高效永磁電機替換Y2異步電機節能分析

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。

高效永磁電機節能分析

1.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。

2.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%

     3.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%

    4.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%

    5.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

    6.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。

    7.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%

     8.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

   9.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

    10.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

    11.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

   12.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

1.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% 。

    2.功率因數高

功率因數高，接近1：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。

   3.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。

   4.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。

   5.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℃。

永磁電機運用在水泵的優勢

1.智能控制

即開即用，用水自啟，關水停機，方便快捷；變頻恒壓，保證您用水不會忽大忽小，忽冷忽熱。

    2.高效節能

永磁變頻IE4（1級能效）電機，隨負荷變化自動調節所需功率，與同功率異步電機省電30%以上。

   3.寬電壓使用

180V-260V均可正常使用。

   4.操作簡單

通電后，只需設定你所需壓力，打開水龍頭即可用水，讓您的操作“傻瓜化”。

   5.永不燒機

軟起動，軟停止，電機溫升不會超過50°

寧波火山電氣有限公司總部位于中國寧波，分別在西安、寧波、澳大利亞墨爾本設有研發中心，在中國寧波及澳大利亞設5個子公司：寧波中子智能科技有限公司、西安火山控制技術有限公司、寧波艾莫普電機制造有限公司、墨爾本EMP控制技術有限公司、寧波鑫豐磁業有限公司。
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