低压电机节能研究

低压电机节能研究

韦金宏

广东大唐国际潮州发电有限责任公司

摘要：随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益严重，节能减排已成为全球关注的焦点。低压电机作为广泛应用于工业、农业、交通等领域的重要动力设备，其能耗占全球总能耗的很大比例。因此，开展低压电机节能研究，提高电机效率，降低能耗，对于实现可持续发展具有重要意义。本文详细阐述了低压电机节能研究的背景、目的、方法、结果及结论，并结合具体案例深入探讨了通过改造更换新型节能电机在低压电机节能中的应用前景。

关键词：低压电机；节能研究；结构设计；性能分析；应用前景

1   引言

低压电机作为现代工业中不可或缺的动力设备，其能耗占全球总能耗的很大比例。随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益严重，节能减排已成为全球关注的焦点。因此，开展低压电机节能研究，提高电机效率，降低能耗，对于实现可持续发展具有重要意义。本文旨在通过对低压电机节能技术的研究，探索提高电机效率、降低能耗的有效途径，为低压电机的节能设计、优化及应用提供科学依据。

2   低压电机节能技术概述

2.1 电机效率的影响因素

电机效率是衡量电机能耗的重要指标，其影响因素主要包括电机设计、材料选择、制造工艺以及运行条件等。优化电机设计、采用高效材料、改进制造工艺以及改善运行条件等措施，均有助于提高电机效率，降低能耗。

2.2 现有节能技术

目前，国内外已开发出多种低压电机节能技术，如变频调速技术、高效电机技术、永磁同步电机技术等。这些技术通过优化电机控制策略、提高电机效率、降低能耗等方式，实现了低压电机的节能运行。

2.3 研究趋势

未来低压电机节能技术的发展趋势主要包括高效电机技术、智能控制技术、新材料应用以及系统集成等方面。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，低压电机节能技术将在更多领域发挥重要作用。

3   案例分析

3.1 案例背景

某燃煤电厂低压电机多为2008年以前生产，低压电机型号为Y系列产品，运行有15年之久。Y系列电机基本都在国家高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录中，不符合GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》能效限定值。为响应国家节能降耗号召、为降低厂用电能耗及满足GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》要求，因此对低压电机进行节能换型改造。

3.2 项目创新点

3.2.1 设计上的创新

电磁优化设计，对圆系统、气隙长度、槽配合及槽型进行全面优化，在电磁设计上保证了电机性能达到最佳，以提高电机的功率密度和效率。

采用先进的降噪手段和技术，降低电机运行过程中的噪音和振动。低噪音技术可以提高电机的舒适性和环保性，同时降低对周围环境和人员的影响。

3.2.2 结构型式的创新

改进电机的轴承系统，优化电机外形和风扇、风罩结构从而降低电机的机械损耗，并采用先进的降噪手段和技术，降低电机运行过程中的噪音和振动。低噪音技术可以提高电机的舒适性和环保性，同时降低对周围环境和人员的影响。

3.2.3 材料型式的创新

铁芯采用低铁损、高导磁的优质冷轧无取向硅钢片，电磁线采用耐温等级达到H级（180℃）的聚酯亚胺包圆铜线QZY-2/180，高导磁材料可以提高电机的磁场强度，从而提高电机的输出功率，大大提高电机的性能，降低工作温升和损耗，从而达到提高电机效率的目的。

3.2.4 设备工艺上的创新

采用最新VPI真空浸漆工艺使得整个线圈的抗电压冲击能力加强，降低匝间及相间绝缘事故率；防护等级和绝缘等级均比老式电机至少提高一个等级。

3.3项目关键技术指标

    解决长期运行的较大功率、重要的低压Y系列电动机，能耗高、效率低、环保性差，不满足GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》要求的问题。YE4系列高效节能电机采用高导磁低损耗冷轧无取向硅钢片，高效节能、低振动、低噪音，效率比Y系列普通电机高7%左右。

3.4 节能效果分析

3.4.1改造电机清单

3.4.2各功率电机节能计算

（1）12台7.5kW电机一年节能

磨煤机油泵电机、每天运转24小时，每年平均运行330天，换型为YE4系列7.5kW的相同功率电机。普通Y电机的效率为87%，二级能效电机效率92.6%，则

改造前全年耗费电量为：

12*（7.5/0.87）*24*330=819310.3度

改造后全年耗费电量为：

12*（7.5/0.926）*24*330=769762.4度

使用二级能效电机后一台全年节电：819310.3-769762.4=49547.9度，

（2）4台110kW电机一年节能

如工业水泵、高压泵电机，每台每天运转12小时，每年平均运行360天，换型为YE4系列110kW的相同功率电机。普通Y电机的效率为87%，二级能效电机效率96.3%，则

改造前全年耗费电量为：

4*（110/0.87）*12*360=2184827.6度

改造后全年耗费电量为：：

4*（110/0.963）*12*360=1973831.8度

使用二级能效电机后全年节电：2184827.6-1973831.8=210995.8度

（3）14台55kW电机一年节能

二期脱硫搅拌器电机，定子冷却水泵电机每台每天运转24小时，每年平均运行300天，换型为YE4系列55kW的相同功率电机。普通Y电机的效率为87%，二级能效电机效率95.7%，则

改造前全年耗费电量为：

14*（55/0.87）*24*300=6372413.8度

改造后全年耗费电量为：：

14*（55/0.957）*24*300=5793103.4度

使用二级能效电机后全年节电：6372413.8-5793103.4=579310.4度

（4）2台90kW电机一年节能

吸收塔浆液排出泵电机每台每天运转24小时，每年平均运行180天，换型为YE4系列90kW的相同功率电机。普通Y电机的效率为87%，二级能效电机效率96.1%，则

改造前全年耗费电量为：

2*（90/0.87）*24*180=893793.1度

改造后全年耗费电量为：

2*（90/0.961）*24*180=809157.1度

使用二级能效电机后全年节电：893793.1-809157.1=84636度

（5）10台200kW电机一年节能

密封风机电机每台每天运转12小时，每年平均运行300天，换型为YE4系列200kW的相同功率电机。普通Y电机的效率为87%，二级能效电机效率96.7%，则

改造前全年耗费电量为：

10*（200/0.87）*12*300=8275862.1度

改造后全年耗费电量为：：

10*（200/0.967）*12*300=7445708.4度

使用二级能效电机后全年节电：8275862.1-7445708.4=830153.7度

（6）10台30kW电机一年节能

一期脱硫搅拌器电机每台每天运转24小时，每年平均运行300天，换型为YE4系列30kW的相同功率电机。普通Y电机的效率为87%，二级能效电机效率94.9%，则

改造前全年耗费电量为：

10*（30/0.87）*24*300=2482758.6度

改造后全年耗费电量为：：

10*（30/0.949）*24*300=2276080.1度

使用二级能效电机后全年节电：2482758.6-2276080.1=206678.5度

4   结论

本文通过对低压电机节能技术的研究，探讨了提高电机效率、降低能耗的有效途径，并深入探讨了改造旧型电机为新型节能电机在低压电机节能中的应用效果。结果表明，该技术可提高低压电机整体性能，且节能效果明显，有利于低压电机高效节能及安全稳定运行。