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我(wǒ)國多(duō)種高效(xiào)節(jiē)能電機的(de)發展狀況
2020/6/17
ye4系列(liè)超超(chāo)高效三相異步(bù)電動機
2010年(nián)4月iec啓動了對iec60034-30标(biāo)準的修(xiū)訂工作(zuò),決定将iec60034-30标準分(fèn)爲2個(gè)标準(zhǔn),iec60034-30-1《在線(xiàn)運行交流電機(jī)能效(xiào)分級(jí)(ie代碼)》和iec60034-30-2《變(biàn)速(sù)交流電(diàn)機能效分(fèn)級(ie代碼)》。iec60034-30-1已(yǐ)經于2014年3月(yuè)發布,與iec60034-30相(xiàng)比,主(zhǔ)要變(biàn)化(huà)如下:
(1)電(diàn)機的效率(lǜ)分爲(wèi)ie1、ie2、ie3、ie4、ie5級,ie5效率(lǜ)最高,ie1效率最低;
(2)延伸了功率範圍,從0.75～375kw延(yán)伸爲0.12～1000kw;
(3)擴(kuò)大了極數範(fàn)圍(wéi),從2p、4p、6p擴大(dà)到2p～8p;
(4)擴大(dà)了電(diàn)機(jī)種類(lèi),從單速三(sān)相籠型感應電動機(jī)擴大到所(suǒ)有在線運行的(de)交流電機;
(5)環(huán)境運行(háng)溫度爲-20℃～+60℃。高(gāo)效率(lǜ)電機的開(kāi)發仍然(rán)是今後電機(jī)技術發展(zhǎn)的方向之(zhī)一,爲(wèi)了填補(bǔ)我國gb18613—2012标(biāo)準中1級能效電(diàn)機産品的空白(bái),同時也爲(wèi)了配(pèi)合國家實施能效“領跑者(zhě)”計劃,有必要(yào)開展ie4效(xiào)率電(diàn)機(jī)的(de)研發(fā),以滿(mǎn)足今後國(guó)内及出口(kǒu)高效電機(jī)市場的需(xū)要。
總體(tǐ)目标是(shì)完成ie4超超高效系列産品設計,并制(zhì)訂(dìng)産品技(jì)術條(tiáo)件(jiàn)。系列産(chǎn)品機座号:h80～h355;功率(lǜ)範圍爲0.75～355kw;極(jí)數爲2,4,6,8極;效率(lǜ)平(píng)均值(zhí)爲95%,比普(pǔ)通産(chǎn)品高6%。
超高速三相(xiàng)永磁同步電動機
(1)開(kāi)發超(chāo)高速三(sān)相永磁同步(bù)電動機的必要(yào)性:填(tián)補國(guó)内空(kōng)白,引(yǐn)領(lǐng)電機行業技術(shù)進(jìn)步;促(cù)進(jìn)高(gāo)端裝備制(zhì)造的(de)國産化,提(tí)升我(wǒ)國高(gāo)端裝備制(zhì)造業水平(píng);促進(jìn)電機配套(tào)材料(矽鋼片、電(diàn)磁線、絕緣)、電力(lì)電子(zǐ)(磁懸浮軸(zhóu)承、變頻(pín)控(kòng)制器(qì))等行業的發展(zhǎn);大容量、超(chāo)高速(sù)電機的推廣應(yīng)用具有顯著的(de)節能減排效益。
(2)産品開發階段(duàn)目标(biāo):先(xiān)針對離(lí)心壓縮機在制冷、氣體輸(shū)送等(děng)領域(yù)的應(yīng)用,開(kāi)發配套用(yòng)超高速(sù)三相永磁同(tóng)步電動機,功率(lǜ)範圍(wéi)10～300kw,轉速範圍(wéi)1000～50000r/min。将超(chāo)高速電機(jī)設計、制(zhì)造與測試技(jì)術向(xiàng)機床(chuáng)主軸(zhóu)電(diàn)機、微燃(rán)發電、高(gāo)速(sù)儲能(néng)等領(lǐng)域擴展。
低(dī)速大轉矩(jǔ)永磁同步電動機
低(dī)速大轉矩一般(bān)是指(zhǐ)轉速<500r/min,額定輸出轉矩>500n˙m的傳動系(xì)統。這樣的(de)傳動系統(tǒng)在許(xǔ)多工業傳動領(lǐng)域中常見(如球磨機驅(qū)動系統(tǒng)屬于典型(xíng)的低(dī)速大(dà)轉矩傳動(dòng)系統),此外(wài)還包(bāo)括油(yóu)田(tián)機(jī)械、礦山機械及(jí)塑料機械(xiè)等。
目前,此(cǐ)類設備仍然采用傳統的電機(jī)加減速(sù)機(jī)的驅動模(mó)式,由(yóu)于減速機(jī)齒輪(lún)等機(jī)械(xiè)原(yuán)因降低了(le)系統的(de)整體傳動效率。永磁電(diàn)機可(kě)以實(shí)現低速大(dà)轉矩直驅(qū)運(yùn)行(háng),該特(tè)性使(shǐ)得永磁電(diàn)機(jī)在(zài)低速大轉(zhuǎn)矩的傳動系(xì)統(tǒng)中的應用前景非常廣闊。低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機(jī)應用于球磨機,可(kě)去除減速(sù)機、直驅小(xiǎo)齒輪與傳(chuán)動部的大齒輪(lún)齧合,實(shí)現球(qiú)磨(mó)機可靠(kào)運(yùn)轉,系(xì)統節(jiē)能10%以上。
産(chǎn)品開(kāi)發的(de)階段目标如下:(1)完成(chéng)球磨機配套專用電(diàn)機(jī)的(de)開發(fā),電機功率(lǜ)範圍(wéi)爲2.2～400kw,轉(zhuǎn)速(sù)範圍爲(wèi)10～60r/min。(2)開發提升機、皮(pí)帶機、螺(luó)杆泵、抽(chōu)油機等設(shè)備專用的低速大轉(zhuǎn)矩永磁同(tóng)步電動(dòng)機。(3)制訂球磨(mó)機等設備(bèi)專用(yòng)的低速大轉矩(jǔ)永磁(cí)同(tóng)步電動機産(chǎn)品标(biāo)準。
高(gāo)性(xìng)能永磁伺服(fú)電機系統
2005年以(yǐ)來,我國交(jiāo)流伺(sì)服電機(jī)市場進(jìn)入高速發展期,年增長(zhǎng)率超過(guò)25%;2011年市(shì)場(chǎng)容量60多(duō)億元,預計(jì)2015年可達150億元(yuán)。但目前(qián)國内(nèi)伺服電機(jī)系統總體(tǐ)技術水平比較落後(hòu),日、歐(ōu)、美伺(sì)服産(chǎn)品完全占據國(guó)内高端伺服市(shì)場,國(guó)内伺服産(chǎn)品隻能在中低端領域競争。國内交(jiāo)流伺(sì)服電(diàn)機市(shì)場(chǎng)份額的(de)前(qián)四名均(jun1)被外(wài)資品(pǐn)牌(pái)占(zhàn)據,2011年(nián)外資品牌市場(chǎng)份額近80%,國内品(pǐn)牌市(shì)場份額隻(zhī)有(yǒu)近20%,特别是大(dà)功率(lǜ)交流永磁伺服系(xì)統,基本(běn)上被國(guó)外産品(pǐn)壟斷(duàn)。目前,交流(liú)伺服電(diàn)機系統(tǒng)應用(yòng)最(zuì)多的領(lǐng)域是(shì)機床(chuáng),約占(zhàn)25%,紡織機械占20%、包(bāo)裝機械(xiè)占(zhàn)10%、印刷(shuā)機(jī)械占7%;國(guó)家政(zhèng)策支持中(zhōng)高檔數控(kòng)機床産業(yè)化發展(zhǎn),高(gāo)檔數(shù)控機(jī)床已列入(rù)國家(jiā)科技(jì)發展(zhǎn)重大專(zhuān)項;進(jìn)行機床用(yòng)高性能(néng)永磁伺服電機(jī)系統的技術研究(jiū)及(jí)産業化,帶(dài)動伺服電(diàn)機(jī)系統朝着高精度(dù)、高性(xìng)能、快響應(yīng)的方向發展,對(duì)提高我國(guó)裝備(bèi)制造的整(zhěng)體水(shuǐ)平有重要意義。
産品開(kāi)發階段(duàn)目标如下(xià):(1)完成(chéng)數控機床進給(gěi)伺服系統的(de)研(yán)究與(yǔ)産(chǎn)品開發(fā),電機功(gōng)率(lǜ)範圍(wéi)爲3～15kw,性(xìng)能水平與(yǔ)國外同類産品(pǐn)相當(dāng);完成(chéng)永磁(cí)伺服驅動系統在數(shù)控機床上(shàng)的應(yīng)用(yòng)示範。(2)完(wán)成永(yǒng)磁伺服驅(qū)動系統在紡織機械、包裝機械、印刷(shuā)機(jī)械等設(shè)備上(shàng)的(de)應用研(yán)究(jiū)與典型(xíng)規格(gé)産品(pǐn)開發。(3)制訂(dìng)部分設備專用的永磁伺服電(diàn)機産品标準。
永(yǒng)磁同(tóng)步磁(cí)阻電(diàn)動機(jī)
永磁(cí)同步(bù)磁阻電動機綜(zōng)合了(le)永磁(cí)同步電動機和開關(guān)磁阻電動機的(de)特點,具有(yǒu)效率(lǜ)高、功(gōng)率因(yīn)數高(gāo)、功率密度高、調(diào)速範(fàn)圍(wéi)寬(kuān)等優點。目前在汽車(chē)驅動電機上應(yīng)用較(jiào)多,需要進(jìn)一步拓展永磁同步磁(cí)阻(zǔ)電動(dòng)機在工業領域(yù)中的應用,開發(fā)永磁同步(bù)磁阻(zǔ)電動機系列産(chǎn)品。産(chǎn)品開發階(jiē)段目标爲開發(fā)無稀土同步(bù)磁阻永磁(cí)電機系(xì)列産品,效率達(dá)到ie3(超(chāo)高效)能效(xiào)水平,同時(shí)成本與ye3系列三相異(yì)步電(diàn)動機(jī)相當(dāng),能夠替(tì)代風機、水泵和壓縮機(jī)配套(tào)的變頻調(diào)速三相異(yì)步電動機(jī)。系列産品功率範圍爲0.55～315kw;機(jī)座号(hào)爲h80～h355;極數爲(wèi)4極;标(biāo)稱(chēng)轉(zhuǎn)速爲(wèi)3000r/min;調速(sù)範(fàn)圍(wéi)100～5000r/min。
結語
“十三五”國家戰略性新興産業(yè)發展規劃已明确将(jiāng)節能環保(bǎo)、新一代信(xìn)息(xī)技(jì)術、生(shēng)物、高端裝(zhuāng)備制造(zào)、新(xīn)能源(yuán)、新材(cái)料、新(xīn)能源(yuán)汽車(chē)作爲(wèi)戰略(luè)性新興産業。電(diàn)機系統與戰略性新興(xìng)産業的(de)發展密切(qiē)相關(guān),發展(zhǎn)高效(xiào)節能(néng)電機及拖動設(shè)備是(shì)節能(néng)環保(bǎo)産業(yè)的重要内(nèi)容之(zhī)一。伺服電機及其(qí)控(kòng)制系(xì)統在數(shù)控(kòng)機床(chuáng)、工業機器(qì)人中(zhōng)的應(yīng)用(yòng)是高端(duān)裝備制造(zào)産業(yè)的基礎(chǔ)。
大(dà)型風(fēng)電機組、核電電(diàn)機的(de)研(yán)發(fā)與制(zhì)造是新能源産(chǎn)業的(de)重點。高性能電(diàn)池、驅(qū)動電(diàn)機與(yǔ)控(kòng)制技術(shù)是電(diàn)動汽車産業發展的關鍵(jiàn)。電機及系(xì)統技術的研究和産(chǎn)品開發要(yào)與我國戰(zhàn)略性新興(xìng)産業的(de)發(fā)展需(xū)求相(xiàng)結合,通過(guò)節能環保、高端(duān)裝備(bèi)制造(zào)、新(xīn)能(néng)源、新能源(yuán)汽車等重點(diǎn)領域的(de)新産(chǎn)品開發,解決(jué)電機在設計(jì)、制造、測試、應用等方面(miàn)的關鍵(jiàn)技術難(nán)題(tí),從而(ér)推動電機技術(shù)的進步和(hé)電機(jī)行業的(de)發展。
