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欧洲电机能效的发展

作者:Frank J. Bartos2009.06.28阅读 7840

  2009年, 电动机最低能效强制性标准(MEPS)在欧洲诞生了,不过它的正式生效则预计在2011年以后才开始。葡萄牙Coimbra大学电气工程系教授Aníbal T. de Almeida认为,这对能效(EE)电动机系统(将节省30%~70%的电动机工业用电)的发展将起到积极的促进作用。
Frank J. Bartos  在08年电动机峰会上,de Almeida教授提交了一份详细的研究报告,该项研究由欧盟“用能产品生态设计框架指令”推动,为即将施行的规程作铺垫。研究主要聚焦于如何降低生命周期成本(LCC)以及0.75~375kW(1~500hp)功率范围电动机的环境影响。报告对原料的成本、使用过程中能量及其他资源的消耗以及回收/再利用的要求等方面做了全面的分析。
  报告的关键之处为将IE1电动机替换为更高效的IE2或IE3等级电动机,可有效降低环境影响。这涉及到IEC 60034-30中规定的全球统一的新电动机效率等级,即IEC1-标准等级、IEC2-高效等级和IEC3-超高效等级。
  更低的生命周期成本的要求会导致相对较少的电动机年运转时间。以电能成本为分析基准,最低的成本出现在电价为0.035欧元/kW

h时,年运行2,000小时的状态,其次为电价为0.075 欧元/kWh (或 0.105 美元/kWh)时年运行1CONTROL ENGINEERING China版权所有,000 小时。后者的数据更贴近实际,因为符合目前电能成本上升的趋势,同时也与以现行汇率转换后的美国电价更为一致。

  目标:感应电动机
  感应电动机因其极大的安装基数和生产量,因而成为能效计划的主要目标。de Almeida指出,感应电动机占欧盟售出的交流电动机总量的87%。不过,无刷永磁(PM)电子整流电动机也在分析之列控制工程网版权所有,他说,因为它们具有比感应电动机更高的效率CONTROL ENGINEERING China版权所有,且在0.75~7.5kW低功率范围内,其重要性日益增加。无刷PM电动机在降低环境影响方面具有巨大潜力,并能实现低生命周期成本,其运转时间约为1800小时/年。
  研究结果预测,欧盟生产(或进口)的感应电动机引入强制性的MEPS后,若能实现下述任一情况,到2020年,将能节省巨大的电能成本:
  ■ 从2011年1月1日起,0.75~200 kW功率范围内的电动机若能达到或超过IE2功效等级,将节约12 TWh的电能。
  ■ 从2015年1月1日起控制工程网版权所有,7.5~200 kW功率范围内的电动机若能达到或超过IE3功效等级,同时第一项已经得到贯彻实施,将节约15TWh的电能。
  ■ 从2015年1月1日起控制工程网版权所有,0.75~200 kW功率范围内的电动机若能达到或超过IE3功效等级,同时第一项已经得到贯彻实施,将节约18TWh的电能。
  若扩展MEPS的应用范围,使其与IEC 60034一样能涵盖375kW功率的电动机,那么到2020年,第1项中还将额外节省190GWh,而第2项或第3项中这个数字将为306GWh。de Almeida指出,总的节省量还可能更多,因为完全替换电动机需要20年的时间。“只有到2030年,IE2等级MEPS的巨大影响才会发挥出来。如果从2015年起,开始进行IE3等级MEPS替换控制工程网版权所有,也需要20年的时间。”
  在MEPS领域,美国领先于欧洲。例如,美国已有了符合IE2等级的可调EPAct电动机,以及符合IE3等级的NEMA高级电动机(在2011年起计划执行的MEPS标准中已有记录)。
  更多信息,请访问:
  www.motorsystems.org
  翻译:肖红练

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