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陳偉華：提升電機能效，領跑行業發展

文：2015年4月

導語：世界各國的能源緊張和對節能的高度重視，許多國家都制定了相應的電動機能效分級標準，如NEMA、EPACT、CEMEP、澳大利亞、日本、巴西、中國等，各國電機能效標準值略有不同。

國際能效標準最新動態

能效標準的統一
世界各國的能源緊張和對節能的高度重視，許多國家都制定了相應的電動機能效分級標準，如NEMA、EPACT、CEMEP、澳大利亞、日本、巴西、中國等，各國電機能效標準值略有不同。

由于客戶對不同國家有不同效率要求產生混淆，制造廠設計供全球市場使用的電動機困難。國際電工技術委員會于2008年10月發布IEC60034-30《單速三相籠型感應電動機能效分級（IE代碼）》。

該標準限定為低壓、單速、三相、籠型感應電動機，根據電動機的使用和裝機情況，確定為一般用途電機，并確定其功率范圍，極數范圍等，使用統一的效率測試方法。各國實施高效電機情況如圖1所示。

各國實施高效電機情況

從2015年1月1日起，根據法規（EC）640/2009實施生態設計2005/32/EC指令，歐盟對電機效率的要求將會越來越嚴格。截至今日，歐盟已對7.5-375kW的符合在恒定負荷連續運行的電機性能實行IE3效率等級?；蛘呤褂脻M足IE2效率等級的電機并配有一個可調速的驅動器。2017年9月1日，歐盟將擴展到0.75~375kW的電機。

IEC60034-30第二版制定背景
2010年6月，歐盟發布了一系列指令，旨在提高用能產品的能效，包括電機（M470）、電子驅動系統PDS（M476）、風機（M488）、水泵（M498）、壓縮機（M500）、協調各種應用（M495）等。

歐盟M470指令是修訂用能產品生態設計框架要求的2005/32/EC指令，適用于電動機。其主要內容為：

A.電機能效等級從單一的單速三相籠型感應電動機擴展到其他類型的等級（IEC60034-30僅涉及三相感應電動機，功率范圍也只是0.75kW~375kW），如永磁同步機，磁阻電機，變速驅動電機，單相電機等。

B.擴大電機的功率范圍，從0.75kW~200kW擴展到500kW。

C.電機能效等級考慮將IE4列入到正式標準中，由于電機類型擴大到不局限于籠型感應電動機，則有可能創造一個新的IE5等級。

歐盟M476指令，旨在制定變速驅動系統和/或電力驅動系統（PDS）的能效分級及測試方法標準。 IEC/TC2/WG31工作組2010年4月啟動對IEC60034-30第2版的制定，實現從單一電機產品，到電機+變頻器的PDS/MS電機系統，到MS+驅動設備終端用戶等全系統的產品能效提升。

IEC60034-30第二版修訂內容
WG31工作組在世界各地多次召開工作組會議，將IEC60034-30標準分為兩個標準：IEC60034-30-1《在線運行交流電機能效分級（IE代碼）》和IEC60034-30-2《變速交流電機能效分級（IE代碼）》，后者預計于2016年完成。兩個標準主要區別詳見表1。

IEC60034-30-2定制情況
國際電工委員會于2014年2月發布了1741/CD文件，截止到2014年5月23日，共收到43頁意見反饋，主要焦點集中于測試方法及變頻器的考慮、測試點擊權重考慮、插值方法的考慮、標注問題、IS還是TS幾個問題上?；谏鲜鰡栴}，國際電工委員會接下來講著手以下事項：

A.調研了解風機、水泵、壓縮機等實際工況，包括：功率范圍、調速范圍、負載點情況，即一般運行轉速，轉矩，時間分布，（即什么負載下運行時間最長，）以考慮合適的權重系數。

B.電機既電網下運行又變速運行，弄清此類電機的比例，設計是按電網考慮還是變速考慮；風扇情況，是否外風扇；DOL和VSD電機比例。

C.測試效率考慮最好用IE2以上電機，先測電網供電下效率，用輸入輸出法即可。再測變頻器供電下各負載點效率變頻器選擇：4kHz，不補償等按IEC60034-2-3變頻器供電下，盡可能多測負載點。

電機效能提升計劃

我國電機節能政策

我國電機系統能效提升潛力
按照GB18613-2012標準，我國目前生產和在用電機多為低于標準規定的3級能效電機，平均效率為87%。而只要提升電機系統效率5-8%，就可實現年節電1,300-2,300億度，相當于2-3個三峽電站的發電量,電機能效提升勢在必行。電機能效提升相關政策為推廣高效節能電機，我國頒布了一系列政策，如：2008年能源效率標識制度；2010年高效電動機列入節能產品惠民工程，采取財政補貼方式，推廣高效電機產品；2013年電動機納入節能產品“能效之星”評價范圍，凡是獲得“能效之星”稱號的中小型三相異步電動機在資格有效期（3年內）在政府采購、企業大宗采購上將獲得更大的政策支持；2013年財政部、質監總局聯合在全國范圍內實施“電機能效提升計劃”，從單機到系統，從技術到產品，從診斷到實施，從融資到監管等，涉及系統節能各個環節全面、明確的電機能效提升計劃。一系列利好政策的刺激下，我國高效節能電機市場逐步放量，未來一段時間高效節能電機的發展將更加健全并有的放矢，行業將迎來前所未有的發展機遇。

電機能效提升計劃
我國電機能效提升計劃的主要目標：到2015年，實現電機產品升級換代，50%的低壓三相籠型異步電動機產品、40%的高壓電動機產品達到高效電機能效標準規范；累計推廣高效電機1.7億千瓦，淘汰在用低效電機1.6億千瓦，實施電機系統節能技改1億千瓦，實施淘汰電機高效再制造2000萬千瓦。提升高效電機產業能力。推動高效電機關鍵配套材料和裝備規?；a，不斷降低高效電機生產成本，提高高效電機生產保障能力。支持福建、上海、

浙江等省市建設3-5個高效電機定轉子沖片產業化示范工程，年生產能力達到70萬噸；支持蘇州、上海等地建設2-4個新型絕緣材料和絕緣系統產業化示范工程，年生產能力達到5萬噸。2013年5月國家工信部、國家質監總局聯合印發了《關于組織實施電機能效提升計劃（2013－2015年）的通知》。擬用3年時間，組織和動員全系統力量，通過政策引導、標準約束、監督檢察等手段以及市場化的運作機制，從電機生產、應用及回收再制造領域全面提升電機能效，促進電機產業轉型升級。

高效電機推廣情況

實施方案與意見
2013年8月，國務院發布了《關于加快發展節能環保產業的意見》指出：

A.繼續實施并研究調整節能產品惠民政策，強化能效標識和節能產品認證制度實施力度，繼續采取補貼方式，推廣高效節能照明、高效電機等產品。到2015年，終端用能產品能效水平提高15%以上，效節能產品市場占有率提高到50%以上。

B.擴大高效電動機應用。推動高效電動機產業加快發展，建設15-20個高效電機及其控制系統產業基地。

C.開展再制造“以舊換再”工作，對交回舊件并購買再制造推廣試點產品的消費者，給予一定比例補貼，近期重點推廣再制造發動機、電動機等。

2014年10月國家發改委、工信部發布《2014年工業綠色發展專項行動實施方案》提出：要繼續實施電機能效提升計劃，實施一批試點示范工程；落實國務院關于加快培育節能環保產業的意見，以提高高效電機的保障供給能力為目標，培育建設10-15個高效電機規?；a示范工程，2-3個高效電機定轉子沖片、絕緣材料等關鍵配套材料裝備生產示范工程，2-3個電機高效再制造示范工程。

2014年工信部印發的《重大節能技術與裝備產業化工程實施方案》的通知提出：要實施能效領跑者計劃，將能效領跑者指標納入強制性國家標準，鼓勵家庭和工業用戶購買高效節能產品與設備，使高效節能產品與設備市場占有率從目前的10%左右提高到45%以上。電機系統領域，重點推廣達到國家1、2級能效標準的電動機、變壓器、高壓變頻器、無功補償設備、風機、水泵、空壓機系統等。

一系列方案的提出給高速電機在國內的推廣打下堅實基礎，加之節能產品惠民工程、電機能效提升計劃的實施表明高效電機大好時代的到來。

節能產品惠民工程實施情況
截止2014年4月底，惠民工程推廣低壓高效電機1600多千瓦，高壓高效電機1300多萬千瓦，永磁電機400萬千瓦，合計3300多萬千瓦。

雖然比之3年前高效電機國內市場占有率不到2%，已有很大的進步，但離到2015年高效電機市場占有率達到50%，還有很大的差距，詳見表2。

截止到2014年5月國家在16個省市共下撥財政補貼資金14.62億元，大力發展節能環保型高效電機，如表3。

電機能效提升計劃實施情況
為實施電機能效提升計劃，工信部于2013年召開了多次相關會議：

2013年5月10日，在上海召開了全國電機能效提升計劃第一次培訓會議，參加會議的有電機生產企業、合同能源管理公司、各省級工業和信息化主管部門和節能監察機構相關人員。

2013年7月1日-31日，利用整整一個月時間，進行了全國31個省、市、自治區的有關電機能效提升政策的宣講及技術的培訓，培訓對象主要是各省屬地、市經信委領導和重點用電企業負責人。

2013年12月14日，在北京召開了全國電機能效提升產業聯盟成立大會，聯盟成員有：電機、水泵、風機、壓縮機及其他高效機組生產企業、電機系統節能控制裝置生產企業、節能服務公司、系統能效檢測高機構、金融機構、研究院所等。征集并篩選了一批電機系統節能先進適用技術，擬進行發布和推廣應用，全面、系統、詳實地反映和介紹我國電機系統節能領域的先進適用技術，為電機能效提升提供技術支持。