电动机能效现状及节能措施
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一、 前言
电动机广泛应用于工业、农业、国防、公共设施及家用电器等各领域中的机械装备、风机、水泵、压缩机、冶金、石化、纺织、造纸、交通、建筑、矿山、食品等行业，属于量大面广的通用标准产品。目前，电动机的用电量平均占世界各国总用电量的40%以上，占工业用电量的60%以上。表1为一些国家和地区电动机用电量占工业用电总量的比例。据美国、欧盟等统计,电动机用电量约占总用电量的42%～50%；三相异步电动机用电量占电动机总用电量的90%左右；37kW及以下电动机占电动机总装机数95%以上、占电动机总用电量的50%左右。 表1 一些国家/组织电动机用电量占工业用电量的比重
国家/组织名称 欧 盟 美 国 日 本 法 国 俄罗斯 电机占工业用电量的比重 ～69% ～80%(占全国用电量的～70%) ～61% ～67% ～60%
我国是亚洲第一大电力消耗国，也是世界上目前缺电最为严重的发展中国家，从1992年起我国的年发电量和用电量均居世界第二位，而其中60%以上的电能被用于驱动电机运转。因此，电动机能源效率水平的提高对于我国能源节约、环境保护以及资金节约均具有重要意义。同时，高效电动机的开发与应用也是目前国际上的发展趋势，世界各国对电动机的节能工作都给予了高度的重视。
二、 我国电动机的能效现状
我国有一定规模的中小电机生产企业有300家左右，生产的中小型电机有300个系列，1500个品种，产品以一般效率的Y、Y2、Y3系列和高效率的Y2-E、YX3系列，其中Y系列电机为我国80年代产品，Y2系列为90年代产品，Y3系列基本达到了21世纪初国际同类的先进水平，可达到欧洲能效标准的eff2水平，目前属于全国推广产品。YX3系列基本可达到欧洲能效标准的eff1水平，同时达到GB18613-2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中能效等级1级要求。
我国可生产Y2-E、YX3系列及其它多种型号的高效电机，并能批量出口到欧美，说明我国的电机制造水平目前大公司已达到世界先进水平。我国使用的电机70%以上均是中小交流电机，主要集中在3kW至90kW，平均效率为89.3%。高效电机的平均效率可达94%。我国中小型交流电机占电机总量的70%，每年新增中小型电机的损耗约为78.6 亿kWh，如使用高效电机，可节能950万kW；如将旧电机全换为高效电机，可节能550万kW。高效电机的投资回报，以55kW电机为例，回收期为1.06年；以22kW电机为例，回收期为1.48年。
我国于2002年出台第一部有关电动机的能效标准：GB18613—2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》，2004年国家发展和改革委员会制定了《节能中长期专项规划》，把高效节能电动机列入第十一个五年计划中的重点节能推广项目，同时于2005年6月对GB18613标准进行修定。2006年8月发布了GB18613—2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》标准。 该标准参考了欧盟EU—CEMEP协议、澳大利亚与新西兰AS/NZS 1359.5同类标准，直接采用了欧洲eff1和eff2的效率标准。该标准根据我国电动机生产和使用的
现状，对电动机的效率水平进行了3个等级的分级，即Eff1 ,Eff2和Eff3。标准规定Eff3为能效限定值（最低效率值），效率Eff2值在GB18613—2006标准实施之日4年后开始执行（2010年12月），并替代Eff3的电动机能效限定值，成为我国电机最低效率保证值。 三．国外电动机的能效现状
在2005年9月的电机系统能效国际会议上，来自世界各国的代表就这一问题达成了共识，新的IEC61972标准的颁布与实施，将会有力地推动电动机全球能效标准一体化的进程。
目前，世界上已制订电动机强制性能效标准的国家和地区有澳大利亚、新西兰、加拿大、巴西、美国、墨西哥，印度、中国。 1． 欧盟
欧盟在上世纪90年代中期开始对电动机节能进行调研和政策制定工作。1999年，欧盟委员会交通能源局(EU-DGTE)与欧洲电机和电力电子制造商协会(CEMEP )就电动机分级计划达成了自愿协议(简称CEMEP协议)，该协议对电动机的效率水平进行了分级，即Eff1 ,Eff2,Eff3。在2005年底，禁止生产和流通Eff3级电动机。效率Eff2为最基本的能效要求。2008年8月11日起，欧盟EuP指令正式转化为欧盟成员国的法规。它是继欧盟2006年实施的RoHS(《电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》)和WEEE(《废弃电气电子设备指令》)两项贸易壁垒之后的又一道“绿色指令”。指令规定，想要进入欧盟市场的用能产品必须提供相应的“生态学档案”。“生态学档案”，是指对产品在原材料获取、生产加工、运输、销售等生命周期各环节对生态的影响进行的数据搜集、统计和整理，即对产品生态数据的管理。这些影响既包括产品从环境中输入了多少，比如采用了多少
原材料，消耗了多少能源、水等，也包含向环境输出了多少，比如排放了多少污染物。
刚刚出台了第一批产品实施细则中包含有电动机，欧盟已表示要从2008年底起将高效电动机作为强制性要求，最低标准效率执行Eff1，到2010年为过渡期。
表2 2010年欧盟异步电动机节能预测值
功率范围/kW 标准电动机效高效电动机效率2010年异步电动机节能预测值/GWh 率/% 0.75～7.5 >7.5～37 >37～75 >75 80 90 93 95 /% 86 93 95 96 用电量/GWh 253000 213000 130000 276000 17000 5600 2000 3000 7 3 2 1 节能比例/%
2． 美国
20世纪70年代第一次能源危机后，美国能源部已认识到电动机节能的重要性，组织相关机构积极研究开发高效电动机，并采用市场方式推广高效电动机的应用。但是经过十几年的推广实践，到1988年时发现，高效电动机的推广应用速度甚缓，市场占有率还不到20%，大大低于既定目标。为了改变这种情况，美国政府于90年代初决定采取行政干预的方式。1992年，美国国会通过了“能源政策法令”(EPACT法令)，该法令对电动机的最低效率值做出了规定，并要求在60个月后正式生效。也就是说，从1997年10月24日起，凡是在美国销售的通用电机，都必须达到最新制定的最低效率指标，即EPACT效率指标。EPACT效率指标是根据美国全国电气制造商协会(NEMA )1990年的标准NEMA12-10(即NEMA 12-6C)的规定制定的。EPACT所规定的效率指标为当时美国主要电动机制造商所生产的
高效电动机效率指标的平均值。美国在完成了其最低效率标准NEMA12-10的制订工作后，考虑到用户对更高效率水平产品的需求，又制订了一系列超前标准，如NEMAE设计标准(即NEMA12-11标准)，其效率指标较NEMA12-10提高了1-4个百分点;美国能源效率联盟(CEE)与美国NEMA联合制定的超高效率电机(Premium Efficiency)指标，其效率水平接近NEMAE设计，较EPACT指标提高了1-3个百分点，损耗较EPACT指标下降了20%左右。大部分美国电动机制造商按照EPACT法令仅用2～3年就完成了从一般效率电动机转换到高效率电动机的生产过渡。为了进一步推动电动机的节能，美国能源部、环保局以及美国能源效率联盟(CEE)组织在2001年推出超高效率电机(NEMA Premium’)的生产和应用。2003年，NEMA Premium’超高效电机的市场份额已经上升至20%以上。美国能源部、环保局以及美国能源效率联盟(CEE)于2007年3月通过决议，将用36个月的时间（既到2010年）强制执行超高效电机标准，该标准主要用于美国的石油化学工业和纸浆、纸张工业。IEEE 841-之001标准的电动机效率指标比EPACT指标提高了1～2 个百分点。
3． 澳大利亚
澳大利亚政府为节约能源和保护环境，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计划)，由澳大利亚政府下属温室气体办公室会同澳大利亚标准委员会进行管理。澳大利亚的电动机强制性标准于2004年7月批准生效，新西兰也执行此标准。在澳洲和新西兰生产和进口的电机均需达到或超过此标准所规定的最低效率指标。该标准除规定了强制性的最低标准外，还规定了高效率电机指标，为推荐性标准，并鼓励用户采用，其数值与欧盟的Eff1及美国的EPACT相近。澳大利亚和新西兰还确定了以欧盟Eff1为基础的强制
电动机能效现状及节能措施
