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我國多種高效節能電機的發展狀況
文章正文
我國多種高效節能電機的發展狀況
作者:    发布于:2016-10-13   文字:【】【】【
    
  YE4系列超超高效三相異步電動機

  2010年4月IEC啓動了對IEC60034-30標准的修訂工作,決定將IEC60034-30標准分爲2個標准,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)》。IEC60034-30-1已經于2014年3月發布,與IEC60034-30相比,主要變化如下:

  (1)電機的效率分爲IE1、IE2、IE3、IE4、IE5級,IE5效率最高,IE1效率最低;
  (2)延伸了功率範圍,從0.75~375kW延伸爲0.12~1000kW;
  (3)擴大了極數範圍,從2P、4P、6P擴大到2P~8P;
  (4)擴大了電機種類,從單速三相籠型感應電動機擴大到所有在線運行的交流電機;
  (5)環境運行溫度爲-20℃~+60℃。高效率電機的開發仍然是今後電機技術發展的方向之一,爲了填補我國GB18613—2012標准中1級能效電機産品的空白,同時也爲了配合國家實施能效“領跑者”計劃,有必要開展IE4效率電機的研發,以滿足今後國內及出口高效電機市場的需要。    

  总体目标是完成IE4 超超高效系列产品设计,并制订产品技术条件。系列产品机座号:H80~H355;功率范围为0.75~355kW;极数为2,4,6,8极;效率平均值为95%,比普通产品高6%。

  超高速三相永磁同步電動機    

  (1)開發超高速三相永磁同步電動機的必要性:填補國內空白,引領電機行業技術進步;促進高端裝備制造的國産化,提升我國高端裝備制造業水平;促進電機配套材料(矽鋼片、電磁線、絕緣)、電力電子(磁懸浮軸承、變頻控制器)等行業的發展;大容量、超高速電機的推廣應用具有顯著的節能減排效益。    

  (2)産品開發階段目標:先針對離心壓縮機在制冷、氣體輸送等領域的應用,開發配套用超高速三相永磁同步電動機,功率範圍爲10~300kW,轉速範圍爲1000~50000r/min。將超高速電機設計、制造與測試技術向機床主軸電機、微燃發電、高速儲能等領域擴展。

  低速大轉矩永磁同步電動機    

  低速大轉矩一般是指轉速<500r/min,額定輸出轉矩>500N·m的傳動系統。這樣的傳動系統在許多工業傳動領域中常見(如球磨機驅動系統屬于典型的低速大轉矩傳動系統),此外還包括油田機械、礦山機械及塑料機械等。

  目前,此類設備仍然采用傳統的電機加減速機的驅動模式,由于減速機齒輪等機械原因降低了系統的整體傳動效率。永磁電機可以實現低速大轉矩直驅運行,該特性使得永磁電機在低速大轉矩的傳動系統中的應用前景非常廣闊。低速大轉矩永磁電機應用于球磨機,可去除減速機、直驅小齒輪與傳動部的大齒輪齧合,實現球磨機可靠運轉,系統節能10%以上。  

  産品開發的階段目標如下:

  (1)完成球磨機配套專用電機的開發,電機功率範圍爲2.2~400kW,轉速範圍爲10~60r/min。

  (2)開發提升機、皮帶機、螺杆泵、抽油機等設備專用的低速大轉矩永磁同步電動機。

  (3)制訂球磨機等設備專用的低速大轉矩永磁同步電動機産品標准。

  高性能永磁伺服電機系統    

  2005年以来,我国交流伺服电机市场进入高速发展期,年增长率超过25%;2011年市场容量60多亿元,预计2015年可达150亿元。但目前国内伺服电机系统总体技术水平比较落后,日、欧、美伺服产品完全占据国内高端伺服市场,国内伺服产品只能在中低端领域竞争。国内交流伺服电机市场份额的前四名均被外资品牌占据,2011年外资品牌市场份额近80%,国内品牌市场份额只有近20%,特别是大功率交流永磁伺服系统,基本上被国外产品垄断。目前,交流伺服电机系统应用最多的领域是机床,约占25%,纺织机械占20%、包装机械占10%、印刷机械占7%;国家政策支持中高档数控机床产业化发展,高档数控机床已列入国家科技发展重大专项; 进行机床用高性能永磁伺服电机系统的技术研究及产业化,带动伺服电机系统朝着高精度、高性能、快响应的方向发展,对提高我国装备制造的整体水平有重要意义。


   产品开发阶段目标如下:

  (1)完成數控機床進給伺服系統的研究與産品開發,電機功率範圍爲3~15kW,性能水平與國外同類産品相當;完成永磁伺服驅動系統在數控機床上的應用示範。

  (2)完成永磁伺服驅動系統在紡織機械、包裝機械、印刷機械等設備上的應用研究與典型規格産品開發。

  (3)制訂部分設備專用的永磁伺服電機産品標准。

  永磁同步磁阻電動機   

  永磁同步磁阻電動機綜合了永磁同步電動機和開關磁阻電動機的特點,具有效率高、功率因數高、功率密度高、調速範圍寬等優點。目前在汽車驅動電機上應用較多,需要進一步拓展永磁同步磁阻電動機在工業領域中的應用,開發永磁同步磁阻電動機系列産品。産品開發階段目標爲開發無稀土同步磁阻永磁電機系列産品,效率達到IE3(超高效)能效水平,同時成本與YE3系列三相異步電動機相當,能夠替代風機、水泵和壓縮機配套的變頻調速三相異步電動機。系列産品功率範圍爲0.55~315kW;機座號爲H80~H355;極數爲4極;標稱轉速爲3000r/min;調速範圍100~5000r/min。

  結語:

  “十二五”國家戰略性新興産業發展規劃已明確將節能環保、新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車作爲戰略性新興産業。電機系統與戰略性新興産業的發展密切相關,發展高效節能電機及拖動設備是節能環保産業的重要內容之一。伺服電機及其控制系統在數控機床、工業機器人中的應用是高端裝備制造産業的基礎。大型風電機組、核電電機的研發與制造是新能源産業的重點。高性能電池、驅動電機與控制技術是電動汽車産業發展的關鍵。電機及系統技術的研究和産品開發要與我國戰略性新興産業的發展需求相結合,通過節能環保、高端裝備制造、新能源、新能源汽車等重點領域的新産品開發,解決電機在設計、制造、測試、應用等方面的關鍵技術難題,從而推動電機技術的進步和電機行業的發展。



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