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提升电机系统能效 变频器市场迎发展黄金期

作者:替换  来源:  时间:2022-05-15 17:59  点击:

  效率。然而,目前依然有大量运行中的电机驱动系统(全球总计约3亿台)出现效率低下或耗能过高的问题,导致严重的能源浪!费。

  2021年,中国确;立了“双碳”目标的:路线年前达到:二氧化碳排放峰值,2060年前实现碳”中和。实现“双碳”目标,既是,严峻挑战,又是重“大机遇。电机产业;的高质“量发展,可大幅。提升:能源利用?效率,助力企业低碳转型,实现绿色、低碳、可持续发展。

  在“双碳”背景下,传统的高?碳行业!如钢铁、有色、化工等行业对节能减”排降耗的需求最为迫切,电机作为”风。机、泵、压缩机、机床、传输;带等各”种机械;设备“的驱动装置,其耗电量约占中国整个工业电耗的60%以上。

  去年,《电;机能效提升计划(2021-2023年)》的提!出,进一步加强和规范电机能效标准实施和能效市场监管,淘汰”低效落后电,机,加快高效节能电机应用推广,对落实碳达峰碳中和目标具有实际的推动意义。

  2022年,“双碳”工作仍将大力推进,节能减排依旧是各企业十分重要的任务。变频器作为电机控制和节能环保的关键部件,其重要性不容忽视,必将迎来更:广?阔的发!展空间。

  在“碳达峰”和“碳中和”的国家目、标“下,提高能效”是各个涉,电行业、都面临:的严,峻挑战。电机作为电器和其他各种、机械的动“力源,不仅广泛应用于。各个行业,更是用电大户。

  电机是耗电量最大的单种类设备,根据国际能源署最近的一项。调查,电机耗电量占据工业领域耗电量的大约2/3,占大约46%的全球耗电量。在我国,这一数据更为触目惊心,根据工信部数据,电机能耗约占整个工业能耗的65%以上,占全国”总耗电“的60%。电机?能效每提,高1个:百分点,可年节约用电260亿度左右;如果电机系统效率提升5-8个百分”点,每年节约的电量相当于2-3个三峡电站的发电、量。

  2021年:6月、1日,GB!18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》实施,设置合理的电机能效限定“值,不但有利于中国如期实现“双碳”目标,还能推动;电机”产品能效;升级。

  2021年11月22日,工信部、市场监管总局印发了《电机能效“提升计划(2021-2023年)》(以下简、称《计划:》),提出要加快高效节;能电机推?广应用,其中包括,开展存量!电机节能改造,加快淘汰不符合;现行国家?能效标准要求的?落后低效电机。此外,还强调要;加大高效节能电机应用力度。

  《计!划》中提出,鼓励钢铁、有色、石化、化工、建材、纺织等重”点工业:行业开展用能、设备节能诊断,结合设备能效水?平和运行维护情况,评估先进节能技术装备推广应用潜力。引导企业实施电机等重点用能设备更新升级,优先选用高效节能电机,加快淘汰不符合现行国家能效标准要求的落后低效电机。

  细分负载!特性及不同工况,针对风机、水泵、压缩机、机床等!通用设备,鼓励采用2级、能效及“以上;的电动机。针对变负荷运行工况,推广2级能效及以上的变频调速永磁电机。针对使用变速箱、耦合器的传动系统,鼓励“采用低速;直驱和高速直驱式。永磁电机。大力发展,永磁?外转?子电动滚:筒、一体式螺杆压缩机等电动机与负载设备结构一体化设计技术和产品。

  到2023年,高效节”能电机!年产量!将达到。1.7亿千瓦,在役高效节”能”电机占比达到20%以上,实现年”节电量490亿千瓦时,相当!于年节约标准煤1500万吨,减排二氧化碳2800万吨。

  有专、家指出,《计划》的提出将为永,磁电机和;驱动永!磁电机的变频器市场带来风口。未来,将会有大量的节能高效的永、磁电机来替代存量市场中的低效电机,且也会为配套驱动永磁电机的低压变频器带来增长动力。

  提高能源效率的措施在帮助工业和基础设施减少排放方面将起到核心作用。数据显示,用于驱动楼宇和工业等应用的电机耗费全球约45%的电力,全球,尚在运行的电机约有3亿台,而目前只有23%的电机配备了变频器,升级电机以及配备变频器可使全球降低10%的耗电量。

  ABB中国运动控制事业部负。责人,戚鲁平表示:“ABB提倡使用变”频器,因为当“变频”器和电机。结合使用”时,通常!可以降低。至;少25%,的、能耗。”

  在苏州伟创电气科技股份有限公司产品管。理部经理王凯看来,《计划”》的核心是。以电机系统生产制、造、技术创新、推广应用和产业服务为重点方向,积极实施节能改造升级和能量系统优化,不断提升电机系统能”效,支撑重点。行业和:领域节能提效,助力实现“双碳”目标。

  目前以永”磁同步电机、磁阻电机为代表的高效能电机已开始大量生产并广泛应用。高效能电机都需要变频器控制,以永磁同?步电机,为例,很多情况下都无法直接接入市电,需要配、套变,频器;驱动使用。因此,随着高、效能电机的应用越、来越广,配套的变频器市场需求将不断增大,这无疑给国内变频器行业的发展注入了一剂强心剂。

  另”一方面,电机高效能的实现,电机生产企业除了加大节能技改,还需联、合变频器生产企业!不断适配驱动器来;提升电!机的性能,拓展电机和变,频器配套使用的节能空间,这将进一步促进变频器生产企业的市场参与度,并加速变频器在电机存量市场上的替换步伐。

  王凯表示,在高效能电机驱动技术上,伟创;电气2021年!初就成“立了高:效智、能行业?部,提高关键”技,术的研发和产品迭代,加快变频器在同步磁”阻电机、永磁同步电机、同步直驱电机、高速电机等新型高效节。能电机的:应用,持续提高能源资源利用效率。目前同步电机驱动技术成熟可靠,同步磁阻电机驱动技术也是硕果累累。

  伟创电,气的:AC330同步磁阻电机专用变频器集成了同步磁阻电机的驱动控制理念,开发了全新的矢量控制算法,做了全新的磁链观测器,在纯同步磁阻电机以及永磁辅助式同步磁阻电机场合,均有优良的控制效?果,同时兼容了!异步电机以及永磁同步电机的控制技术,在确、保产品高,可靠:性基础上,进一步提升了产品的:软;件集成?度,更好地解决了客户在产品选型方面的烦恼,配合丰富的扩展接口以及全面的扩展配件,确保?了同步磁阻电机驱动应用场合的高可靠性、高稳定性、高适应性。AC330同。步磁阻电机专用变频器目前广泛应用于塑、料?机械、空压机、机床主轴、纺织机械、制药机;械等设?备控,制,也可”用于风机、泵、石油、化工、造纸机“械等各。种重?型机械;设备!节能。

  “电机往往:是在工业、领域中主、要的耗、能“部分之一,这将推;动整个工,业领。域的双:碳战略落、地。”北京合。康新:能科技股”份有限公;司市?场部总监“余锦全“表示,目前,永磁电机。的效率高,应用会越”来越广泛,变频器;需要考虑“满,足永,磁电机“的驱、动?需求。未来,越来越多的变频器将会与永磁电机配套,提升整体节能效!率。此外,电机是重?要的资产以、及、生产,工,具,客户希望”电”机能够延。长生命、周期,减少停机“故!障。所以,很多客户希望未来变频器能加上预!测性维?护、资产!管理等功:能,对电机的;保护功能进一步加强。

  在“碳达峰”和“碳中和”目标。备受关注:的当!下,绿色低;碳可持续”发展,路径成为、企业?的必然;选择,节能”高效的电机对制,造业企、业而”言尤为重要。台达在高能效电机方面,自1999年开始关注,逐步在对各个行业领域实施跟进与应,用,积累”了大量的关键技术经验。根据,目前的,工业产业现状来看,大多是以节能为核心目的。台达希望新推出的电机产“品不仅能获得市场的认可,还希望:新产品能够在降低稀土?消耗、提升设计标准以及增加功率密度的同时减少的耗材使用,从而达到整个电机产品的供应链节能降耗的目的。

  台达-中达电通变频器产品经理,李成刚“介绍,台达现有的成熟。产品,以“电机高;能效控制”为核心的,传动“系统是提,升产品线竞”争力的重要途径之一。目前全系变频器产品均能够以最佳的效率驱动台达现有的“永磁同步磁!阻电机”产品。台达不仅从。电机能效等级方面进行了提升,还将变频器本身的控制损耗降低到了最低。

  C2000Plu,s系列产品,具备磁场矢量变频驱动、技术,支持有/无编码器回;授的应用情境,为传动系。统提供高性能的速度、转矩及位置控制。相较于前代机种,C2000Plus系列大幅增强过载能力,最大功率段可达560kW,为各。类重型定转矩”负载应用提供最佳的驱动能力与稳定性。丰富的产业应用功能及简易维修低故障率的自我诊断特色,为终端客户有效节省建构及营运成本,替用户掌握致胜先;机,提升产业竞争力。

  汇川技术在电机领。域也深耕多:年。拥有汽车级电机平“台,在新能源汽车电机工业,永磁电机领域,市场份额稳居前列;为轨道、交通制造牵引电机,并在国内多个城市十余条轨交线路中落地;并为风电变桨、塑料机械、纺织机械等细分行业提供电机专机定制化服务。

  作为高精密伺服电机领导者,汇川国内电机市场占有率第一,先后推出MS1小功率永磁伺”服电机、ESMG大功率永磁伺服电机、MX”无框式直”驱电机、MV31通用型;永、磁同步电机等高效节能电机产品,结合汇川驱动、控制等产品组成优秀的变频解决方案,助力:工业生产效率大幅提升的同时,相较于传统解决方案平均节能25%以上。

  2021年1-10月,出货高效“节能?永磁电“机、300万台以。上,累计功率”300万千瓦?左右,每年为社会节、电约50亿度电,相当于节能150万吨标准煤,减排二氧化、碳280万吨。

  变“频器是用来控制电机速度的设备,在使。用变频器之前,电机只能分级中断或是全速运转,而变频器则可以将电“机无级调节到合适的速度,其广泛?应用可以明显“降低工业能耗,比如在水泵、和风机中,变频,器可以将!水,压调。整到”合适、的水平,连续调节建筑中的温度。大约75%的工业电机;用于,驱动泵、风机和压缩机,这类设备效率提升潜力巨大。当高效电机与可调,节转速和扭矩的变,频器组合时,可以达到最佳效果。电机只需以实际所需的速度运行,来满足功,能要求,从而避免能源浪费以达到节约电能的目,的。

  从技术角度看,目前单独提升电机能效的空间有限。北京合康新能科技股份有限公司首席工程师田凯认为,电机的节能是多维度,一是提高电机以及变”频器”效率,另外,需要结合生产,自适”应输出。对于变频器而言,关键点是采用新技!术、新算法、新拓扑。

  李成:刚表示,对于台达;而言,技术的关键点?是提升电机本身的能效。主要难点更多的在于持续不断的努力将已经“拥有100多年历史沉淀的“电机”产品,通过使用更可、靠的技术来优化电机本身的性能与结构,而电机本身的优化也只。是“电机能效提升”中的一环,更多的努力还需要优”化变频器的电机控制;策略。目前台达一直在不断地投入和整合大量的研发资源将精力集中在极具潜力的“永磁同步磁?阻?电机”产品上,继而深耕更多的企;业客户。

  “驱动、同步电“机能效,关键点之一是在同“步电机的参数适配。现阶段同步电机与磁阻电机都没有类似异:步电机的国家标准。功率段、型号也、是众多,而且很多高效能电机为定?制化产品,所以,面对种类繁多的电机”类型,变频器的适配性?显得格外重要。”王凯表示,针对同步”电机“适配问题,伟创电气积极“寻求。和电机生产;企”业!合作,参与电机生产企业新产品的技术研发和功能适配,开发匹配各企业所需电机的“自学习方式。通过自主开“发的电感“参数饱和自:学习技!术,可获!得不、同磁?场饱和:程度下“的电机D、Q轴电感;饱和特,性参数,并通过MTAP在产生相同转矩的情况下,最优地分配d-q轴定“子电流,使定子电流最小,进而使定子铜耗最小以达到效率最优。

  “在市场推!广!过程中,我们能。够充分,理!解用户“关于成本“方面”的顾虑,但从,投资、回报看,能效升级所带来的收益更加明显。”李成刚指出,目前,台达,将多个领域的研发资源投入到高能效永磁同步磁阻电机和控制方式上,并把二者整合成为“高能效传动系统”,其具有。的现实意义是通过“整合”以降低系统”能耗。

  传统。的变频、器与电机分;离的产业模;式,无法有效地达、到“目标一致”的整合效,果。比如在”特定节能场:景中,面临变“频需要“适应电机、电机设计;特,性需!要微调?等问题,根据以、往的!经验,都是通?过企业客户为纽:带,需要分别联系变频与,电机厂家,而如”果使用;台达的“高能效传!动“系统”,则仅仅需要考、虑此。系统、的效率,无需分开对比变频器与电机各自的能效,也无需考虑“高能效电机”与变频。器的匹配问,题。

  在!高耗能企业遇到节能降耗的”挑战之下,台达也能通过整合各行;业、各设备的应用“经验,为企业提!供一个“高能效,传动系;统”的降耗、方案,由企“业主导:选择产、品方案,台达再根据方案。内容逐步地推进,进而协助,企业实施落地,以达到”双方”共赢。

  以针;对二,次供水需、求为例,台达推出背负!式水泵一体机MPD系:列,承袭了:台达产品,智能化的发!展理念,采用一体化整体设计,更融合:驱动器、电机、PLC“等功能,产品更加;智、能,符合变,频恒;压供水系,统需求,推动供水技,术进,入高效、智能、便捷:的新时代。

  背负式水”泵!一体机M:PD系列顺应?如今;广泛应用的变”频恒压供水系统需求,具备:多泵冗余、流量估测、汽蚀:及高低水”压!保护等智能化“功能,以及高能效、低噪音、省电柜等;优点,是台达。落实“智能制“造、深悉,用户需求”的体!现。尤其在能效、上,MP。D系列达到了系统、能效的“IES2等级,符合新的IEC61800-9-2标准。配合IE5的台达同、步磁阻?电机,为恒”压供水;领域带来了更。加智能、节能的成长契机。

  如何助力下游企业节能并提升能效,田凯提出,先进的P。W?M调制技术,比如载波移“相技术,可以在保证产品性能。的。前提下,降低变;频器损;耗,提高。变频?器效率。此外,变频器有、多种、运行模式,比如最?小能!耗模“式,根据”现场不;同,工艺状况,可以调整,输出电压、电流,以合适“的功率;对电:机进行输;出,整体“降低。电机损!耗,提升能效。另外还:必须“要“贴合实际工艺,提供:整体解:决方案,包括变频器、电机、负载等、因素,整体提高能,效。比如,合康;在某冶金!球磨“应用上,采用高压”永磁直驱变频器+高压永!磁电;机方案。客户原来采用的是普通异步电机+减速机+辅传组成+减速机油站+软启动柜油站,整体机构复杂,耗能大,功率因素?低。通过合!康的方。案改“造后,在63.5%载;荷情;况下,电机“功率“因数已!达到0.95,综合!节电率、为25%,运行一年:多以来,中间只停“机2小时,其余时间、该设备”一直,在正!常运行中,设备稳定性得到极、大提升,故障率、大为?降低。

  企“业的核!心就是给用户创!造价“值,所以在:王凯看来,助力下游企业提升能效最好的办法就是算经济:账,解决用户痛点的最优方式!就是提供一份《节能:方案》。王凯以132k、W、380V的异步电机应用现场为例,将其改。造成变频器?加同步电机控制器后,综合节电率在:15%左右。以每天工作20小”时,全年运行320天,电费为0.7元/度,电机:工作”效率90%,节电效果;暂按最?低节”电”率;15%计算,年节省;电费=132kW×20小:时/:天×320天/年×0.7元。/度×90%电机工作效率×15%节电效果=79833.6元。

  2022年,各项环保、节能的”趋势!和政策都“在紧锣密鼓。地推“进中,特别是高耗能制造企业积极响应节能减排号召,开展新一轮转型升级,从传统,制造向智、能制造“过渡,企业生产对于工业设备”的性能?提出了更高要求。高效能电机的技术突破、和应用推广,需要各大:变频器与电机生产企业,共同协作、优势互补、不断创新,来推“动“和落实。

  我们相信,随着”全面节能降耗、绿色可持续发展的理念逐渐深入,变频器企业必将迎来一个发展的黄金时期。[信息搜索][][告诉好友][打。印本文][关闭窗口][返回顶部]

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