高效電機的現(xiàn)狀與發(fā)展

      能源緊張是影響我國國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要問題，也是全世界共同關(guān)心的問題。而工業(yè)電機消耗了大部分的能源，因此提高工業(yè)用電動機的效率可以獲得顯著的節(jié)能效果。根據(jù)IEC制定的超高效和超超高效電機效率標準，高效電機由于采用永磁體勵磁，在提高效率方面具有很大的空間和優(yōu)勢。針對高效電機自身特點，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計可以達到IEC規(guī)定的IE3和IE4的效率限值。考慮到我國稀土資源豐富和稀土永磁產(chǎn)量已列世界前茅的優(yōu)勢，研發(fā)超高效和超高效電機是我國發(fā)展高效電機的重要途徑。

      高效電機的負載雜散損耗雖小于感應(yīng)電機，但仍占總損耗的很大比例，要進一步提高效率必須著重減少負載雜散損耗，這就需要進行大量電磁場計算，總結(jié)影響雜散損耗的影響因素，探索減少雜散損耗的設(shè)計技術(shù)和制造工藝措施。同時需要運用高精度的電量和轉(zhuǎn)矩測量儀器對大量樣機進行測試，總結(jié)歸納出負載雜散損耗的數(shù)值和影響規(guī)律。

 制造工藝技術(shù)研究

       高效電機成本高的原因之一是制造工藝較復(fù)雜。除采用感應(yīng)電動機的先進制造工藝外，還要進行裝配后永磁體充磁技術(shù)、帶磁永磁體裝配技術(shù)等制造工藝技術(shù)研究，并開發(fā)相應(yīng)的工裝模具。做到既提高生產(chǎn)效率，又降低制造成本。

 試驗方法研究

      高效電機采用永磁體勵磁，其試驗方法不能完全采用感應(yīng)電動機和電勵磁同步電動機的試驗方法，難點在于：①鐵耗的測試和分離，在用損耗分析法測試效率時，在感應(yīng)電動機標準中認為負載和空載鐵耗是不變的，而高效電機由于電樞反應(yīng)以及溫度變化對永磁體性能的影響，使得鐵耗從空載到負載變化較大，因此要針對高效電機的特性進行試驗研究，總結(jié)出鐵耗測試方法及修正規(guī)律；②堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)電流、最小轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的測試，由于永磁體的存在，在做堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩試驗時電機產(chǎn)生振動，容易對電機造成機械破壞或測試儀表損壞；最小轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的測試要求也與普通電機不同；因此需對測試轉(zhuǎn)矩的不同方法進行試驗驗證和分析研究，最終總結(jié)出高效電機轉(zhuǎn)矩特性測試方法和修正方法；③負載雜散損耗的精確測量；④永磁體性能一致性和穩(wěn)定性的檢測方法。

 高效電機節(jié)能潛力和經(jīng)濟效益.

     根據(jù)國內(nèi)外調(diào)查，工業(yè)領(lǐng)域電動機年平均運行時間約在3000h左右，但在石油、化工、造紙、冶金、電力等行業(yè)，電動機年運行時間往往超過6000h，對于這些運行時間長的場合，如采用高效、超高效甚至超高效電機將會對能源節(jié)約帶

     據(jù)統(tǒng)計，2006和2007年全國共生產(chǎn)各種電動機2.5億kW，其中中小型電動機年產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的70%～80%。中小型電動機耗電量占總發(fā)電量的50％，加上大型電動機和微電機，耗電量達60%，是電力生產(chǎn)部門最大的用戶。如果效率平均提高一個百分點，則將會節(jié)約電能1833萬kW，按工業(yè)用電0.6元/kW·h計算，則可節(jié)約電費1100萬元左右，同時還可以減少663萬kg炭排量。根據(jù)《京都議定書》，每噸炭排量可以銷售到15～18美元，中國和聯(lián)合國正在北京籌建炭交易中心，預(yù)計2012年，中國炭排量定額占41%，也就是說超過41%，要花錢買炭排量，低于41%，可以賣出。因此高效電機從國家政策導(dǎo)向和市場需求方面都有其他電機不可替代的優(yōu)勢，市場前景非常廣闊。