级的定转子同心度，降低 振动、摩擦。 降低风摩损耗 降低转子铝耗
选用高效片，确保材质的低损 耗、高磁感特性。 先进合理的槽形设计。 更薄的硅钢片
降低铁耗 优化的电磁设计 更高要求的制造工艺措施
高效电机节能潜力分析（高效电机投资回收期）：
高效电机应用注意：
1、高效电机的寿命周期成本（LCC）； 2、高效电机的应用范围； 3、电机系统的节能； 4、电机节能的计算与评估。
高效电机应用建议：
• 1、对于符合GB18613-2012规定范 围内的低压三相异步电机，应选用 高效电动机（IE2级），且考虑财政 补贴后，不增加投资，多节电； • 2、对年运行时间（小时）×负载率 （0-100%）≥4800的电动机（高负 荷率、高运行时间）宜选用超高效 电动机； • 3、高效高压三相异步电机及稀土永 磁高效电机，因国家标准、产业政 策未强制推行，价格高，可通过技 术经济分析后决定。 • 4、当电机坏掉的时候用（超）高效 电机来更换。
高效率意味着在从电能向机械能转化的过程 中伴随着更少的能量损失。
h
=
P
- SP
LoFra Baidu bibliotekses
Input
转子损耗 (24%)
电机的损耗：
通风摩擦损耗(10%) 定子铁耗(18%)
定子铜耗 (34%) 精密的制造
杂散损耗 (14%)
31
如何提高电机的效率？
更高质量等级铜线 紧凑的端部设计 良好的槽满率 优异的转子压铸工艺 改进转子绝缘 高压冲模铸铝转子 高的转子动平衡
• • • • •
一、引言 二 高效率电机及电动机能效标准 三、中小型电机发展及现状 四、高效电机产业政策及法律法规 五、高效电机节能分析与应用
一、引言
•
2012年11月26日，联合国气候变化框架公约第18次 缔约方会议暨《京都议定书》第8次缔约方会议在卡塔尔 多哈开幕，12月8日结束。 • 中国政府提出，到2020年单位国内生产总值二氧化 碳排放比2005年下降40%至45%。
4）IEC的电动机能效标准
2008年，IEC/TC2确定了IEC60034-30单速、三相、 笼型感应电动机效率分级。规定了全球统一的新电动机 效率等级。 其中IE1为标准效率等级； IE2为高效率等级； IE3为超高效等级； IE4为超超高效等级。
国际、国家能效等级与其他能效指标的关系
中国 各国家 IEC 欧洲
针对新国标GB18613-2012要求，国内个别厂家 开始试制。目前还未有成熟设计。
三、中国中小型电机发展及现状： 我国目前中小型异步电机市场现状
截止目前，由于国内中小型电机市场上Y系列电机 为主仍占据了近90%的市场份额。而目前我国高效电机 的市场份额仅为3%左右。由于价格因素，目前具有规 模的近300家中小型电机厂中，只有约82家取得YX3系 列高效电机认证。
降低杂散损耗
32
如何提高电机的效率？
IEC 效率等级划分 的效率数值标准
效不 率同 对容 比量 、 不 同 转 速 下 电 机 的
我国目前广泛应用的Ｙ系列电动机效率平均值为87.3％； 高效电动机的效率平均值为90.3％，超高效电动机其效率平 均值为91.7％。
4极电动机的能效等级
100 95 90 85 80 75 70
针对美国2011年将在全球率先强制推行超高效 率标准电机，国内电科所牵头，研制超高效电机 系列产品开发。该电机损耗值比高效电机降低20%。 对于年运行时间超过 8000 小时的电机，负荷率超 过 60% ，电费以 0.7 元 / 度计算， 1.5 年左右可收回 标准电机额外增加的成本。
三、中国中小型电机发展及现状： 2012年 超超高效电机（IE4）---YE4电机 •
标准效率 IE1 低效率
三、中国中小型电机发展及现状：
•
J、JO、JO2系列：
20世纪五、六十年代为效仿原苏联模式阶段， 开发的产品有J、JO 、J2、JO2系列等，该批电机 已经在国家产业调整目录明令淘汰。
•
三、中国中小型电机发展及现状：
•
•
1982年定型Y系列电机：
1979年，全国组织具有80年代初国际先进 水平的Y（IP44）系列电动机的统一设计，采用国 际IEC标准规定的功率等级和安装尺寸，采用B级 绝缘，1982年定型生产。
三、中国中小型电机发展及现状： 1996年定型 Y2系列电机
•
Y2系列电动机是Y系列电机的更新换代产品。Y2系 列电机的安装尺寸和功率等级符合 IEC 标准，防护等级 为IP54 ，冷却方法为 IC41l 。采用 F 级绝缘，温升按 B级 考核并要求考核负载噪声指标。
•
三、中国中小型电机发展及现状： 2003年 定型 Y3系列电机
2.
3.
→Y、Y2系列电机（限制类）
四、高效电机产业政策及法律法规：
• 工信部[2009]67号《高耗能落后机电设备（产品）淘汰 目录（第一批）》
1. 2. →JO2、JO3系列，JDO2、JDO3系列，J2、JZ系列三相 异步电动机 （停止生产、尽快更换）
• 工信部 [2012]14号《高耗能落后机电设备（产品）淘汰 目录（第二批）》 1. →Y、 Y2 系列电机（停止生产，规定期限内停止使用）
从能源形势、节能减排及世界电机行业发展出 发，2003年，中小型电机开始研制满足 GB18163 中节能评价值即中国 2 级， IE2 级的高效电机。从 导磁材料选择、冲片研究、通风改善等方面改进。 效率平均提高2.76%。长期连续负荷可以节约大量 电费。
三、中国中小型电机发展及现状： 2010年 超高效电机(IE3)---YE3电机 ——电机能效限定值（2016.9.1） •
•
1999 年，国家发布《淘汰落后生产力、工艺和产品的 目录（第二批）》，明确规定从2002 年底起淘汰热叠轧 工艺、停止生产热轧硅钢片。2002 年，设计“以冷带热” 的Y3系列电动机。该系列电机采用冷轧硅钢，全系列基 本满足GB18163能效限值标准。
三、中国中小型电机发展及现状： 2005年 高效电机(IE2)---YX3系列电机 ——电机能效限定值（2011.7.1） •
2） 欧盟的电动机能效标准
•
1999年，欧盟交通能源局与欧洲电机及电力电子 制造商协会达成自愿协议(简称 EU-CEMEP 协定 ) 。该协 定将电动机的效率分为EFF1、EFF2、EFF3 三级。 2005年底，实施EFF2级（IE1)电动机。 2008年8月11日起，欧盟EuP指令正式转化为欧盟 成员国的法规。在2011年起实施EFF1(IE2高效）标准
→JS/JSQ电机2015年底前淘汰
GB18613 标准应用解读
GB18613 标准应用解读
GB18613 标准应用解读
GB18613 标准应用解读
•电机适用范围： 电机类型、电压、转速、冷却方式、设计等 •两个日期： 2011年7月1日 2016年9月1日
五、高效电机节能分析与应用
95% (EFF1)78.8kW 92%(EFF3)81.4kW