在“碳達(dá)峰”和“碳中和”的國家目標(biāo)下，提高能效是各個(gè)涉電行業(yè)都面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。電機(jī)作為電器和其他各種機(jī)械的動(dòng)力源，不僅廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，更是用電大戶。據(jù)美國、歐盟等統(tǒng)計(jì)，電機(jī)用電量約占總用電量的42%?50%，三相異步電機(jī)用電量占電機(jī)總用電量的90%左右，37kW及以下電機(jī)占電機(jī)總用電量的50%左右。設(shè)置合理的電機(jī)能效限定值，不但有利于中國如期實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，還能推動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品能效升級(jí)。

在這樣的背景下，2021年6月1日，GB 18613-2020《電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（以下簡稱新標(biāo)準(zhǔn)）正式實(shí)施。新標(biāo)準(zhǔn)代替GB 18613-2012《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》和GB 25958-2010《小功率電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》。

標(biāo)準(zhǔn)適用范圍更廣，能效全面提升

隨著電機(jī)生產(chǎn)技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步，GB 18613-2012和GB 25958-2010的能效指標(biāo)和能效等級(jí)的要求已經(jīng)不能滿足于最新的電機(jī)技術(shù)發(fā)展。這是GB 18613-2020誕生的根本原因。

新標(biāo)準(zhǔn)是在GB 18613-2012和GB 25958-2010兩個(gè)舊標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上修訂，因此適用范圍更廣?！峨娖鳌酚浾甙l(fā)現(xiàn)，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三相異步電機(jī)、單相異步電機(jī)、空調(diào)風(fēng)扇用電機(jī)的能效等級(jí)、能效限定值和試驗(yàn)方法。

談及新標(biāo)準(zhǔn)的變化，臥龍電氣驅(qū)動(dòng)集團(tuán)股份有限公司總經(jīng)理龐欣元介紹說：“相比GB 18613-2012，新標(biāo)準(zhǔn)刪除了電機(jī)目標(biāo)能效限定值、電機(jī)節(jié)能評(píng)價(jià)值，提高了對(duì)三相異步電機(jī)能效限定值要求，從原來的IE2提升到IE3。同時(shí)，新標(biāo)準(zhǔn)修訂了適用范圍。其中，新標(biāo)準(zhǔn)將三相異步電機(jī)的最小功率從0.37kW降到0.12kW，最大功率從375kW提升到了1000kW，而且增加了8極三相異步電機(jī)的能效等級(jí)。相比GB 25958-2010，新標(biāo)準(zhǔn)提高了對(duì)電容起動(dòng)異步電機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)、雙值電容異步電機(jī)的能效指標(biāo)要求；刪除了空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)能效指標(biāo)要求，增加了空調(diào)風(fēng)扇用電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)、空調(diào)風(fēng)扇用無刷直流電機(jī)能效指標(biāo)要求?！?/p>

對(duì)于空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)，新標(biāo)準(zhǔn)用空調(diào)風(fēng)扇用電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)能效等級(jí)、空調(diào)風(fēng)扇用無刷直流電機(jī)能效等級(jí)替代了之前的空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)能效等級(jí)。這使得新標(biāo)準(zhǔn)適用的產(chǎn)品范圍得以擴(kuò)大。《電器》記者發(fā)現(xiàn)，之前空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)能效等級(jí)僅適用于功率為6W~550W的產(chǎn)品，空調(diào)風(fēng)扇用電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)能效等級(jí)和空調(diào)風(fēng)扇用無刷直流電機(jī)能效等級(jí)則都適用于10W~1100W的產(chǎn)品。

“新標(biāo)準(zhǔn)的最大變化是提高了能效指標(biāo)?！币晃恍聵?biāo)準(zhǔn)起草的參與者一言以蔽之。對(duì)于三相異步電機(jī)，新標(biāo)準(zhǔn)能效指標(biāo)與IEC 60034-30-1保持一致，標(biāo)準(zhǔn)中的能效等級(jí)1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)分別對(duì)應(yīng)IEC指標(biāo)的IE5、IE4、IE3。也就是說，從今年6月1日開始，適用范圍內(nèi)的三相異步電機(jī)最低能效等級(jí)需達(dá)到IE3，達(dá)不到IE3能效限定值的電機(jī)不得生產(chǎn)、銷售和采購（見表1）。

對(duì)于單相異步電機(jī)，一位業(yè)內(nèi)人士告訴《電器》記者，能效指標(biāo)綜合參考了IEC 60034-30-1與國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系。其中，電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)和雙值電容異步電機(jī)的能效1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)指標(biāo)分別對(duì)應(yīng)IEC指標(biāo)的IE3、IE2、IE1（部分規(guī)格指標(biāo)高于相應(yīng)的IEC指標(biāo)），電容起動(dòng)異步電機(jī)由于結(jié)構(gòu)原因，很難達(dá)到更高的效率等級(jí)，目前仍然延用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求。

對(duì)于空調(diào)風(fēng)扇類電機(jī)，隨著無刷直流電動(dòng)機(jī)在空調(diào)中的應(yīng)用越來越多，正在逐步取代電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)，很有可能成為將來的主流產(chǎn)品。此次標(biāo)準(zhǔn)新增了空調(diào)風(fēng)扇用無刷直流電機(jī)，能效指標(biāo)參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)略做調(diào)整?？傮w來說，能效指標(biāo)都有不同幅度的提升。

達(dá)標(biāo)難度大，企業(yè)面臨成本壓力

“電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)要想讓產(chǎn)品達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，要從技術(shù)、裝備、工藝、材料和銷售等方面做好生產(chǎn)和銷售更高能效電機(jī)的充分準(zhǔn)備?！痹凇案咝щ姍C(jī)技術(shù)推廣交流會(huì)暨新電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)GB18613-2020解讀會(huì)”上，上海電器科學(xué)研究所（集團(tuán)）有限公司總裁特別顧問陳偉華如是說。

從三相異步電機(jī)來看，全面提高電機(jī)能效，企業(yè)需要增加成本，特別是材料的成本。陳偉華表示，IE3機(jī)型相比IE2機(jī)型，成本增加20%左右；IE4機(jī)型相對(duì)于IE3機(jī)型，成本也有較大幅度增加。尤其是在當(dāng)下電工鋼、銅等原材料價(jià)格高企的情況下，電機(jī)企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是顯而易見的。

雖然達(dá)標(biāo)難度不小，但是電機(jī)企業(yè)依然通過各種方式在平衡成本和性能的情況下提升能效。以臥龍為例，據(jù)龐欣元介紹，臥龍主要是從電磁方面對(duì)電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：一是采用更低損耗的電工鋼片，采用更先進(jìn)的鐵心制造工藝降低鐵耗；二是采用多措施并舉的方式降低雜耗；三是采用優(yōu)化的風(fēng)路結(jié)構(gòu)和高效率軸承來降低機(jī)械耗。臥龍新一代高效EC電機(jī)就是從電磁方面優(yōu)化后的產(chǎn)品。龐欣元介紹說：“EC電機(jī)是一種電子換向電機(jī)，它是由永磁同步電機(jī)和專用控制器整合而成的驅(qū)控一體化電機(jī)，效率很高，基本都能達(dá)到IE4或IE5的能效等級(jí)；EC電機(jī)還是一種智能化電機(jī)，它可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的參數(shù)控制和狀態(tài)輸出，還可以通過相應(yīng)的通訊協(xié)議接入專用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IoT，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的智能化監(jiān)控?！敝档靡惶岬氖牵P龍電氣已經(jīng)早早做好準(zhǔn)備，在新標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施前，已經(jīng)對(duì)納入新標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的電機(jī)進(jìn)行了全部的能效備案。

另外，陳偉華表示，提升電機(jī)能效，電機(jī)企業(yè)還可以對(duì)工藝（如加工精度）、生產(chǎn)裝備等方面進(jìn)行有針對(duì)性提升。

對(duì)于新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的意義，龐欣元說：“從GB 18613-2006版開始，中國的電機(jī)工業(yè)正式拉開了追趕發(fā)達(dá)國家電機(jī)能效水平的序幕。GB 18613-2012中國的電機(jī)能效水平已經(jīng)基本接近主要發(fā)達(dá)國家能效水平。新標(biāo)準(zhǔn)推出，標(biāo)志著中國從電機(jī)能效的追趕者正式成為引領(lǐng)者，新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的能效限定值水平高于絕大多數(shù)國家現(xiàn)行的能效標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，將對(duì)整個(gè)電機(jī)行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響，電機(jī)能效限定值的提升，會(huì)大大提高電機(jī)制造行業(yè)的門檻，將淘汰一大批技術(shù)實(shí)力弱的電機(jī)廠，行業(yè)集中度將提升，同時(shí)電機(jī)市場的主流產(chǎn)品將逐步從IE3、IE4變?yōu)镮E4、IE5。”

家電行業(yè)應(yīng)用的主要電機(jī)為單相異步電機(jī)、空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)。談到新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施對(duì)于家電行業(yè)的影響，龐欣元直言：“家電行業(yè)作為電機(jī)企業(yè)的下游，能效水平一直引領(lǐng)著電機(jī)部件效率的提升。目前來看，家電生產(chǎn)商更多地是關(guān)注整機(jī)設(shè)備的能效水平，對(duì)零部件的能效標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注不多。不過，部件能效標(biāo)準(zhǔn)的提升還是有助于家電設(shè)備的整機(jī)效率進(jìn)一步提升，同時(shí)也會(huì)把家電產(chǎn)業(yè)鏈中一些技術(shù)創(chuàng)新能力相對(duì)偏弱的企業(yè)逐步淘汰?！?/p>