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欧洲电机能效发展的研究分析

数读市场中国仪表网2009年12月04日 10:27人气:4549

2009年, 电动机的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。

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1000 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,他说,因为它们具有比感应电动机更高的效率,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,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,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,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)。
(本文来源:控制工程 转载请注明出处
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