电机效率需要延伸到系统:电机峰会2010

2010年10月26日至28日，第三届电机峰会——一个致力于辩论和促进相关电机系统效率问题的国际论坛——在瑞士苏黎世提出了一个不断发展的计划。本次会议是继2007年和2008年在同一地点成功举行的“峰会”之后举行的。电机峰会汇集了来自研究，政府和私营部门的专家，重点关注最新的技术创新，市场渗透的现状，以及克服阻碍广泛使用高效电机系统的障碍所需的战略和行动。

电机峰会支持国际能源署高效电气最终用途设备计划(IEA 4E EMSA)的电机系统附件的各种正在进行的进程，即:

• 欧盟耗能产品生态设计指令;
• 协调IEC(国际电工委员会)电机测试和能源分类标准;和
• NEMA Premium Motors最低效率性能标准(MEPS)，于2010年12月19日成为美国法律(2011年1月在加拿大生效)。

2010年汽车峰会上的演讲内容广泛，从标准和法规到新技术的市场潜力，再到电机系统的测试和效率评估等等。峰会部分包括“国际战略日”(10月27日)、“瑞士实施日”(10月28日)和两个EMSA研讨会:“IEA 4E:测试中心”和“新电机技术”(分别于10月26日和10月28日举行)。

系统视图

虽然电机效率是峰会的总体主题，但越来越多的焦点是将效率概念和法规扩展到系统层面，即包括与电机相连或相关的设备。泵、风扇和压缩机是这类设备最常见的例子。几次首脑会议发言讨论了系统效率趋势。

作为介绍的一部分，欧洲水泵和风机的效率法规受到了关注电机、泵和风机法规的现状由Ismo Grönroos-Saikkala提供，该机构隶属于欧洲委员会产品能源效率与智能能源理事会。欧盟委员会(EC)于2011年初通过了125 W-500 kW功率范围内风扇的法规，其中1^圣2013年1月起生效的tier能效要求及更高要求^nd根据Grönroos-Saikkala, 2015年1月的tier要求。清洁水泵的管理也计划在2011年进行。计划对用于水池和水族馆的压缩机和泵以及用于废水管理的泵进行进一步的技术研究。

https://motorsummit.ch/data/files/MS_2010/ms_int_10/3_ismo.pdf。

泵和风扇(循环器)的效率倡议在三个不同的层面进行了讨论“产品、扩展产品和系统方法在整个欧洲泵行业的发展，”由英国泵制造商协会有限公司(BPMA)技术总监Steve Schofield提出。

产品的方法包括1-150千瓦的电动机和水泵(用于商业建筑、饮用水系统、食品工业和农业);建筑物内的循环装置;以及非住宅建筑的通风机。扩展产品法由泵，电机和变频驱动器(VFD)的组合组成-要么是电机的组成部分，要么是一个单独的单元。系统方法在用户和储层之间增加管道和阀门(包括流动阻力)以及用户/负载到上述设备。

这三种方法代表了越来越复杂的实施领域，但它们也提供了更高的潜在节能。Schofield认为这些方法的节能潜力分别为5、59和59太瓦时(TWh)。

https://motorsummit.ch/data/files/MS_2010/ms_int_10/13_schofield.pdf

来自瑞士工程咨询公司ingenieurbro US的乌尔斯·斯坦曼(Urs Steinemann)也对这一领域进行了研究《风机能耗，欧洲风机效率法规》。EC采用了输入功率在125 W到500 kW之间的电机驱动的风扇的生态设计要求。它们将分三步实施:一级能效值将于2013年1月生效，其次是更高的二级能效值将于2015年1月生效(如上所述)。据报道，后者的效率值符合所谓的当前最佳可用技术(BAT)。Steinemann说，第三步是“为未来的基准提供一套额外的‘目标值’，这些指标可能在以后的阶段成为要求。”

该规例涵盖的风机类型包括:

• 轴向;
• 离心式、前弯式和径向叶片风机品种;
• 离心式，向后弯曲风扇-带和不带外壳;
• 混流;和
• 交叉流。

正如有意义的标准所期望的那样，效率必须基于测量。静态效率和总效率都是根据风机在指定进口/出口位置的静态和总压力测量来指定的。为风扇包括驱动器(VFD)的情况提供了规定。根据斯坦曼的说法，根据这一规定，预计到2020年，每年可节省34太瓦时的能源和1600万吨的二氧化碳。

https://motorsummit.ch/data/files/MS_2010/ms_int_10/4_steinemann.pdf

永磁电动机

迄今为止，大多数电动机的能效标准都涉及交流感应电动机，因为该技术作为工业主力的主导作用。然而，由于对整体节能潜力的担忧，或为了满足日益提高的效率要求，其他电机技术正在受到审查。永磁(PM)电机就是这样一种技术。

PM电机是演示的重点，IE4电机即将问世由Baldor Electric(现为ABB集团的一部分)的John Malinowski和Michael Klein撰写。“磁性和热性能的显著改进，加上目前的成本优势，代表了今天(永磁电机)可行的替代方案，”主题主持人克莱因说。“IE”是指国际电工委员会(IEC)对电机的国际能效等级标识(详见相关在线文章)。

在一个冷却塔应用中，将直接驱动的层压框架内部PM电机与驱动45马力(34千瓦)风扇负载的双速感应电机进行了比较。感应电机系统包括一个齿轮减速器。Baldor的研究结果显示，与感应电机版本的82.1%相比，永磁电机系统的总效率为92%，同时功率输入减少了6马力，噪音水平更低，安装更简单。

https://motorsummit.ch/data/files/MS_2010/ms_int_10/6_klein.pdf

关于永磁电机在瑞士的技术发展的见解是由Dr. Stefan Berchten, magnenetdrives AG的负责人提供的永磁电机，应用和效率潜力。演讲内容包括永磁电机技术的历史视角，以及大型永磁电机在电梯、缆车和风力发电应用中的经验。有趣的是，所有这些应用程序都涉及直接驱动，“无齿轮”设计。

Berchten概述了与PM机器相关的设计复杂性，这些复杂性需要最小化，例如磁路设计，负载扭矩，脉动，齿槽扭矩和噪声。他解释说，虽然永磁电机技术的投资较高，但回报是可以接受的。Berchten的结论之一是，PM的生产方法必须“重新发明”，这包括增加除最高额定稀土磁铁以外的材料的磁性。

https://motorsummit.ch/data/files/MS_2010/ms_int_10/8_berchten.pdf

峰会的其他主题包括VFD测试方法和各种标准的发展，包括“小型电机”(见相关在线文章)。

2010年汽车峰会的组织者和赞助商是瑞士高效能源利用署(S.A.F.E.)，与国际能源署的4E EMSA和瑞士国家能源计划合作。控制工程是2008年汽车峰会的参与者。

有关2010年汽车峰会的全部内容，请访问https://www.motorsummit.ch

Frank J. Bartos，体育运动员控制工程贡献内容专家。打电话给他。braunbart@sbcglobal.net．

参见可持续工程的其他报道

//www.globalelove.com/channels/sustainable-engineering.html

和其他电机和驱动器覆盖这里…

//www.globalelove.com/new-products/motors-and-drives.html

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