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永磁電機等高效節(jié)能電機在中國的需求潛力

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時間:2020-07-22 00:00:00【

永磁傳動技術是當前電機系統(tǒng)整體能效提升的新技術,它包括有永磁渦流柔性傳動節(jié)能裝置、永磁電機、永磁聯軸器、永磁耦合器等,是電機系統(tǒng)的重要組成部分。對于整體提升電機系統(tǒng)的安全運行、節(jié)能降耗有著積極的作用。

永磁電機

從國務院剛發(fā)布的“中國制造2025規(guī)劃”中可以看出,國家制定該規(guī)劃的宗旨定位于制造業(yè)是實體經濟的主體,是立國之本、富國之基和興國之器。堅持打造先進自主的制造業(yè),是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路!其指導思想之一就是創(chuàng)新驅動、綠色發(fā)展。創(chuàng)新是制造業(yè)發(fā)展的靈魂和不竭動力,綠色發(fā)展是破解資源和環(huán)境瓶頸制約的關鍵所在,是實現制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。作為全球能源消費量占世界總能耗的1/5之多的大國,如何把用電量最大的耗電設備電機——這一在工業(yè)節(jié)能中的末端產品實現高效率、大節(jié)能,成為節(jié)能減排的重中之重。

近年來,我國工業(yè)化得到了快速發(fā)展,工業(yè)增加值規(guī)模已超過21萬億元,占全球的比重也超過20%,在500多種主要工業(yè)產品中,220余種的產量位居全球領先,但仍處于如何從制造大國轉變成制造業(yè)強國這一階段。雖然中國工業(yè)發(fā)展取得了巨大進步,但必須看到,付出的資源、環(huán)境代價也是非常大的。

根據歐盟《提高高效電機和驅動的市場份額》的研究報告顯示,工業(yè)用電動機消耗電能占工業(yè)用電消費的73%。其中,歐盟工業(yè)部門中,各電動驅動系統(tǒng)消耗電能的比例為:泵類22%、風機16%、空壓機18%、制冷壓縮機7%、輸送機2%、其他電機為35%,即風機、泵類及壓縮機占總消耗電能的63%。

高效節(jié)能電機

數據顯示,2013年我國電機保有量約21億kW,總耗電約3.5萬億kWh,占全社會總用電量的64%,其中工業(yè)領域電機總用量為2.6萬億kWh,約占工業(yè)用電的75%。工業(yè)領域電機能效每提高1%,可年節(jié)約用電量260億kWh左右。從整體上提升電機系統(tǒng)效率5%~8%,可實現年節(jié)電1300~2300億kWh,相當于2~3個三峽電站的發(fā)電量。

根據齒輪減速電機的效率曲線特性,負載在80%~100%之間時電動機效率最高,運行最經濟。但實際應用中,多數齒輪減速電機的負載率經常在60%以下(我國齒輪減速電機拖動系統(tǒng)效率更低,僅為30%~40%),“大馬拉小車”現象非常普遍,電能浪費高達30%,而且長期低載運行,容易造成齒輪減速電機的損壞。永磁傳動技術使電機與負載之間無剛性連接,通過永磁體和導體的相對運動,實現了能量在氣隙中的傳遞,它解決了旋轉負載系統(tǒng)的對中、起動、減震、調速及過載保護等問題,使磁力傳動的效率達到99%。

實現電機的緩沖起動,因為電機不需要克服負載慣性,大大減小了峰值電流,減少電耗,達到節(jié)約能源,減少設備磨損的效果。從節(jié)能減排的角度來講,用永磁電機代替異步交流電機,體積小、效率可實現100%,電機輸出轉速達到300r/s為最佳工作狀態(tài),這時在電機后蓋上背一個小的星行減速機,輸出轉速可達幾到幾十r/s,滿足各種工況下的需要,如電廠、鋼廠、水泥廠、石化及化工等場合,針對電機驅動的風機、水泵、皮帶輸送機和球磨機等設備提出的節(jié)能傳動解決方案,達到40%的節(jié)電的效果。比如說球磨機,球磨機驅動系統(tǒng)屬于典型的低速大轉矩傳動系統(tǒng),永磁電機可以實現低速大轉矩的持續(xù)運行,異步電動機和直流電動機無法實現,這種特性使得永磁電機在低速大轉矩的傳動系統(tǒng)應用非常廣闊。

永磁同步電機

永磁電機的稀土永磁材料磁性能優(yōu)異,它經過充磁后不再需要外加能量就能建立很強的永久磁場,用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)電機的電勵磁場。稀土永磁電機不僅效率高,而且結構簡單,還可做到體積小、重量輕。既可達到傳統(tǒng)勵磁電機所無法比擬的高性能(如超高效、超高速、超高響應速度),又可以制成能滿足特定運行要求的特種電機,如電梯曳引電機、汽車專用電機等。電梯電機也一樣,永磁同步曳引機是一種無齒輪曳引機,相比傳統(tǒng)的有齒輪曳引機,它沒有減速箱,具有結構緊湊、體積小、重量輕、低溫升、低能耗、低噪聲,免維護、調速范圍寬和運行平穩(wěn)等特點,正常情況下較非永磁有齒輪曳引機節(jié)能40%左右,性價比很高。

中國是個稀土大國,永磁材料和永磁技術在國家七大戰(zhàn)略性新型產業(yè)中將得到廣泛應用,比如說節(jié)能環(huán)保產業(yè)、新能源、風力發(fā)電機的持續(xù)性永磁電機,還有新能源汽車、高端制造業(yè)、信息產業(yè)里很多都在用永磁材料。永磁傳動技術的創(chuàng)新與發(fā)展為我國實現2025智能制造、工業(yè)領域節(jié)能減排意義重大,永磁電機市場前景廣闊。