西莫首次辩论大赛—IE4高效电机的发展方向

hxmotor

我支持乙方，永磁同步电机，原因如下：
1、永磁同步电机的相关设计与制造技术在国内已基本成熟了。
2、永磁同步电机相对于高效异步电动机，工艺简单一些，便于企业快速转型，而高效异步电机对工艺要求太高了；
3、永磁同步电机效率曲线更加平坦，节能优势明显；
4、异步电机如果想达到IE4，可能需要采用铸铜转子才能实现，带来的问题多多，工艺难度大大增加，目前铸铜技术还不成熟；     
     

张老五

yisiduio 发表于 2012-10-16 08:56
乙方观点补充：
既然是说IE4高效电机的发展方向
1.在IE2和IE3推行了这么多年的情况下，市场份额还是少得可 ...

要是能用更低的代价实现的功能，为什么非要用更高的价格来达到呢？
总结一下你的观点，似乎说来说去，就是因为有永磁，所以要推广。那请问一句，是不是因为街上有奔驰宝马，所以大众和福特就要淘汰呢？
可别说什么与国际接轨，请问国际上是永磁电机多还是异步电机多？

chenjinhua024

张老五 发表于 2012-10-15 20:24
话好像不能这么说，至少不能把某类电机的应用限制在一个很窄的范围之内。
否则，是不是也可以说：“双 ...

我没限制在某个邻域啊，只是举几个例子而已说明永磁电机可以做的很大。至于双馈永磁电机，不知道加上一套绕组和永磁的混合磁的永磁电机能不能算作双馈的范畴呢，只是永磁体起到励磁作用。它要是可以的话，也是借助永磁体的作用才高效的哦

张老五

Edwin_Sun 发表于 2012-10-16 09:01
我支持永磁队！！！！

再常规的方法，同等的机座号之下，异步机作为一个电励磁的电机，需要多大的无 ...

异步队继续飘过：
你说现在小作坊就能做永磁，那请问小作坊做出来的永磁能达到IE4吗？
比较要公平，总不能在说异步时，非要有IE4产品的才算数，说永磁时，只要能出产品的就算？
如果这个逻辑成立的话，我是不是可以说，今后汽车发展的方向肯定是F1？普通轿车速度到不了300的都不算，如何？
再说说这个励磁的问题。不错，异步机是需要无功来进行励磁，但你可别忘了，无功只是无功，只有传输却没有损失。既然在节能计算中计入了无功当量，通常无功当量的取值都是很低的，以我看到的一些文献，以及自己计算的结果来看，无功节能的数量基本上是可以忽略的。
永磁电机固然没有励磁的损失，也别忘了，永磁的气隙波形要差，谐波要比异步机大得多，这些谐波可是只吃饭不干活的，谐波造成的损耗，也不是个小数目。哦，如果是BLDC，还有旋转铁耗的增加，所有这些，难道没有成本的，不影响效率？
还有这个价格问题，所以支持永磁机的人，都有意无意地回避了这个价格上的差异。就算永磁的效率能比异步高那么一点点（这一点其实也是存在疑问的，加上驱动器结论就完全两样），能弥补价格上的巨大差别吗？
希望永磁队的同仁，能拿出真凭实据来说话。在此我先抛几块砖，为方便比较，其中部分条件做了简化：
1、假设有几个负荷，分别使用永磁电机和异步电机，比较其节能效果，双方各自提供相关的效率值和价格信息，提供价格和效率数据时请说明是否包括变频器（驱动器），是否包括传感器（旋变编码器等）
2、电机规格分别为5.5kW4极，37KW6极，90KW2极和250KW4极，电压不限，忽略由于转速不同造成的负荷差异，假设该差异由于机械设备的不同设计予以修正，也不考虑机械设备在负荷变化时的效率变化
3、每个规格都分三种工况进行讨论，分别是100%负荷长期运行，90%负荷和60%负荷各半时间，以及10%负荷50%和100%负荷各三分之一时间，年运行时间都按4000小时计算，电费么，估计这个各地差别比较大，建议按0.7元一度算如何？
4、所有数据尽可能提供截图等确切信息
5、详细说明计算过程

zhangzhang2

我是甲方
1、高效异步电动机作为工厂的动力源，维护简便，结构简单，性价比高
2、永磁的应用只能是部分的
3、高效异步电动机使用范围广，功率能从几十瓦到上千瓦，供配电方便

masa

支持乙方
1.国内稀土资源丰富，不利用太可惜了
2.永磁机损耗较少

15156908707

支持永磁同步电机。。。，现在材料学科发展迅速，必有磁能积大，价格便宜的稀土永磁出现，另外无需后期维修也是其一大优点，控制精度也较高。

s198269

支持高效异步机。
市场和客户更容易接收性价比高，运行稳定，故障率低，易维护的产品。目前来说，异步机更具备这些特点。客户不会因为追求几个点的效率而多花钱，另外异步机的技术更成熟，运行更稳定，维护和修理也更方便。如果由于电机的故障，造成设备的停运，短时间无法及时维修的话，给客户造成的损失更加巨大。
小电机采用铸铜转子，效率是能够达到IE4的，云铜和国际铜业协会正在大力支持铸铜转子电动机项目。
还有一个问题，就是废旧电机的回收，材料再利用问题，不知道大家是否考虑过。
本人是做市场工作的，不懂技术，考虑成本，价格和市场的接受度多一点。毕竟大家辛苦研发出来的产品，如果销售不出去，那就没有任何意义了。
本人的一点拙见，如果说的不对，请各位拍砖。

markjuwa

张老五 发表于 2012-10-15 20:21
谈到永磁机的效率时，是不是有必要把驱动器（变频器）的损耗也考虑进去？

我认为永磁同步电机可行，
那多数马达使用场合需要转速控制，
异步马达变频器效率或者减速器转换效率是否也要考虑进去？

张老五

15156908707 发表于 2012-10-16 11:10
支持永磁同步电机。。。，现在材料学科发展迅速，必有磁能积大，价格便宜的稀土永磁出现，另外无需后期维修 ...

把结论建立在一些没有依据的假设上面，是不是有点悬？
我能不能假设必有损耗低导磁性好的铁磁材料出现？或者必有电阻小价格便宜的导体材料出现？
如是，不要说IE4，IE5怕是也轻松实现，要永磁机作甚？

fengxingyun

依然支持异步电机!
1.争议焦点之一:永磁电机效率和功率因素确实比异步电机在大部分运行区间内高,但能高多少?代价又是多少??省下来的电费有多少?需要多少年收回投资?设备可靠性,人工维护费用比一比呢?
2.争议焦点之二:我国确实稀土矿产多,但你看现在还有报道说自己是稀土大国吗?前几十年宣传的是地大物博,现在还敢提这个口号吗?还敢随便说自己资源丰富吗?美洲,甚至欧洲的稀土不见得比中国少多少!!而且我们掌握高品质磁钢制造技术了吗?高性能的磁钢制造商貌似都是美欧和日本吧,专利也多掌握在它们手里,虽然20年的有效期快到了,但我们还是赶不上吧.如果我记得不错,前不久,烟台正海还在和日本打磁钢专利的官司!
3.争议焦点之三:适用范围,不可否认,在汽车,航天,等小范围领域,永磁电机与异步比确实优势较大,很多场合其实是由于体积,重量和精度限制,才去选用永磁电机,但效率的优势决不会是主要的决定性的抉择原因!在大范围的工业领域,可靠性,性价比才是决定因素!
4.y,y2等系列异步电机真正实现了标准化,通用化,永磁电机呢?这条路还很长久吧.在做电机设计的时候,大部分考虑的是通用,来降成本,有时候是牺牲性能满足通用要求.表贴式还好说,内嵌式恐怕很难做到吧!!
5.异步电机完全可以实现高效设计,和变频器配合使用,更不会比永磁差到哪里去.如果价格降不下来,永磁是不可能打败异步的!

Edwin_Sun

Lichking47 发表于 2012-10-16 10:01
其实，我感觉您可以查一下最近1~2年内稀土价格的变化，如果我没记错，N35SH的毛坯价格一度在1400元/kg， ...

我之前的帖子就说过了，稀土绝对不是限制永磁电机发展的一个条件～

稀土永磁的极限磁能积也就75MGOe，但是欧美很多预测机构，包括我所看到的一些报告，都预测未来十年内，永磁的磁能积能达到100MGOe，这么高的磁能积，不是稀土永磁能达到的

美国在10年和11年投入了45M $支持非稀土永磁的研发，FeC，FeN，MnAl等诸多永磁合金是完全不用稀土材料的，而且其基本材料都是非常普遍的材料，材料成本很低。但是现在制作工艺还不成熟，04年清华大学某校资企业，已经宣布制成了FeN第五代高磁能积永磁材料，国外也有诸多厂家能够生产，但是高温烧结工艺不甚成熟，N分子很容易溢出，所以只能在一些薄膜类永磁场合有较大的应用，但是随着国际国内对这些永磁的重视程度，未来十年内，市场上这些非稀土永磁会占有一席之地的～所以不要老强调稀土了～

chenjinhua024

张老五 发表于 2012-10-15 20:46
异步队的飘过
这几个问题要好好跟孙博说说：
1、同等功率同等应用场合下的永磁电机的效率比异步机高， ...

1.高多少依赖于电机大小和工作制等，我做过，一般2-3年成本回来。
2.异步启动的在目前来说算是蛮成熟了，他的效率比常规异步电机效率高是显而易见的，不需要变频器，还没有转速落差；
3.正因为不需要电励磁，空载运行电流很小，虽然启动不多，但电机大了，对局部电网是个冲击；

Edwin_Sun

张老五 发表于 2012-10-16 10:50
异步队继续飘过：
你说现在小作坊就能做永磁，那请问小作坊做出来的永磁能达到IE4吗？
比较要公平，总不 ...

我们学校之前做的很多样机都是小公司给做的，只需要常规的工艺就可以了，关键看电机的设计～

无功没有损失么？无功电流流过绕组电阻，不耗电不发热啊？就好象直流电机的励磁极不耗电一样，所有电励磁的电机，励磁一块都是有损耗的，不可避免的！永磁电机这一块是完全可以避免的～

你自己的计算结果可以拿出来看看么？你是比较的最高效率点的么？在低速区和轻载下，功率因数很低的工况下，这个比较过没？

我这里没有5.5kW4极的产品，但是恰好有一款6极的永磁电机的产品，最普通的永磁电机，小作坊产的，效率为90.89%，功率因数为0.953，这款电机的价格是4200含税～


我之前采用的用的西门子11kW/4极的电机的效率为88%，皖南电机厂生产的，功率因数我忘了，肯定比永磁电机低很多了，价格是3800，这个在西门子产品手册上查得到的，我没办法截图了

我想不管怎么比怎么算，效率高，功率因数高，异步机都没得比的，这还是额定工作点的数据，在轻载区，异步机的效率曲线和功率因数曲线是下降很快的，14楼也给出了具体的图，永磁反而有较宽的范围，

因为我这里数据不全，就拿这两台电机比较吧，5.5kW×4000小时×2.89%×0.7=445.06元，一次性购买多花的钱一年就能赚回来了～当然这个是因为数据不全的原因，但是你再查吧，永磁电机的效率和功率因数比同等规格的异步机都要高一个档次的，机座号都要小一到两个的～

我这里还有我之前公司的销售给出的数据，但是这数据保密协议的在一些调速的场合，即使我们用变频器去调速节能，也能在3～5年的时间内将变频器的成本收回。如果你算出来的加了变频器、加了永磁之后，比直接异步机不调速的场合收回成本很难，我想中国乃至世界上的永磁厂家和变频器厂家都别做了，直接回家去搞异步机得了～

大趋势所在，当永磁电机和变频器发展的如火如荼的时候，大力提倡不需要调速的异步电机，不符合时代发展潮流啊！！！

fengxingyun 发表于 2012-10-16 12:34
依然支持异步电机!
1.争议焦点之一:永磁电机效率和功率因素确实比异步电机在大部分运行区间内高,但能高多少 ...

1、14楼的图形给出了你一个大体的比较，你看看吧，具体的数据运算可以看165楼我的计算

2、我之前多少个帖子都说了，稀土永磁不是限制永磁电机发展的因素之一。欧洲的稀土真的少，中国60%的储量，30%在美国，其它的俄罗斯占一些，所以欧洲真的很少的，不要说不比中国少～拿数据说话喽～

3、可靠性拿数据说话喽，现在研究异步机和永磁机故障诊断的那么多，也可以看出两者差不多了多少了～如果一个能节能四五年能将一次性多投入的钱收回来，一次性投入低的异步电机，但是耗能，最终你选谁？你有不是做企业两三年不干了～

4、y,y2跟永磁电机的效率有的比么？兄弟，内嵌式的通用性才更好的，表贴仅限于伺服领域用的较多，最广的还是内嵌式，唉，看来唐老师和王秀和老师的永磁电机推广的给力啊～

5、老五多次提到不需要用变频器的唉，亲，加了变频器，你同等容量的电机，异步机的变频器容易要比永磁机的大一个规格唉，因为算的是KVA不是kW，异步机的功率因素在那里摆着，变频器的成本就比永磁机要高了，前面老五一直避开此不谈就是这个原因～

永磁电机的价格现在还是可以为人们所接受的，毕竟三五年收回一次性成本还是可以的～即使很多小企业的老板也都认识到了这一点～

zouxiang5200

总体来说，我支持永磁电机，因为我一直都做永磁电机，我做的都是小电机，功率从250瓦到5KW，感觉永磁的效率比异步高很多，大功率电机异步可能有市场。

Edwin_Sun

张老五 发表于 2012-10-16 11:59
把结论建立在一些没有依据的假设上面，是不是有点悬？
我能不能假设必有损耗低导磁性好的铁磁材料出现？ ...

你即使假设了好的铁磁材料可以用，导体可以用，也可以用在永磁电机上啊，大家站在同等平台上，效率还是比你异步机高～

本质决定，木的比～

张老五

chenjinhua024 发表于 2012-10-16 13:25
1.高多少依赖于电机大小和工作制等，我做过，一般2-3年成本回来。
2.异步启动的在目前来说算是蛮成熟了， ...

1、2-3年收回成本？既然你算过，拿计算过程来
2、高多少，拿出数据来，高出的部分值不值得抵消成本？数据说话
3、冲击不冲击，是看额定电流的，不是看空载电流，你大可以算一算，一台功率因数为0.85的异步，跟同规格的一台0.95的永磁，额定电流能差多少，差的那点，有没有对电网产生冲击。可千万不要告诉我说，你的电网就差那么一口气，用了异步就是冲不过去？

Edwin_Sun 发表于 2012-10-16 13:48
你即使假设了好的铁磁材料可以用，导体可以用，也可以用在永磁电机上啊，大家站在同等平台上，效率还是比 ...

请看清楚说话的前提，另外千万千万千千万别忘了把驱动器的损耗值算进去，OK？

Edwin_Sun 发表于 2012-10-16 13:45
1、14楼的图形给出了你一个大体的比较，你看看吧，具体的数据运算可以看165楼我的计算

2、我之前多少个 ...

亲，明明我不需要调速的场合，你非要我加个变频器再比效率，有意义吗？
照你这么说，捷达的成本要比劳斯莱斯还要高了，只要你规定一下，捷达的车重必须达到劳斯莱斯一样就行了，速度还得达到200以上，然后再让他们没事就找个地方上坡下坡不停地开，保证劳斯莱斯的省下的油钱比一年能收回成本？

还有你那个第4点，研究异步跟永磁故障的同样多，这不正好说明永磁的故障率要比异步高得多么？须知异步的保有量要比永磁多不知道多少倍的说。

Edwin_Sun 发表于 2012-10-16 13:34
我们学校之前做的很多样机都是小公司给做的，只需要常规的工艺就可以了，关键看电机的设计～

无功没有 ...

大哥，请教几个问题：
1、西门子的电机什么又是皖南电机生产的？
2、5.5KW6极的电机为什么要用11KW4极的电机去比较？
3、你拿小作坊生产的永磁电机，去跟西门子的异步去比，谁不知道西门子的东东要比国产的贵得多？你咋不拿西门子的永磁电机出来比价格？
4、再次提问，我已经记不清是第几次问了，你那个效率和价格，包括驱动器了没有？
5、请提供你那90.80%的效率的测量方法
6、这西门子的水平也太次了点吧？查11kW6极的IE3标准是92.3%，这88%是哪来的？
7、然后你再用不同规格的不同水平的可疑的效率值来作计算，莫非王秀和老师的书上，省电20%也是这么来的？
其实说了这么半天，又找出异步机的一大优点：异步机有成熟的系列设计，要什么规格，就有什么规格。永磁呢，找两个常用规格的数据都困难。你们永磁的支持者口口声声说什么“永磁的效率和功率因数要比异步高一个档次，机座号要小一到两个”，问题是这样的“结论”是怎么得出来的？你们连基本的数据都拿不出来，谈何下结论？
要是有个用户就要用5.5kW4极的电机怎么办？你是不是想对用户说：等我回去做完设计造出样机以后再提供数据，三个月？
异步的数据我这里一抓一大把，三分钟就足够了。

再说说这个轻载的事情。好吧，我承认永磁在轻载区的效率比异步高多了，但问题是，负荷有多少时间是工作在轻载区的？要是某个负荷常年累月工作在轻载区，并且以此来证明永磁的优越性，那这位选型的兄弟，是不是应该拉出去打PP？

long98194

支持异步！



自从1997年10月美国以法律形式(EPAct)推广高效电动机以来，在世界范围内推进了高效电动机的研究、开发、生产和应用。1999年欧盟提出了CEMEP-EU协

议，将电机效率分为EFF 3、EFF 2和EFF 13个等级，并具体规定了推广高效电动机的时间表。世界各国也纷纷制订了本国的高效电动机标准，其中加拿大、

墨西哥、巴西等国采用了美国EPAct标准，澳大利亚、新西兰、印度等国采用了CEMEP-EU协议，我国也在CEMEP-EU协议的基础上制订了国标GB 18613-2006“中

小型三相异步电动机能效限定值及能效等级”。但在世界各国推广应用高效电动机的过程中，有两个问题始终没有很好解决：一是50 Hz和60 Hz的电动机如

何界定是同一等级的高效电动机，二是当采用不同的试验方法时，如美国用直接法测定电机效率，附加损耗通过试验确定；欧洲采用间接法测定电机效率，附

加损耗假定为输入功率的0.5%，两者的效率如何比较。

国际电工委员会(IEC)通过大量的试验研究工作，于2007年9月颁布了IEC 60034-2-1“试验测定损耗和效率的标准方法”，2008年10月颁布了IEC 60034-30“三

相单速笼型感应电动机的效率分级(IE代码)”，2009年4月提出了IEC 60034-3l“高效电动机的选择和应用导则(包括变速应用)”(草案)，不但较好地解决

了上述问题，而且指明了今后高效电动机的发展方向。本文简要介绍IEC 60034-30、IEC 60034-31的主要内容和有关国家高效电动机的推广情况，供中小型电

机企业在开发高效异步电动机时参考。

一、关于IEC 60034-30

IEC 60034-30规定了效率分级的代码和相应的效率数值。

1.效率代码

效率分级的代码由IE（International Energyefficiency Class）加一位数字构成，如表1所示。

表1IE效率分级 特征数字 英文表述 中文表述

1 Standard 标准效率

2 High 高效率

3 Premium 超高效率

4 Super-Premium 超超高效率 注：IE4的效率值尚在考虑中。在IEC 60034-30的标准中只有IE1、IE2、IE3的效率值，但在IEC 60034-31（草案）的附录中列出了IE4效率的建议值。

2.效率数值

在IEC 60034-30中对功率0.75 kW~375 kW的2极、4极和6极电动机分别列出了IE1、IE2、IE3在50 Hz和60 Hz时的效率值。

50 Hz的标准效率（IE1）和高效率（IE2）分别在CEMEP-EU的EFF 2和EFF 1的基础上制订，但测定效率的试验方法不同。在CEMEP中，附加负载损耗取输入

功率的0.5%；在IEC 60034-30中，附加负载损耗由试验测定。50 Hz超高效率（IE3）的数值系根据高效率（IE2）电机的损耗，将其减少15％~20％而确定。

60 Hz标准效率(IE1)的数值等同于巴西标准，高效率(IE2)和超高效率(IE3)则分别等同于美国的EPAct和NEMA Premium。

IEC 60034-30典型规格的效率数值见表2-表4。由表可见，功率越小，效率等级越低，50 Hz和60 Hz的效率差值就越大；而功率越大，效率等级越高，50 Hz

和60 Hz的效率差值就越小。如1.1 kW 4极电机，60 Hz IE1的效率比50 Hz要高4个百分点，110 kW 4极电机，60 Hz IE3的效率比50 Hz仅高0.4个百分

点。

表2 1.1 kW 4 极电机的效率   IE1 IE2 IE3 （IE4）

50 Hz 75.0 81.4 84.1

60 Hz 79.0 84.0 86.5 注：IE4的效率是IEC 60034-31附录中的数值，下同。

表3  11 kW 4 极电机的效率   IE1 IE2 IE3 （IE4）

50 Hz 87.6 89.8 91.4

60 Hz 88.5 91.0 92.4 表4  110 kW 4 极电机的效率   IE1 IE2 IE3 （IE4）

50 Hz 93.3 94.5 95.4

60 Hz 93.5 95.0 95.8 二、关于IEC 60034-3l

IEC 60034-31“高效电动机的选择和应用导则(包括变速应用)”(草案)与IEC TC2以前颁布的60034体系的其它标准在风格上有明显的不同，与其说它是一份

标准，还不如说它更象一份研究报告。在标准中围绕高效电动机的选择和应用提供了IEC的许多研究结果，因此很有参考价值。

IEC 60034-3l主要涉及效率、各项性能、应用和经济性等四方面的内容。

1.效率

在效率部分的内容包括：

(1)电动机损耗；

(2)在变频器运行时的电动机附加损耗；

(3)更高效率等级的电动机；

(4)电动机损耗的误差；

(5)部分负载时的效率；

(6)效率试验方法；

(7)功率因数；

(8)电动机和变速驱动装置的匹配；

(9)50 Hz和60 Hz额定值的电动机；

(10)不同电压额定值或某一电压范围的电动机;

(11)在频率不等于50 Hz／60 Hz时运行的电动机；

(12)变频器效率；

(13)变频器功率因数。

（a）电动机损耗及误差

电动机损耗分为定子和转子的电气损耗、铁芯损耗、机械损耗(摩擦和通风损耗)和附加负载损耗等。表5说明了电动机的各部分损耗分量占电动机总损耗的典

型百分比，以及影响其数值的设计和结构因素。一般来说，随着电动机有效材料即导体和磁性材料的增加，损耗就可以降低。

  

表5三相4极笼型感应电动机的损耗分布   4极电动机典型的损耗比例（%） 影响损耗的因素

定子损耗 30~50 定子导体的尺寸和材料

转子损耗 20~25 转子导体的尺寸和材料

铁芯损耗 20~25 磁性材料的牌号和质量

附加负载损耗 5~15 制造工艺和设计方法

风摩损耗 5~10 风扇和轴承的选择/设计   

  

由变频器供电的笼型感应电动机的电压和电流谐波在定子和转子中引起了附加铁耗和绕组损耗，这些附加损耗的总和与负载无关。与由电网供电相比，在不利

的情况下，由变频器引起的电动机附加损耗可使电动机总损耗增加15％~20％。

所有加工的产品都会有容差，这些容差与材料和加工方法有关。没有两件产品会完全相同，即使它们具有同样的设计并在同样的装配线上生产，也不例外。

电动机也同样如此，产品材料方面的容差，如定子和转子铁芯所用的硅钢片会导致磁性能的误差并最终影响铁耗和电动机效率。加工过程所造成的尺寸容差，

比如气隙尺寸，会引起附加负载损耗的误差并进而影响电动机效率。此外还有试验方法所引起的不确定性。因此，在额定电压和频率下运行时，任何一台电动

机在额定负

载时的实际效率可以低于额定效率，但不低于额定效率减去按IEC 60034-1的效率容差。这是原材料和加工过程都处在规定容差的最低限度时所能达到的水平。

（b）效率试验方法 试验感应电动机效率的标准方法是IEC 60034-2-1，它认可有几种方法来测定电动机效率，主要是剩余损耗法(直接测量法)、EH-Star法(间接测量法)和推荐值

法(附加损耗取输入功率的2.5%~0.5%)。每一种方法在试验精度、成本和方便性方面都有一定的优点，主要按电动机额定值来决定试验方法。在IEC 60034-2-1

中的一些方法与有些国家的标准如CSA C390和IEEE 112是一致的。

IEC 60034-2-1中的剩余损耗法规定了以下计算程序，将不同类型的损耗从原始数据中分离出来并用线性回归分析将附加负载损耗修正，这样可以减少在25％

负载到大约150％额定负载范围内进行测量所引入的误差影响。它还可以调整试验的环境温度至25℃，以减小由于不同试验环境所造成的误差。

即使采用了一致和准确的效率试验方法，同一台电机的试验结果仍会有误差，主要是由于试验设备和仪表特性的原因，以及在非自动试验情况下的人为因素。

（c）50 Hz和60 Hz额定值的电动机

因为电动机的利用率和机座尺寸实际上是与转矩有关，而不是与功率有关，所以理论上的输出功率与转速成线性增加，即从50 Hz到60 Hz，理论上的输出功

率可以增加20％。

在中小型感应电动机中，绕组损耗是主要的，只要转矩保持不变，这部分损耗在50 Hz到60 Hz时基本上也维持不变。虽然风摩耗和铁耗随频率而增加，但这

部分损耗在4极或更多极数的电动机中只起较小的作用。因此，在60 Hz时损耗的增加要小于20％，而输出功率相对于50 Hz增加了20％，所以效率得以改进。

实际上，在50 Hz和60 Hz时输出功率设计均应符合IEC 60072的标准功率等级。因此，电动机功率额定值增加20％并不总是可能的。然而，如果电动机设计

对相应的电源频率进行了优化，则60 Hz的基本优点依然存在。

50 Hz到60 Hz之间的效率差异依据电动机的大小和极数有所不同。一般来说，输出功率0.75 kW~370 kW的三相笼型感应电动机的60 Hz效率比50 Hz效率大

约高2.5％～0.5％。只有2极大型电动机由于60 Hz时有较大的风摩耗可能使效率轻微下降。

因为这些原因，不同效率等级(IEI、IE2、IE3)在IEC 60034-30中的数值，60 Hz电动机一般都高于50 Hz电动机。

2.各项性能

它们包括：起动性能、运行转速和转差率、电压和频率偏差的影响、电压不平衡的影响以及环境温度的影响，这里只介绍前两项。

（1）起动性能

节能高效笼型感应电动机通常是采用更多的有效材料制造的，即更长的铁芯长度和(或)更大的铁芯外径以达到更高的效率。因此，节能高效电动机的起动性能

就与低效电动机有所不同。

同样输出功率的电动机当效率等级升到下一个更高的等级时，堵转电流会增加10％~15％。与铝转子电动机比较，铜转子电动机一般具有更高的堵转电流。

对同样输出功率的电动机，节能高效电动机的平均最小转矩在每一效率等级也增加大约10％~20％。铜转子电动机与铝转子电动机比较，一般具有较低的最小

转矩。

（2）运行转速和转差率

一般来说，与较低效率的电动机比较，具有较高效率的电动机也有较高的运行转速，即转差率会减小。对具有同样输出功率的电动机，其效率每提高一个等级，

转差率平均减小约20％~30％。

与铝转子电动机比较，铜转子电动机一般有较小的转差率和较高的运行转速。

3、应用

应用部分的内容包括：

(1)利用速度控制的节能；

(2)修正电动机的功率大小；

(3)连续工作制的应用；

(4)直流装入式制动；

(5)有关负载周期的应用；

(6)有关轻载运行延续周期的应用；

(7)有关超载的应用；

(8)负载转矩随转速增加的应用；

(9)有关频繁起动和停车和(或)机械制动的应用；

(10)有关防爆气体和粉尘气体的应用；

4、经济性

经济性包括：与用户的关系、最初购买成本、运行成本、回报时间和寿命周期成本。

（1）与用户的关系 电动机用户希望电动机系统可靠、价格合适。在整个运行周期内，与运行成本相比，电动机最初的购买成本是较低的。电动机的运行成本一般要占总费用的90％

以上。

效率较高的电动机成本也较高，这是因为它有较高的产品质量和使用了更多的材料，所增加的成本取决于电动机的型式和功率大小。IE1~IE2之间成本大约相

差10%~15％，IE2和IE3之间成本还要再增加10％~15％。在比较电动机效率时，不仅是效率，而且须把功率因数也考虑在内。

（2）最初购买成本

最初购买成本要考虑电动机的设计、安装和采购价以及附加的设备，如调速驱动装置。

（3）运行成本

运行成本由电费、维护和修理费用组成。电能消耗根据以下三部分计算：

(a)平均年负载率；

(b)对应于平均负载率的电动机效率；

(c)年运行时间。

对固定转速的电动机，这几部分都可以相当准确地估算。对具有变动负载的电动机系统和可能发生的变速驱动装置的应用，平均负载率的计算、相应的运行时

间和电动机加变速驱动装置的效率都必须基于典型负载的分布图。如果缺少与现有系统相关的负载分布图，则可以采用假定的平均负载分布图。

电能的使用成本一般由所消耗电能的价格(考虑白天／晚上、季节和其它的资费)；支付峰值负载(kW)的成本；功率因数补偿(kVA)的成本。

上述电能成本的要素和结构的地区不同性以及在电动机可预期的技术寿命周期(包括修理在内的电动机可以运转多长时间)的贴现、税收和未来的价格上涨等都

必须考虑在内。

对一个寿命周期的成本分析，还必须估算运行成本的寿命时间。如果电动机的数据库里缺少企业的经验数据，则可采用下列寿命时间的平均技术数据(见表6)。

表6电动机的平均寿命周期   电动机额定功率 kW

0.75~1.1 1.1~11 11~110 110~370

平均寿命周期

（年）

10 12 15 20 （4）回报时间

简单的回报法是根据较高效率电动机(以及可能的变速驱动装置和其它的改进设备)的附加投资对应所降低的年运行成本来计算的。

用户必须了解不同效率等级电动机和变速驱动装置的购买价格、年运行时间和电能成本这三个要素。

用户可以计算运行成本并比较不同的推荐项目样本的回报时间，根据最短的回报时间选择解决方案。

(5)寿命周期成本

在寿命周期成本分析中，对不同项目样本在三个方面的所有要素的成本假设按以下基准进行比较：

（a）最初购买成本、规划成本和安装成本；

（b）运行成本(电能、维护和修理)；

（c）使用寿命终结后撤除和再利用的成本。

为了正确计算，一个贴现流程分析必须考虑利率和物价上涨等因素。用户必须知道不同效率等级电动机和变速驱动装置的购买价格、年运行时间、电费成本，

以及所期望的寿命时间、维护和修理的平均成本。

三.关于各国推广高效电动机的情况

在IEC 60034-30颁布以后，世界各国均按IEC的标准对本国电机的效率分级进行了定位  (见表7)，并确定了进一步推广高效电动机的时间表。

美国、加拿大准备从2011年起将NEMA Pre-mium作为最低效率标准。

欧洲则要求从2011年起在欧洲生产或进口的0.75 kW~200 kW电机都必须符合IE2标准，从2015年起在欧洲生产或进口的7.5 kW及以上的电机都必须符合IE3

标准。

我国GB 18613-2006规定从2011年起将2级效率(相当于EFF1)作为最低效率标准，但将GB 18613-2006与IEC 60034-30相比，还存在一些不一致的地方：如

效率等级代码不一致、功率范围不一致和效率水平不一致等。因此，为与国际标准取得一致，GB 18613应尽快进行修订。

表7   高效电动机的国际标准和各国标准的对比         IEC 600  34-30美国 欧洲 中国GB

186  13-2006

超超高效率 IE4 — — — 超高效率 IE3 NEMA  Premium — 1级

高效率 IE2 EPAct EFF1 2级

标准效率 IE1 — EFF2 3级

低于标准效率     EFF3   四、小结

从IEC 60034-30和IEC 60034-2-1的颁布以及IEC 60034-31的起草，说明高效电动机的效率标准、试验方法和选用导则已形成了完整的国际标准体系，并在

世界范围得到了进一步的认同和推广。

我国的GB 18613-2006与IEC 60034-30有一定的差异，应尽快进行修订。同时，我国在高效电动机的实际应用方面与国际先进水平也有较大的差距，必须采取

切实有效的措施，加快我国推广应用高效电动机的步伐。

chenjinhua024

张老五 发表于 2012-10-16 13:58
1、2-3年收回成本？既然你算过，拿计算过程来
2、高多少，拿出数据来，高出的部分值不值得抵消成本？数 ...

不用计算过程，稍微计算下就可以估计的到：如型号        转速rpm        效率%        功率因数        力能指标        输入功率kW  输出功率  分别   为Y2-315L2-6           990        94.2        0.87        0.82        161   132，永磁电机效率能达到96%，功率因数为0.97，输入功率只有142kW，假如S1工作制，全年360天工作，3年下来能节省多少我就不算了。
我所的冲击是启动时候冲击，特指您说的永磁电机大部分场合都用变频器，而感应电机不用

wayne

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