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永磁电机等高效节能产品在中国的需求潜力

   从国务院刚发布的“中国制造2025规划”中可以看出,国家制定该规划的宗旨定位于制造业是实体经济的主体,是立国之本、富国之基和兴国之器。18 世纪中叶开启工业文明以来,世界强国的兴衰史、中华民族的奋斗史都一再证明,没有强大的制造业,就没有国家和民族的强盛。坚持打造先进自主的制造业,是我 国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路!其指导思想之一就是创新驱动、绿色发展。创新是制造业发展的灵魂和不竭动力,绿色发展是破解资源 和环境瓶颈制约的关键所在,是实现制造业可持续发展的必由之路。 

  近年来,我国工业化得到了快速发展,工业增加值规模已超过21万亿元,占全球的比重也超过20%,在500多种主要工业产品中,220余种 的产量位居全球领先,但仍处于如何从制造大国转变成制造业强国这一阶段。虽然中国工业发展取得了巨大进步,但必须看到,付出的资源、环境代价也是非常大 的。2013年,全国能源消费量高达37.5亿t标煤,占世界总能耗的22%左右,其中工业能耗占国内一次能源消耗的比重仍然超过70%。据统计,在碳排 放中,工业排放占72%,电机又是工业节能中的末端产品,是用电量最大的耗电设备。 

  根据欧盟《提高高效电动机和驱动的市场份额》的研究报告显示,工业用电动机消耗电能占工业用电消费的73%。其中,欧盟工业部门中,各电动驱动系统消耗电能的比例为:泵类22%、风机16%、空压机18%、制冷压 缩机7%、输送机2%、其他电机为 35%,即风机、泵类及压缩机占总消耗电能的63%。数据显示,2013年我国电机保有量约21亿kW,总耗电约3.5万亿kWh,占全社会总用电量的 64%,其中工业领域电机总用量为2.6万亿kWh,约占工业用电的75%。工业领域电机能效每提高1%,可年节约用电量260亿kWh左右。从整体上提 升电机系统效率5%~8%,可实现年节电1300~2300亿kWh,相当于2~3个三峡电站的发电量。 

  永磁传动技术是电机系统整体能效提升的新技术,它包括有永磁涡流柔性传动节能装置、永磁电机、永磁联轴器、永磁耦合器等,是电机系统的重要 组成部分。对于整体提升电机系统的安全运行、节能降耗有着积极的作用。节能减排是社会发展的永恒主题,电机及系统节能是工业节能减排的主战场,而技术创 新、技术引领是实现节能减排、实现电机能效提升的重要手段。 

  根据齿轮减速电机的效率曲线特性,负载在80%~100%之间时电动机效率最高,运行最经济。但实际应用中,多数齿轮减速电机的负载率经常 在60%以下(我国齿轮减速电机拖动系统效率更低,仅为30%~40%),“大马拉小车”现象非常普遍,电能浪费高达30%,而且长期低载运行,容易造成 齿轮减速电机的损坏。 

  永磁传动技术使电机与负载之间无刚性连接,通过永磁体和导体的相对运动,实现了能量在气隙中的传递,它解决了旋转负载系统的对中、起动、减 震、调速及过载;さ任侍,使磁力传动的效率达到99%。实现电机的缓冲起动,因为电机不需要克服负载惯性,大大减小了峰值电流,减少电耗,达到节约能 源,减少设备磨损的效果。从节能减排的角度来讲,用永磁电机代替异步交流电机,体积小、效率可实现100%,电机输出转速达到300r/s为最佳工作状 态,这时在电机后盖上背一个小的星行减速机,输出转速可达几到几十r/s,满足各种工况下的需要,如电厂、钢厂、水泥厂、石化及化工等场合,针对电机驱动 的风机、水泵、皮带输送机和球磨机等设备提出的节能传动解决方案,达到40%的节电的效果。比如说球磨机,球磨机驱动系统属于典型的低速大转矩传动系统, 永磁电机可以实现低速大转矩的持续运行,异步电动机和直流电动机无法实现,这种特性使得永磁电机在低速大转矩的传动系统应用非常广阔。 

  永磁电机的稀土永磁材料磁性能优异,它经过充磁后不再需要外加能量就能建立很强的永久磁场,用来代替传统电机的电励磁场。稀土永磁电机不仅 效率高,而且结构简单,还可做到体积小、重量轻。既可达到传统励磁电机所无法比拟的高性能(如超高效、超高速、超高响应速度),又可以制成能满足特定运行 要求的特种电机,如电梯曳引电机、汽车专用电机等。 

  电梯电机也一样,永磁同步曳引机是一种无齿轮曳引机,相比传统的有齿轮曳引机,它没有减速箱,具有结构紧凑、体积小、重量轻、低温升、低能耗、低噪声,免维护、调速范围宽和运行平稳等特点,正常情况下较非永磁有齿轮曳引机节能40%左右,性价比很高。 

  中国是个稀土大国,永磁材料和永磁技术在国家七大战略性新型产业中将得到广泛应用,比如说节能环保产业、新能源、风力发电机的持续性永磁电 机,还有新能源汽车、高端制造业、信息产业里很多都在用永磁材料。永磁传动技术的创新与发展为我国实现2025智能制造、工业领域节能减排意义重大,永磁 减速电机市场前景广阔。


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