永磁電機在螺桿空壓機 的應(yīng)用研究分析

hiest

壓縮空氣因其具有易儲存，易控制，流動性好及安全，環(huán)保等特點，成為工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的動力源之一，被廣泛地應(yīng)用于電力、紡織、化工、制藥、電子、 臺金及機械制造等許多領(lǐng)域。由于空壓機能源運行成本高，逐漸引起企業(yè)的重視，例如一臺容積流量為 20m~／min額定排氣壓 力為 0．8MPa的空壓機，每年的電費高達 90萬元，整個壽命周期以 5年計算 ，則電費成本將高達 450萬元，再加上平時的維修保養(yǎng)費用，生命周期里的費用將高達 500 多萬元；而設(shè)備購買成本為 8～20萬元，僅
占使用成本的 2％ ～5％?。因此，提高空壓機運行能效不僅可以為企業(yè)節(jié)省大量能源運行費用，還能實現(xiàn)節(jié)能減排。
1空壓機運行現(xiàn)狀

根據(jù)上海 1000家年耗 電量 500萬 kWh以上的重點用電企業(yè)調(diào)研，空壓機所消耗的電能平均占企業(yè)電能總消耗的 12％ (見圖 1)，部分企業(yè)高達 30％ 以上，其中螺桿式空壓機運用最為廣泛。大部分在用壓縮空氣系統(tǒng)運行效率都很低，存在著設(shè)備不匹配，管路損失大，系統(tǒng)泄漏，系統(tǒng)控制不合理等問題。


目前通過政府的大力推進以及企業(yè)的不斷創(chuàng)新，空壓機節(jié)能技術(shù)改造已經(jīng)初見成效。節(jié)能改造主要包括變頻調(diào)速、余熱回收、聯(lián)動控制、壓力控制和管路優(yōu)化等幾個方面，大部分使用者在尋求空壓機節(jié)能量最大化的過程中必須通過多種節(jié)能方式的綜合運用才能實現(xiàn) [2】。雖然空壓機節(jié)能改造的技術(shù)較多，但針對空壓機本身能效的提升改造案例較少。隨著國內(nèi)電動機能效的不斷提升，通過對空壓機的配套電動機進行改造，從而提升空壓機運行能效不失為一種有效的途徑 [3】。
根據(jù)美國能源部 2002年的調(diào)研報告 ，各國空壓機使用的負載率幾乎不可能超過 90％，因此，空壓機除了滿載時要具有較高的能效，在部分負載和無負載時節(jié)能更加重要 H]。據(jù)行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)空壓機平均負載率約為 57％ 左右，基于這種使用工況，市場上的直驅(qū)電機螺桿空壓機非常耗能，而采用變頻器來驅(qū)動電機，通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的方式來實現(xiàn)氣量的調(diào)節(jié)，是空壓機行業(yè)的一大進步。這種方法雖然節(jié)約了一部分電能，但是由于普通的三相異步變頻電機是基于額定功率點設(shè)計的，在電機轉(zhuǎn)速下降時，會引起電機功率因素和效率的急劇下降，因此，它還不是變頻式空壓機電機的最優(yōu)匹配電機。

2永磁空壓機的優(yōu)勢

近年來，隨著稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁同步電動機得以迅速的推廣應(yīng)用，它具有體積小、損耗低、效率高等優(yōu)點，在很多行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。永磁同步電機與普通異步變頻調(diào)速電機相比，具有以下優(yōu)勢：

(1)效率高

這里所說的效率高不僅僅指額定功率點的效率高于普通三相異步調(diào)頻電機，而是指其在整個調(diào)速范圍內(nèi)的平均效率。永磁同步電機的勵磁磁
場由永磁提供，轉(zhuǎn)子不需要勵磁電流，電機效率提高，與異步變頻調(diào)速相比，任意轉(zhuǎn)速點均節(jié)約電能，尤其在轉(zhuǎn)速較低的時候這種優(yōu)勢更為明顯。
(2)啟動電流小，啟動轉(zhuǎn)矩大

根據(jù)變頻器 v／F特性 ，在低頻啟動時，異步變頻調(diào)速電機中主磁場低、功率因數(shù)低、啟動電流雖然很大、啟動轉(zhuǎn)矩卻很��；稀土永磁同步變頻調(diào)速電機的主磁場恒定，定子電流幾乎全部為有功電流，啟動電流小、啟動轉(zhuǎn)矩大。

(3)力能指標好

電機的力能指標是指電機效率與功率因數(shù)的乘積。異步變頻調(diào)速電機在 60％的負荷下工作時 ，其效率下降 15％，功率 因數(shù)下降 30％，力能指標下降 40％。而稀 土永磁變頻電機的效率和功率因數(shù)近似一條水平曲線，即使電機只有 20％負荷時 ，稀土永磁電機的力能指標仍為滿負荷的80％以上，這進一步提高了電能的使用效率和電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)。

(4)體積小、重量輕

由于使用了高性能的永磁材料提供磁場，使得永磁電機的氣隙磁場較感應(yīng)電機大為增強，永磁電機的體積和重量較感應(yīng)電機可以大大縮小。
例如 11kW 的異步電機重量為 220kg，而永磁 電機僅為 92 ，相當于異步電機重量的 45．8％。


圖2是5.5KW普能三相異步電機與永磁同步電機在不同負載率的效率值對比，從圖上可以看出，三相異步電機與永磁同步電機效率差異約為5%，這種優(yōu)勢在低速運行區(qū)間還要更加的明顯。
基于以上對比優(yōu)勢，目前，永磁電機是變頻螺桿空壓機驅(qū)動的最佳選擇，它比普通三相異步主頻電機更高效，更節(jié)能。
3 永磁空壓機應(yīng)用案例分析

我們以同步的160KW螺桿空壓機為例來計算，永磁電機效率大約為97%，普通電機效率大約為90%；按照永磁電機效率節(jié)能7%及平均用氣量90%進行計算，考慮1.15的服務(wù)系數(shù)，那么在90%出氣量狀況下的電機每小時耗功節(jié)約量為：160KW*1.15*90%*7%=11.592KW
按照每天工16hr,每年運行300天，工業(yè)用電平均1元/KWH計算，每年可節(jié)約的電費大約為：16*300*11.592*1=55641.6元。
4 結(jié)論
空壓機系統(tǒng)作為電機系統(tǒng)中的能源消耗大戶，將成為我國今后工業(yè)節(jié)能的重點領(lǐng)域，節(jié)能空壓機2013年已被 國家列為節(jié)能產(chǎn)品惠民工程進行推廣，說明使用高效的空壓機已是發(fā)展趨勢。隨著永磁電機價格的逐漸降低，憑借著其優(yōu)勢的性能，永磁驅(qū)動的螺桿空壓機必將成為空壓行業(yè)的節(jié)能新亮點。

柳建凱

價格貴，前期投資大，后期見效益。

只有快樂

前期投資大， 資金鏈一鍛煉，后期就玩完

xiaobing86203

說了這么多，然并卵。在此，給各位科普一下什么是永磁電機，其學(xué)名為：永磁同步電機；
它是由永磁體勵磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場的同步電機，永磁體作為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，三相定子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場作用下通過電樞反應(yīng)，感應(yīng)三相對稱電流。
此時轉(zhuǎn)子動能轉(zhuǎn)化為電能，永磁同步電機作發(fā)電機(generator)用；此外，當定子側(cè)通入三相對稱電流，由于三相定子在空間位置上相差120，所以三相定子電流在空間中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場中受到電磁力作用運動，此時電能轉(zhuǎn)化為動能。

未來第一站

永磁電機在螺桿空壓機 的應(yīng)用研究分析 ,一股山寨論文的味道。

Liux_rVwTv

學(xué)習(xí)了

存在YYY

經(jīng)過市場的考驗，永磁變頻空壓機很穩(wěn)定，市場需求很大，很好用，確實是節(jié)能----（深圳邦士機電）

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