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稀土永磁电机技术发展趋势

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稀土永磁电机技术发展趋势

发布日期:2018-07-23 作者:承德盛乾特种电机制造有限公司 点击:

1. 1. 向高效节能方向发展


高效是指满载时效率高,节能是指综合节能效果。如效率相同,但使用对象不同,节电效果也不同。一般的稀土永磁同步电机,平均节电率高达10%,某些专用稀土永磁同步电机,如油田抽油机用电机,节电率高达15%~20%。


电机节能是一项系统工程,应该从各个方面寻求降低电能消耗的方法。系统输入功率包括配电电源、电动机的控制、电动机本身、电动机与负载的连接以及最终被驱动的负载匹配。例如,根据国家统计局1989年统计,全国各类泵类、风机约有3700多万台,总配套装机容量1.1亿kW,每年耗电量占全国用电量的1/3。国际先进水平是:风机、水泵本身运行效率一般在85%以上,系统运行效率是80%左右。而目前我国国产设备的本体设计效率为75%,系统运行效率不到30%,电源浪费十分严重。这种状况目前并未改变。


电动机的节能分两个方面。一方面是改革异步电动机的结构,提高效率和其


他性能,异步电动机以其结构简单、价格便宜、适应各种工况条件等优点被广泛应用于工业生产各个领域。其次是发展永磁同步电动机,可以取得更高的节电效果。


国外提高电动机效率的主要途径,是通过对异步电动机的优化设计,增加铜、铝、电工钢板等有效材料用量,降低绕组损耗和铁耗;采用较好的磁性材料和工艺,以降低铁耗:合理设计通风结构和选用高性能轴承,降低机械损耗;通过改进设计和工艺,降低杂散损耗,国外己开发出高效异步电机。美国1992年美国前总统布什签署批准了能源政策法。按照该法令,自1997年10月24日以后,美国大部分一般效率的电动机不再生产,而只允许生产高效率的电动机。并提出将电动机推至极限,于2007年生产超高效电动机。据有关资料介绍,160M-4 11kW电机,Y系列效率为88%,高效电机为91.8%,超高效电机92.4%,沈阳工业大学开发的超高效稀土永磁电机为94.7%。


欧美等工业发达国家,提高电动机效率重点放在异步电动机上,英国三相异步电动机的用电量占电动机总用电量的86%。美国和欧盟在37kW以下的电动机台数占总装机台数的95%,所以把节能重点放在异步电动机上是理所当然的。


根据我国国情,高性能的稀土永磁材料已实现产业化,钕铁硼的产量现已居世界第一位,钕铁硼的价格也趋向合理。计算结果统计资料表明,中小型永磁同步电动机的效率可提高5%,节电率10%,某些专用永磁同步电机节电达15%~20%。所以发展永磁同步电动机是新世纪电机工业技术发展趋势之一。


2.向机电一体化方向发展


要提升传统机电产品的水平,必须紧紧抓住机电一体化这个环节。实现机电一体化的基础,是发展各种机电一体化需用的各种高性能稀土永磁电机,如数控机床用伺服电机,计算机用VCM音圈电机。一台60把刀加工中心,要配备30台伺服电机。变频调速稀土永磁同步电机和无刷直流电机是机电一体化的基础。


3.向高性能方向发展


现代化装备向电机工业提出各种各样的高性能要求,如军事装备要求提供给各种高性能信号电机,移动电站,自动化装备用伺服系统及电机,航空航天用高性能、高可靠性永磁电机,化纤设备用高调速精度变频调速同步电动机,数控机床、加工中心、机器人用高调速比稀土永磁伺服电机,计算机用高精度摆动电机及主轴电机等等。


4.向专用电机方向发展


电机所驱动的负载千变万化,如全部采用通用型电动机,在某些情况下,技术经济很不合理。因此国外大力发展专用电机,专用电机约占总产量的80%,通用电机占20%。而我国恰恰相反,专用电机只占20%,通用型电机占80%。专用电机是根据不同负载特性专门没计的,如油田用抽油机专用稀土永磁电机,节电率高达20%。这方面的节能潜力很大。电机工作者不仅要研究电机本身,更应当研究所驱动负载的特性,设计出性能先进、运行可靠、价格合理的稀土永磁电机产品。


5.向轻型化方向发展


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。有些还对产品形状提出要求,如信息产品提出扁平化,世界上最小的电机已达到φ0.8mm,102mm,用于医疗检测。


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