我國多種高效節能電機的發(fā)展狀況

YE4系列超超高效三相異步電動(dòng)機

2010年4月IEC啟動(dòng)了對IEC60034-30標準的修訂工作，決定將IEC60034-30標準分為2個(gè)標準，IEC60034-30-1《在線(xiàn)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)擴大了極數范圍，從2P、4P、6P擴大到2P～8P;(4)擴大了電機種類(lèi)，從單速三相籠型感應電動(dòng)機擴大到所有在線(xiàn)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(kāi)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(shí)也為了配合國家實(shí)施能效“領(lǐng)跑者”計劃，有必要開(kāi)展IE4效率電機的研發(fā)，以滿(mǎn)足今后國內及出口高效電機市場(chǎng)的需要。

總體目標是完成IE4超超高效系列產(chǎn)品設計，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(dòng)機

(1)開(kāi)發(fā)超高速三相永磁同步電動(dòng)機的必要性：填補國內空白,引領(lǐng)電機行業(yè)技術(shù)進(jìn)步;促進(jìn)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(jìn)電機配套材料(硅鋼片、電磁線(xiàn)、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用具有顯著(zhù)的節能減排效益。

(2)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段目標：先針對離心壓縮機在制冷、氣體輸送等領(lǐng)域的應用，開(kāi)發(fā)配套用超高速三相永磁同步電動(dòng)機，功率范圍為10～300kW，轉速范圍為1000～50000r/min。將超高速電機設計、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。

低速大轉矩永磁同步電動(dòng)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(dòng)系統。這樣的傳動(dòng)系統在許多工業(yè)傳動(dòng)領(lǐng)域中常見(jiàn)(如球磨機驅動(dòng)系統屬于典型的低速大轉矩傳動(dòng)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(lèi)設備仍然采用傳統的電機加減速機的驅動(dòng)模式，由于減速機齒輪等機械原因降低了系統的整體傳動(dòng)效率。永磁電機可以實(shí)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(dòng)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(dòng)部的大齒輪嚙合，實(shí)現球磨機可靠運轉，系統節能10%以上。

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的階段目標如下：

(1)完成球磨機配套專(zhuān)用電機的開(kāi)發(fā)，電機功率范圍為2.2～400kW，轉速范圍為10～60r/min。

(2)開(kāi)發(fā)提升機、皮帶機、螺桿泵、抽油機等設備專(zhuān)用的低速大轉矩永磁同步電動(dòng)機。

(3)制訂球磨機等設備專(zhuān)用的低速大轉矩永磁同步電動(dòng)機產(chǎn)品標準。

高性能永磁伺服電機系統

2005年以來(lái)，我國交流伺服電機市場(chǎng)進(jìn)入高速發(fā)展期，年增長(cháng)率超過(guò)25%;2011年市場(chǎng)容量60多億元，預計2015年可達150億元。但目前國內伺服電機系統總體技術(shù)水平比較落后，日、歐、美伺服產(chǎn)品完全占據國內高端伺服市場(chǎng)，國內伺服產(chǎn)品只能在中低端領(lǐng)域競爭。國內交流伺服電機市場(chǎng)份額的前四名均被外資品牌占據，2011年外資品牌市場(chǎng)份額近80%，國內品牌市場(chǎng)份額只有近20%，特別是大功率交流永磁伺服系統，基本上被國外產(chǎn)品壟斷。目前，交流伺服電機系統應用最多的領(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控機床產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，高檔數控機床已列入國家科技發(fā)展重大專(zhuān)項;進(jìn)行機床用高性能永磁伺服電機系統的技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化，帶動(dòng)伺服電機系統朝著(zhù)高精度、高性能、快響應的方向發(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(kāi)發(fā)階段目標如下：

(1)完成數控機床進(jìn)給伺服系統的研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，電機功率范圍為3～15kW，性能水平與國外同類(lèi)產(chǎn)品相當;完成永磁伺服驅動(dòng)系統在數控機床上的應用示范。

(2)完成永磁伺服驅動(dòng)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產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

(3)制訂部分設備專(zhuān)用的永磁伺服電機產(chǎn)品標準。

永磁同步磁阻電動(dòng)機

永磁同步磁阻電動(dòng)機綜合了永磁同步電動(dòng)機和開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機的特點(diǎn)，具有效率高、功率因數高、功率密度高、調速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。目前在汽車(chē)驅動(dòng)電機上應用較多，需要進(jìn)一步拓展永磁同步磁阻電動(dòng)機在工業(yè)領(lǐng)域中的應用，開(kāi)發(fā)永磁同步磁阻電動(dòng)機系列產(chǎn)品。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段目標為開(kāi)發(fā)無(wú)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(shí)成本與YE3系列三相異步電動(dòng)機相當，能夠替代風(fēng)機、水泵和壓縮機配套的變頻調速三相異步電動(dòng)機。系列產(chǎn)品功率范圍為0.55～315kW;機座號為H80～H355;極數為4極;標稱(chēng)轉速為3000r/min;調速范圍100～5000r/min。

結語(yǔ)：“十二五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃已明確將節能環(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(chē)作為戰略性新興產(chǎn)業(yè)。電機系統與戰略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，發(fā)展高效節能電機及拖動(dòng)設備是節能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要內容之一。伺服電機及其控制系統在數控機床、工業(yè)機器人中的應用是高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的基礎。大型風(fēng)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(diǎn)。高性能電池、驅動(dòng)電機與控制技術(shù)是電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。電機及系統技術(shù)的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)要與我國戰略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求相結合，通過(guò)節能環(huán)保、高端裝備制造、新能源、新能源汽車(chē)等重點(diǎn)領(lǐng)域的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，解決電機在設計、制造、測試、應用等方面的關(guān)鍵技術(shù)難題，從而推動(dòng)電機技術(shù)的進(jìn)步和電機行業(yè)的發(fā)展。

本文來(lái)源于中國電機網(wǎng)。