电机系统能效评估及高效电机推广应用浅析

2022-09-30 04:58:54王根梁栋周胜
上海节能 2022年8期
关键词:能效电动机电机

0 引言

电机是我国用电量最大的终端用能设备,2021年,我国电机保有量32.6亿kW,年耗电量5.28万亿kWh,占全社会用电量的64%。其中,工业电机保有量24.45亿kW,年耗电量4.13万亿kWh,占工业用电量的75%。对照国际先进水平,我国电机的设备生产和使用的总体水平还有不少差距,95%以上在用的低压电动机属于相对低效的产品,其中电机系统运行效率比国际先进水平还落后10%以上。要实现电动机系统的节能降耗,首要问题是电机系统能效评估,要知道问题具体出现在哪里。此外,尽管部分用户使用了高效电机系统和拖动设备,但整个电机系统能耗评估方法和工具不成熟,使得高效电机的推广和应用有较大困难。

1 国内外电机能效标准现状分析

1.1 国际电机能效标准现状分析

由于工业电机受文化和消费习惯的影响较小,因此工业动力电机在产品的外观、设计、功能等方面高度统一,故IEC电机设计、检测及能效分级体系被各国广泛采用。IEC 60034系列标准对电机的定义、设计、测试和能效等级分级方面作了详细而统一的规范,而这一套标准体系也被全球各国广泛接受,为电机的能效比对和提升提供了坚实的技术基础。

全球主要的经济体均已采用IEC能效分级体系,IEC 60034-30-1和IEC 60034-30-2设定了从IE1到IE5由低到高的能效等级分级标准(见图1)。该标准为全球最低能效标准(MEPS)和高效标准(HEPS)制定提供技术基础。

观察组痊愈22例,显效19例,有效7例,无效3例,总有效率为94.12%;对照组痊愈10例,显效18例,有效12例,无效11例,总有效率为78.43%,观察组明显优于对照组,两组效果比较,差异有统计学意义(P<0.05)。

在低功率的情况下(小于10 kW),不同能效等级之间的百分比效率差异比较大,而随着功率的逐渐增加,不同能效等级之间的百分比效率差异将会逐渐缩小,但是功率差异绝对值逐渐增大。IEC能效等级标准为全球电机能效标准化起到了至关重要的作用。IEC能效等级已经成为全球通用电机效率分级标准。

根据《京津风沙源治理二期工程规划》《天津市水土保持重点工程规划》,2014—2025年,规划投资 4.03亿元,治理水土流失125km2,小流域治理30km2,实现全市水土流失区域全部治理的目标。

1.2 中国电机能效标准现状分析

我国于2002年出台第一部有关电动机的能效标准:GB 18613-2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》。2002年,国家发展和改革委员会制定了《节能中长期专项规划》,把高效节能电动机列入“十一五”计划的重点节能推广项目,同时于2005年6月对GB 18613标准进行了修订。此后,国家发展和改革委员会、国家质量监督检验检疫总局和国家认证认可监督管理委员会于2008年1月18日联合发布《中华人民共和国实行能源效率标识的产品目录(第三批)》,对于进口和在国内市场销售的中小型三相异步电动机等五类产品均强制要求粘贴相应的能效标识。能效等级所依据的标准为GB 18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》。目前,最新版GB 18613-2020《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》标准已发布,并配套了标识的更新,新标准和标识管理要求已经于2021年6月开始正式执行(见表1)。

除了强制性的能效标识管理制度外,我国还同时推行节能标识这一自愿认证制度。对于节能认证,国家财政设有专项的补贴政策。2010年6月2日,财政部、国家发展和改革委员会联合出台《关于印发节能产品惠民工程高效电机推广实施细则的通知》,将高效电机纳入节能产品惠民工程实施范围,采取财政补贴方式进行推广。

通过以上对标准和法律法规的分析不难看出,世界各国正在加强对于节能降耗的重视程度。电动机能效的强制性要求差异不大,唯一的区别是在于覆盖范围和具体能效要求其本质都是为了节约能源,以实现产业升级和国家的可持续发展。我国虽然进入能效标识MEPS较晚,但是基础量大,配合国内的政策执行,获得了巨大的能源节约效果,并且能进一步深入挖掘工业基础设备的节能潜力。

报道霸座这事怪不得媒体,因为如果类似这种轻微的违法问题,若及时得到制止,若侵害他人权益者能获得应有惩罚,估计这些事情提不起公众的兴趣,也吸引不了媒体的目光。但事实却是,每每在这些事情曝光之后,相关的管理和执法人员,往往限于被动执法,只能是采取“只动口,不动手”的姿态。这样的执法,效果甚微,使得违法者气焰嚣张,守规者只能被迫退让。面对此情此景,围观者无不气愤填膺,一场场声讨霸座的舆论由此酿成。

2 国内外电机系统能效评估方法研究进展

从理论上讲,电机系统能耗最主要取决于电动机效率,电机的效率实际上取决于其损耗,损耗越低,效率越高。在某种意义上说,精确测量电机系统的损耗就是对电动机效率的精确辨识,在此基础上再考虑多重影响因素的叠加。所以,当前电机系统的能耗评估研究的主要方向是针对电动机实际效率的评估评价,其次是针对拖动设备的评估评价。

在电机运行的各种损耗当中,定、转子铜耗根据定、转子电阻以及通过的定、转子电流可以求得,铁耗、风摩耗可以通过空载试验测得,而且精度也可以得到保证,唯一有难度的就是杂散损耗的测量

。三相异步电机的负载杂散损耗的测量分为间接测量法、直接测量法和推荐值法

。间接测量法通过测量电机总的损耗,从中分离出铁损耗、风摩耗及定、转子铜耗后,最后所剩的损耗即为负载杂散损耗。直接测量法将负载杂散损耗分为基频杂散损耗和高频杂散损耗两部分,通过抽转子试验测得基频杂散损耗,以及通过外部驱动设备使被试电机反转测得高频杂散损耗。推荐值法是把电机根据不同负载的输出功率分成几段,然后在每一段中可以根据杂散损耗值与其所对应的额定输入或输出功率的比值使定值得出电机的杂散损耗。且电机效率的评估受到实际负荷、等值电路法的选取、杂散损耗计算方法和试验参考温度不同的影响而差异较大。除此之外,现在大多数场合根据现场条件允许的情况下传统电机效率辨识方法有铭牌法、转差率法、电流法、损耗分析法、等效电路法等,但是这类方法大多数基于技术手册及经验公式,误差较大。

不少学者也根据不同的环境进行了修改以满足特定的环境,根据这些方法不同特点一共可分为9大类20多种电动机能效评估方法,这些方法主要以IEEE Std-112中规定的方法为基础实现,比较常用的有Dlamini V等在电机效率在线评估中主要使用了改进的转差率法,研究中考虑到了非额定电压下转差率的比值可能带来误差,并根据经验公式修正了这个误差,使得电机效率在线计算更加准确

。Hsu等对目前电机效率测量方法进行了研究比较,认为基于IEEE Standard 112方法的大部分电机效率测量方法除铭牌法外都会影响电机的正常运行

。随着智能算法的不断发展和改进,等效电路法和气隙转矩法的非侵入式研究成为人们关注的重点

。P.Pillay等利用遗传算法对等效电路法中难以直接测量的参数进行参数辨识,实现了等效电路法的非侵入式测量

国内近年来也取得了不少的研究成果。在系统能耗能效测试方面,中国电力科学院开发的便携式测试系统MotorTOP可以支持多种测试实验,并且能够用铭牌数据法在工业现场进行非侵入式效率测量

。华北电力大学应用智能算法对电机动态模型参数识别进行了研究

。上述论文中对电机系统中,不同环境下的电动机及拖动设备的测试方法进行了详细总结。

对系统方面的能效评估,国内近年来也十分关注,大量的论文对电机系统(泵、风机、空压机)作了多维度的分析。周东和孙勇发明了一种基于衍架结构测量动态平衡扭矩和转速得到风机机组效率的装置,并给出了据此装置风机系统效率测量的数学模型及计算方法

。王娟和李春曦提出了一种基于热力学原理的风机机组效率计算方法,它在仅通过测量风机进、出口温度的基础上采用热力学基本方程计算得到风机及系统效率

。任仁良等人根据风机效率模型开发了便携式的风机系统效率测试仪,采用单片机采集测量实时数据并计算风机效率,利用软件方法对结果进行修正,提高了测量的准确性

。这些方法和研究都为风机系统能耗研究提供了很好的借鉴思路

。骆超等分析了电机系统能耗的影响因素,并利用层次分析法建立了多因素模型并泵机组及其系统为例作了分析并验证

。屈博等提出了一种基于参数辨识理论的集群电机系统能耗校正方法,采用LM算法对单台电机和集群电机系统的额定效率、额定可变损耗及不变损耗参数进行辨识,建立了电机能耗计算的校正模型

。李佳宣等人针对目前有限元模型建模烦琐、计算量大的现状,在考虑了变频电源谐波对铁耗电阻影响的基础上,建立了考虑铁耗等效电阻的异步电机数学模型及PWM变频器主电路损耗模型,提出一种基于MATLAB/Simulink的变频电机系统实用模型,实现了变频电机系统各环节损耗准确分析

综上所述,目前对电动机系统的能效评估方法从多个角度对电机系统的材料、机械连接、运行环境等多方面采用理论及数值分析方法作了大量研究,得出了许多有益的结论。但是大部分都着重于理论研究,具体到系统的落实还有待进一步发展。

3 国内外电机系统能效评估工具研究进展

当前,人们提出对电机系统的节能改造方案大多是更新淘汰低效电动机及高耗电设备、合理地匹配电动机系统、提高电动机效率、以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械方式、实现被拖动装置控制和设备制造;推广软启动、无功补偿装置、计算机自动控制系统技术、优化电动机系统的运行和控制等,但是这些手段都是较为粗浅的方式,对电机的系统能效评估工具还并不成熟。

6)两化融合进程缓慢,管理水平不高

美国能源效率和可再生能源办公室(EERE)发布了名为PSAT的泵系统评估软件,该软件为开源软件,可通过访问GitHub直接下载并使用,或者基于软件代码进行调整适配系统。泵系统评估工具(PSAT)可以根据现场测量数据评估泵送系统潜在的节能机会。该工具允许用户保存和检索日志文件、默认值和系统曲线,以便与其他用户共享分析。它还打算帮助工业用户评估不同的系统修改,以确定哪一项在精力上最有利。PSAT利用来自标准和电机性能参数自动优化器得到的数据,测试了各种选项的假设场景,为用户提供多种资源,以减少能源使用。该软件主要适用于电机系统建设初期的系统匹配和建议。除此之外,还有很多的工具应用于电动机系统能效评估中,为电动机系统节能减排及系统匹配提供了很多有益的帮助。

通过以上分析比较,笔者认为译文二从受众的特点、校园宣传语的语体特征、修辞手法以及英文语言特点等方面处理译文,使其在各个方面符合翻译要求,努力实现校园宣传语源文要实现的宣传功能以及作为外语让学生效仿学习的功能,在对外交流中高质量的宣传语译文也起到提升学校形象的功能,翻译比较充分,优于译文一。

目前出版的SPSS教材不下数十种,多数教材在给出案例后,直接跳入菜单或命令的分析,穿插介绍每个选项的中文含义,最后解释软件的输出结果,仅花很少的篇幅介绍统计理论[3]。这种处理方式有其可取之处,如方便学生理清思路、方便上机模仿练习等,但轻视统计理论教学的缺点也是显而易见的:学生对知识的掌握一知半解,经常出现明显的模型误用。例如,在因变量不服从正态分布的情况下,却采用多元回归方法进行建模;明显的单边检验问题,给出的却是双边情形的P-值。

目前来看,研究电动机系统的节能减排技术刻不容缓,而研究电机系统有效的能效评估方法、技术与支撑工具同样是能源研究领域、电动机生产及使用行业的重点方向。综上可见,电动机及拖动系统的能效评价指标和评价方法研究较多,理论也日趋成熟。相比而言,对电机系统能效评价系统的研究则不够重视,现有的电动机系统工具主要是针对设备的,例如对泵、风机、空压机,但对系统的扩展还考虑不够,如果系统是由多个机组或者设备组成的,目前还没有任何软件能够直接做到合理匹配或者测试分析。另外,对于不同运行环境,例如水泥、钢铁,电动机系统的要求也不同,由于负荷不同,哪怕相同的系统在不同的环境中得到的节能效果也不同。相对来说,电机系统还比较个性化,针对应用场景的成套解决方案,使用软件还无法直接给出,系统使用经验移植比较困难。针对上文列举的工具功能分析还能发现,国际电机系统能效评估工具主要偏向于系统整体,注重整体优化及控制管理,国内电机系统能效评估工具还比较偏学术,主要是基于测试或者评价标准搭建,对数据收集和信息梳理要求较高。另外,国内电机系统能效评估工具对定制化的服务及数据安全控制基本不考虑,与国际先进的能效评估工具还存在差距。国际电机系统能效评估工具类型比较多元,从软件工具、硬件到芯片甚至是电源管理策略工具包,对比国内的能效评估工具,主要集中在试验检测仪器或者平台搭建,适用性相比不是太强。

4 高效电机推广应用

4.1 新型电机研发进展

20世纪80年代国内专家在Y系列(IP44)的基础上开发了YX系列三相异步电动机,由于采用了铁耗较低的硅钢片且冲片经退火处理,改进了定转子的槽配合,改进了风扇设计,并稍增加了有效材料用量,从而提高了电动机的效率。90年代在Y2系列电机基础上派生设计Y2-E系列高效节能电动机,该系列电机效率高于普通Y2系列电机效率(Y2系列电机效率基本达到欧洲CEMP-EU协议中的EFF2指标)并具有高效、节能,电机噪声和振动小、运行可靠的特点。2001-2003年,为了配合国家的产业政策以及节能和环保的需要,由上海电器科学研究所进行了中小型电机“以冷代热”技术攻关,在已满足欧洲EFF2标准的Y3系列电机基础上,首次开发了以冷轧硅钢片为导磁材料的YX3系列高效率电动机。目前,虽然交流变频调速电机在技术上可以替代直流电机,但大中型直流电机经过长期发展,积累了丰富的运行、维护经验,从电源加电机的系统价格来讲,也大大低于需要配备昂贵变频器的交流变频调速电机。此外,由于大中型直流电机方便、低投入的无级调速等特性,逐渐在冶金行业、矿山行业被推广,有取代交流变频调速电机的趋势,直流电机正积极采用新技术、新结构、新材料、新工艺克服晶闸管整流电源供电对电机带来的换向、绝缘、噪声和振动方面的新问题。当前大型直流电机会向专业化、非标定制化的方向发展。此外,铜转子电机可使电动机的能耗在原有基础上降低15%~25%,电机效率可提高2%~5%,在军工、核电及电动汽车等领域具有极大的市场竞争力而被大力研发。

4.2 发展障碍及建议

尽管反刍动物日粮中的纤维物质主要由粗饲料供给,但是由于粗饲料提供的可消化碳水化合物无法完全满足瘤胃微生物生长的需要,所以需要添加精饲料以补充并满足日粮中可消化碳水化物的含量。日粮精粗比的变化在一定程度上也反映了日粮NDF的变化,大量研究表明,日粮NDF水平对反刍动物瘤胃内环境[5]和营养物质的消化率[37]等均会造成影响,适宜的日粮NDF水平对维持反刍动物机体正常生理功能和生长发育具有重要作用。

目前,我国高效电机推广应用存在以下障碍:

1)系统能效有待提高

我国已具有全球领先的设备能效标准,对电动机、泵、风机、压缩机等产品提出了明确的能效指标要求,对照国际水平,设备能效水平差距不大。但根据国际能源署和UNEP发布的《电机系统能效政策机遇》对全球电机系统能效统计可知,我国电机系统的能效水平与国际水平还存在一定差距,尤其在智能化运营和数字化创新还缺乏强有力的技术支撑。同时报告指出,通过引进最低能效标准能够获得4%~5%的节能量,但是通过具有高成本效益的工程解决方案(包括电气和机械)来匹配这些高能效电机及设备,另外还可以节约15%~25%。据统计,我国以风机、泵类(含注塑机)、压缩机和空调制冷机等各类不同电机拖动设备为代表的电机系统,装机容量在12亿kW以上,年耗电量超过1.2万亿kWh,如果系统集成优化措施得到良好应用,将上述电机系统的能效提高大约20%~30%,那么将减少全球大约10%的能源消费。

2)绿色制造水平有待提高

当今世界的产业竞争能力,既是核心技术与资本的竞争,又是产业链控制能力的竞争。我国的电机系统企业生产制造智能化、自动化能力相对较弱,对供应链的管理、产品线的覆盖面相对较差,主要的盈利依靠加工制造环节,缺乏持续健康发展的后劲。对绿色制造、全生命周期理念不熟悉,致使难以提出软硬件结合的系统集成优化方案,难以构建“产业集成、互联与合作”的绿色产业链条。

中外文化差异比较大,而且在各国在法律法规上面也存在一定的差异。确实是很多游客并不是故意存在一些不文明的现象,而是对当地的风俗文化缺少一定的认识和了解,而且处理问题方法欠妥当,从而引发误会。

3)存量替换及高效再制造有待推进

针对重点行业我国提出工业节能诊断,其中也包括电动机产品,但是我国缺少结合系统能效的专业设备评估能力,对运行维护情况、评估方法还不完善,企业仍需要国家引导才能进行系统能效评价。尽管每年都淘汰部分高耗能产品,但选用高效产品后如何在系统中实现高效运转,达到真正的节能减排,其手段还不完善。此外,大量的存量电机替换后的处理和操作,造成了巨大的浪费。

在中小型电机市场,高技术含量产品如铸铜转子高效三相异步电动机、永磁高效电动机等市场竞争相对良性。与此同时,落后产能过剩的现象日益突出,普通标准电机以低价参与市场竞争的现象较为普遍。由于价格竞争激烈,成本不断上升,行业利润率不断压缩,刺激了生产商不断扩大生产规模来维持利润额。

根据相关参数绘制枯水期煤电机组需求曲线,其中横轴代表非强制容量,纵轴代表非强制容量价格。根据相关参数确定A、B两个点,然后A点与X轴平行画一条线,B点与纵轴平行画一条线,连接A、B即得出可靠性备用需求曲线如图4所示。其中目标容量水平在A点。其中A点为当年枯水期煤电必开机组的容量和固定成本,B点为可用机组的容量和可用机组的维持成本。

4)产能过剩、同质化竞争依然突出

为了保证高效电机能够有更广阔的市场前景,应该重点从以下三个方面展开工作:

较低的工资水平是造成行业对人才吸引力下滑的主要原因。随着“双碳”目标的实施,行业对跨学科人才的需求进一步扩大,对产品研发团队的综合实力要求也越来越高。专业技术人才的不足,尤其是跨学科科技人才的不足,使得行业创新能力受到很大的影响。

苏:以前唱歌唱得好!成立北川羌族自治县的时候,我连着几个月到北川下面的各个地方去教唱歌跳舞,每天不停歇。一来是基于羌族人热情好客的秉性,二者是在交往之中建立起来的朋友情谊,使我热爱羌族歌舞的传承工作。几个月不停歇地教学,让我感到我对北川羌族文化的发展贡献出了自己的力量!

美国能源部(DOE)和联合国工业发展组织(UNIDO)联合美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)开发了电机系统的软件(Motor System Tools)。该软件电动机系统用户提供了最佳的工业能源系统能源消耗分析手段,截止到2020年9月以“最佳工厂”(Better Plant)举办了140场培训会,共有2 400名参与者实现了4 100万美元的电动机系统能源成本节约。该系统对风机、压缩机、泵及综合电动机系统提供能效评估服务,其中包括系统评价、热转换效率评估、机械传动能力及附件评估、流体模型及流场评估。该软件针对能源效率及能耗作评估评价,还针对流体技术,传动技术等作相关的测试和分析,使用较广,覆盖范围较全面。

“十三五”期间,中小型电机行业在数字化、信息化方面取得了较大的进步,部分企业通过数字化车间建设,逐步利用信息化手段对研发和生产等过程进行管理。但总体来说,行业信息化、数字化、智能化与工业化的融合程度还远远不够,行业数据传递效率依然较低,企业信息孤岛现象普遍存在,管理水平有待提高。

5)人才缺乏,创新能力不足

1)加大高效电机推广力度

国内对电机系统能耗影响和技术手段都作了较多的研究,但还暂时仅限于研究阶段,应用得较少。在故障诊断和效率监测方面,沈阳航空航天大学和上海海事大学

,开发了电机系统故障诊断和效率监测软件,实现电机在线实时监测,确定电机系统主要故障,并深入分析了故障原因,找出解决方案。钟衍等

详细分析了建筑电气节能诊断方法的步骤和内容,并提出建立电气专家诊断系统。在节能技术实施方面,舒服华等

介绍了包括电机选型、提高功率因数和结构改造方面的实用技术,电机系统的节能潜力巨大,为提高电机效率,达到节能目的。郭维等

基于全生命周期法,提出了一套完整的电机选择与节能分析模型,并开发了对应工具

。国内电动机系统能效评估产品的研发主要有浙江大学林海燕

开发的便携式电机效率测试仪,能够通过计算机程序计算电机效率,并开发了一整套的硬件采集滤波处理电路,但仍需要空载和堵转实验。中南大学的王迅

利用遗传算法求解电机系统的输出功率,开发了一套电机系统效率测试仪,针对风机进行测试。该软件可计算电机系统效率,但并未考虑能效诊断手段。中科院的胡静涛

领导开发的中小型电机在线监测与能源管理系统对电机的转速、转矩、效率等参数进行估计,并能对性能曲线进行分析,给出电机监测结果分析报告,具有较强的实用性。

2010年成功等[19]对特发性脊柱侧凸患者CT图像进行CT薄层分析、CT三维重建,建立起新分型,首先根据主侧凸所在的部位分为2型。然后根据侧凸的数量、侧凸顶点位置,侧方弯度矫形率以及其他三维畸形特点,分成不同的亚型,共分成14个亚型,并对每一分型制定了具体的融合策略。此新分型与king分型、Lenke分型相比,简单易记,逻辑严谨,与PUMC分型相比,因为借助CT三维重建模型,是一种三维评估分型系统,形象直观的反应了特发性脊柱侧凸三维畸形的特点。但是其分型依据只有80例,会导致数据不够,分型不全面,其次在手术矫形中所提出的入路、融合范围、具体的融合阶段只是雏形,未经过大量的临床检验。

严格执行GB 18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》等国家标准,加强用能设备节能管理,加大高效电机推广使用范围。推动电机系统(风机、泵、压缩机等)根据使用场景及负载特性,优化匹配,鼓励采用高能效水平的电动机。针对变工况情形,鼓励使用高效变频设备,鼓励优化系统匹配,实现系统高效运转。

部分县级山洪灾害监测预警系统存在运行不稳定情况,如个别无线广播启动后不能及时复位;无线广播站设施裸露,风吹日晒容易老化,造成设备失灵;短信发送平台经常死机,出现短信发送不出的情况等。

2)加快电机系统集成应用技术创新

加强高效电机产品与负载匹配技术研究,深入电机及系统、绿色制造、智能制造、工业互联网等领域,开展标准研究及体系建立,同时加大对国家标准体系中的基础标准、试验方法标准、能效标准的制(修)订力度,进一步完善并优化现有标准体系,从而推动行业产业结构提升和技术进步,为实现行业转型升级和跨越发展夯实基础。加快制定超高速电机、同步磁阻电机等高效节能电机能效标准,鼓励开展智能制造研究,充分利用互联网、大数据、云计算、人工智能、标识解析等技术,实现协同设计、个性化定制、供应链管理、远程运维等全生命周期数字化管理及应用。

3)加快推广电机驱动系统,取代化石能源驱动系统

当前,中国超过90%的CO

排放量来自于电力、工业、交通和建筑领域。电能深度替代化石能源是构建清洁低碳、安全高效能源体系的重要方向。在能源消费环节践行“双碳”目标,应加快推进电机驱动系统,鼓励电机驱动系统在工业机械、农用机械等领域取代传统化石能源驱动系统,以终端再电气化改造助力“双碳”目标的实现。

4)积极推进电动机高效再制造

1.4 统计学方法 运用SPSS 16.0 统计软件进行数据处理。符合正态分布的计量资料以±s)表示,两样本均数的比较,方差齐时用t检验,方差不齐的用 t′检验。计数资料用率或构成比表示,组间的差别采用χ2检验进行分析。P<0.05为差异具有统计学意义。

完善电机全生命周期供应链,推动废旧电机回收利用标准及体系建立,鼓励企业使用再制造高效电动机。严格控制再制造电机能效和产品质量,开发工艺装备,完善监测体系。全面推进绿色工厂建设,开发绿色产品,创建绿色供应链平台。

5 总结

电机作为风机、泵、压缩机、机床、传输带等各种机械设备的驱动装置,其耗电量约占全社会用电量的64%。随着现代化工业的高速发展,过去5年里,我国电机产量持续保持增长的态势,其中小型三相异步电机耗电约占35%,是耗电大户。开发中国高效电动机是提高能源利用率的重要措施之一,符合我国发展的需要,是非常必要的。同时也应该注意到,在节能减排背景下,强制标准和鼓励政策决定了高效节能电机未来将全面替代传统低效电机,但是由于节能电机能耗评估方法和工具不成熟,难以投入高效电机实际使用中来。

另外,电动机及拖动系统的能效评价指标和评价方法研究虽然较多,理论也日趋成熟,但对电机系统能效评价系统的研究则不够重视,目前还没有任何软件能够直接做到合理匹配或者测试分析。通过对国内外电机系统能效评估工具进展了解,国外电机系统能效评估工具主要偏向于系统整体,注重整体优化及控制管理,并且能效评估工具的类型比较多元,从软件工具、硬件到芯片甚至是电源管理策略工具包都有涉猎。相比之下,我国电机系统能效评估工具还比较偏学术,主要是集中在试验检测仪器或者平台搭建,对数据收集和信息梳理要求较高,适用性相比不是太强。

针对当前我国日趋增长的电机需求量及耗电量,结合我国低碳节能的发展趋势,我国已经做出加快高效节能电机推广应用的决心和行动。与此同时,通过此次研究,深知我国在电机系统能效评估方法、技术及支撑工具方面的不足,目前来看,加快研究电动机系统有效的能效评估方法、技术与支撑工具对高效电机的大规模应用有着显著意义。

[1]李穆,刘鹏,刘教民,王震州.三相异步电机杂散损耗测试系统设计[J].电机与控制应用,2008,35(8):s5-61.

[2]黄志国.电动机损耗和效率测试的国际标准新进展[J].电机与控制应用,2006,33(2):3-80.

[3]张昊,殷强,马冬梅.电机效率测试技术研究[J].电机与控制应用,2012,39(5):41-45.

[4]Dlamini V,Bansal R C,Naidoo R.An improved motor replacement strategy using non-intrusive motor efficiency estimation[C].Industrial and Commercial Use of Energy(ICUE),2014 International Conference on the.IEEE,2014:1-8.

[5]Hsu J S,Kueck J D,OlszewskiM,et al.Comparison of in-duction motor efficiency evaluation methods[J].IEEE Transactions on industry Applications,field,1998,34(1):117-125.

[6]Lu B,Cao W,French I,et al.Non-intrusive efficiency determination of in-service induction motors using genetic algorithm and air-gap torque methods[C]//Industry Applications Conference,2007.42nd IAS Annual Meeting.Conference Record of the 2007 IEEE.IEEE,2007:I 186-1192.

[7]Al-Badri M,Pillay P,Angers P.A Novel In Situ Efficiency Estimation Algorithm for Three-Phase IM Using GA,IEEE Method F1 Calculations,and Pretested Motor Data[J].Energy Conversion,IEEE Transactions on,2015,30(3):1092-1102.

[8]闰华光,范没,段小华,宗建华.现场电动机效率测试方法及智能测试系统研究.电力需求侧管理,2008(1)34-36.

[9]张鑫磊.基于在线监测的电机系统能效及节能潜力评估模型[D].北京:华北电力大学,2015.

[10]王庆.基于在线监测的电动机能效动态评估方法研究[D].北京:华北电力大学,2014.

[11]杜中兰.用于系统能效动态评估的异步电机参数辨识方法[D].北京:华北电力大学,2014.

[12]周东,孙勇.一种新型风机输出效率测试装置的研制.中国测试,2010(1):61-63+66.

[13]王娟,李春曦.基于热力学法的风机效率数学模型与应用.煤矿机械.2009,30(12):184-186.

[14]任仁良.风机效率测试仪的研制.仪器仪表学报,2001,22(3):309-311.

[15]王旭峰.基于嵌入式技术的风机运行状态在线监测系统开发[D].北京:北京工业大学,2012.

[16]肖鹏,杨春生,余晓曦,郭乃理.风机机组能效测试装置的研制[J].科学技术与工程,2013,25:7327-7331.

[17]骆超,马伟斌,赵军.电机系统能耗影响因素模型评价与分析[J].电机与控制应用,2016,43(8):98-103.

[18]屈博,孙笑非,张新鹤,黄伟,苏娟,杜松怀,翟庆志,孙若男,楼振义.基于LM算法的集群电机系统能耗评估校正模型[J].农业工程学报,2018,34(18):44-50.

[19]李佳宣,李鹏宇,陈庚,赵海森,尹忠东.基于MATLAB/Simulink的变频电机系统能耗实用模型[J].电机与控制应用,2017,44(5):84-89+120.

[20]刘翀.电机系统故障诊断和效率监测的设计开发与实现[D].沈阳:沈阳航空航天大学,2011.

[21]朱建山.异步电机故障诊断方法研究与应用[D].上海:上海海事大学,2007.

[22]钟衍,方林.建筑电气节能诊断方法初探[J].智能建筑,2008(1):45-49.

[23]舒服华,王艳.电机节能降耗技术和方法探讨[J].电机技术,2008(3).

[24]郭维,胡静涛.电机选择与节能分析模型研究[J].微计算机信息,2008(4).

[25]林海燕.便携式电机效率测试仪的研究[D].杭州:浙江大学,2005.

[26]王迅.大功率风机能量平衡分析和风机效率测试仪的设计与应用[D].湖南:中南大学,2012.

[27]胡静涛.基于非侵入式检测技术的中小型电机在线监测与能源管理[A].中国仪器仪表学会:2008:4.

猜你喜欢
能效电动机电机
浅析电动机日常维护与保养
防爆电机(2021年4期)2021-07-28 07:42:56
关于电机滚动轴承的选择与计算
防爆电机(2021年3期)2021-07-21 08:13:00
永磁同步电动机的节能计算
瞻望电机的更新换代
防爆电机(2021年1期)2021-03-29 03:02:52
欢迎订阅2022年《电机与控制应用》
上海:稳中有进 能效趋优
印刷工业(2020年5期)2020-03-29 06:46:50
关注能效
流程工业(2017年4期)2017-06-21 06:29:48
电机隐忧
能源(2016年2期)2016-12-01 05:10:31
基于KB0的电动机软启动控制系统
电动机的保护配合及CPS在民用建筑中的应用