电动机能效标准国外概况

1电动机能效标准国外概况秦和上海电器科学研究所（集团）有限公司2三相感应电动机能效限定值标准(MEPS)•10个国家和地区实施：美国、加拿大、墨西哥、巴西、哥斯特黎加、中国、中国台湾、澳大利亚、新西兰、以色列•4个国家准备实施：智利、泰国、越南、韩国23三相感应电动机效率等级标淮或协议•2个国家和地区实施：欧盟、马来西亚4美国电动机能效标准•EPACT标准（NEMAMG1(2006)12-11）•NEMAPremium（NEMAMG1(2006)12-12）•IEEE841-200135EPACT效率值与一般工业电动机效率平均值的比较24.316.732.124.117.727.222.831.422.432.815.424.6损耗下降值(%)87.2594.091.992.191.587.786.484.783.981.481.176.8一般工业电动机效率值(%)89.9595.094.594.093.092.489.589.587.587.584.082.5EPACT效率(%)平均值200100755025107.55321功率(hp)6NEMAPremium与EPACT效率指标的比较18.824.016.423.321.414.721.021.016.016.015.617.1损耗下降值(%)89.9595.094.594.093.092.489.589.587.587.584.082.5EPACT（%）91.2796.295.495.494.593.691.791.789.589.586.585.5NEMAPremium（%）平均值200100755025107.55321功率（hp）47美国电动机效率比较EFFICIENCYCOMPARISON70.075.080.085.090.095.0100.037.5101520253040506075100125150200HPNOMINALVALUESUFRAMETYPICALSTDMOTORST-FRAME1974ORIGINALEE(12-6B)1997EPACTLEVEL(12-10)PREMIUMLEVEL(12-11)8NEMAPremium50hzlevelsNEMAPremium50hzlevels1.076.782.585.58483.81.579.184.086.585.585.22.080.884.086.585.586.23.081.487.589.588.587.45.083.387.589.588.589.17.585.589.591.790.289.910.085.789.591.79190.715.086.691.092.492.491.620.088.591.093.092.492.325.089.392.493.69392.730.089.692.493.693.69340.090.293.094.193.693.650.091.393.094.594.193.960.091.893.695.094.594.275.091.794.195.494.594.5100.092.394.595.49594.9125.092.294.595.49595.1150.093.095.095.895.495.3200.093.595.096.295.495.7ThreeStarIECTestMethodHorsePowerPre-EPActEPAct92NEMAPremium60hzNEMAPremium50hz59HistoricEfficiencyTrend2001-2006HistoricEfficiencyTrend2001-2006010203040506070200120022003200420052006YearsPercentofunitsNEMAPremiumEpactOtherMarketpenetrationaftersixyears10美国电动机效率下一步工作•在EPACT中增加7个品种。•1～200hp一般用途电机，效率提高到NEMAPremium。•在EPACT中增加201～500hp，效率按MG1（2006）12-11。•对终端用户提供税收优惠。•采用立法的方式。•法令批准后过渡期为36个月。611NEMA与ACEEE的新提案•原EPACT范围效率提到NEMAPremium。•原EPACT基础上增加7个品种：U-机座电动机C设计电动机与泵直连电动机无脚电动机立式电动机（试验在水平方向进行）8极电动机600V以下230V/460V以外所有的多相电动机•增加201～500hp，效率按MG1（2006）12-11。•实施过渡期为36个月，通过税收激励加速进行。12FutureEfficiencyExpected2008-2013FutureEfficiencyExpected2008-201301020304050607080200820092010201120122013YearsPercentofunitsNEMAPremiumEpactOtherRevisedforecastmodel713EU-CEMEP协议实施情况14欧盟电动机市场比例（％）48792005年683021998年eff3eff2eff1效率等级注：eff2和eff1成本分别比eff3增加5%和30%815从1998年起至今，欧洲电机制造商实施EU-CEMEP协议，通过销售节能电动机，使电能节约700万kWh，相应减少300万吨CO2。16欧洲采用节能电动机后的电能节约917欧盟环保法规•WEEE：废弃电气电子设备指令•RoHS：电气电子设备若干有限物质禁用指令•EuP：用能产品环保设计指令•Reach：化学品注册、评估和授权制度18FrameworkDirective2005/32/ECForthesettingofEco-designRequirementsforEnergy-usingProductsEuPDirective1019EuP指令的目的和实施方法•产品在欧盟范围内的发展应有利于可持续发展以及欧盟能源供应的安全。•该指令提供了用能产品环保设计要求的原则，并对特定产品规定具体实施措施。•通过企业自我声明，使用CE标志，政府抽查方式实施。20EuP的研究方法1.产品定义2.经济和市场分析3.用户使用情况4.现有产品技术分析5.典型案例评估对环境影响（EuPEcoReport）生命周期总费用计算（LCC）1121EuP的研究方法（续）6.最佳技术的分析7.改进的趋势8.政策和激励措施等的分析22实施EuP的产品1.年销售量在欧盟范围内大于20万台。2.具有显著的环境影响。3.为减少环境影响，所采取措施的费用不需增加过多。4.在市场中存在功能相当，但对环境的影响差异较大的产品12231.boilers2.waterheaters3.computersandmonitors4.copiers,faxes,scanners,printers5.televisions6.standby7.batterychargersandexternalpowersupplies8.officelighting9.streetlighting10.roomairconditioning11.electricmotors,waterpumps,circulators,ventilation12.commercialand13.domesticrefrigeratorsandfreezers14.washingmachines/dishwashers24Usephasedominatesthelife-cycleimpactoftheproduct.EnvironmentalImpactofBaseCases1325BaseCasevs.BATEnvironmentalimpactvariationassociatedwiththereplacementofBaseCasebyBATmotors,consideringonlytheusephase.26BaseCasevs.BATLCCasafunctionofmotorratedpower.1427电动机的效率测定方法测定各损耗分量之和的效率简接测定法：•IEEE112-B（IEC61972方法1）用输入输出法测定杂耗的效率简接测定法•IEC60034-2（ed.3）假定杂耗为0.5％输入功率的效率简接测定法28IEC60034-2-1•取消“假定杂耗为0.5%输入功率的效率简接测定法”•列入“用输入输出法求取杂耗的效率简接测定法”-IEC61972•列入“用反转法求取杂耗的效率简接测定法”•列入“用Eh-Star法求取杂耗的效率简接测定法”1529¾PositivesequencecomponentI1shallbesmall(I10.3.I2),sothatconditionsofRRTaresimulated.Eh-starmeasurementcircuitIMWAAWAVVVRehL1L2L3IUph12SIVphIWphPUVPWVUUVUVWUUWP=P+Pe,inUVWVUVWEh≡EinphasigmitHilfswiderstand=singlephasewithauxiliaryresistanceAuxiliaryresistanceRehadjustsI10.3.I2uncoupledinductionmachine301631IEC60034-30单速三相笼型感应电动机效率等级目前CDV文件规定：•频率为50Hz和60Hz•电压为1000V及以下•功率范围为0.75～370kW•极数为2、4、6极•工作制为S1（连续运行）或运行时间大于或等于80%的S3（间隙周期运行）•防护等级为IP2x、IP4x、IP5x或IP6x32IEC60034-30（CDV文件）•效率的确定采用IEC60034-2-1规定的“求取各损耗分量之和的效率简接测定法”•效率等级为4级：标准效率（IE1）高效率（IE2）超高效率（IE3）超超高效率（IE4）1733IEC60034-30（CD文件）（续）•对应于50Hz和60Hz分别各有一效率等级•对应于50Hz的标准效率指标（IE1）和高效率指标（IE2）分别参照EU-CEMEP协议的eff2和eff1指标，但考虑杂耗的实际值后进行了折算。•超高效率指标（IE3）则为高效率指标损耗下降15%求得。•对应于60Hz的标准效率指标（IE1）系参照巴西的指标。高效率指标（IE2）系参照美国的EPACT指标。超高效率指标（IE3）系参照美国的NEMAPremium指标。34SIEMENS对电动机效率的回顾与展望效率（永动机100％）超导电动机98.5～99％非晶态叠片电动机94.1～94.5％铜转子电动机93～93.6％超高效率电动机93％EPACT91.5％1975＜88％1835ComplexconductorbarshapecanonlybemadebydiecastingComplexconductorbarshapecanonlybemadebydiecasting36Pictureofatypicalcopperrotormotor2polerotor2polerotor4polerotor4polerotor1937采用铸铜转子降低转子损耗Siemens超高效率电机(曲线A)与NEMAPremium(曲线B)的比较(4极电机)38提高效率的措施1.增加有效材料用量增加铁心D2L增加定子槽中铜面积增加转子槽面积2.降低铁心损耗采用高性能的叠片材料热处理3.降低电动机温度水平2039提高效率的措施（续）4.定、转子冲片的优化设计（有限元分析）5.气隙尺寸优化6.改善通风系统（选用单向风扇）7.冲片冲制与叠压工艺优化，以降低杂耗8.采用高效轴承9.增加有效部分与机座间的导热率10.优化加工过程，控制制造公差40012345678910Relat