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电机行业未来的技术发展趋势

2018年10月12日 13:34:08 中国传动网

【中国传动网 行业动态】 制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。“十三五”规划纲要中提出,深入实施《中国制造2025》,以提高制造业创新能力和基础能力为重点,推进信息技术与制造技术深度融合,促进制造业朝高端、智能、绿色、服务方向发展,培育制造业竞争新优势。

电机行业作为应用最广泛的电气设备,是中国制造业的重要组成部分,目前我国普通电机的技术已经成熟,随着企业技术水平的提高以及不断吸收国外先进的技术,未来电机行业也将向着高效性、高可靠性、轻量化小型化、智能化等更高目标发展。

高效性

电动机效率较国外低1%-3%,电机系统的运行效率比国外低10%到20%。目前我国电动机装机总容量已达4亿多KW,年耗电量达1.2万亿KWh,占全国总用电量的60%,占工业用电量的80%,其中风机、水泵、压缩机的装机总容量已超过2亿KW,年耗电量达8,000亿KWh,占全国总用电量的40%左右。

基于目前的市场现状估算,全国电动机效能每提高一个百分点,每年可以节约260多亿千瓦电,如果电机系统效率提高5%-8%,每年节约的电量相当于两到三个三峡水库的发电量。足以看出电机节能的市场巨大潜力和重要性,所以电机的高效性必将一直成为电机技术的发展趋势。

国家加大高效电机的推广力度,参照IEC标准制定电机能效等级标准,也陆续出台了许多政策,支持高效电机的应用及推广,但高效电机的占有率增长缓慢。当前我国在高效电机推广还面临着一些问题。比如,目前低效存量电机主要分布在高耗能的钢铁、水泥、冶金、造纸等企业。

此外,低效存量电机中的中大型电机所占比例较高,中大型电机效率值由电机制造企业测试,使用企业根本无法判定电机效率是否真正达到高效电机标准,导致部分使用企业在选择使用高效电机时,对后期的节能收益存在一定顾虑,高效电机的推广还需要政府,企业,用户的共同努力。

我国电机行业的“高效节能”之路早已开始,高效电机行业前景乐观。未来五年,我国高效电机市场会增长得更快。随着高效电机的推广,很大一批中国本土的不具备生产高效电机的厂商将会被淘汰而退出市场,市场的集中度和竞争力得以提高。

高可靠性

可靠性一直是用户选择电机的重要考虑因素。电机的寿命更长,结构更加紧凑是高可靠性的体现。电机寿命长短多与温升有非常大的关系,提高电机效率,降低温升,可有效延长电机的使用寿命。

直接驱动系统的电机结构更加紧凑,可实现最高的动态性能、精度以及成本效益。由于摒弃了机械传动部件,例如减速器和皮带,从而简化了机械设计,显著提高了可用性,降低了运行成本。

但是我们也看到了,永磁直驱电机也有自身的问题,首先是稀土永磁材料成本高,导致整机成本相对较高,其次,也是最重要的一个问题,永磁材料在高温、震动和过电流情况下,有可能永久退磁,致使发电机整体报废,这是直驱永磁发电机的重大缺陷。所以在一些对可靠性要求高的场所,直驱电机难以作为首选。

目前来看,直驱电机的技术成熟度还不高,在小功率应用领域发展较好,但是大功率领域的应用技术还不是很成熟。针对高可靠性的技术要求,异步电机依然具有不可替代的优势。

轻量化、小型化

电机的轻量化、小型化能够有效节约材料,节约空间,越来越受到用户青睐。许多产品对电机的体积和重量也提出了很高的要求,这在石油、化工、煤炭等应用领域体现的较为明显。

为了达到轻型化、小型化的目标,在设计过程中,采用先进技术和优质材料,并坚持优化设计原则,在有效材料不变的条件下,单位功率的重量不断降低,是未来的发展趋势。

另外,在一些特殊领域,如航空航天产品,电动车辆、数控机床、计算机、视听产品、医疗器械、便携式光机电一体化产品等,都对电机提出体积小、重量轻的严格要求。

国内优秀的电机企业,也一直致力于实现电机的轻量化小型化的研究,如南阳防爆、河北电机等国内多家知名电机企业为了实现电机的小型化,也做过很多尝试,研究并开发了铜转子电机的解决方案。

为充分利用铜的特点,发挥铸铜转子电动机的研发优势,对现有的机座号电动机进行优化设计,缩小一到两个机座号,保证电气性能的同时,达到体积缩小、重量减轻、成本降低的目的。

南阳防爆电机表示,降机座号的铜转子电机,体积小,安装尺寸不同,应使用在无标准安装尺寸要求的特殊场所,与常规的行业标准电机无互换性,大批量供货成本优势较明显。降机座号后,冲片制造难度及下线难度增加,如采用铸铜转子电机,建议在标准电机H112-H280机座号通过降机座号来实现。

智能化

机电一体化、智能化随着科学技术的发展,机电一体化技术得到长足发展,同时,各种高新技术也为电机产品注入了新的活力,制造工艺和管理信息化技术通过微电子、计算机、网络技术的应用,国家政策的鼓励、各企业对科技的重视,使新产品开发的周期逐渐缩短,机电一体化、智能化电机(如交流变频调速电机是一种无级调速传动系统)应运而生,调速制造、虚拟制造等先进制造技术推广应用。我国的电机的技术性能水平与发达国家的水平相当。

目前国际上先进的电机系统已集成了诊断、保护、控制、通讯等功能,可实现电机系统的自我诊断、自我保护、自我调速、远程控制等。随着我国装备制造业向高、精、尖方向发展及工业化、信息化两化融合,电机系统智能化发展成为必要趋势。

电机技术已经相对成熟,高效性、高可靠性、轻量化小型化、智能化等是未来发展趋势,这为高效电机的推广,高效电机节能技术的推广,如铜转子电机,均带来了机遇。

来源:网络

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