根据《工业和信息化部办公厅关于开展2017年工业节能技术装备推荐及“能效之星”产品评价工作的通知》(工信厅节函〔2017〕211号)要求,经评审,工业和信息化部拟将39项工业节能技术以及119项工业节能装备纳入《国家工业节能技术装备推荐目录(2017)》,80项工业装备或消费类产品纳入《“能效之星”产品目录(2017)》。
其中电机节能技术有三相被纳入了“国家工业节能技术应用指南与案例”,虽然关于电机节能技术只有三项,但对于我国电机节能技术及电机能效提升的改善却不容小觑。
电机是拖动风机、水泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置,广泛应用于工业、农业、交通、市政等多个行业和领域,是用电量最大的耗电终端设备。据统计,我国电机保有量约17亿千瓦,总耗电量约3万亿千瓦时,电机耗电占全社会总用电量的64%、工业用电的75%。
与此同时,我国电机的效率平均水平比国外低3-5个百分点,电机系统(电机与拖动设备)运行效率比国外低10-20个百分点。据估算,电机能效每提高一个百分点,每年可节约用电260多亿千瓦时;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。
因电机在节能低碳领域的特殊性,发达国家都将提高电机能效作为重要的节能措施。美国从1997年开始强制推行高效电机,2011年又强制推行超高效电机;欧盟于2011年也开始强制推行高效电机。通过国家立法、高效电机系统研发、推广应用等方面的努力,发达国家在用电机能效处于较高水平。
国家工业节能技术应用指南与案例电机类改造项目
机床用三相电动机节电器技术
1. 技术所属领域及适用范围
适用于三相异步电动机驱动的机床设备改造。
2. 技术原 理及工艺
取样电动机运行中“瞬时有功负荷”作为控制信号,实时监控测量实际负荷、自动调整有功功率,有效减少机床能耗。
控制流程为:“瞬态有功负荷”→大于额定功率 1/2 自动调整为大功率→小于额定功率 1/3 自动调整为小功率→循环监控调整电动机“瞬态有功负荷”→实时调整电动机功率。
3. 应用案例
宝鸡机床集团公司普通车床及CJK数控车床(工信部《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录(第二批)》)的节能改造项目,技术提供单位为北京优尔特科技股份有限公司,项目投资额 862 万元,建设期 1-2 年,为年产 600 台CJK数控车床和年产 5000 台CS6140-6266 普通车床配套“微计算机控制三相电动机节电器”,电动机装机容量合计 42000 千瓦。实现综合节能 3396.3tce/a。
4. 未来五年推广前景及节能减排潜力
预计未来五年,在机床行业推广达到 5%,可节能改造18.9 万台机床,形成节能 10.2 万tce/a,减排CO 2 23.79 万t/a。

基于磁悬浮高速电机的离心风机综合节能技术
1. 技术所属领域及适用范围
适用于市政污水处理等行业。
2. 技术原理及工艺
采用磁悬浮轴承大幅度提升转速并省去传统的齿轮箱及传动机制,采用高速永磁电机与三元流叶轮直连,实现高效率、高精度、全程可控。相比传统罗茨风机节能 30-40%、相比多级离心风机节能 20%以上、相比单级高速鼓风机节能10%-15%。
3. 应用案例
青浙江闰土集团生态化公园污水厂风机改造项目,技术
提供单位为亿昇(天津)科技有限公司,日处理量 5000t 印染废水,运用本技术,替代原先 3 台罗茨风机,项目总投资225 万,建设期 15 天,项目节能量 393.8tce/a,每年节约电费 90 万元,两年半可回收投资,并且降低环境噪音 30db,改善工作环境。
4. 未来五年推 广前景及节能减排潜力
预计未来五年,技术推广比例将超过 20%,可形成节能 76.87万 tce/a。

旧电机永磁化再制造技术
1. 技术所属领域及适用范围
适用于Y系列三相异步电动机永磁化改造。
2. 技术原理及工艺
通过对永磁体进行励磁,使电机的三相定子绕组产生以同步转速推动的旋转磁场,驱动电机旋转并进行能量转换,降低电机运转时的损耗;采用高功率因数减小定子电流,定子绕组电阻损耗较小,进一步提高效率,实现节能。
3. 应用案例
嘉兴市中辉纺织有限公司节能改造项目,技术提供单位为瑞昌市森奥达科技有限公司。项目建设期 20 天,投资回收周期 10 个月,对化纤倍捻机 208 条生产线 416 台Y2 系列7.5 电机进行高效化节能改造。项目建成后,416 台电机全年节约用电165.92万kWh,实现节能5.803万tce/a,减排CO 2 11.5万t/a。
4. 未来五年推广前景及节能减排潜力
预计未来五年,推广市场 2%,即再造高效永磁电机 1700万kW,可形成节能 214.2 万tce/a,减排CO 2 426.56 万t/a。

电机能效提升工程的建议:
据了解,未来工信部将充分利用财政补贴政策拉动高效电机市场。一方面,落实好节能产品惠民工程高效电机推广财政补贴政策;另一方面,逐步把选用高效电机作为高效风机、泵、压缩机等通用设备入围节能产品惠民工程的必要条件,延伸财政补助推广高效电机的产业链"。
高效节能电机采用新型电机设计、新工艺及新材料,通过降低电磁能、热能和机械能的损耗,提高输出效率,已经有比较成熟的技术,也就是说企业基本都能生产。然而,电机能效提升计划并未能如期完成。其中原因是长远利益和眼前利益的矛盾、短期投入和产出的矛盾、改革创新和因循守旧的对立,以及企业改革导致短期经济利益失衡的现实。但是中国改革开放的收获和经验告诉我们,革新一定是正确的。
综合工业先进国家和中国自己的实践经验,应该从这几个方面加大力度执行电机能效提升进程:第一,法规约束、奖惩分明、责任到位;第二,对经济(工业)发达地区提出更高的要求和执行目标;第三,加大财政补贴力度、重点企业重点补贴、超额企业额外补贴;第四、分类批量改造或建设全高效节能电机应用(试点)企业、变试点企业为标杆企业;第五,研究降低高效电机的生产成本;第六,尽量要求高标准甚至超标准,比如选择*土稀**永磁钕铁硼电机等。