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高效永磁电机VS异步电机，秒懂永磁变频空压机的优势!
2021/07/09 10:38
电机的功率因数
和效率是两个不同的概念
功率因数是指电机的有功功率与视在功率之比
效率是指电机的轴输出功率与电机从电网吸取的功率之比
功率因数低会造成无功电流大，线路电阻压降大，造成电压低。因线路损耗增加，有功功率增加。
功率因数低，电压和电流不同步；在流经电机时有无功电流，电机电流增加，温度高，扭矩低，增加电网电能损耗。
节能效果对比
01
三级能效的YX3电机比传统的普通Y2电机具有更高的效率和功率因数，而永磁同步电机比三级能效的YX3电机的效率和功率因数还要高，因此节能效果更好。
节能实例
02
以铭牌功率22千瓦的永磁电机效率0.95，功率因数0.95和Y2电机效率0.9，功率因数0.85对比Y2电机的输入电流:I=P/1.73×380×cosφ·η=44A，永磁电机的输入电流:I=P/1.73×380×cosφ·η=37A，消耗电流相差19%。
视在功率分析
03
Y2电机P=1.732UI=29千瓦永磁电机P=1.732UI=24.3千瓦消耗功率相差19%。
部分负载能耗分析
04
Y2电机在80%负载以下效率下滑严重，功率因数下滑严重，永磁电机在20%～120%负载之间基本保持较高的效率和功率因数、在部分负载时永磁电机比Y2电机具有很大的节能优势，甚至节能超过50%。
消耗无用功率分析
05
Y2电机的无用功率电流一般约为额定电流的0.5～0.7倍，永磁电机的功率因数接近1，无需励磁电流，所以无功电流永磁电机与Y2电机相差50%左右。
输入电机电压分析
06
经常检测到如果永磁电机替换了Y2电机后，电压会升高一般380V升到390V原因：Y2电机功率因数低会造成无功电流大，进而造成因线路电阻压降大，引起电压低。永磁电机功率因数高消耗的总电流低，线路压降减少，就产生了电压上升的现象。
电机滑差分析
07
异步电机一般具有1%～6%的滑差，永磁电机同步运转，滑差0，因此在同等条件下永磁电机做工比Y2电机多出1%～6%。
电机自损耗分析
08
22千瓦Y2电机效率90%，自损耗10%，该电机连续不间断运行一年自损耗2.0万千瓦以上；永磁电机效率95%，自损耗5%，该电机连续不间断运行一年自损耗1.0万千瓦左右，Y2电机自损耗是永磁电机的2倍
功率因数国家奖惩表分析
09
Y2电机功率因数0.85，加收0.6%电费；功率因数大于0.95，减收3%电费。永磁电机替代Y2电机电费存在3.6%的价差，连续运行一年电力价值0.7万千瓦。
能量守恒定律分析
10
功率因数是有用功和视在功率的比值，Y2电机功率因数低，吸收电力利用率差，能耗高；永磁电机功率因数高，吸收利用率好，能耗低。
国家能效标识分析
11
永磁电机二级能效：最节能电机YX3电机三级能效：普通Y2电机属于淘汰电机：耗能电机。
从国家能效补贴分析
12
二级能效的电机国家补贴比三级能效的高很多，目的是从整个社会层面上节能。在全局角度上来看如果普及使用永磁电机，整厂功率因数提高了，具有高的全网电压，机器效率高，更低的线损，更低的线发热。
国家规定功率因数在0.7-0.9之间的，每低于0.9的0.01就收0.5%，在0.65-0.7间的每低于0.7的0.01就加收1%，在0.65以下的，每低于0.65的0.01就加收2%，假如用户的功率因数是0.6，那么就是（0.9-0.7）/0.01 X0.5% +（0.7-0.65）/0.01 X1% +（0.65-0.6）/0.01X2%=10%+5%+10%=25%。
具体原理
交流永磁同步电动机，转子无滑差，无电励磁，转子无基波铁、铜耗损。转子由于永磁体自带磁场，无需无功励磁电流，因此功率因数高。无功功率少，定子电流大幅下降，定子铜损耗大为减少。同时，由于稀土永磁电机的极弧系数大于异步电动机的极弧系数，当电压和定子结构一定时，该电机的平均磁感应强度比异步电机小，铁损耗小。由此可见，稀土永磁同步电动机是通过降低自身各种损耗而节能的，不受工况、环境等因素变化的影响。
永磁同步电机的特性
1、效率高
平均节电10%以上，异步Y2电动机效率曲线，一般在60% 额定负载时下跌较快，轻载时效率很低；永磁电动机效率曲线高而平，在20%～120% 额定负载时均处于高效率区。经多个厂家不同工况现场实测，永磁同步动机的节电率在10～40% 。
2、功率因数高
功率因数高，接近1：永磁同步电机无需无功励磁电流，所以功率因数几乎为1（甚至容性），功率因数曲线和效率曲线高而平，功率因数高，定子电流小，进而降低定子铜耗，提高效率。工厂电网可减少甚至取消电容无功补偿。同时永磁电机的无功补偿是实时就地补偿，使得工厂的功率因数更平稳，对其它设备的正常运行非常有利，减少工厂内电缆传输的无功损耗，起到综合节能的效果。
电机的功率因数
和效率是两个不同的概念
功率因数是指电机的有功功率与视在功率之比
效率是指电机的轴输出功率与电机从电网吸取的功率之比
功率因数低会造成无功电流大，线路电阻压降大，造成电压低。因线路损耗增加，有功功率增加。
功率因数低，电压和电流不同步；在流经电机时有无功电流，电机电流增加，温度高，扭矩低，增加电网电能损耗。
节能效果对比
01
三级能效的YX3电机比传统的普通Y2电机具有更高的效率和功率因数，而永磁同步电机比三级能效的YX3电机的效率和功率因数还要高，因此节能效果更好。
节能实例
02
以铭牌功率22千瓦的永磁电机效率0.95，功率因数0.95和Y2电机效率0.9，功率因数0.85对比Y2电机的输入电流:I=P/1.73×380×cosφ·η=44A，永磁电机的输入电流:I=P/1.73×380×cosφ·η=37A，消耗电流相差19%。
视在功率分析
03
Y2电机P=1.732UI=29千瓦永磁电机P=1.732UI=24.3千瓦消耗功率相差19%。
部分负载能耗分析
04
Y2电机在80%负载以下效率下滑严重，功率因数下滑严重，永磁电机在20%～120%负载之间基本保持较高的效率和功率因数、在部分负载时永磁电机比Y2电机具有很大的节能优势，甚至节能超过50%。
消耗无用功率分析
05
Y2电机的无用功率电流一般约为额定电流的0.5～0.7倍，永磁电机的功率因数接近1，无需励磁电流，所以无功电流永磁电机与Y2电机相差50%左右。
输入电机电压分析
06
经常检测到如果永磁电机替换了Y2电机后，电压会升高一般380V升到390V原因：Y2电机功率因数低会造成无功电流大，进而造成因线路电阻压降大，引起电压低。永磁电机功率因数高消耗的总电流低，线路压降减少，就产生了电压上升的现象。
电机滑差分析
07
异步电机一般具有1%～6%的滑差，永磁电机同步运转，滑差0，因此在同等条件下永磁电机做工比Y2电机多出1%～6%。
电机自损耗分析
08
22千瓦Y2电机效率90%，自损耗10%，该电机连续不间断运行一年自损耗2.0万千瓦以上；永磁电机效率95%，自损耗5%，该电机连续不间断运行一年自损耗1.0万千瓦左右，Y2电机自损耗是永磁电机的2倍
功率因数国家奖惩表分析
09
Y2电机功率因数0.85，加收0.6%电费；功率因数大于0.95，减收3%电费。永磁电机替代Y2电机电费存在3.6%的价差，连续运行一年电力价值0.7万千瓦。
能量守恒定律分析
10
功率因数是有用功和视在功率的比值，Y2电机功率因数低，吸收电力利用率差，能耗高；永磁电机功率因数高，吸收利用率好，能耗低。
国家能效标识分析
11
永磁电机二级能效：最节能电机YX3电机三级能效：普通Y2电机属于淘汰电机：耗能电机。
从国家能效补贴分析
12
二级能效的电机国家补贴比三级能效的高很多，目的是从整个社会层面上节能。在全局角度上来看如果普及使用永磁电机，整厂功率因数提高了，具有高的全网电压，机器效率高，更低的线损，更低的线发热。
国家规定功率因数在0.7-0.9之间的，每低于0.9的0.01就收0.5%，在0.65-0.7间的每低于0.7的0.01就加收1%，在0.65以下的，每低于0.65的0.01就加收2%，假如用户的功率因数是0.6，那么就是（0.9-0.7）/0.01 X0.5% +（0.7-0.65）/0.01 X1% +（0.65-0.6）/0.01X2%=10%+5%+10%=25%。
具体原理
交流永磁同步电动机，转子无滑差，无电励磁，转子无基波铁、铜耗损。转子由于永磁体自带磁场，无需无功励磁电流，因此功率因数高。无功功率少，定子电流大幅下降，定子铜损耗大为减少。同时，由于稀土永磁电机的极弧系数大于异步电动机的极弧系数，当电压和定子结构一定时，该电机的平均磁感应强度比异步电机小，铁损耗小。由此可见，稀土永磁同步电动机是通过降低自身各种损耗而节能的，不受工况、环境等因素变化的影响。
永磁同步电机的特性
1、效率高
平均节电10%以上，异步Y2电动机效率曲线，一般在60% 额定负载时下跌较快，轻载时效率很低；永磁电动机效率曲线高而平，在20%～120% 额定负载时均处于高效率区。经多个厂家不同工况现场实测，永磁同步动机的节电率在10～40% 。
2、功率因数高
功率因数高，接近1：永磁同步电机无需无功励磁电流，所以功率因数几乎为1（甚至容性），功率因数曲线和效率曲线高而平，功率因数高，定子电流小，进而降低定子铜耗，提高效率。工厂电网可减少甚至取消电容无功补偿。同时永磁电机的无功补偿是实时就地补偿，使得工厂的功率因数更平稳，对其它设备的正常运行非常有利，减少工厂内电缆传输的无功损耗，起到综合节能的效果。
