北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃已明確將節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。電機系統(tǒng)與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，發(fā)展高效節(jié)能電機及拖動設(shè)備是節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容之一。伺服電機及其控制系統(tǒng)在數(shù)控機床、工業(yè)機器人中的應(yīng)用是高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。大型風電機組、核電電機的研發(fā)與制造是新能源產(chǎn)業(yè)的重點。高性能電池、驅(qū)動電機與控制技術(shù)是電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
YE4系列超超高效三相異步電動機
2010年4月IEC啟動了對IEC60034-30標準的修訂工作，決定將IEC60034-30標準分為2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)》。IEC60034-30-1已經(jīng)于2014年3月發(fā)布，與IEC60034-30相比，主要變化如下：
(1)電機的效率分為IE1、IE2、IE3、IE4、IE5級，IE5效率最高，IE1效率最低;
(2)延伸了功率范圍，從0.75～375kW延伸為0.12～1000kW;
(3)擴大了極數(shù)范圍，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(yīng)電動機擴大到所有在線運行的交流電機;
(5)環(huán)境運行溫度為-20℃～+60℃。高效率電機的開發(fā)仍然是今后電機技術(shù)發(fā)展的方向之一，為了填補我國GB18613—2012標準中1級能效電機產(chǎn)品的空白，同時也為了配合國家實施能效“領(lǐng)跑者”計劃，有必要開展IE4效率電機的研發(fā)，以滿足今后國內(nèi)及出口高效電機市場的需要。
總體目標是完成IE4超超高效系列產(chǎn)品設(shè)計，并制訂產(chǎn)品技術(shù)條件。系列產(chǎn)品機座號:H80～H355;功率范圍為0.75～355kW;極數(shù)為2，4，6，8極;效率平均值為95%，比普通產(chǎn)品高6%。
超高速三相永磁同步電動機
(1)開發(fā)超高速三相永磁同步電動機的必要性：填補國內(nèi)空白,引領(lǐng)電機行業(yè)技術(shù)進步;促進高端裝備制造的國產(chǎn)化，提升我國高端裝備制造業(yè)水平;促進電機配套材料(硅鋼片、電磁線、絕緣)、電力電子(磁懸浮軸承、變頻控制器)等行業(yè)的發(fā)展;大容量、超高速電機的推廣應(yīng)用具有顯著的節(jié)能減排效益。(2)產(chǎn)品開發(fā)階段目標：先針對離心壓縮機在制冷、氣體輸送等領(lǐng)域的應(yīng)用，開發(fā)配套用超高速三相永磁同步電動機，功率范圍10～300kW，轉(zhuǎn)速范圍1000～50000r/min。將超高速電機設(shè)計、制造與測試技術(shù)向機床主軸電機、微燃發(fā)電、高速儲能等領(lǐng)域擴展。
低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動機
低速大轉(zhuǎn)矩一般是指轉(zhuǎn)速<500r/min，額定輸出轉(zhuǎn)矩>500N˙m的傳動系統(tǒng)。這樣的傳動系統(tǒng)在許多工業(yè)傳動領(lǐng)域中常見(如球磨機驅(qū)動系統(tǒng)屬于典型的低速大轉(zhuǎn)矩傳動系統(tǒng))，此外還包括油田機械、礦山機械及塑料機械等。
目前，此類設(shè)備仍然采用傳統(tǒng)的電機加減速機的驅(qū)動模式，由于減速機齒輪等機械原因降低了系統(tǒng)的整體傳動效率。永磁電機可以實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩直驅(qū)運行，該特性使得永磁電機在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用前景非常廣闊。低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機應(yīng)用于球磨機，可去除減速機、直驅(qū)小齒輪與傳動部的大齒輪嚙合，實現(xiàn)球磨機可靠運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)節(jié)能10%以上。
產(chǎn)品開發(fā)的階段目標如下：(1)完成球磨機配套專用電機的開發(fā)，電機功率范圍為2.2～400kW，轉(zhuǎn)速范圍為10～60r/min。(2)開發(fā)提升機、皮帶機、螺桿泵、抽油機等設(shè)備專用的低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動機。(3)制訂球磨機等設(shè)備專用的低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動機產(chǎn)品標準。
高性能永磁伺服電機系統(tǒng)
2005年以來，我國交流伺服電機市場進入高速發(fā)展期，年增長率超過25%;2011年市場容量60多億元，預(yù)計2015年可達150億元。但目前國內(nèi)伺服電機系統(tǒng)總體技術(shù)水平比較落后，日、歐、美伺服產(chǎn)品完全占據(jù)國內(nèi)高端伺服市場，國內(nèi)伺服產(chǎn)品只能在中低端領(lǐng)域競爭。國內(nèi)交流伺服電機市場份額的前四名均被外資品牌占據(jù)，2011年外資品牌市場份額近80%，國內(nèi)品牌市場份額只有近20%，特別是大功率交流永磁伺服系統(tǒng)，基本上被國外產(chǎn)品壟斷。目前，交流伺服電機系統(tǒng)應(yīng)用最多的領(lǐng)域是機床，約占25%，紡織機械占20%、包裝機械占10%、印刷機械占7%;國家政策支持中高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，高檔數(shù)控機床已列入國家科技發(fā)展重大專項;進行機床用高性能永磁伺服電機系統(tǒng)的技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化，帶動伺服電機系統(tǒng)朝著高精度、高性能、快響應(yīng)的方向發(fā)展，對提高我國裝備制造的整體水平有重要意義。
產(chǎn)品開發(fā)階段目標如下：(1)完成數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的研究與產(chǎn)品開發(fā)，電機功率范圍為3～15kW，性能水平與國外同類產(chǎn)品相當;完成永磁伺服驅(qū)動系統(tǒng)在數(shù)控機床上的應(yīng)用示范。(2)完成永磁伺服驅(qū)動系統(tǒng)在紡織機械、包裝機械、印刷機械等設(shè)備上的應(yīng)用研究與典型規(guī)格產(chǎn)品開發(fā)。(3)制訂部分設(shè)備專用的永磁伺服電機產(chǎn)品標準。
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(guān)磁阻電動機的特點，具有效率高、功率因數(shù)高、功率密度高、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點。目前在汽車驅(qū)動電機上應(yīng)用較多，需要進一步拓展永磁同步磁阻電動機在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，開發(fā)永磁同步磁阻電動機系列產(chǎn)品。產(chǎn)品開發(fā)階段目標為開發(fā)無稀土同步磁阻永磁電機系列產(chǎn)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(diào)速三相異步電動機。系列產(chǎn)品功率范圍為0.55～315kW;機座號為H80～H355;極數(shù)為4極;標稱轉(zhuǎn)速為3000r/min;調(diào)速范圍100～5000r/min。
結(jié)語
“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃已明確將節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。電機系統(tǒng)與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，發(fā)展高效節(jié)能電機及拖動設(shè)備是節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容之一。伺服電機及其控制系統(tǒng)在數(shù)控機床、工業(yè)機器人中的應(yīng)用是高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。大型風電機組、核電電機的研發(fā)與制造是新能源產(chǎn)業(yè)的重點。高性能電池、驅(qū)動電機與控制技術(shù)是電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。電機及系統(tǒng)技術(shù)的研究和產(chǎn)品開發(fā)要與我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求相結(jié)合，通過節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造、新能源、新能源汽車等重點領(lǐng)域的新產(chǎn)品開發(fā)，解決電機在設(shè)計、制造、測試、應(yīng)用等方面的關(guān)鍵技術(shù)難題，從而推動電機技術(shù)的進步和電機行業(yè)的發(fā)展。
原標題:我國多種高效節(jié)能電機的發(fā)展狀況
