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2023SMM第三届电机年会暨稀土永磁行业论坛

大会将紧跟高效节能创新技术,围绕关键核心材料、部件和工艺技术装备,构建电机全产业链,促进电机能效升级。

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2023SMM第三届电机年会暨稀土永磁行业论坛

专家贴:电机能效标准发展回顾及最新动态【SMM电机年会】

来源:SMM

2023SMM(第三届)国际电机年会暨稀土永磁产业高峰论坛——主论坛上海电机系统节能工程技术研究中心/全国旋转电机标准化技术委员会副总师/委员,教授级高工黄坚,对电动机能效标准的发展进行了回顾,并介绍了电动机能效标准的最新动态。

一、电动机能效标准发展回顾

电动机是量大面广的产品,广泛应用于工业、农业和交通等国民经济建设各个领域;

据统计,电动机消耗的电能约占全社会总发电量的50%以上,占工业总耗电的75%以上;

世界各国政府和国际组织公认中小型电动机具有巨大的节能潜力,为此对电动机系统的节能给予了高度重视。

A. 美国电动机能效标准

自上世纪末全球能源危机起,美国就开始重视电动机系统的节能,对电动机用电情况进行的调查统计结果:美国在工业系统运行的1马力以上的电动机约有1350万台,年电能消耗占工业系统用电量的70%;

1992年10月美国国会通过了新能源法规(EPACT),并于1997年10月24日起实施。首次在全球范围内推广使用高效电机;

2001年又制定了超高效电机标准(NEMA Premium),并于2011年率先在全球范围内强制实施。

电动机能效标准发展回顾

B. 欧盟电动机能效标准

欧盟于1999年制订了电动机能效标准(EU-CEMEP协议),对电动机规定了高效率(EFF1)、改善效率(EFF2)和低效率(EFF3)三档指标。自2011年起强制推行高效率标准(EFF1)电动机。基本参数如下表所示:

C. 美洲、澳洲等国电动机能效标准

参照美国能效标准实施情况,加拿大、巴西和墨西哥等国也相应制订了有关电动机的能效标准;

澳大利亚自1999年起开始对家用电器和工业设备,实施强制性能效标准计划(MEPS),于2001年10月批准生效。新西兰也按此标准执行;

根据美国能效标准的发布情况,中国于2002年首次颁布了GB18613-2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》。

D. 全球电动机能效统一标准——国际电工委员会IEC标准

鉴于世界各国制定的电动机能效标准的不一致,给全球开展贸易和技术交流带来了困难。自2008年起,国际电工委员会IEC组织陆续发布了下列全球统一的电动机能效标准:

2008年10月发布了IEC60034-30标准“单速、三相笼型感应电动机的能效分级”;

2014年对IEC60034-30进行修订后,发布了新版本IEC60034-30-1:2014标准;

2016年发布了IEC60034-30-2:2016变频交流调速电动机能效标准。

IEC60034-30-1:2014

2014年发布的新版本与老版本IEC60034-30主要参数对比。注:IEC60034-30-1已等同转化为国标GB/T 32891.1-2016。

IEC60034-30-2:2016

2016年发布的变频交流调速电动机能效分级标准与IEC60034-30-1对比。注:IEC60034-30-2也已等同转化为国标GB/T32891.2-2019。

在国际电工委员会IEC组织统一了全球电动机能效标准后,世界各国已完全按照全球统一的IE能效等级标准实施开展高效电机的推广应用。

根据各国各地区的经济发展水平,选择实施最低能效等级。

美国2011年起实施IE3(对应NEMA Premium)能效等级,欧洲从2017年起实施IE3,我国也从2021年6月起实施IE3。

E. 中国电动机能效标准

国标GB18613为国内中小型电机行业一份重要的强制性能效标准,自2002年起,共发布了四个版本:

2002年首次颁布了第一版GB18613-2002;

2006年根据国家开展惠民工程需要,发布了第二版GB18613-2006;

参考IEC60034-30:2008标准, 2012年5月发布第三版GB18613-2012;

2020年5月发布了第四版GB18613-2020。该版本合并了GB18613-2012和GB25958-2010《小功率电动机能效限定值及能效等级》。

GB18613各版本三相异步电动机能效分级对比。注:1)第一、第二版主要参考了欧盟效率标准EFF1、EFF2; 2)第三、第四版主要参考了IEC60034-30、IEC60034-30-1 等效率标准。


GB18613-2020(三相异步电动机)与IEC60034-30-1的对应关系

根据国家开展惠民工程需要,2013年还发布了高压电机和永磁同步电机能效标准:

►高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级(GB 30254-2013):适用于电压为6kV和10kV、50HZ三相交流电源、额定功率在160~25000kW范围内的高压交流电动机。

►永磁同步电动机能效限定值及能效等级(GB 30253-2013):适用于电压为1140kV及以下、50HZ三相交流电源、额定功率在0.55~375kW范围内的自起动三相永磁同步电动机、电梯用永磁同步电动机和变频驱动永磁同步电动机。

电动机能效标准最新动态

国际电工委员会IEC在完成了低压(1000V及以下)电动机能效标准IEC60034-30-1和-2后,近期在考虑开展的项目计划有:

制定《高压交流电动机能效分级(IE代码)》(IEC60034-30-3),已发布标准草案稿,目前正在征求各国对该标准的意见;

在近期IEC工作会议上讨论制定伺服电机能效分级标准(IEC 60034-30-4)的可能;

考虑对IEC 60034-30-1进行修订,建议将IE5能效等级列入。

IEC60034-30-3高压交流电动机能效分级(IE代码)

适用范围:额定电压为1000V以上、但不超过11kV,频率为50Hz或60Hz;输出功率为200~2000kW的单速三相笼型交流电动机。

效率分为IE1、IE2、IE3和IE4四个等级(注:效率需按不同的电压、冷却方式、起动条件进行修正);

IEC60034-30-3四个效率等级与我国GB30254-2013标准的对应关系如下表所示:

注:表中的1级为最高,3级为最低。

IEC60034-30-3效率指标与GB 30254-2013的对比

IEC60034-30-3与GB30254-2013两个标准若干典型规格的效率值对比如下:

针对IEC60034-30-3标准,全国旋转电机标准化技术委员会于2022年8月组织国内的IEC技术专家及部分高压电机骨干企业召开了一次技术座谈会,达成如下共识:

关于GB 30254-2013标准的实施情况,目前国内有少部分企业可达到1级能效,或部分冷却方式可达到1级能效;2级能效基本可以达到;

建议60034-30-3标准中所有能效值提高一级,达到GB 30254-2013的等级。

全国旋转电机标委会简介

全国旋转电机标准化技术委员会于1983年成立,对口国际电工委员会旋转电机分技术委员会(IEC/TC2),主要职责有:

负责全国旋转电机标准化技术归口工作,组织并承担国内电机行业标准的制修订工作;

贯彻采用国际标准方针,编制采用国际标准规划,建立达到国际通用标准要求的我国电机标准体系;

全国旋转电机标委会秘书处常设在上海电器科学研究所内,负责标委会的日常工作。

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