工業(yè)電器之 電動機介紹

1.技術(shù)發(fā)展狀況

　　中國各類電動機的裝機容量已超過4億kW，其中異步電動機約占90%，中小型電動機約占80%，拖動風機水泵及壓縮機類機械的電動機約1.3億kW。目前，中小型電動機已超過152個系列，842個品種，4000多個規(guī)格。近十多年來，機械工業(yè)等有關(guān)部門大力抓電動機的節(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)計制成多種節(jié)能電動機，并明令頒布淘汰63種高耗能電動機和推廣24種節(jié)能電動機，取得了一定的成效。這些節(jié)能產(chǎn)品主要分成兩大類：一類是提高電動機效率的高效電動機，另一類是調(diào)速電動機。

　　高效電動機的代表產(chǎn)品有：

　　(1) Y(IP44)系列異步電動機

　　電動機容量從0.55～200kW，B級絕緣，防護等級IP44，達到國際電工委員會(IEC)標準，產(chǎn)品達到20世紀70年代末國際水平，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kW。

　　(2) Yx系列高效電動機

　　該類電機由上海電器科學研究所組織電機行業(yè)研制成功，容量1.5～90kW，有2，4，6等3種極數(shù)。全系列電動機效率平均比Y(IP44)系列高3%左右，接近******。適用于單方向運行，年工作時間在3000h以上。負載率大于50%的場合，節(jié)電效果顯著。該系列電動機產(chǎn)量不高，年產(chǎn)量約1萬kW。

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

　　(1)變極調(diào)速電機

　　主要產(chǎn)品有在國內(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個系列產(chǎn)品，達到國際平均應(yīng)用水平。

　　(2)電磁滑差調(diào)速電機

　　國內(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個系列產(chǎn)品，達到國際平均應(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

　　主要用于風機、水泵、壓縮機等負載變化較大場合和精密機械等需要過程控制的場合。

　　2.市場容量

　　高效電機以Y系列交流異步電動機替代JO2型電機基本不受機型限制，因此，所有應(yīng)用交流異步電動機的場合都可以用Y系列電機取代JO2系列電機。Yx系列電機的市場潛力受到其容量的制約。原則上，90kW以下的交流異步電動機可以由Yx系列的高效電機取代。90kW以下的交流異步電動機裝機容量約占交流異步電動機總量的30%左右。

　　近十多年來，中國政府致力于推廣電動機調(diào)速技術(shù)，各行各業(yè)都在一定程度上采用了電動機調(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*近對企業(yè)抽樣調(diào)查結(jié)果，石油、建材、化工行業(yè)電動機調(diào)速應(yīng)用較好。在目前4億kW的電機負載中，約有50%是負載變動的，其中的30%可以通過電機調(diào)速解決其負載變動問題。因此僅就目前的市場容量考慮，約有6000萬kW的調(diào)速電機市場。

　　減排技術(shù)描述

　　1.高效率電機

　　高效率電動機包括高效率三相異步電動機、永磁直流電動機、永磁同步電動機、開關(guān)磁阻電動機等。高效率三相異步電動機是指在同樣滿足使用性能要求的情況下，其功率等級、中心高和安裝尺寸的對應(yīng)關(guān)系與標準系列電動機取得一致時，其效率和功率因數(shù)比標準系列電動機高，其它性能與標準系列電動機基本一致的電動機。

　　2.變頻調(diào)速電機

　　變頻調(diào)速電機主要技術(shù)有：

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

　　中小容量(指280kW以下)的風機、水泵、壓縮機通常采用低壓(380，220V)電動機。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。由于變頻器的價格高(一般為1000～1200元/kW。容量很小時，單位價格還要高，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)中大容量風機、水泵、壓縮機用高壓變頻調(diào)速技術(shù)

　　中大容量(280～6000kW)風機、水泵、壓縮機通常采用高壓(6,10kV)電動機傳動，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機驅(qū)動的風機、水泵或壓縮機，因此適用于國民經(jīng)濟的各個部門，特別是電力、冶金、煤炭、建材、機械等部門。國外應(yīng)用該技術(shù)的許多實例表明，其節(jié)電率一般為25%～40%。采用該項技術(shù)的購買變頻器等附件的費用以及基建安裝費用超過1300元/kW。

　　(3)精密機械變頻調(diào)速傳動技術(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機調(diào)速，也適用于各種容量的同步電動機調(diào)速，并可逐步替代直流調(diào)速)，安裝容易，保護完善，易實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制自動化等。需精密調(diào)速的機械和場合各式各樣，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。其運行維修費用也因?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)是通過采用變極多速異步電動機實現(xiàn)調(diào)速的。這種多速電動機大都為籠型轉(zhuǎn)子電動機，其結(jié)構(gòu)與基本系列異步電動機相似，現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)的有雙、三、四速等3類。采用該項技術(shù)需要增加的初始投資平均為50元/kW，年運行費用基本不變，節(jié)電率按30%計算，用戶投資回收期為三四個月。

　　(5)電磁調(diào)速技術(shù)

　　電磁調(diào)速技術(shù)是通過電磁調(diào)速電動機實現(xiàn)調(diào)速的技術(shù)。電磁調(diào)速電動機(又稱滑差電機)由三相異步電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器和測速發(fā)電機組成。三相異步電動機作為原動機工作。該技術(shù)也是國內(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)的風機、水泵或壓縮機。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，初始投資不高(比普通籠型電動機高約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)的交流電動機和負載(風機、水泵或壓縮機)之間，從電動機輸入轉(zhuǎn)速，通過耦合器工作腔中高速循環(huán)流動的液體，向負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)。采用該項技術(shù)需要增加初始投資平均為120元/kW，年運行維修費用基本不變，節(jié)電率平均為18%，用戶投資回收期為6個月。

　　應(yīng)用前景

　　1.高效率電機

　　國家已明令不再生產(chǎn)JO2系列異步電機，"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)能電動機約1.5億kW(未包括更換現(xiàn)有JO2型用的新型電動機)。估計2000年和2010年Y和Yx系列電機的市場占有率將分別達到50%，90%和10%，30%左右。由高效電機替代JO2電機所形成的節(jié)電量將分別為，114億kW·h和366億kW·h。

　　2.調(diào)速電機

　　目前調(diào)速電機的市場占有率約為20%，估計到2000年和2010年，其市場占有率將達到50%和85%左右。

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

　　實現(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和調(diào)速電機推廣應(yīng)用的主要原因，要不斷加強和提高用戶對采用高效電動機、采用和推廣電動機調(diào)速技術(shù)、合理選配電動機的重要性的認識，增強其積極性，增加市場需求。變潛在市場需求為現(xiàn)實市場需求。國家應(yīng)及時分批公布技術(shù)比較成熟的高效、調(diào)速電動機和調(diào)速裝置，制定推廣辦法和計劃，引導(dǎo)使用單位因地制宜地積極選用和推廣，組建調(diào)速電動機和調(diào)速裝置型譜庫和咨詢服務(wù)機構(gòu)，協(xié)助用戶做好選型推廣工作。

　　缺少有價格和質(zhì)量競爭力的產(chǎn)品是制約電機行業(yè)提高效率和實現(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機及調(diào)速電動機(或調(diào)速裝置)產(chǎn)業(yè)化集團，加速實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟。加速開發(fā)適銷對路、高質(zhì)量、低價格、有競爭能力的新產(chǎn)品，增加產(chǎn)品系列規(guī)格，給用戶選擇的充分余地。

　　我國每年需要大修的電動機有1000萬kW以上，大多是由修理作坊或修理門市部進行，這些企業(yè)設(shè)備簡陋，無嚴格和統(tǒng)一的工藝規(guī)范、管理制度和相應(yīng)檢測手段，致使修理后電動機效率平均下降1%以上。通過電機效率維修案例表明，專業(yè)修理后的電動機效率平均提高1%以上。對不符合標準和損壞的電機應(yīng)及時修理。