工業(yè)電器之 電動(dòng)機(jī)介紹

1.技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

　　中國(guó)各類電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量已超過(guò)4億kW，其中異步電動(dòng)機(jī)約占90%，中小型電動(dòng)機(jī)約占80%，拖動(dòng)風(fēng)機(jī)水泵及壓縮機(jī)類機(jī)械的電動(dòng)機(jī)約1.3億kW。目前，中小型電動(dòng)機(jī)已超過(guò)152個(gè)系列，842個(gè)品種，4000多個(gè)規(guī)格。近十多年來(lái)，機(jī)械工業(yè)等有關(guān)部門大力抓電動(dòng)機(jī)的節(jié)電工作，組織領(lǐng)導(dǎo)了有關(guān)研究所及企業(yè)，先后設(shè)計(jì)制成多種節(jié)能電動(dòng)機(jī)，并明令頒布淘汰63種高耗能電動(dòng)機(jī)和推廣24種節(jié)能電動(dòng)機(jī)，取得了一定的成效。這些節(jié)能產(chǎn)品主要分成兩大類：一類是提高電動(dòng)機(jī)效率的高效電動(dòng)機(jī)，另一類是調(diào)速電動(dòng)機(jī)。

　　高效電動(dòng)機(jī)的代表產(chǎn)品有：

　　(1) Y(IP44)系列異步電動(dòng)機(jī)

　　電動(dòng)機(jī)容量從0.55～200kW，B級(jí)絕緣，防護(hù)等級(jí)IP44，達(dá)到國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品達(dá)到20世紀(jì)70年代末國(guó)際水平，全系列加權(quán)平均效率比JO2系列提高0.43%，年產(chǎn)量約2000萬(wàn)kW。

　　(2) Yx系列高效電動(dòng)機(jī)

　　該類電機(jī)由上海電器科學(xué)研究所組織電機(jī)行業(yè)研制成功，容量1.5～90kW，有2，4，6等3種極數(shù)。全系列電動(dòng)機(jī)效率平均比Y(IP44)系列高3%左右，接近******。適用于單方向運(yùn)行，年工作時(shí)間在3000h以上。負(fù)載率大于50%的場(chǎng)合，節(jié)電效果顯著。該系列電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量不高，年產(chǎn)量約1萬(wàn)kW。

　　調(diào)速電動(dòng)機(jī)的代表產(chǎn)品根據(jù)其調(diào)速方式可以劃分為：

　　(1)變極調(diào)速電機(jī)

　　主要產(chǎn)品有在國(guó)內(nèi)已批量生產(chǎn)的YD(90.45～160kW)，YDT(0.17～160kW)，YDB(0.35～82kW)，YD(0.2～24kW)，YDFW(630～4000kW)等8個(gè)系列產(chǎn)品，達(dá)到國(guó)際平均應(yīng)用水平。

　　(2)電磁滑差調(diào)速電機(jī)

　　國(guó)內(nèi)已批量生產(chǎn)YCT(0.55～90kW)，YCT2(15～250kW)，YCTD(0.55～90kW)，YCTE(5.5～630kW)，YCTJ(0.55～15kW)等8個(gè)系列產(chǎn)品，達(dá)到國(guó)際平均應(yīng)用水平，其中YCTE系列的技術(shù)水平*高，*有發(fā)展前途。

　　(3)變頻調(diào)速電機(jī)

　　主要用于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等負(fù)載變化較大場(chǎng)合和精密機(jī)械等需要過(guò)程控制的場(chǎng)合。

　　2.市場(chǎng)容量

　　高效電機(jī)以Y系列交流異步電動(dòng)機(jī)替代JO2型電機(jī)基本不受機(jī)型限制，因此，所有應(yīng)用交流異步電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合都可以用Y系列電機(jī)取代JO2系列電機(jī)。Yx系列電機(jī)的市場(chǎng)潛力受到其容量的制約。原則上，90kW以下的交流異步電動(dòng)機(jī)可以由Yx系列的高效電機(jī)取代。90kW以下的交流異步電動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量約占交流異步電動(dòng)機(jī)總量的30%左右。

　　近十多年來(lái)，中國(guó)政府致力于推廣電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)，各行各業(yè)都在一定程度上采用了電動(dòng)機(jī)調(diào)速。據(jù)石油、電力、建材、鋼鐵、有色、煤炭、化工、造紙、紡織等部門*近對(duì)企業(yè)抽樣調(diào)查結(jié)果，石油、建材、化工行業(yè)電動(dòng)機(jī)調(diào)速應(yīng)用較好。在目前4億kW的電機(jī)負(fù)載中，約有50%是負(fù)載變動(dòng)的，其中的30%可以通過(guò)電機(jī)調(diào)速解決其負(fù)載變動(dòng)問(wèn)題。因此僅就目前的市場(chǎng)容量考慮，約有6000萬(wàn)kW的調(diào)速電機(jī)市場(chǎng)。

　　減排技術(shù)描述

　　1.高效率電機(jī)

　　高效率電動(dòng)機(jī)包括高效率三相異步電動(dòng)機(jī)、永磁直流電動(dòng)機(jī)、永磁同步電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。高效率三相異步電動(dòng)機(jī)是指在同樣滿足使用性能要求的情況下，其功率等級(jí)、中心高和安裝尺寸的對(duì)應(yīng)關(guān)系與標(biāo)準(zhǔn)系列電動(dòng)機(jī)取得一致時(shí)，其效率和功率因數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)系列電動(dòng)機(jī)高，其它性能與標(biāo)準(zhǔn)系列電動(dòng)機(jī)基本一致的電動(dòng)機(jī)。

　　2.變頻調(diào)速電機(jī)

　　變頻調(diào)速電機(jī)主要技術(shù)有：

　　(1)中小容量風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)用低壓變頻調(diào)速技術(shù)

　　中小容量(指280kW以下)的風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)通常采用低壓(380，220V)電動(dòng)機(jī)。該調(diào)速技術(shù)的調(diào)速范圍廣(100%～0%)，調(diào)速精度高(±0.5%)，節(jié)電效果好(多數(shù)為25%～50%)，總的性能是其它各種交流調(diào)速技術(shù)所不能比擬的。由于變頻器的價(jià)格高(一般為1000～1200元/kW。容量很小時(shí)，單位價(jià)格還要高，其它交流調(diào)速技術(shù)需增加的投資一般為50～200元/kW)，因此初投資大。

　　(2)中大容量風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)用高壓變頻調(diào)速技術(shù)

　　中大容量(280～6000kW)風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)通常采用高壓(6,10kV)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，因此，高壓變頻調(diào)速技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備是高壓變頻器。該技術(shù)適用于在工藝流程中需要調(diào)節(jié)流量的用高壓交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵或壓縮機(jī)，因此適用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，特別是電力、冶金、煤炭、建材、機(jī)械等部門。國(guó)外應(yīng)用該技術(shù)的許多實(shí)例表明，其節(jié)電率一般為25%～40%。采用該項(xiàng)技術(shù)的購(gòu)買變頻器等附件的費(fèi)用以及基建安裝費(fèi)用超過(guò)1300元/kW。

　　(3)精密機(jī)械變頻調(diào)速傳動(dòng)技術(shù)

　　變頻調(diào)速應(yīng)用范圍廣(既適用于多種容量的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速，也適用于各種容量的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速，并可逐步替代直流調(diào)速)，安裝容易，保護(hù)完善，易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制自動(dòng)化等。需精密調(diào)速的機(jī)械和場(chǎng)合各式各樣，采用變頻調(diào)速技術(shù)所需的初始投資和基建費(fèi)用也因?qū)ο蟛煌?，與其它各種交流調(diào)速技術(shù)相比要高很多，一般為1000～2000元/kW。其運(yùn)行維修費(fèi)用也因?qū)ο蟛煌煌潭鹊販p少。

　　(4)變極調(diào)速技術(shù)

　　變極調(diào)速技術(shù)是通過(guò)采用變極多速異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。這種多速電動(dòng)機(jī)大都為籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)與基本系列異步電動(dòng)機(jī)相似，現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的有雙、三、四速等3類。采用該項(xiàng)技術(shù)需要增加的初始投資平均為50元/kW，年運(yùn)行費(fèi)用基本不變，節(jié)電率按30%計(jì)算，用戶投資回收期為三四個(gè)月。

　　(5)電磁調(diào)速技術(shù)

　　電磁調(diào)速技術(shù)是通過(guò)電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的技術(shù)。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)(又稱滑差電機(jī))由三相異步電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和測(cè)速發(fā)電機(jī)組成。三相異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)工作。該技術(shù)也是國(guó)內(nèi)*成熟的交流調(diào)速技術(shù)之一。適用于容量在0.55～630kW范圍內(nèi)的風(fēng)機(jī)、水泵或壓縮機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，初始投資不高(比普通籠型電動(dòng)機(jī)高約220元/kW)。

　　(6)液力耦合器調(diào)速技術(shù)

　　液力耦合器調(diào)速技術(shù)屬于機(jī)械調(diào)速范疇，它是將匹配合適的調(diào)速型液力耦合器安裝在常規(guī)的交流電動(dòng)機(jī)和負(fù)載(風(fēng)機(jī)、水泵或壓縮機(jī))之間，從電動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)速，通過(guò)耦合器工作腔中高速循環(huán)流動(dòng)的液體，向負(fù)載傳遞力矩和輸出轉(zhuǎn)速。只要改變工作腔中液體的充滿程度即可調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)。采用該項(xiàng)技術(shù)需要增加初始投資平均為120元/kW，年運(yùn)行維修費(fèi)用基本不變，節(jié)電率平均為18%，用戶投資回收期為6個(gè)月。

　　應(yīng)用前景

　　1.高效率電機(jī)

　　國(guó)家已明令不再生產(chǎn)JO2系列異步電機(jī)，"九五"期間將生產(chǎn)Y系列、Yx系列及其它通用或?qū)Ｓ酶咝Ч?jié)能電動(dòng)機(jī)約1.5億kW(未包括更換現(xiàn)有JO2型用的新型電動(dòng)機(jī))。估計(jì)2000年和2010年Y和Yx系列電機(jī)的市場(chǎng)占有率將分別達(dá)到50%，90%和10%，30%左右。由高效電機(jī)替代JO2電機(jī)所形成的節(jié)電量將分別為，114億kW·h和366億kW·h。

　　2.調(diào)速電機(jī)

　　目前調(diào)速電機(jī)的市場(chǎng)占有率約為20%，估計(jì)到2000年和2010年，其市場(chǎng)占有率將達(dá)到50%和85%左右。

　　采用上述兩類節(jié)電技術(shù)，預(yù)計(jì)到2010年年節(jié)約電力超過(guò)910億kW·h，二氧化碳減排量達(dá)到2890萬(wàn)t(碳)左右。

　　實(shí)現(xiàn)潛力的障礙分析和政策建議

　　缺乏節(jié)電的信息宣傳和傳播是制約高效電機(jī)和調(diào)速電機(jī)推廣應(yīng)用的主要原因，要不斷加強(qiáng)和提高用戶對(duì)采用高效電動(dòng)機(jī)、采用和推廣電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)、合理選配電動(dòng)機(jī)的重要性的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)其積極性，增加市場(chǎng)需求。變潛在市場(chǎng)需求為現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)需求。國(guó)家應(yīng)及時(shí)分批公布技術(shù)比較成熟的高效、調(diào)速電動(dòng)機(jī)和調(diào)速裝置，制定推廣辦法和計(jì)劃，引導(dǎo)使用單位因地制宜地積極選用和推廣，組建調(diào)速電動(dòng)機(jī)和調(diào)速裝置型譜庫(kù)和咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)，協(xié)助用戶做好選型推廣工作。

　　缺少有價(jià)格和質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品是制約電機(jī)行業(yè)提高效率和實(shí)現(xiàn)減排的另一原因。發(fā)展中大容量、高電壓、高效率和精密調(diào)速電機(jī)及其配套部件和變頻調(diào)速技術(shù)是十分重要的。應(yīng)盡快扶植和籌建若干高效電動(dòng)機(jī)及調(diào)速電動(dòng)機(jī)(或調(diào)速裝置)產(chǎn)業(yè)化集團(tuán)，加速實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。加速開(kāi)發(fā)適銷對(duì)路、高質(zhì)量、低價(jià)格、有競(jìng)爭(zhēng)能力的新產(chǎn)品，增加產(chǎn)品系列規(guī)格，給用戶選擇的充分余地。

　　我國(guó)每年需要大修的電動(dòng)機(jī)有1000萬(wàn)kW以上，大多是由修理作坊或修理門市部進(jìn)行，這些企業(yè)設(shè)備簡(jiǎn)陋，無(wú)嚴(yán)格和統(tǒng)一的工藝規(guī)范、管理制度和相應(yīng)檢測(cè)手段，致使修理后電動(dòng)機(jī)效率平均下降1%以上。通過(guò)電機(jī)效率維修案例表明，專業(yè)修理后的電動(dòng)機(jī)效率平均提高1%以上。對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)和損壞的電機(jī)應(yīng)及時(shí)修理。