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8月23日，小编曾分享过新疆金风科技股份有限公司（下称“金风科技”）打造绿色供应链的一个实践案例。本期我们将继续分享打造绿色供应链过程中，有关电机系统的节能技术案例。
电机系统节能技术是绿色供应链的延伸方向之一，是一种应用在有大规模拖动电机的工业现场，以电动机为核心，将负载侧传动装置，电动机，拖动负载（风机、水泵、压缩机等）看作一个整体系统，综合考虑系统运行效率，整体进行节能评估预测，采用合理的优化配置，最终提高生产效率，降低能耗。
打造绿色供应链又一尝试——电机系统能效提升
一直以来，金风科技以践行绿色发展为己任，在为社会提供绿色清洁能源解决方案的同时，继续沿其永磁直驱发电技术路线延伸，提出可靠的电动机及其系统定制能效提升解决方案。
统计数据显示，国内电机装机用电量占整体工业用电量的70%以上，占全社会电耗的60%以上，在我国“煤为主、总量大、能效低”的能源结构现状情形下，为了经济“增长的可持续，能源的可承载”，电动机能效提升具有重大经济和社会意义。
福建某稀土公司，采用高效永磁电机+负载率匹配技术对萃取车间819台异步电动机（总计功率1718kW）行定制化电机系统节能技术改造。现场主要分两种拖动形式：电机+减速机+搅拌桨一拖一形式；电机+皮带轮+搅拌桨一拖二形式。
项目方案概览
原萃取电机年耗电量900万kWh，本项目每kWh电按公司目前电价0.58元/kWh计，电机平均负载率按60%计，年运行时间按8000h计算。如下图所示，经连续6个月的测试计量，全部改造后预计年节约总电量217万kWh预期投资回收期约1.6年，预期平均节电率23.4%，预期改造后年总节电费用约126万元。
事实上，该项目也存在很多难点：每级搅拌槽的负载情况不同，电机电流差异较大，分别对定制的永磁电机进行功率研发调校，使其运行效率值在运行负载率区间最高区间，满足现场工况需求的同时又能实现节能效果的最大化。
小编这里以节能改造前后2kW电机进行对比，如下图所示：
运行电流异步电机为5.63A，永磁同步电机为3.81A，改造后消耗电流降低32.3%，电机效率提升9.19%，功率因数提升0.193。
视在功率上，异步电机为3.63kVA，永磁同步电机为2.51 kVA，改造后视在功率降低30.9%。
有功功率上，异步电机为2.65kW，永磁同步电机为2.32kW，改造后有功功率降低12.5%。
在效率曲线上，Y2系列电机在80%负载以下时效率下滑严重，功率因数下滑严重，而永磁同步电机在20%~120%负载区间内基本都保持较高的运行效率和功率因数，在轻负载时永磁电机比Y2系列电机具有更大的节能优势。
通过对无功功率与功率因数分析后发现，Y2系列电机运行功率因数为0.731，永磁同步电机运行功率因数为0.924。根据电力部门规定，功率因数为0.73时月电费罚款系数为8.5%，功率因数为0.92时，月电费奖励0.3%，综合价差为8.8%。若电机部分年总耗电量为1000万kWh时，该部分节电功率可达88万kWh。此外永磁电机功率因数高达0.9以上，采用永磁电机还可以节省大量无功补偿费用。
电机系统节能解决方案概况
方案一——硬件提效
根据现场工况，针对部分硬件进行提效改造： 如用电侧变压器的改造，电机驱动装置的增加，电机本身的替换，耦合器的改造，变速装置的改进，负载机械的调整等。
方案二——空间识别
从电机、负载、驱动到系统的整体优化：电机进行高效电机定制化替换，负载进行工艺优化调整，驱动装置从阀门液耦调节改造成可靠的变频驱动或永磁耦合等方式。电机系统进行节能诊断，给出系统优化模型。
方案三——系统流程
建立完善的节能诊断流程和方案定制计划，节能效果显著：第一，系统节电率15%左右、投资回收周期2年左右；第二，项目全生命周期净收益200%左右。
电机系统节能的本质，是以电动机本体为节能核心，分析整条电机系统产业链上各台设备的综合耗能，过程中传动装置拖动电机，电机驱动负载，发掘重点耗能点，提供定制化的产品和服务，最终提升整个电机系统能效水平，而电机本身也在材料和技术上比其他同行有更高的能效空间。
电机系统节能技术在创造巨大价值的同时，也在不断改善工业系统的低效环节，将整个工业系统的能效等级提升一个台阶。
