陳偉華:提升電機(jī)能效, 領(lǐng)跑行業(yè)發(fā)展
國(guó)際能效標(biāo)準(zhǔn)最新動(dòng)態(tài)
能效標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一
世界各國(guó)的能源緊張和對(duì)節(jié)能的高度重視,許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)能效分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),如NEMA、EPACT、CEMEP、澳大利亞、日本、巴西、中國(guó)等,各國(guó)電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)值略有不同。
由于客戶對(duì)不同國(guó)家有不同效率要求產(chǎn)生混淆,制造廠設(shè)計(jì)供全球市場(chǎng)使用的電動(dòng)機(jī)困難。國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)于2008年10月發(fā)布IEC60034-30《單速三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能效分級(jí)(IE代碼)》。
該標(biāo)準(zhǔn)限定為低壓、單速、三相、籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī),根據(jù)電動(dòng)機(jī)的使用和裝機(jī)情況,確定為一般用途電機(jī),并確定其功率范圍,極數(shù)范圍等,使用統(tǒng)一的效率測(cè)試方法。各國(guó)實(shí)施高效電機(jī)情況如圖1所示。
各國(guó)實(shí)施高效電機(jī)情況
從2015年1月1日起,根據(jù)法規(guī)(EC)640/2009實(shí)施生態(tài)設(shè)計(jì)2005/32/EC指令,歐盟對(duì)電機(jī)效率的要求將會(huì)越來越嚴(yán)格。截至今日,歐盟已對(duì)7.5-375kW的符合在恒定負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行的電機(jī)性能實(shí)行IE3效率等級(jí)?;蛘呤褂脻M足IE2效率等級(jí)的電機(jī)并配有一個(gè)可調(diào)速的驅(qū)動(dòng)器。2017年9月1日,歐盟將擴(kuò)展到0.75~375kW的電機(jī)。
IEC60034-30第二版制定背景
2010年6月,歐盟發(fā)布了一系列指令,旨在提高用能產(chǎn)品的能效,包括電機(jī)(M470)、電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)PDS(M476)、風(fēng)機(jī)(M488)、水泵(M498)、壓縮機(jī)(M500)、協(xié)調(diào)各種應(yīng)用(M495)等。
歐盟M470指令是修訂用能產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)框架要求的2005/32/EC指令,適用于電動(dòng)機(jī)。其主要內(nèi)容為:
A.電機(jī)能效等級(jí)從單一的單速三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)擴(kuò)展到其他類型的等級(jí)(IEC60034-30僅涉及三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī),功率范圍也只是0.75kW~375kW),如永磁同步機(jī),磁阻電機(jī),變速驅(qū)動(dòng)電機(jī),單相電機(jī)等。
B.擴(kuò)大電機(jī)的功率范圍,從0.75kW~200kW擴(kuò)展到500kW。
C.電機(jī)能效等級(jí)考慮將IE4列入到正式標(biāo)準(zhǔn)中,由于電機(jī)類型擴(kuò)大到不局限于籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī),則有可能創(chuàng)造一個(gè)新的IE5等級(jí)。
歐盟M476指令,旨在制定變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和/或電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(PDS)的能效分級(jí)及測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)。 IEC/TC2/WG31工作組2010年4月啟動(dòng)對(duì)IEC60034-30第2版的制定,實(shí)現(xiàn)從單一電機(jī)產(chǎn)品,到電機(jī)+變頻器的PDS/MS電機(jī)系統(tǒng),到MS+驅(qū)動(dòng)設(shè)備終端用戶等全系統(tǒng)的產(chǎn)品能效提升。
IEC60034-30第二版修訂內(nèi)容
WG31工作組在世界各地多次召開工作組會(huì)議,將IEC60034-30標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn):IEC60034-30-1《在線運(yùn)行交流電機(jī)能效分級(jí)(IE代碼)》和IEC60034-30-2《變速交流電機(jī)能效分級(jí)(IE代碼)》,后者預(yù)計(jì)于2016年完成。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要區(qū)別詳見表1。
IEC60034-30-2定制情況
國(guó)際電工委員會(huì)于2014年2月發(fā)布了1741/CD文件,截止到2014年5月23日,共收到43頁意見反饋,主要焦點(diǎn)集中于測(cè)試方法及變頻器的考慮、測(cè)試點(diǎn)擊權(quán)重考慮、插值方法的考慮、標(biāo)注問題、IS還是TS幾個(gè)問題上?;谏鲜鰡栴},國(guó)際電工委員會(huì)接下來講著手以下事項(xiàng):
A.調(diào)研了解風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等實(shí)際工況,包括:功率范圍、調(diào)速范圍、負(fù)載點(diǎn)情況,即一般運(yùn)行轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩,時(shí)間分布,(即什么負(fù)載下運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng),)以考慮合適的權(quán)重系數(shù)。
B.電機(jī)既電網(wǎng)下運(yùn)行又變速運(yùn)行,弄清此類電機(jī)的比例,設(shè)計(jì)是按電網(wǎng)考慮還是變速考慮;風(fēng)扇情況,是否外風(fēng)扇;DOL和VSD電機(jī)比例。
C.測(cè)試效率考慮最好用IE2以上電機(jī),先測(cè)電網(wǎng)供電下效率,用輸入輸出法即可。再測(cè)變頻器供電下各負(fù)載點(diǎn)效率變頻器選擇:4kHz,不補(bǔ)償?shù)劝碔EC60034-2-3變頻器供電下,盡可能多測(cè)負(fù)載點(diǎn)。
電機(jī)效能提升計(jì)劃
我國(guó)電機(jī)節(jié)能政策
我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)能效提升潛力
按照GB18613-2012標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)目前生產(chǎn)和在用電機(jī)多為低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的3級(jí)能效電機(jī),平均效率為87%。而只要提升電機(jī)系統(tǒng)效率5-8%,就可實(shí)現(xiàn)年節(jié)電1,300-2,300億度,相當(dāng)于2-3個(gè)三峽電站的發(fā)電量,電機(jī)能效提升勢(shì)在必行。電機(jī)能效提升相關(guān)政策為推廣高效節(jié)能電機(jī),我國(guó)頒布了一系列政策,如:2008年能源效率標(biāo)識(shí)制度;2010年高效電動(dòng)機(jī)列入節(jié)能產(chǎn)品惠民工程,采取財(cái)政補(bǔ)貼方式,推廣高效電機(jī)產(chǎn)品;2013年電動(dòng)機(jī)納入節(jié)能產(chǎn)品“能效之星”評(píng)價(jià)范圍,凡是獲得“能效之星”稱號(hào)的中小型三相異步電動(dòng)機(jī)在資格有效期(3年內(nèi))在政府采購(gòu)、企業(yè)大宗采購(gòu)上將獲得更大的政策支持;2013年財(cái)政部、質(zhì)監(jiān)總局聯(lián)合在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施“電機(jī)能效提升計(jì)劃”,從單機(jī)到系統(tǒng),從技術(shù)到產(chǎn)品,從診斷到實(shí)施,從融資到監(jiān)管等,涉及系統(tǒng)節(jié)能各個(gè)環(huán)節(jié)全面、明確的電機(jī)能效提升計(jì)劃。一系列利好政策的刺激下,我國(guó)高效節(jié)能電機(jī)市場(chǎng)逐步放量,未來一段時(shí)間高效節(jié)能電機(jī)的發(fā)展將更加健全并有的放矢,行業(yè)將迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。