NEMA超高效电机.docx

加强系统控制实现NEMA超高效电机稳定生产自从九十年代以来，国际社会对节约能源、环境保护和可持续发展战略等方面逐步达成了共识。而各国政府也都在积极的开发新能源的同时，相应地制定了有关节能方面的法规，以求提高能源的利用水平。中小型三相异步电动机作为消耗电能的主要设备，倍受各国的重视，并制定标准，以利加快高效节能电机的推广应用。随着对电动机效率标准的逐步提高，如何能进一步降低电机的各种损耗成为各企业研究的重点。近年来国内许多企业为了扩大国内、外市场份额，提升企业技术水平，纷纷致力于高效、超高效电机的研制。电动机效率不断提高的过程是产品不断更新换代的过程，同时也是一个国家电机工业综合水平的标志，也是一个企业综合实力的体现。超高效电机实际上就是“精品电机”，效率的实现从理论上来说方法很多，但最重要的是工艺保证程度。下面我分别从标准、设计、工艺、试验及质保几个方面就南防生产NEMA超高效电机采取的措施进行总结分析，希望能给我公司今后稳定生产NEMA超高效电机有所帮助。一、NEMA超高效电机标准1997年10月24日美国能源政策和节能法令（EPACT）正式生效，即在1997年以后美国不能生产和进口低于EPACT所规定效率指标的电动机。在世界各国中，以法律形式推广、应用高效电动机美国是第一家。以后美国NEMA又制定了NEMA E设计标准，即NEMA12-11标准，其效率指标较NEMA12-10标准提高了1-4个百分点，但是起动性能有所降低（堵转电流倍数偏大，对电网冲击较大）。近年来美国又制定了起动性能与EPACT要求一致的超高效电机（PremiumTM Efficiency）效率标准，其效率水平较EPACT指标提高了1-3个百分点，损耗又降了20%左右。法令批准后过渡期为36个月，即2011年以后美国不能生产和进口低于Premium所规定效率指标的电动机。美国是全球经济发展的中心，每年全球电机贸易总额的一半来自于美国市场，世界上各大著名电机、电气公司都十分重视美国市场，专门开发符合美国标准的多种系列产品，其中包括NEMA超高效电机。二、设计应采取的措施超高效电动机的设计要点是降低各项损耗，提高电动机效率。所采取的措施包括：1、降低定子铜耗定子绕组铜损耗PCU1(W) 约占总损耗的40%，主要为满载时定子绕组在运行温度下的电阻损耗。定子绕组损耗计算公式为：定子铜耗在电动机损耗中占有相当大的比例，故而如何降低定子铜耗，对提高电动机的效率非常关键。降低定子铜耗就是降低定子电阻R1、定子电流I1；定子电阻R1=ρL/S ，故降低定子电阻就是通过缩短线圈长度L、加大每圈导线截面S和降低导线电阻率ρ来实现，具体措施如下：1、放大定、转子冲片外径，对效率很难达到的规格适当放大定转子槽型，用于降低定子铜耗和转子铝耗。南防NEMA超高效电机三圆、槽配及部分电磁数据见表1：2、 提高槽满率,缩短绕组端部长度据东芝公司统计:增加槽满率3%;压缩端部长20%,可提高效率1%左右；这就要求我们在线圈的绕制、嵌线有较高工艺手段进行保证，另外对定子的叠片质量也有较高的要求，要严格保证槽形尺寸，保证叠片齐整。（南防H180及以下电机槽满率控制在80％~81%，H200及以上电机槽满率控制在79%左右，但在生产过程中执行的不好）3、 减薄绝缘，提高槽利用率目前国内低压电机槽绝缘平均厚度为0.35mm,而国外多数厂家已经将低压槽绝缘减薄到0.2mm，目前我国0.2mm的槽绝缘耐压水平已能满足要求，而加厚槽绝缘的作用是为了防止槽形不齐、毛刺而损伤绝缘。因此减薄绝缘要求定子槽形必须整齐、无毛刺。（南防对个别规格下限困难的减薄绝缘到0.25mm，但没有形成规范）4、 降低电磁线的电阻率电磁线选择经过UL认证的180级聚酯亚胺漆包铜圆线。2、降低转子铝耗转子损耗PAl2（W）约占总损耗的25%,计算公式为：，降低转子铝耗就是降低转子电阻R2，具体措施如下：1） 采用大截面积的转子槽形和加大端环截面，降低转子电阻；2） 提高铝的纯度，选用纯度99.7%铝，降低铝的电阻率；另外，对用实测杂耗方法来测效率的电机，低温升也是降低定、转子损耗的一种方法。3、降低铁耗铁心损耗PFe（W）占总损耗的20%，由交变主磁通在定子或转子铁心（分别计算）中产生的磁滞损耗和涡流损耗组成。正常运转时，异步电机转子的磁通变化频率很低，转子铁心损耗可以忽略不计。铁心损耗计算公式为式中：——铁心材料在频率50Hz、磁密1T时的单位损耗，W·kg-1B——铁心平均磁密，Tf——磁通交变频率，HzGFe——铁心重量，kgK——修正系数K是考虑铁心材料经冲片、剪切加工及齿部或轭部磁通密度分布不均、气隙磁通非正弦性使损耗的增加进行修正的经验系数。降低铁耗可采取如下措施：1）高效电机硅钢片的合理选择尤其重要，小功率电机因空载