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超高效稀土永磁電機+節能冷卻塔

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從節能分析特高效永磁電機

來源:|發布時間:2018-12-21 11:02:56|瀏覽

  

從節能分析特高效永磁電機


效率和功率因數是兩個不同的概念。電機的效率是指電機的軸輸出功率與電機從電網吸取的功率之比,而功率因數是指電機的有功功率與視在功率之比。


功率因數低會造成無功電流大,線路電阻壓降大,造成電壓低。因線路損耗增加,有功功率增加。


功率因數低,電壓和電流不同步;在流經電機時有無功電流,電機電流增加,溫度高,扭矩低,增加電網電能損耗。


特高效永磁電機節能分析


節能效果對比


三級能效的YX3電機比傳統的普通Y2電機具有更高的效率和功率因數,而永磁同步電機比三級能效的YX3電機的效率和功率因數還要高,因此節能效果更好。


節能實例


以銘牌功率22千瓦的永磁電機效率0.95,功率因數0.95和Y2電機效率0.9,功率因數0.85 對比 Y2 電機的輸入電流: I=P/1.73×380×cosφ·η=44A,永磁電機的輸入電流: I=P/1.73×380×cosφ·η=37A,消耗電流相差19%


視在功率分析


Y2 電機 P=1.732UI=29 千瓦永磁電機 P=1.732UI=24.3 千瓦消耗功率相差 19%


部分負載能耗分析


Y2 電機在 80% 負載以下效率下滑嚴重,功率因數下滑嚴重,永磁電機在 20%——120% 負載之間基本保持較高的效率和功率因數、在部分負載時永磁電機比 Y2 電機具有很大的節能優勢,甚至節能超過50%


消耗無用功分析


Y2 電機的無用功電流一般約為額定電流的 0.5——0.7 倍,永磁電機的功率因數接近1,無需勵磁電流,所以無功電流永磁電機與 Y2 電機相差 50% 左右


輸入電機電壓分析


經常檢測到如果永磁電機替換了 Y2 電機后,電壓會升高一般 380V 升到 390V 原因:Y2電機功率因數低會造成無功電流大,進而造成因線路電阻壓降大,引起電壓低。


永磁電機功率因數高消耗的總電流低,線路壓降減少,就產生了電壓上升的現象。


電機滑差分析


異步電機一般具有 1%——6% 的滑差,永磁電機同步運轉,滑差 0 ,因此在同等條件下永磁電機做工比 Y2 電機多出 1%——6%


電機自損耗分析


22千瓦 Y2 電機效率 90%,自損耗 10%,該電機連續不間斷運行一年自損耗 2.0 萬千瓦以上;


永磁電機效率 95%,自損耗 5%,該電機連續不間斷運行一年自損耗 1.0萬千瓦左右,Y2 電機自損耗是永磁電機的2倍


功率因數國家獎懲表分析


Y2 電機功率因數 0.85 ,加收 0.6% 電費;功率因數大于 0.95 ,減收 3% 電費。永磁電機替代 Y2 電機電費存在 3.6% 的價差,連續運行一年電力價值 0.7 萬千瓦


能量守恒定律分析


功率因數是有用功和視在功率的比值,Y2 電機功率因數低,吸收電力利用率差,能耗高;永磁電機功率因數高,吸收利用率好,能耗低


國家能效標識分析


永磁電機二級能效:最節能電機 YX3 電機三級能效:普通 Y2 電機屬于淘汰電機:耗能電機


從國家能效補貼分析


二級能效的電機國家補貼比三級能效的高很多,目的是從整個社會層面上節能,從而保證國家在世界上的競爭力。


在全局角度上來看如果普及使用永磁電機,整廠功率因數提高了,具有更高的全網電壓,機器效率更高,更低的線損,更低的線發熱


國家規定功率因數在 0.7-0.9 之間的,每低于 0.9 的 0.01 就收 0.5%,在 0.65-0.7 間的每低于 0.7 的 0.01 就加收 1%,在 0.65 以下的,每低于 0.65 的 0.01 就加收 2%。


假如用戶的功率因數是0.6,那么就是(0.9-0.7)/0.01 X0.5% +(0.7-0.65)/0.01 X1% +(0.65-0.6)/0.01X2%=10%+5%+10%=25%


具體原理


交流永磁同步電動機,轉子無滑差,無電勵磁,轉子無基波鐵、銅耗損。轉子由于永磁體自帶磁場,無需無功勵磁電流,因此功率因數高。


無功功率少,定子電流大幅下降,定子銅損耗大為減少。同時,由于稀土永磁電機的極弧系數大于異步電動機的極弧系數,當電壓和定子結構一定時,該電機的平均磁感應強度比異步電機小,鐵損耗小。


由此可見,稀土永磁同步電動機是通過降低自身各種損耗而節能的,不受工況、環境等因素變化的影響。


永磁同步電機的特性


效率高


平均節電 10% 以上,異步 Y2 電動機效率曲線,一般在 60% 額定負載時下跌較快,輕載時效率很低;


永磁電動機效率曲線高而平,在 20%——120% 額定負載時均處于高效率區。經多個廠家不同工況現場實測,永磁同步動機的節電率在 10——40% 。


功率因數高


功率因數高,永磁同步電機無需無功勵磁電流,所以功率因數幾乎為1(甚至容性),功率因數曲線和效率曲線高而平,功率因數高,定子電流小,進而降低定子銅耗,提高效率。工廠電網可減少甚至取消電容無功補償。


同時永磁電機的無功補償是實時就地補償,使得工廠的功率因數更平穩,對其它設備的正常運行非常有利,減少工廠內電纜傳輸的無功損耗,起到綜合節能的效果。


電機電流小


采用永磁電機后,電機電流明顯下降,經實測,永磁電機和 Y2 電機相比,電機電流明顯減少。


永磁電機無需無功勵磁電流,電機電流大幅降低。減少了電纜傳輸中的損耗,等于擴大了電纜的容量,輸電電纜經可以安裝更多電機。


運行無滑差,轉速穩定


永磁電機是同步電機,電機的轉速只與電源頻率有關,2 極電機,在 50Hz 電源下工作時,轉速嚴格穩定在 3000r/min。不丟轉、無滑差、不受電壓波動、負載大小的影響。


溫升低15——20℃


與Y2電機相比,永磁電機的電阻損耗小,總損耗大大降低,降低了電動機的溫升。經實測,在同等條件下,永磁電機的工作溫度比 Y2 電機低 15——20℃。


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