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标题: 永磁电机在螺杆空压机的应用研究分析 [打印本页]

作者: hiest 时间: 2017-9-22 14:24
标题: 永磁电机在螺杆空压机的应用研究分析
压缩空气因其具有易储存，易控制，流动性好及安全，环保等特点，成为工业领域中应用最广泛的动力源之一，被广泛地应用于电力、纺织、化工、制药、电子、台金及机械制造等许多领域。由于空压机能源运行成本高，逐渐引起企业的重视，例如一台容积流量为 20m~／min额定排气压力为 0．8MPa的空压机，每年的电费高达 90万元，整个寿命周期以 5年计算，则电费成本将高达 450万元，再加上平时的维修保养费用，生命周期里的费用将高达 500 多万元；而设备购买成本为 8～20万元，仅
占使用成本的 2％～5％?。因此，提高空压机运行能效不仅可以为企业节省大量能源运行费用，还能实现节能减排。
1空压机运行现状

根据上海 1000家年耗电量 500万 kWh以上的重点用电企业调研，空压机所消耗的电能平均占企业电能总消耗的 12％ (见图 1)，部分企业高达 30％以上，其中螺杆式空压机运用最为广泛。大部分在用压缩空气系统运行效率都很低，存在着设备不匹配，管路损失大，系统泄漏，系统控制不合理等问题。

目前通过政府的大力推进以及企业的不断创新，空压机节能技术改造已经初见成效。节能改造主要包括变频调速、余热回收、联动控制、压力控制和管路优化等几个方面，大部分使用者在寻求空压机节能量最大化的过程中必须通过多种节能方式的综合运用才能实现 [2】。虽然空压机节能改造的技术较多，但针对空压机本身能效的提升改造案例较少。随着国内电动机能效的不断提升，通过对空压机的配套电动机进行改造，从而提升空压机运行能效不失为一种有效的途径 [3】。
根据美国能源部 2002年的调研报告，各国空压机使用的负载率几乎不可能超过 90％，因此，空压机除了满载时要具有较高的能效，在部分负载和无负载时节能更加重要 H]。据行业调查数据显示，国内空压机平均负载率约为 57％左右，基于这种使用工况，市场上的直驱电机螺杆空压机非常耗能，而采用变频器来驱动电机，通过调节电机转速的方式来实现气量的调节，是空压机行业的一大进步。这种方法虽然节约了一部分电能，但是由于普通的三相异步变频电机是基于额定功率点设计的，在电机转速下降时，会引起电机功率因素和效率的急剧下降，因此，它还不是变频式空压机电机的最优匹配电机。

2永磁空压机的优势

近年来，随着稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用，它具有体积小、损耗低、效率高等优点，在很多行业得到了广泛应用。永磁同步电机与普通异步变频调速电机相比，具有以下优势：

(1)效率高

这里所说的效率高不仅仅指额定功率点的效率高于普通三相异步调频电机，而是指其在整个调速范围内的平均效率。永磁同步电机的励磁磁
场由永磁提供，转子不需要励磁电流，电机效率提高，与异步变频调速相比，任意转速点均节约电能，尤其在转速较低的时候这种优势更为明显。
(2)启动电流小，启动转矩大

根据变频器 v／F特性，在低频启动时，异步变频调速电机中主磁场低、功率因数低、启动电流虽然很大、启动转矩却很小；稀土永磁同步变频调速电机的主磁场恒定，定子电流几乎全部为有功电流，启动电流小、启动转矩大。

(3)力能指标好

电机的力能指标是指电机效率与功率因数的乘积。异步变频调速电机在 60％的负荷下工作时，其效率下降 15％，功率因数下降 30％，力能指标下降 40％。而稀土永磁变频电机的效率和功率因数近似一条水平曲线，即使电机只有 20％负荷时，稀土永磁电机的力能指标仍为满负荷的80％以上，这进一步提高了电能的使用效率和电网的品质因数。

(4)体积小、重量轻

由于使用了高性能的永磁材料提供磁场，使得永磁电机的气隙磁场较感应电机大为增强，永磁电机的体积和重量较感应电机可以大大缩小。
例如 11kW 的异步电机重量为 220kg，而永磁电机仅为 92 ，相当于异步电机重量的 45．8％。

图2是5.5KW普能三相异步电机与永磁同步电机在不同负载率的效率值对比，从图上可以看出，三相异步电机与永磁同步电机效率差异约为5%，这种优势在低速运行区间还要更加的明显。
基于以上对比优势，目前，永磁电机是变频螺杆空压机驱动的最佳选择，它比普通三相异步主频电机更高效，更节能。
3 永磁空压机应用案例分析

我们以同步的160KW螺杆空压机为例来计算，永磁电机效率大约为97%，普通电机效率大约为90%；按照永磁电机效率节能7%及平均用气量90%进行计算，考虑1.15的服务系数，那么在90%出气量状况下的电机每小时耗功节约量为：160KW*1.15*90%*7%=11.592KW
按照每天工16hr,每年运行300天，工业用电平均1元/KWH计算，每年可节约的电费大约为：16*300*11.592*1=55641.6元。
4 结论
空压机系统作为电机系统中的能源消耗大户，将成为我国今后工业节能的重点领域，节能空压机2013年已被国家列为节能产品惠民工程进行推广，说明使用高效的空压机已是发展趋势。随着永磁电机价格的逐渐降低，凭借着其优势的性能，永磁驱动的螺杆空压机必将成为空压行业的节能新亮点。

作者: 柳建凯 时间: 2017-9-22 14:41
价格贵，前期投资大，后期见效益。

作者: 只有快乐 时间: 2017-9-22 19:00
前期投资大，资金链一锻炼，后期就玩完

作者: xiaobing86203 时间: 2017-9-22 20:57
说了这么多，然并卵。在此，给各位科普一下什么是永磁电机，其学名为：永磁同步电机；
它是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流。
此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机(generator)用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能。

作者: 未来第一站 时间: 2017-9-22 21:15
永磁电机在螺杆空压机的应用研究分析 ,一股山寨论文的味道。

作者: Liux_rVwTv 时间: 2017-11-1 09:09
学习了

作者: 存在YYY 时间: 2018-2-26 15:11
经过市场的考验，永磁变频空压机很稳定，市场需求很大，很好用，确实是节能----（深圳邦士机电）

作者: wx_XmG3rix1 时间: 2018-8-3 16:10
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