高效永磁電機(jī)VS異步電機(jī)，秒懂永磁變頻空壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)!

2021/07/09 10:38

電機(jī)的功率因數(shù)

和效率是兩個(gè)不同的概念

功率因數(shù)是指電機(jī)的有功功率與視在功率之比

效率是指電機(jī)的軸輸出功率與電機(jī)從電網(wǎng)吸取的功率之比

功率因數(shù)低會(huì)造成無(wú)功電流大，線路電阻壓降大，造成電壓低。因線路損耗增加，有功功率增加。

功率因數(shù)低，電壓和電流不同步；在流經(jīng)電機(jī)時(shí)有無(wú)功電流，電機(jī)電流增加，溫度高，扭矩低，增加電網(wǎng)電能損耗。

節(jié)能效果對(duì)比

01

三級(jí)能效的YX3電機(jī)比傳統(tǒng)的普通Y2電機(jī)具有更高的效率和功率因數(shù)，而永磁同步電機(jī)比三級(jí)能效的YX3電機(jī)的效率和功率因數(shù)還要高，因此節(jié)能效果更好。

節(jié)能實(shí)例

02

以銘牌功率22千瓦的永磁電機(jī)效率0.95，功率因數(shù)0.95和Y2電機(jī)效率0.9，功率因數(shù)0.85對(duì)比Y2電機(jī)的輸入電流:I=P/1.73×380×cosφ·η=44A，永磁電機(jī)的輸入電流:I=P/1.73×380×cosφ·η=37A，消耗電流相差19%。

視在功率分析

03

Y2電機(jī)P=1.732UI=29千瓦永磁電機(jī)P=1.732UI=24.3千瓦消耗功率相差19%。

部分負(fù)載能耗分析

04

Y2電機(jī)在80%負(fù)載以下效率下滑嚴(yán)重，功率因數(shù)下滑嚴(yán)重，永磁電機(jī)在20%～120%負(fù)載之間基本保持較高的效率和功率因數(shù)、在部分負(fù)載時(shí)永磁電機(jī)比Y2電機(jī)具有很大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，甚至節(jié)能超過(guò)50%。

消耗無(wú)用功率分析

05

Y2電機(jī)的無(wú)用功率電流一般約為額定電流的0.5～0.7倍，永磁電機(jī)的功率因數(shù)接近1，無(wú)需勵(lì)磁電流，所以無(wú)功電流永磁電機(jī)與Y2電機(jī)相差50%左右。

輸入電機(jī)電壓分析

06

經(jīng)常檢測(cè)到如果永磁電機(jī)替換了Y2電機(jī)后，電壓會(huì)升高一般380V升到390V原因：Y2電機(jī)功率因數(shù)低會(huì)造成無(wú)功電流大，進(jìn)而造成因線路電阻壓降大，引起電壓低。永磁電機(jī)功率因數(shù)高消耗的總電流低，線路壓降減少，就產(chǎn)生了電壓上升的現(xiàn)象。

電機(jī)滑差分析

07

異步電機(jī)一般具有1%～6%的滑差，永磁電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，滑差0，因此在同等條件下永磁電機(jī)做工比Y2電機(jī)多出1%～6%。

電機(jī)自損耗分析

08

22千瓦Y2電機(jī)效率90%，自損耗10%，該電機(jī)連續(xù)不間斷運(yùn)行一年自損耗2.0萬(wàn)千瓦以上；永磁電機(jī)效率95%，自損耗5%，該電機(jī)連續(xù)不間斷運(yùn)行一年自損耗1.0萬(wàn)千瓦左右，Y2電機(jī)自損耗是永磁電機(jī)的2倍

功率因數(shù)國(guó)家獎(jiǎng)懲表分析

09

Y2電機(jī)功率因數(shù)0.85，加收0.6%電費(fèi)；功率因數(shù)大于0.95，減收3%電費(fèi)。永磁電機(jī)替代Y2電機(jī)電費(fèi)存在3.6%的價(jià)差，連續(xù)運(yùn)行一年電力價(jià)值0.7萬(wàn)千瓦。

能量守恒定律分析

10

功率因數(shù)是有用功和視在功率的比值，Y2電機(jī)功率因數(shù)低，吸收電力利用率差，能耗高；永磁電機(jī)功率因數(shù)高，吸收利用率好，能耗低。

國(guó)家能效標(biāo)識(shí)分析

11

永磁電機(jī)二級(jí)能效：最節(jié)能電機(jī)YX3電機(jī)三級(jí)能效：普通Y2電機(jī)屬于淘汰電機(jī)：耗能電機(jī)。

從國(guó)家能效補(bǔ)貼分析

12

二級(jí)能效的電機(jī)國(guó)家補(bǔ)貼比三級(jí)能效的高很多，目的是從整個(gè)社會(huì)層面上節(jié)能。在全局角度上來(lái)看如果普及使用永磁電機(jī)，整廠功率因數(shù)提高了，具有高的全網(wǎng)電壓，機(jī)器效率高，更低的線損，更低的線發(fā)熱。

國(guó)家規(guī)定功率因數(shù)在0.7-0.9之間的，每低于0.9的0.01就收0.5%，在0.65-0.7間的每低于0.7的0.01就加收1%，在0.65以下的，每低于0.65的0.01就加收2%，假如用戶的功率因數(shù)是0.6，那么就是（0.9-0.7）/0.01 X0.5% +（0.7-0.65）/0.01 X1% +（0.65-0.6）/0.01X2%=10%+5%+10%=25%。

具體原理

交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子無(wú)滑差，無(wú)電勵(lì)磁，轉(zhuǎn)子無(wú)基波鐵、銅耗損。轉(zhuǎn)子由于永磁體自帶磁場(chǎng)，無(wú)需無(wú)功勵(lì)磁電流，因此功率因數(shù)高。無(wú)功功率少，定子電流大幅下降，定子銅損耗大為減少。同時(shí)，由于稀土永磁電機(jī)的極弧系數(shù)大于異步電動(dòng)機(jī)的極弧系數(shù)，當(dāng)電壓和定子結(jié)構(gòu)一定時(shí)，該電機(jī)的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度比異步電機(jī)小，鐵損耗小。由此可見(jiàn)，稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)是通過(guò)降低自身各種損耗而節(jié)能的，不受工況、環(huán)境等因素變化的影響。

永磁同步電機(jī)的特性

1、效率高

平均節(jié)電10%以上，異步Y(jié)2電動(dòng)機(jī)效率曲線，一般在60% 額定負(fù)載時(shí)下跌較快，輕載時(shí)效率很低；永磁電動(dòng)機(jī)效率曲線高而平，在20%～120% 額定負(fù)載時(shí)均處于高效率區(qū)。經(jīng)多個(gè)廠家不同工況現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，永磁同步動(dòng)機(jī)的節(jié)電率在10～40% 。

2、功率因數(shù)高

功率因數(shù)高，接近1：永磁同步電機(jī)無(wú)需無(wú)功勵(lì)磁電流，所以功率因數(shù)幾乎為1（甚至容性），功率因數(shù)曲線和效率曲線高而平，功率因數(shù)高，定子電流小，進(jìn)而降低定子銅耗，提高效率。工廠電網(wǎng)可減少甚至取消電容無(wú)功補(bǔ)償。同時(shí)永磁電機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償是實(shí)時(shí)就地補(bǔ)償，使得工廠的功率因數(shù)更平穩(wěn)，對(duì)其它設(shè)備的正常運(yùn)行非常有利，減少工廠內(nèi)電纜傳輸?shù)臒o(wú)功損耗，起到綜合節(jié)能的效果。