現(xiàn)狀
(1)目前中小型電機產(chǎn)量較高的省市依次為山東、江蘇、河北、上海、浙江、廣東和遼寧,可見企業(yè)大多集中在沿海地區(qū)。
(2)由于新興的民營企業(yè)以及合資、外資企業(yè)的發(fā)展,使中小型電機行業(yè)中,國有企業(yè)的比重下降,而且中小型電機的產(chǎn)量逐步向“生產(chǎn)大戶”集中。
(3)中小型電動機已完整地建立了三相異步電動機Y、Y2、Y3系列。
1985年迅速推廣了Y系列及其派生系列產(chǎn)品,其功率范圍為0.55~250KW,機座中心高為80~315。 通過引進消化美國西屋公司和瑞士BBC公司的技術(shù),自行研發(fā)的Y系列6KV、220~2800KW中型高壓三相異步電動機,采用新穎的箱式結(jié)構(gòu),是目前國內(nèi)中型高壓電機的主導產(chǎn)品,以后又隨著我國電網(wǎng)電壓由6KV升高到10KV,又研發(fā)了10KV系列中小型高壓異步電動機。
1996年以電科所為首組織有關(guān)廠家完成了Y2系列的開發(fā),功率范圍為0.12~315KW,機座中心高為63~355。該系列產(chǎn)品顯著降低了空載噪聲,有效抑制了負載噪聲。
2003年電科所組織有關(guān)廠家又完整地建立了全系列采用冷軋硅鋼片的Y3系列,其能耗達到國標GB18163-2002中能耗限定值的規(guī)定,同時也達到歐洲eff2效率標準,并且主要性能指標達到國際同類產(chǎn)品的水平。
發(fā)展趨勢
a進一步推廣率異步電動機
1992年美國能源部發(fā)布了新的能源法規(guī),提出了率三相異步電動機的效率標準(即EPACT指標),并規(guī)定從1997年10月24日開始,凡制造和進口一般用途電動機效率必須符合這一標準。以后又更進一步提出超率電機(NEMAPremium)。1999年歐洲電機和電力電子制造商協(xié)會(CEMEP)制定了eff1、eff2、eff3三個等級的效率標準,并決定到2003年削減50%低于eff3標準水平的電機生產(chǎn),2006年以后不再生產(chǎn)。
我國也于2002年8月正式實施《中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評定值》的國標(GB18163-2002)。因此借著節(jié)能的規(guī)劃和“以冷代熱”的法令,應(yīng)該大力推廣Y3新系列,使之成為我國低壓三相異步電動機的主導產(chǎn)品,且新一輪的派生系列產(chǎn)品也應(yīng)在Y3新系列上展開。
異步電動機
b 進一步推廣變頻器供電的三相異步電動機系列的研發(fā)與應(yīng)用
近年來,國民經(jīng)濟各部門對風機和水泵需求不斷增長,據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,全國風機、水泵電動機裝機總?cè)萘考s35000MW,耗電量約占全國電能耗量的40%左右。以火力發(fā)電廠為例,據(jù)統(tǒng)計全國火力發(fā)電廠的送風機、引風機、一次風機、排粉風機、鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵和灰漿泵等的配套高壓電動機總?cè)萘考s為15000MW,這些設(shè)備為長期連續(xù)運行但常處于低負荷及變負荷的運行狀態(tài),因此其節(jié)能潛力很大。據(jù)估計通過變頻器調(diào)速提高風機、水泵系統(tǒng)運行效率的節(jié)能潛力每年可達300~500億度,相當于6~10座裝機容量為1000MW級的大型火力發(fā)電廠的年發(fā)電總量。因此大力推廣變頻器特別是高壓變頻器的應(yīng)用是十分有意義的。目前國際上對高壓電動機變頻調(diào)速技術(shù)的研究非?;钴S,變頻器種類繁多。我國高壓電動機多為6KV和10KV等級,由于受到電力電子器件耐壓限制,尚難以實現(xiàn)該等級變頻器的直接高壓輸出。而單元串聯(lián)式多電平變頻器的輸出電壓可達到10KV甚至更高,且輸入、輸出波形好,對電網(wǎng)的諧波污染小,因此在我國得到廣泛應(yīng)用。國際上該技術(shù)比較成熟,輸出電壓可達14.4KV,變頻器采用水冷技術(shù),單機容量可達15000KW。我國采用空冷技術(shù),變頻器驅(qū)動的電動機功率在3500KW以下。
國外變頻器基本已做到開環(huán)、閉環(huán)以及無速度傳感器控制三位一體的控制,而我國的產(chǎn)品大多仍是普通的V/F控制方式。業(yè)內(nèi)在變頻器調(diào)速系統(tǒng)方面已開展了許多研究,當務(wù)之急是如何將理論知識轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品,提高我國變頻器的性能和質(zhì)量。
變頻器發(fā)展對與之配套的電動機提出了新的要求。以往對配套電動機的研究,主要在減小變頻器供電電源的諧波分量所引起的電動機損耗增加、溫升升高、振動加大、噪聲增大以及諧波轉(zhuǎn)矩增大等方面。近年來,隨著IGBT在變頻器中的應(yīng)用,載波頻率甚至高達20K,由此帶來一系列負面影響,如高頻的PWM脈沖波嚴重影響電動機的絕緣和壽命,變頻器輸出的共模電壓,形成軸電流,造成軸承點蝕,從而縮短電動機壽命。對此電科所及有關(guān)廠家已完成了YVF2系列變頻電機的開發(fā),并完成了《使用納米技術(shù)的新型耐高頻脈沖電磁漆線》的項目,該種漆包線耐受高頻脈沖能力為普通線的51倍。
此外變頻電動機的供電電源經(jīng)高頻調(diào)制,其性能測試方法不同于工頻電機,急需研制適合變頻電機性能測試的方法和檢測儀器。
(1)目前中小型電機產(chǎn)量較高的省市依次為山東、江蘇、河北、上海、浙江、廣東和遼寧,可見企業(yè)大多集中在沿海地區(qū)。
(2)由于新興的民營企業(yè)以及合資、外資企業(yè)的發(fā)展,使中小型電機行業(yè)中,國有企業(yè)的比重下降,而且中小型電機的產(chǎn)量逐步向“生產(chǎn)大戶”集中。
(3)中小型電動機已完整地建立了三相異步電動機Y、Y2、Y3系列。
1985年迅速推廣了Y系列及其派生系列產(chǎn)品,其功率范圍為0.55~250KW,機座中心高為80~315。 通過引進消化美國西屋公司和瑞士BBC公司的技術(shù),自行研發(fā)的Y系列6KV、220~2800KW中型高壓三相異步電動機,采用新穎的箱式結(jié)構(gòu),是目前國內(nèi)中型高壓電機的主導產(chǎn)品,以后又隨著我國電網(wǎng)電壓由6KV升高到10KV,又研發(fā)了10KV系列中小型高壓異步電動機。
1996年以電科所為首組織有關(guān)廠家完成了Y2系列的開發(fā),功率范圍為0.12~315KW,機座中心高為63~355。該系列產(chǎn)品顯著降低了空載噪聲,有效抑制了負載噪聲。
2003年電科所組織有關(guān)廠家又完整地建立了全系列采用冷軋硅鋼片的Y3系列,其能耗達到國標GB18163-2002中能耗限定值的規(guī)定,同時也達到歐洲eff2效率標準,并且主要性能指標達到國際同類產(chǎn)品的水平。
發(fā)展趨勢
a進一步推廣率異步電動機
1992年美國能源部發(fā)布了新的能源法規(guī),提出了率三相異步電動機的效率標準(即EPACT指標),并規(guī)定從1997年10月24日開始,凡制造和進口一般用途電動機效率必須符合這一標準。以后又更進一步提出超率電機(NEMAPremium)。1999年歐洲電機和電力電子制造商協(xié)會(CEMEP)制定了eff1、eff2、eff3三個等級的效率標準,并決定到2003年削減50%低于eff3標準水平的電機生產(chǎn),2006年以后不再生產(chǎn)。
我國也于2002年8月正式實施《中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評定值》的國標(GB18163-2002)。因此借著節(jié)能的規(guī)劃和“以冷代熱”的法令,應(yīng)該大力推廣Y3新系列,使之成為我國低壓三相異步電動機的主導產(chǎn)品,且新一輪的派生系列產(chǎn)品也應(yīng)在Y3新系列上展開。
異步電動機
b 進一步推廣變頻器供電的三相異步電動機系列的研發(fā)與應(yīng)用
近年來,國民經(jīng)濟各部門對風機和水泵需求不斷增長,據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,全國風機、水泵電動機裝機總?cè)萘考s35000MW,耗電量約占全國電能耗量的40%左右。以火力發(fā)電廠為例,據(jù)統(tǒng)計全國火力發(fā)電廠的送風機、引風機、一次風機、排粉風機、鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵和灰漿泵等的配套高壓電動機總?cè)萘考s為15000MW,這些設(shè)備為長期連續(xù)運行但常處于低負荷及變負荷的運行狀態(tài),因此其節(jié)能潛力很大。據(jù)估計通過變頻器調(diào)速提高風機、水泵系統(tǒng)運行效率的節(jié)能潛力每年可達300~500億度,相當于6~10座裝機容量為1000MW級的大型火力發(fā)電廠的年發(fā)電總量。因此大力推廣變頻器特別是高壓變頻器的應(yīng)用是十分有意義的。目前國際上對高壓電動機變頻調(diào)速技術(shù)的研究非?;钴S,變頻器種類繁多。我國高壓電動機多為6KV和10KV等級,由于受到電力電子器件耐壓限制,尚難以實現(xiàn)該等級變頻器的直接高壓輸出。而單元串聯(lián)式多電平變頻器的輸出電壓可達到10KV甚至更高,且輸入、輸出波形好,對電網(wǎng)的諧波污染小,因此在我國得到廣泛應(yīng)用。國際上該技術(shù)比較成熟,輸出電壓可達14.4KV,變頻器采用水冷技術(shù),單機容量可達15000KW。我國采用空冷技術(shù),變頻器驅(qū)動的電動機功率在3500KW以下。
國外變頻器基本已做到開環(huán)、閉環(huán)以及無速度傳感器控制三位一體的控制,而我國的產(chǎn)品大多仍是普通的V/F控制方式。業(yè)內(nèi)在變頻器調(diào)速系統(tǒng)方面已開展了許多研究,當務(wù)之急是如何將理論知識轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品,提高我國變頻器的性能和質(zhì)量。
變頻器發(fā)展對與之配套的電動機提出了新的要求。以往對配套電動機的研究,主要在減小變頻器供電電源的諧波分量所引起的電動機損耗增加、溫升升高、振動加大、噪聲增大以及諧波轉(zhuǎn)矩增大等方面。近年來,隨著IGBT在變頻器中的應(yīng)用,載波頻率甚至高達20K,由此帶來一系列負面影響,如高頻的PWM脈沖波嚴重影響電動機的絕緣和壽命,變頻器輸出的共模電壓,形成軸電流,造成軸承點蝕,從而縮短電動機壽命。對此電科所及有關(guān)廠家已完成了YVF2系列變頻電機的開發(fā),并完成了《使用納米技術(shù)的新型耐高頻脈沖電磁漆線》的項目,該種漆包線耐受高頻脈沖能力為普通線的51倍。
此外變頻電動機的供電電源經(jīng)高頻調(diào)制,其性能測試方法不同于工頻電機,急需研制適合變頻電機性能測試的方法和檢測儀器。