高效率电机带来成本节约

      购买一个产品的初始投资往往大大低于产品整个生命周期内所需要支付的成本。工业电动机就是一个很典型的例子，它们的生命周期运行成本中有97－98％是电费的支出。然而一般人们在选购电动机时，却不会考虑到它的效率问题。

Frank J. Bartos，CONTROL ENGINEERING责任编辑

关键词

l        高效电机可以节能

l        考虑产品生命周期总成本

l        感应电机

l        复杂的电机效率测试

l        采用铜转子提高效率

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nbsp;  简单的说，高效电机是标准电机产品的一种高质量版本。它在相同的体积下集成了更多的有效电气材料（钢制的迭片和铜），因此它比同系列的非节能电机增加了15－30％的成本。但是考虑到产品整个生命周期内的总成本几乎都来自于电费，这部分投资还是值得的。

       电动机的采购成本往往掩盖了电动机在整个使用寿命内的真正运行成本。采购部门在购买产品时，经常是以花费最小，买到最低报价的产品作为评价指标，忽略了电机运行时持续不断的运行投资，往往这时买到的恰恰就是低效率电机。其实很多生产线的工程师和机器维护人员对这部分运行费用深有体会，但是他们却一般无法参与购买程序。鉴于目前的商业环境也要求保证最低消耗以维持工厂运行，因此公司的决策层和采购部门需要对电动产品的运行效率有更深刻的认识。

       为什么我们要求电动机要高效运行呢？因为电动机运行耗电占了工业用电的很大部分，也占发达国家总用电量的绝大部分。根据美国能源部（DOE）的评估，电动机能耗占工业用电的63%，国家总能耗的25%。这里只我们关注电动机运行效率，但是实际上电能转换系统中其它影响效率的部分也要合理考虑，详述见后。

关注感应电机

       鉴于在工业上感应电机消耗了绝大部分的电能，到目前为止针对如何提高交流感应（异步）电机效率这一问题业界已做了相当多的努力，包括产品的开发方式、标准和相关立法等方面。节能电机在石化及其它一些重工业领域至少有20年的应用历史了（见IEEE标准841），当前新的立法将更多的关注电动机的能耗问题。

       美国在这方面一直领先，其在1994年颁布的美国能源政策法案（EPAct）是已知唯一的针对电机效率的法律，自1997年10月起生效。它规定了美国本土生产或者进口1－200马力等级的常用的三相电机的额定效率等级和最低效率等级。这一法案在欧洲也得到了很大的关注，由欧盟（EU）出版的众多技术指导都参考了这一能量使用标准。EPAct适用于230/460伏电压供电的开放型和封闭型，底座安装2、4、6极数的电动机。对于4极200马力电机，EPAct的效率标准为95％。

       欧盟和欧洲电器与电力电子制造商委员会（CEMEP）在EPAct之后紧接着颁布了一个分级和标注的协议（并非法律），适用于1.1－90千瓦（1.5－120马力）范围，400伏，50赫兹运行的2极和4极电机。此标准定义了三个效率等级：Eff1（高效），Eff2（效率改良）和Eff3（标准）－Eff3是欧盟目前努力促成生产商废除的效率等级。

       来自瑞典ABB公司的电机市场部副总裁兼CEMEP成员Sven Sjöberg说，由36个欧洲制造商制定的一个民间协议承诺在2003年底前将Eff3标准的电机数量减至原来的50％，并已经实现了目标。他说，“Eff3标准电机数量的减少远远超过了欧盟委员会所要求的50％。但是，鉴于电机从Eff2标准提高到Eff1标准所需的费用比较高，Eff1标准电机比例的增加并不显著（2极电机有7.8%，4极电机有5.2%，2003年数据）。”