能效標準升級 電機國際標準高效化趨勢明顯
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高水平的產品能效標準,特別是超前的能效標準的制定和實施,對行業轉型升級意義重大,有利于引導和促進生產企業積極進行技術創新,促進行業內新結構,新工藝,新材料的研究和應用。對于電機行業來說,無論是國際還是國內的電機能效標準近年來都處于持續升級階段,國際上對于IE3作為強制性能效標準已經達成共識,電機能效標準的提高,對于電機行業的整合及整體技術能力的提高有著重要的意義。

  一、電機國際標準高效化

  目前世界上已有十余個國家和地區頒發了電機能效標準,國際的電機能效標準不斷提高,電機國際標準高效化趨勢明顯。

  國際電工委員會IEC統一將全球的電機能效標準定為IE1、IE2、IE3、IE4等四個等級,將IE1定為標準效率、IE2為高效率、IE3為超高效率,并發布其標準值。2014年,IEC組織發布了IEC 60034-30-1,將電機功率范圍擴大為包含0.12KW-1000KW的電機,并正式發布了IE4能效標準值。

  歐盟電機生態設計新指令EC No. 640/2009于2009年7月22號正式出臺,歐盟對于IE3電機強制性標準設定了具體的時間表。該指令具體執行分為三步走計劃,計劃時間表如下:

  IEC60034-30-1國際標準GB18613-2012我國2012版標準GB18613-2006我國2006版標準

  IE4能效一級

  IE3能效二級能效一級

  IE2能效三級能效二級

  IE1

  能效三級

  二、我國電機能效標準

  GB18613-2012

  對目標能效限定值的要求

  我國是世界電動機生產制造的大國之一,高效率電機是未來電機市場的發展方向,若要使我國電機產品走向世界市場,必須使電機產品的在能效水平上達到國際市場的技術要求。我國目前電機行業參照的能效標準是2012年發布的國家標準《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》,按照GB18613-2012的建議,電機目標能效限定值作為推薦性建議,要求在額定輸出功率的效率不應低于2級能效標準,鼓勵企業研發和生產IE3電機,使我國能效水平達到世界水平,其具體實施的建議如下:

  ● 對于額定功率范圍為7.5~375kW的電機,其目標能效限定值在GB18613標準實施4年后開始正式實施;

  ● 對于額定功率為7.5kW以下電機,其目標能效限定值在GB18613-2012標準實施5年后開始實施。

  國內外電機能效標準持續升級,電機廠商做好準備了嗎?

  三、我國與IEC能效標準的對比

  我國的電機能效標準與國際標準有所差異,將我國的電機標準與IEC標準進行對比可以發現:

  1)我國電機能效等級劃分與國際標準不同

  GB 18613中的能效等級分為1級、2級和3級,其中1級效率為最高。國際標準中,能效等級分為IE4、IE3、IE2、IE1四個等級,IE1級為最低,IE4級為最高。

  2)我國能效標準限定的電機范圍與國際標準不同

  我國電機能效標準按照電機的不同類型分別制定,GB18613-2012能效標準僅對限定于1000V及以下的電壓,50Hz三相交流電源供電,額定功率在0.75-375KW范圍內,極數為2級、4級和6級,單速封閉自扇冷式、N設計、連續工作制的一般用途電機或一般用途防爆電機。其他功率的電機也有專門的能效標準。IEC國際標準將功率范圍在0.12KW-1000KW的電機均限定于IEC60034-30-1標準中。

  3)我國部分1級能效標準值高于IEC中IE4能效水平

  我國的電機能效標準1級能效電機效率值的確定是依據銅轉子電動機的效率值指標制定的,銅轉子電機的發展依賴于銅轉子技術的創新。我國的1級能效標準部分功率的能效值高于IEC規定的IE4標準值,針對應用最廣泛的4極電機能效對比如下圖所示:

  國內外電機能效標準持續升級,電機廠商做好準備了嗎?

  4)我國2級和3級能效標準達到IEC能效水平

  GB 18613-2012對檢測設備、檢測方法提出了較高要求,全面提高了我國電機的能效指標,使我國電機能效值達到了歐洲水平。GB 18613-2012中的2級和3級的效率值指標達到IEC標準中的IE3和IE2規定的效率值。

  四、標準升級需要電機廠商做什么

  電機能效標準的持續升級,對于電機廠商來說既是機遇也是挑戰,目前許多客戶,包括歐洲和中東地區等在采購電動機產品時,已把電動機的能效作為重要考核指標之一,要求制造商能提供其生產的電動機符合歐盟的IE3效率指標的證明。因此,對于瞄準國際市場的電動機制造企業,具備生產IE3能效的電機將大大提升電機制造商在國際市場的競爭力。

  對于專注國內市場的電機廠商,隨著國家節能減排事業的大力推進,國內用戶節能減排意識的提高,越來越多的用戶主動追求更高能效的產品,也要求電機廠商應積極研發和生產符合更高能效的電機,推廣高效電機的應用。

  許多電機廠商為了應對標準升級已經主動轉型主動創新,不斷推出高效的電機產品,在市場中保持更強的競爭力。

  諾德傳動集團是世界領先的驅動技術制造商之一,在2016年年初,諾德傳動集團就已經開始提供符合IEC 60034-30-1標準中IE3等級效率和NEMA MG1 Premium效率標準,以及額定功率為0.12 kW及以上的電機。因此,該制造商已優于法定標準,尤其是針對較小的產品性能范圍。這些裝置完善了目前正在運行的所有電機。

  為了便于機器和設備制造商更換,諾德IE3電機的尺寸與IE2型號的尺寸大體相同,可在不對機器和設備做任何改動的情況下進行改裝。此外,諾德的產品系列還包括具有IE4或超高等級效率的電機,這些電機默認由變頻器控制。其解決方案能實現更高的效率水平。諾德在為客戶選擇適用于全球范圍內的電機,以及設計面向未來的系統和設備方面,能提供全面的信息和專業的指導。

  另外,作為國內電機知名企業,臥龍電氣南陽防爆集團股份有限公司多年來一直致力于高效電機的研發和推廣,也取得了卓越的成果。由南陽防爆集團研制、生產的采用云南銅業壓鑄科技公司提供鑄銅轉子的超高效銅轉子電機獲得了全球超高效電機能效大賽國際效率獎章。這是我國電機領域取得的首個國際大獎,也代表著中國高效節能電機技術達到世界先進水平。

  擴展:電機系統節能標準體系的構成

  電機系統節能體系是指一定范圍內的電機系統節能有關的標準按其內在聯系形成的科學、有機的整體,具有協調性、結構性和目的性等特征。建立電機系統節能標準體系有助于分析其層次結構和過程結構,從而使節能標準發揮最大的作用。

  電機系統節能標準體系結構如圖1所示。由圖1可知,電機系統節能標準體系由檢測與計算方法標準、節能裝置標準、經濟運行標準、設備能效標準等4個子體系組成。除節能裝置標準子體系外,其他子體系均有4~5項標準。

  國內外電機能效標準持續升級,電機廠商做好準備了嗎?

  美國電動機能效標準

  鑒于電機系統具有巨大的節能潛力,美國從90年代就開始強制推行高效電機。美國能源政策法令所規定的功率和轉速范圍與美國電機制造商協會的高效電機效率標準NE?MA12-10的指標相同。EPACT指標的效率較一般電動機的平均值升高了1~5.7個百分點,11個規格效率平均提高了2.7個百分點,損耗分別下降了15%~33%,平均下降了24%。為了克服電力供應的緊張狀況,美國NEMA在2001年與美國能源效率聯盟聯合制定了新的超高效率電動機標準,即NEMAPremium標準。該標準的效率指標基本上反映了目前美國市場上超高效率電動機的平均水平。該標準的實施為2011年美國超高效電機的強制推行奠定堅實的基礎。

  歐盟電動機能效標準

  為促進高效率電動機的推廣,歐盟與歐洲電機與電力電子制造商協會在1999年達成協議,即電機行業根據歐盟積極開展電動機系統節能工作的要求,自歐盟委員會能源交通局的具體指導下,自愿制定和執行有關電動機能效水平的協議,所定的協議簡稱為“EU-CEMET協議”。EU-CEMET協議所覆蓋的產品為全封閉扇冷型三相交流籠型異步電動機,功率范圍從1.1~90kW,極數為2極和4極,電源為400V、50Hz、連續定額,標準設計。

  澳大利亞電動機能效標準

  澳大利亞于20世紀90年代末開始著手電動機標準的制定工作。在澳大利亞溫室效應辦公室的領導下,聯邦和各州政府為制定這一標準共同努力。溫室效應辦公室負責協調這項工作,但在法律上有權制定標準的卻是各個州。起初,工作的中心是制定一些標準,將市場上效率排在后40%的產品淘汰出去,但幾乎與此同時歐洲出臺了eff1和eff2標準,由于eff2標準非常接近于澳大利亞草擬的淘汰40%的產品標準,因此澳大利亞決定將eff2標準作為國家的強制性標準,將eff1作為國家的自愿性高效標準。

  澳大利亞積極參與了國際電工委員會61972號標準的制定工作,考慮到IEC這一新標準的出臺,澳大利亞制定了兩套效率值。一套采用IEC34號測試方法,另一套采用IEC61972號標準的測試方法,其中包括采用IEEEB測試方法。這兩套測試方法之間的關系根據電動機型號與電動機設計之間的函數關系而變化。

 

消息來源【中國電機網】

 
 

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