永磁電機等高效節(jié)能產(chǎn)品在中國的需求潛力

點擊量：1963   日期：2019-05-29

      從國務(wù)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(jīng)濟的主體，是立國之本、富國之基和興國之器。18世紀中葉開啟工業(yè)文明以來，世界強國的興衰史、中華民族的奮斗史都一再證明，沒有強大的制造業(yè)，就沒有國家和民族的強盛。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(shè)世界強國的必由之路！其指導思想之一就是創(chuàng)新驅(qū)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(guān)鍵所在，是實現(xiàn)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

      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(chǎn)品中，220余種的產(chǎn)量位居全球領(lǐng)先，但仍處于如何從制造大國轉(zhuǎn)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。2013年，全國能源消費量高達37.5億t標煤，占世界總能耗的22%左右，其中工業(yè)能耗占國內(nèi)一次能源消耗的比重仍然超過70%。據(jù)統(tǒng)計，在碳排放中，工業(yè)排放占72%，電機又是工業(yè)節(jié)能中的末端產(chǎn)品，是用電量最大的耗電設(shè)備。
      根據(jù)歐盟《提高高效電動機和驅(qū)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(qū)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%。數(shù)據(jù)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(lǐng)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(lǐng)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(xiàn)年節(jié)電1300～2300億kWh，相當于2～3個三峽電站的發(fā)電量。
      永磁傳動技術(shù)是電機系統(tǒng)整體能效提升的新技術(shù)，它包括有永磁渦流柔性傳動節(jié)能裝置、永磁電機、永磁聯(lián)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。節(jié)能減排是社會發(fā)展的永恒主題，電機及系統(tǒng)節(jié)能是工業(yè)節(jié)能減排的主戰(zhàn)場，而技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)引領(lǐng)是實現(xiàn)節(jié)能減排、實現(xiàn)電機能效提升的重要手段。
根據(jù)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(jīng)濟。但實際應(yīng)用中，多數(shù)齒輪減速電機的負載率經(jīng)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(xiàn)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(shù)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(xiàn)了能量在氣隙中的傳遞，它解決了旋轉(zhuǎn)負載系統(tǒng)的對中、起動、減震、調(diào)速及過載保護等問題，使磁力傳動的效率達到99%。實現(xiàn)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(shè)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(xiàn)100%，電機輸出轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(qū)動的風機、水泵、皮帶輸送機和球磨機等設(shè)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(qū)動系統(tǒng)屬于典型的低速大轉(zhuǎn)矩傳動系統(tǒng)，永磁電機可以實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩的持續(xù)運行，異步電動機和直流電動機無法實現(xiàn)，這種特性使得永磁電機在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動系統(tǒng)應(yīng)用非常廣闊。
      永磁電機的稀土永磁材料磁性能優(yōu)異，它經(jīng)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、低溫升、低能耗、低噪聲，免維護、調(diào)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(shù)在國家七大戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)中將得到廣泛應(yīng)用，比如說節(jié)能環(huán)保產(chǎn)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(chǎn)業(yè)里很多都在用永磁材料。永磁傳動技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展為我國實現(xiàn)2025智能制造、工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能減排意義重大，永磁減速電機市場前景廣闊。