稀土永磁電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與市場(chǎng)預(yù)測(cè)

1、稀土永磁電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與市場(chǎng)預(yù)測(cè)全國(guó)稀土永磁電機(jī)協(xié)作網(wǎng)眾所周知，電機(jī)是以磁場(chǎng)為媒介進(jìn)行電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電力機(jī)械。磁場(chǎng)可以由電流勵(lì)磁產(chǎn)生，也可以由永磁體產(chǎn)生。但一般的永磁體,由于磁能密度低，因而所建立的能量轉(zhuǎn)換所必需的氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度也較低，所以只能制造一些容量小的永磁電機(jī)，如目前大量生產(chǎn)的鐵氧體永磁電機(jī)。高性能稀土永磁材料，特別是釹鐵硼永磁問(wèn)世后，情況發(fā)生了重大變化。高性能釹鐵硼磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，不僅可以達(dá)到電流勵(lì)磁所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，而且還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電流勵(lì)磁，因而可以制造出數(shù)千kW的大中型電機(jī)。高性能稀土永磁電機(jī)是許多新技術(shù)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。它與電力電子技術(shù)和微電子控制技術(shù)相結(jié)合，可以制造出各種

2、性能優(yōu)異的機(jī)電一體化產(chǎn)品，如數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性生產(chǎn)線，機(jī)器人，電動(dòng)車(chē)，高性能家用電器，計(jì)算機(jī)等等。稀土永磁電機(jī)最顯著的性能特點(diǎn)是輕型化、高性能化、高效節(jié)能。采用稀土永磁體可以明顯減輕電機(jī)重量，縮小體積。例如10kW發(fā)電機(jī)，常規(guī)發(fā)電機(jī)重量為220kg，而永磁發(fā)電機(jī)重量?jī)H為92kg，相當(dāng)于常規(guī)發(fā)電機(jī)重量的45.8。又如計(jì)算機(jī)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，上個(gè)世紀(jì)60年代采用鐵氧體，尺寸為14in，而采用釹鐵硼后只有3.5in，現(xiàn)在己達(dá)到2.5in。再如，德國(guó)制成的六相變頻電源供電的1095kW、230rmin稀土永磁電動(dòng)機(jī)，用于艦船的推進(jìn)，與過(guò)去使用的直流電動(dòng)機(jī)相比，體積減少60左右，總損耗降低20左右，而且

3、省去了電刷和換向器，維護(hù)方便。荷蘭菲利蒲公司以70W微電機(jī)作過(guò)比較，稀土永磁電機(jī)體積為電流勵(lì)磁電機(jī)的1/4，為鐵氧體勵(lì)磁電機(jī)的1/2?？傊?，稀土永磁電機(jī)輕型化，是個(gè)非常明顯的特點(diǎn)。高性能化也是稀土永磁電機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)，有些性能是傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)所不能及的。例如，數(shù)控機(jī)床用稀土永磁伺服電機(jī)，調(diào)速比高達(dá)1：10000。稀土永磁電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)精密控制驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速控制精度可達(dá)到0.1，在機(jī)械特性方面，稀土永磁電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，可在負(fù)載轉(zhuǎn)矩下直接起動(dòng)。此外，稀土永磁電機(jī)還具有運(yùn)行精度高（如計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的擺動(dòng)電機(jī)端面與磁盤(pán)之間的跳動(dòng)量要求達(dá)到0.10.3）、運(yùn)行噪聲小、平穩(wěn)性好、過(guò)載能力大等特點(diǎn)。稀土

4、永磁電機(jī)又是一種高效節(jié)能產(chǎn)品，平均節(jié)電率高達(dá)10以上，專(zhuān)用稀土永磁電機(jī)可高達(dá)15%20。美國(guó)GM公司研制的釹鐵硼永磁起動(dòng)電機(jī)，與老式串激直流起動(dòng)電機(jī)相比，不僅重量由原來(lái)的6.21kg降低到4.2kg，體積減少了13，而且效率提高了45%。在水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)需要無(wú)級(jí)變頻調(diào)速的場(chǎng)合，異步變頻調(diào)速可節(jié)電25左右，而永磁變頻調(diào)速節(jié)電率高達(dá)30以上。一、 稀土永磁電機(jī)目前情況1.稀土高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)1983年，日本住友特殊金屬公司和美國(guó)通用汽車(chē)公司各自研制成功釹鐵硼(NdFeB)永磁，由于磁性能高于其他永磁材料，價(jià)格又低于釤鈷永磁材料，國(guó)內(nèi)外研究、開(kāi)發(fā)重點(diǎn)從軍用轉(zhuǎn)向工業(yè)和民用電機(jī)上。1990年西北工業(yè)大

5、學(xué)與閩東電機(jī)廠合作，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)0.8kW紡織用同步電動(dòng)機(jī)，效率提高5，節(jié)電率10，并己形成年產(chǎn)3萬(wàn)臺(tái)生產(chǎn)能力，但由于紡織業(yè)缺少設(shè)備改造資金，織布機(jī)改造放慢，年產(chǎn)只有400500臺(tái)?！熬盼濉逼陂g，協(xié)作網(wǎng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)推廣油田抽油機(jī)電機(jī)，節(jié)電率高達(dá)1520，已在油田應(yīng)用，效果良好。全國(guó)已有閩東電機(jī)公司、永濟(jì)電機(jī)廠、株洲電機(jī)廠、大慶永磁電機(jī)制造公司、博通電機(jī)廠、延安電機(jī)廠、瑞安電機(jī)廠、江蘇大中電機(jī)公司、沈陽(yáng)博遠(yuǎn)電機(jī)公司、大安市稀土永磁電機(jī)公司組織生產(chǎn)，年生產(chǎn)能力已超過(guò)10000臺(tái)，預(yù)計(jì)2002年生產(chǎn)5000臺(tái)，150000kW。釹鐵硼用量約45噸。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)與首鋼合作，改造300kW電機(jī)，節(jié)電率達(dá)7.2%

6、，所需投資1年內(nèi)即可收回?，F(xiàn)己形成小批量生產(chǎn)條件。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)與沈陽(yáng)電機(jī)廠合作研制出目前國(guó)內(nèi)容量最大的1120kW稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，正在安排使用單位，進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)。2.電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)目前已在翔宇電器公司、臥龍電器公司、凱杰電器公司等工廠生產(chǎn)，年產(chǎn)量約35萬(wàn)臺(tái)，5.25萬(wàn)kW，年需永磁材料約129噸，自行車(chē)產(chǎn)值7億元。2003年16月份生產(chǎn)12萬(wàn)臺(tái)。電動(dòng)自行車(chē)己在全國(guó)主要城市建立起銷(xiāo)售網(wǎng)點(diǎn)，深受消費(fèi)者歡迎。3.數(shù)控機(jī)床用伺服電機(jī)數(shù)控機(jī)床用伺服電機(jī)，市場(chǎng)潛力很大，據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，2001年從國(guó)外進(jìn)口數(shù)控機(jī)床、加工中心24億美元，伺服電機(jī)是數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵配套產(chǎn)品。目前生產(chǎn)的單位有蘭州電機(jī)廠、華中理工

7、大學(xué)新型電機(jī)廠等，年產(chǎn)量約6200臺(tái)，需永磁材料4.3噸。4.微特電機(jī)微特電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，據(jù)1998年統(tǒng)計(jì)，微電機(jī)行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)為420家，職工人數(shù)5萬(wàn)人，大部分企業(yè)都生產(chǎn)稀土永磁微特電機(jī)，但每個(gè)工廠生產(chǎn)的品種、數(shù)量卻不多。目前生產(chǎn)批量較大的企業(yè)有雙環(huán)全新機(jī)電公司、威龍公司、萬(wàn)寶至公司、博山電機(jī)廠、西安微電機(jī)研究所、長(zhǎng)安永磁電機(jī)開(kāi)發(fā)公司、21所、蘭州電機(jī)廠、天豐電器公司、北京微電機(jī)總廠、其主要是空心杯電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。年總產(chǎn)量約2500萬(wàn)臺(tái)，使用永磁材料13.75噸。5.紡織及化纖設(shè)備配套電機(jī)紡織機(jī)械及化纖設(shè)備對(duì)配套電機(jī)除節(jié)能的要求外，還要高性能，如高調(diào)速精度。因此傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，難以滿(mǎn)足要

8、求。目前主要生產(chǎn)單位有渭南紡織機(jī)械廠、浙江調(diào)速電機(jī)廠、閩東電機(jī)廠、曙光電機(jī)廠，年產(chǎn)量約1萬(wàn)臺(tái)，0.5萬(wàn)kW，產(chǎn)值1000萬(wàn)元，永磁材料用量6噸。表1 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)主要生產(chǎn)廠年生產(chǎn)情況序號(hào)名 稱(chēng)臺(tái)數(shù)(臺(tái))瓦數(shù)(萬(wàn)kW)產(chǎn)值 (萬(wàn)元)永磁材料(噸)1高效電機(jī)5000157500452電動(dòng)自行車(chē)3500005.25700001293伺服電機(jī)62000.6250004.34微特電機(jī)25000000993713.755紡織及化纖設(shè)備電機(jī)100000.510006合計(jì)2537120021.3793437198.05“九五”期間永磁電機(jī)的發(fā)展很不平衡，有進(jìn)有退。其中抽油機(jī)用稀土永磁同步電機(jī)，發(fā)展迅速，現(xiàn)己形

9、成年產(chǎn)1萬(wàn)臺(tái)以上的生產(chǎn)能力，在油田運(yùn)行情況良好，取得明顯技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。電動(dòng)自行車(chē)發(fā)展也很迅速，深受使用者歡迎?，F(xiàn)在己在全國(guó)各主要城市建立起生產(chǎn)、銷(xiāo)售、維修網(wǎng)點(diǎn)。稀土微特電機(jī)發(fā)展極為迅速，特別是空心杯電機(jī)，產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，價(jià)格卻成倍下降。但在摩托車(chē)起動(dòng)電機(jī)方面，由于競(jìng)爭(zhēng)激烈，三角債等方面原因，鐵氧體勵(lì)磁占據(jù)上風(fēng)，博山電機(jī)廠、曙光電機(jī)廠形成的40萬(wàn)臺(tái)生產(chǎn)能力，不得不停止生產(chǎn)。0.8kW紡織專(zhuān)用電機(jī)，由于紡織行業(yè)不景氣，國(guó)家強(qiáng)制淘汰部分紡織設(shè)備，限制紡織品產(chǎn)量，企業(yè)無(wú)力投資更換電機(jī)，形成閩東電機(jī)等廠形成的3萬(wàn)臺(tái)年生產(chǎn)能力，不能發(fā)揮作用，每年只生產(chǎn)幾百臺(tái)產(chǎn)品?！熬盼濉逼陂g稀土永磁電機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的幾個(gè)特點(diǎn)

10、：1.從主要在試驗(yàn)室開(kāi)發(fā)研制向科研與產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合的方向發(fā)展，如油田用抽油機(jī)專(zhuān)用電機(jī)，電動(dòng)自行車(chē)等。2.以仿制為主向自行設(shè)計(jì)、自主創(chuàng)新方向發(fā)展，如“九五”期間開(kāi)發(fā)的超高效電機(jī)、醫(yī)療機(jī)械用無(wú)刷直流電機(jī)、化纖設(shè)備用高牽入能力同步電機(jī)、高防護(hù)性釹鐵硼電鍍技術(shù)等，都擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。3.從以產(chǎn)品研制為主，向產(chǎn)品研制、工藝及裝備開(kāi)發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法規(guī)范化方向發(fā)展，形成成套技術(shù)。4.從小型電機(jī)向大型電機(jī)發(fā)展，向超微型電機(jī)發(fā)展，國(guó)內(nèi)最大容量的稀土永磁同步電機(jī)為1120kW，空心杯電機(jī)外徑為4mm。國(guó)外微型電機(jī)為0.8mm，長(zhǎng)1.2mm。二、稀土永磁電機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1. 向高效節(jié)能方向發(fā)展高效是指滿(mǎn)載時(shí)效率高

11、，節(jié)能是指綜合節(jié)能效果。如效率相同，但使用對(duì)象不同，節(jié)電效果也不同。一般的稀土永磁同步電機(jī)，平均節(jié)電率高達(dá)10，某些專(zhuān)用稀土永磁同步電機(jī)，如油田抽油機(jī)用電機(jī)，節(jié)電率高達(dá)1520。電機(jī)節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)該從各個(gè)方面尋求降低電能消耗的方法。系統(tǒng)輸入功率包括配電電源、電動(dòng)機(jī)的控制、電動(dòng)機(jī)本身、電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的連接以及最終被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載匹配。例如，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局1989年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)各類(lèi)泵類(lèi)、風(fēng)機(jī)約有3700多萬(wàn)臺(tái)，總配套裝機(jī)容量1.1億kW，每年耗電量占全國(guó)用電量的13。國(guó)際先進(jìn)水平是：風(fēng)機(jī)、水泵本身運(yùn)行效率一般在85以上，系統(tǒng)運(yùn)行效率是80左右。而目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的本體設(shè)計(jì)效率為75，系統(tǒng)運(yùn)行效率不

12、到30，電源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。這種狀況目前并未改變。電動(dòng)機(jī)的節(jié)能分兩個(gè)方面。一方面是改革異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，提高效率和其他性能，異步電動(dòng)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、適應(yīng)各種工況條件等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域。其次是發(fā)展永磁同步電動(dòng)機(jī)，可以取得更高的節(jié)電效果。國(guó)外提高電動(dòng)機(jī)效率的主要途徑，是通過(guò)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加銅、鋁、電工鋼板等有效材料用量，降低繞組損耗和鐵耗；采用較好的磁性材料和工藝，以降低鐵耗：合理設(shè)計(jì)通風(fēng)結(jié)構(gòu)和選用高性能軸承，降低機(jī)械損耗；通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)和工藝，降低雜散損耗，國(guó)外己開(kāi)發(fā)出高效異步電機(jī)。美國(guó)1992年美國(guó)前總統(tǒng)布什簽署批準(zhǔn)了能源政策法。按照該法令，自1997年10月

13、24日以后，美國(guó)大部分一般效率的電動(dòng)機(jī)不再生產(chǎn)，而只允許生產(chǎn)高效率的電動(dòng)機(jī)。并提出將電動(dòng)機(jī)推至極限，于2007年生產(chǎn)超高效電動(dòng)機(jī)。據(jù)有關(guān)資料介紹，160M-4 11kW電機(jī)，Y系列效率為88，高效電機(jī)為91.8，超高效電機(jī)92.4，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的超高效稀土永磁電機(jī)為94.7。歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，提高電動(dòng)機(jī)效率重點(diǎn)放在異步電動(dòng)機(jī)上，英國(guó)三相異步電動(dòng)機(jī)的用電量占電動(dòng)機(jī)總用電量的86。美國(guó)和歐盟在37kW以下的電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)占總裝機(jī)臺(tái)數(shù)的95，所以把節(jié)能重點(diǎn)放在異步電動(dòng)機(jī)上是理所當(dāng)然的。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，高性能的稀土永磁材料已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，釹鐵硼的產(chǎn)量現(xiàn)已居世界第一位，釹鐵硼的價(jià)格也趨向合理。計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)

14、資料表明，中小型永磁同步電動(dòng)機(jī)的效率可提高5，節(jié)電率10，某些專(zhuān)用永磁同步電機(jī)節(jié)電達(dá)1520。所以發(fā)展永磁同步電動(dòng)機(jī)是新世紀(jì)電機(jī)工業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一。2.向機(jī)電一體化方向發(fā)展要提升傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的水平，必須緊緊抓住機(jī)電一體化這個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，是發(fā)展各種機(jī)電一體化需用的各種高性能稀土永磁電機(jī)，如數(shù)控機(jī)床用伺服電機(jī)，計(jì)算機(jī)用VCM音圈電機(jī)。一臺(tái)60把刀加工中心，要配備30臺(tái)伺服電機(jī)。變頻調(diào)速稀土永磁同步電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)。3.向高性能方向發(fā)展現(xiàn)代化裝備向電機(jī)工業(yè)提出各種各樣的高性能要求，如軍事裝備要求提供給各種高性能信號(hào)電機(jī)，移動(dòng)電站，自動(dòng)化裝備用伺服系統(tǒng)及電機(jī)，航空

15、航天用高性能、高可靠性永磁電機(jī)，化纖設(shè)備用高調(diào)速精度變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人用高調(diào)速比稀土永磁伺服電機(jī)，計(jì)算機(jī)用高精度擺動(dòng)電機(jī)及主軸電機(jī)等等。 4.向?qū)Ｓ秒姍C(jī)方向發(fā)展電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載千變?nèi)f化，如全部采用通用型電動(dòng)機(jī)，在某些情況下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)很不合理。因此國(guó)外大力發(fā)展專(zhuān)用電機(jī)，專(zhuān)用電機(jī)約占總產(chǎn)量的80，通用電機(jī)占20。而我國(guó)恰恰相反，專(zhuān)用電機(jī)只占20，通用型電機(jī)占80。專(zhuān)用電機(jī)是根據(jù)不同負(fù)載特性專(zhuān)門(mén)沒(méi)計(jì)的，如油田用抽油機(jī)專(zhuān)用稀土永磁電機(jī)，節(jié)電率高達(dá)20。這方面的節(jié)能潛力很大。電機(jī)工作者不僅要研究電機(jī)本身，更應(yīng)當(dāng)研究所驅(qū)動(dòng)負(fù)載的特性，設(shè)計(jì)出性能先進(jìn)、運(yùn)行可靠、價(jià)格合理的稀土永磁

16、電機(jī)產(chǎn)品。5.向輕型化方向發(fā)展航空航天產(chǎn)品，電動(dòng)車(chē)輛、數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)、視聽(tīng)產(chǎn)品、醫(yī)療器械、便攜式光機(jī)電一體化產(chǎn)品等，都對(duì)電機(jī)提出體積小、重量輕的嚴(yán)格要求。有些還對(duì)產(chǎn)品形狀提出要求，如信息產(chǎn)品提出扁平化，世界上最小的電機(jī)已達(dá)到0.8mm,102mm,用于醫(yī)療檢測(cè)。三、稀土永磁電機(jī)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化設(shè)想根據(jù)全面建設(shè)小康社會(huì)的要求，節(jié)約能源是一件大事，特別是石油、電力能源尤為重要。1、發(fā)展稀土永磁電動(dòng)機(jī)工業(yè)生產(chǎn)離不開(kāi)電動(dòng)機(jī)。目前正在服役的中小型電動(dòng)機(jī)總安裝容量約為3億kW，耗電量約占總發(fā)電量60。我國(guó)2001年發(fā)電量為14780億kWh，電動(dòng)機(jī)用電量為8868億kWh。在電動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能，將節(jié)約大量能源

17、。電動(dòng)機(jī)節(jié)能有兩個(gè)方面：一方面是減少電動(dòng)機(jī)本身的損耗，提高效率，生產(chǎn)出高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)，另一方面是改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件，從提高電動(dòng)機(jī)負(fù)載率和通過(guò)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速使系統(tǒng)始終維持在較高的效率等方面著手提高整體系統(tǒng)運(yùn)行效率。在提高電動(dòng)機(jī)本身效率方面，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理的增加導(dǎo)體材料，選用并增加高性能硅鋼片，提高異步電動(dòng)機(jī)的效率，是國(guó)內(nèi)外電機(jī)技術(shù)發(fā)展方向之一。美國(guó)等西方國(guó)家重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的高效電動(dòng)機(jī)，我國(guó)也開(kāi)發(fā)出YX高效電動(dòng)機(jī)，皆屬于此類(lèi)產(chǎn)品。稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，是在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部安裝永磁體以代替異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中勵(lì)磁電流所提供的磁場(chǎng)，制成具有自起動(dòng)能力的永磁同步電動(dòng)機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)在節(jié)能方面，有更多更優(yōu)

18、越的特點(diǎn)。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子上沒(méi)有轉(zhuǎn)子電阻損耗，可以減少總損耗的20%30，因而效率提高2到4個(gè)百分點(diǎn)。其次，由于永磁電機(jī)的磁場(chǎng)由永磁體產(chǎn)生，不需定子中的無(wú)功勵(lì)磁電流，因此通過(guò)合理設(shè)計(jì)，可以使電機(jī)的功率因數(shù)很高(可達(dá)到0.95-1)，這樣便可使電機(jī)的定子繞圈中電流顯著降低，繞組銅耗明顯減小，從而提高了電機(jī)的效率。通過(guò)以上分析可以看出，永磁同步電動(dòng)機(jī)比異步電動(dòng)機(jī)有明顯的優(yōu)勢(shì)，美國(guó)所謂的超高效電機(jī)，宣稱(chēng)把電機(jī)的效率推向極限，不管采取何種措施，都不能做到?jīng)]有轉(zhuǎn)子電阻損耗及勵(lì)磁電流的電阻損耗。因此在小型電機(jī)中，永磁電機(jī)總比異步電動(dòng)機(jī)（包括高效電機(jī)）效率高2至3個(gè)百分點(diǎn)。

19、各種電動(dòng)機(jī)的額定功率效率比較曲線見(jiàn)圖1，其中包括傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)、高效節(jié)能電機(jī)、超高效電機(jī)、稀土永磁同步電機(jī)、稀土永磁超高效電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)。從圖1可知，電機(jī)的功率等級(jí)越小，電機(jī)的效率越低，如0.18kW的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，額定效率只有55。反之，電機(jī)功率等級(jí)越大，效率越高，如Y系列200L-4 30kW傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，額定效率為92.2，永磁同步電機(jī)為93.65。采用高效電機(jī)，在節(jié)能效果方面，功率等級(jí)越小，節(jié)能效果越顯著。各種電機(jī)額定功率效率對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。-Y系列電機(jī) -高效電機(jī) -超高效電機(jī) -稀土永磁同步電機(jī) -無(wú)刷直流電機(jī) -稀土永磁超高效電機(jī)圖1 各種電動(dòng)機(jī)額定功率曲線表2 幾種電動(dòng)機(jī)性能

20、比較2.合理選擇負(fù)載率，推廣稀土永磁電機(jī)，可達(dá)到顯著的節(jié)能效果 電動(dòng)機(jī)在使用時(shí)很少在額定點(diǎn)運(yùn)行，約有半數(shù)左右的電動(dòng)機(jī)處于輕載運(yùn)行。據(jù)有關(guān)部門(mén)對(duì)6242臺(tái)電機(jī)使用情況調(diào)查，處于75以上負(fù)載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)僅占18.1，5075負(fù)載的35.6，49以下的占46.3。據(jù)沈陽(yáng)水泵研究所提供的數(shù)據(jù)：一臺(tái)額定功率為5kW的水泵，其選用的電機(jī)一般為7.5kW，而水泵通常運(yùn)行于3kW，大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象嚴(yán)重，整機(jī)的運(yùn)行效率只有38。可見(jiàn)較低的負(fù)載率將導(dǎo)致電機(jī)的效率和功率因數(shù)的大幅度下降。異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍為60100，平均68%，永磁同步電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍卻遠(yuǎn)比異步電動(dòng)機(jī)寬廣。圖2和圖3分別為額定容量為11k

21、W的異步電動(dòng)機(jī)Y160M-4與自起動(dòng)永磁電動(dòng)機(jī)TYl60-4的效率和功率因數(shù)的對(duì)比曲線。由兩個(gè)圖中可以看出，永磁同步電動(dòng)機(jī)不僅額定負(fù)載時(shí)效率較高，而且在25120額定負(fù)載的范圍內(nèi)效率都維持較高的值。而異步電動(dòng)機(jī)則在35額定負(fù)載附近效率值開(kāi)始顯著下降。永磁同步電動(dòng)機(jī)在14額定負(fù)載時(shí)功率因數(shù)仍可達(dá)0.92以上，而異步電動(dòng)機(jī)則從額定負(fù)載時(shí)的0.85迅速下降到0.47。 圖2 效率對(duì)比曲線 圖3 功率因數(shù)對(duì)比曲線永磁同步電動(dòng)機(jī)；異步電動(dòng)機(jī) 永磁同步電動(dòng)機(jī)；異步電動(dòng)機(jī)力能指標(biāo)（效率與功率因數(shù)的乘積）更直觀地反映出電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。圖4為前面例子中異步電動(dòng)機(jī)與永磁同步電動(dòng)機(jī)的力能指標(biāo)的對(duì)比曲線。從圖中

22、可以看出，異步電動(dòng)機(jī)從額定負(fù)載的60%即開(kāi)始迅速地下降，到25%額定負(fù)載時(shí)力能指標(biāo)已下降至30%。永磁同步電動(dòng)機(jī)在22%的額定負(fù)載時(shí)力能指標(biāo)仍高達(dá)80%，比異步電動(dòng)機(jī)的最大力能指標(biāo)還高。永磁同步電動(dòng)機(jī)即使輕載甚至空載時(shí)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益仍很高，是永磁同步電動(dòng)機(jī)一個(gè)極為可貴的優(yōu)點(diǎn)。 圖4 力能指標(biāo)對(duì)比曲線-永磁同步電動(dòng)機(jī)；異步電動(dòng)機(jī)3.發(fā)展調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，提高電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)效率隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展和器件價(jià)格的不斷降低，人們?cè)絹?lái)越多地采用變頻電源和交流電動(dòng)機(jī)組成交流調(diào)速系統(tǒng)替代直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。在交流電動(dòng)機(jī)中，永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)與電源頻率保持恒定的關(guān)系，這一固有

23、的特性使得它直接用于開(kāi)環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，尤其適用由同一變頻電源供電的多臺(tái)電機(jī)要求準(zhǔn)確同步的傳動(dòng)系統(tǒng)中，如化纖設(shè)備，這可以簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)刷運(yùn)行，而且有較高的效率和功率因數(shù)，可以減少價(jià)格昂貴配套變頻電源的容量，因而在各種調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。這類(lèi)電機(jī)通常可以由變頻器的頻率逐步升高來(lái)起動(dòng)，在轉(zhuǎn)子上可以不設(shè)起動(dòng)繞組。德國(guó)制成5相變頻電源供電的1095kW、230rmin稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，最近俄羅斯試制成功3500kW大型稀土永磁同步電機(jī)，以上兩種產(chǎn)品均用于艦船推進(jìn)。 變頻器供電的永磁同步電動(dòng)機(jī)加上轉(zhuǎn)子位置閉钚控制系統(tǒng)構(gòu)成自同步永磁電動(dòng)機(jī)，既具有電勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)異調(diào)速性能，又實(shí)現(xiàn)

24、了無(wú)刷化，這在要求高控制精度和高可靠性的場(chǎng)合，如航空、航天、數(shù)控機(jī)床、印工中心、機(jī)器人、電動(dòng)車(chē)、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和家用電器等方面都獲得了廣泛應(yīng)用。其中反電動(dòng)勢(shì)波形和供電電流波形都是矩形波的電動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；反電動(dòng)勢(shì)波形和供電電流波形都是正弦波的電動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)永磁同步電動(dòng)機(jī)。美國(guó)制成驅(qū)動(dòng)航天飛機(jī)升降副翼用的12.6kW、9000rmin稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，效率為95，僅重7.65kg。法國(guó)開(kāi)發(fā)的100kW無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，在線圈端側(cè)裝入逆變器，總重只有28kg。我國(guó)也已批量生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床用的稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，調(diào)速比高達(dá)1：10000。電動(dòng)車(chē)是當(dāng)前車(chē)輛發(fā)展的新

25、方向。電動(dòng)車(chē)種類(lèi)很多，其中有電動(dòng)轎車(chē)，工礦電機(jī)車(chē)、清潔車(chē)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所和公園交通用電動(dòng)車(chē)等。其中電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)車(chē)的心臟，稀土永磁電動(dòng)體積小、重量輕、效率高，是電動(dòng)車(chē)的首選方案。在一些生產(chǎn)領(lǐng)域，如油田電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電廠和鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中，水泵和通風(fēng)機(jī)等負(fù)載機(jī)械應(yīng)用數(shù)量大。據(jù)統(tǒng)計(jì)、風(fēng)機(jī)、水泵配套電機(jī)占電機(jī)總量的55，年消耗電能占發(fā)電量的40，風(fēng)機(jī)、水泵各約占20。而目前風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)產(chǎn)品電能利用率非常低，實(shí)際運(yùn)行效率不到50，系統(tǒng)運(yùn)行效率不到30，每年浪費(fèi)電力大約200億kWh。在某些負(fù)載中需要調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、水泵的流量。過(guò)去常采用閥門(mén)、檔板調(diào)節(jié)流量，這樣作系統(tǒng)運(yùn)行效率明顯下降。 （1）水泵 世界上泵產(chǎn)

26、品所消耗的電能約占總發(fā)電量20。在農(nóng)田排灌、油田、城市供水、水力與火力發(fā)電、化工、輸油管線等領(lǐng)域都發(fā)揮重要作用。1999年全國(guó)工業(yè)泵產(chǎn)量為93萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值60億元。泵是輸送流體的機(jī)械，泵的功能是把電動(dòng)機(jī)的機(jī)械傳遞給液體，使液體升高或移動(dòng)。按作用原理可分為三大類(lèi)，葉片式泵（或稱(chēng)動(dòng)力式泵）、容積式泵、特殊泵。降低系統(tǒng)能耗的一種有效方法是應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，其節(jié)能效果最顯著。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)注流孔可變的閥門(mén)而運(yùn)行于一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速，其流體的流量是通過(guò)閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)的。由于電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)行于高壓頭，故關(guān)小閥門(mén)可減少流量，但減少能耗數(shù)值甚小。以油田注水泵工作特性為例。其流量Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比，揚(yáng)程與

27、轉(zhuǎn)速二次方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。 圖5 調(diào)速運(yùn)行節(jié)能原理圖圖5中A點(diǎn)為注水泵原來(lái)的工作，現(xiàn)在假設(shè)根據(jù)井下地質(zhì)情況的變化需減少注水量。在圖5a中電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，工作點(diǎn)由A點(diǎn)變到B點(diǎn)，此時(shí)的功率為：即當(dāng)注水量降到原來(lái)的80%時(shí)，功率僅降為原來(lái)的96%，只下降了4個(gè)百分點(diǎn)。若通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，如圖5b所示，則工作點(diǎn)由A點(diǎn)變?yōu)镃點(diǎn)，相應(yīng)的功率為：與節(jié)流相比，節(jié)電率為40%。可見(jiàn)，通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)注水量，具有十分顯著的節(jié)電效果。（2）風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)是排送氣體的總稱(chēng)，根據(jù)排氣壓力的高低，分為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和透平壓縮機(jī)。椐上個(gè)世紀(jì)90年代不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)風(fēng)機(jī)的擁有量400萬(wàn)臺(tái)。椐統(tǒng)

28、計(jì)2000年年產(chǎn)量為200萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)值5.7億元。這些風(fēng)機(jī)絕大數(shù)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，素有電老虎之稱(chēng)，因而風(fēng)機(jī)的節(jié)能具有十分重要的意義。風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，根據(jù)工況要求，需要調(diào)節(jié)風(fēng)量。過(guò)去調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，常常加裝出口檔板和進(jìn)口檔板，通過(guò)檔風(fēng)板調(diào)節(jié)風(fēng)量。采用這種方式，能量損失大。采用調(diào)速裝置，節(jié)能效果顯著。調(diào)速裝置一般有高效型和低效型兩種，變頻調(diào)速屬于高效型，變壓調(diào)速、串電阻調(diào)速、電磁滑差離合器調(diào)速屬于低效型。變頻調(diào)速有異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速和永磁同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速，前者平均節(jié)電25%左右，后者平均節(jié)電 30%以上。所以永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速（包括無(wú)刷直流電機(jī)）效果要比異步電機(jī)效果好。根據(jù)實(shí)用機(jī)電節(jié)能技術(shù)手冊(cè)提供的資料

29、分析，風(fēng)機(jī)的節(jié)能措施有多種，其中調(diào)速方法最有效。在調(diào)速方法中變頻調(diào)速較理想。在保持管網(wǎng)阻力不變的條件下，通過(guò)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速使風(fēng)機(jī)性能曲線變化的調(diào)節(jié)方式稱(chēng)為變速調(diào)節(jié)。由于變頻調(diào)節(jié)方式無(wú)附加壓力損失。所以是一種高效的調(diào)節(jié)方法。節(jié)能效益最佳。變速前后風(fēng)機(jī)參數(shù)按下式計(jì)算：流量 （3-1）壓力 （3-2）功率 （3-3）（帶“”者為變速前的參數(shù)）。關(guān)于電動(dòng)機(jī)的功率消耗見(jiàn)表3。表3注：1.低效型調(diào)速為：（1）轉(zhuǎn)于串電阻：（2）電磁滑差離合器；（3）定子變壓調(diào)速。2.表3引自實(shí)用機(jī)電節(jié)能技術(shù)手冊(cè)989頁(yè)。Nn節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)輸入功率 Nl1低效型調(diào)節(jié)時(shí)的輸入功率 NHI高效型調(diào)節(jié)時(shí)輸入功率Ns滑差功率損失 Nc傳動(dòng)

30、機(jī)構(gòu)損失 N理想無(wú)損失時(shí)輸入功率 效率，角標(biāo)與的定義同圖6 調(diào)節(jié)時(shí)功率及效率變化圖注：該圖引自實(shí)用機(jī)電節(jié)能技術(shù)手冊(cè)989頁(yè)，關(guān)于電動(dòng)機(jī)功率消耗特性參見(jiàn)表3。從表中可見(jiàn)，當(dāng)風(fēng)機(jī)流量調(diào)節(jié)范圍在10030時(shí)，不同調(diào)節(jié)裝置的節(jié)能和電耗差距很大。如以采取出口調(diào)節(jié)（檔板）時(shí)的電耗為參考標(biāo)準(zhǔn)，令其為100%，則當(dāng)流量減少到80%時(shí)，采取串電阻調(diào)速、電磁滑差離合器等低效調(diào)速的耗電為68.3%，節(jié)電為31.7%，在同樣條件下，采取高效調(diào)速方式的耗電為55.2%，節(jié)電為44.8%。當(dāng)流量為90%時(shí)，低效型調(diào)速方式僅節(jié)電16.9%，即使是高效型調(diào)速方式節(jié)電也不過(guò)23.7%；但當(dāng)流量為50%時(shí)，低效型調(diào)速方式節(jié)電為6

31、5.4，而高效型調(diào)速方式節(jié)電可達(dá)82。由此可見(jiàn)調(diào)速深度越大，調(diào)速裝置節(jié)電越顯著。在表3中，黑線區(qū)內(nèi)是各調(diào)節(jié)方案的禁用區(qū)。因?yàn)樵谶@區(qū)域內(nèi)，損耗功率大于輸入功率的50以上。從該表分析得出，當(dāng)流量比(實(shí)際流量額定流量)大于90時(shí)，高效型、低效型節(jié)電相差不大，是否采用調(diào)速裝置應(yīng)作經(jīng)濟(jì)分析，如大于95則不必考慮。當(dāng)流量比大于85時(shí)，低效型調(diào)速裝置節(jié)能與進(jìn)口節(jié)流相比，其優(yōu)越性不明顯。當(dāng)流量小于50時(shí)，應(yīng)采用高效型調(diào)速裝置。采用稀土永磁電機(jī)變頻調(diào)速，比異步電機(jī)變頻調(diào)速。一般情況，節(jié)電高5%以上。 水泵、風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況相似，變頻調(diào)速的節(jié)能效果也相近。特別是稀土永磁電機(jī)變頻調(diào)速效果更好。變頻調(diào)速裝置節(jié)能實(shí)例；對(duì)于

32、一臺(tái)3.5kW的風(fēng)機(jī)年運(yùn)行7000h，如采用調(diào)壓調(diào)速，每年可節(jié)電4140kWh，而采用變頻調(diào)速，每年可節(jié)電6480kWh，節(jié)電率高達(dá)50。如采用變頻調(diào)速稀土永磁電機(jī)，預(yù)計(jì)每年可節(jié)電6600kWh。1臺(tái)500kW風(fēng)機(jī)，一年工作7000h，若采用變頻調(diào)速稀土永磁電機(jī)，則年節(jié)電將達(dá)40萬(wàn)kWh。節(jié)電效果十分顯著。(3)家用電器近十幾年來(lái)，我國(guó)家用電器得到了快速發(fā)展。1979年以前，我國(guó)居民家用電基本上是照明。1979年全國(guó)城市居民生活用電約為15億kWh，占全國(guó)總用電量的0.65。19801981年間，城市居民用生活用電量增至22億kWh，占全國(guó)總用電量的0.9。1985年城鄉(xiāng)居民日用電器耗電量為1

33、15億kWh，占全國(guó)總用電量的3.3。1990年，全國(guó)日用電器耗電量激增到296億kWh，占全國(guó)總用電量的6.1。2001年，全國(guó)日用電器耗電量為1672億kWh，占全國(guó)總用電量的12.4。發(fā)展速度之快，實(shí)為少見(jiàn)。表4 全國(guó)主要日用電器產(chǎn)品 萬(wàn)臺(tái)年份家用電冰箱房間空調(diào)器洗衣機(jī)電風(fēng)扇200012791826.271442.98200113512333.641341.6196162001出口量405.48386.57101.9211243注：2001年出口的405.48萬(wàn)臺(tái)為冷藏冷凍箱家用電器的節(jié)能潛力很大，現(xiàn)在普通的家用電器選用的均為單相小型電機(jī)，這類(lèi)電動(dòng)機(jī)額定效率很低，如0.18kW單相電動(dòng)機(jī)

34、額定效率只有55。相同容量的稀土永磁無(wú)槽無(wú)刷直流電機(jī)，額定效率可達(dá)90，相差24。我國(guó)家用電器的產(chǎn)量很大，但節(jié)能技術(shù)水平較低。從全國(guó)來(lái)說(shuō)，還存在如下一些問(wèn)題，首先是一些企業(yè)對(duì)家用電器節(jié)能問(wèn)題還沒(méi)有引起足夠的重視，對(duì)節(jié)能技術(shù)和新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)投入不夠。在市場(chǎng)上搞價(jià)格大戰(zhàn)，現(xiàn)在全國(guó)空調(diào)器廠有400余家是螺絲刀工廠。從外邊購(gòu)進(jìn)零件進(jìn)行組裝，裝后傾銷(xiāo)市場(chǎng)，這樣就談不上節(jié)能問(wèn)題。 世界家電產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展有兩大趨勢(shì)：黑色家電數(shù)字化，白色家電綠色化。白色家電綠色化有兩大課題：一是氟里昂的替代問(wèn)題，二是節(jié)能問(wèn)題。歐美各國(guó)重視節(jié)能要求，通過(guò)立法，對(duì)白色家電采取粘貼節(jié)能標(biāo)簽的做法。例如美國(guó)能源部提出2000年空調(diào)器

35、能效比(COP值)要達(dá)到一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品上貼一個(gè)黃色標(biāo)簽作為標(biāo)志。同樣，在電冰箱方面，1989年11月美國(guó)能源部制定法規(guī)，要求1993年以后生產(chǎn)的電冰箱能耗要比當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品能耗降低25。1998年又制定新法規(guī)，要求2001年7月1日后生產(chǎn)的電冰箱，節(jié)能指標(biāo)再提高30。今后進(jìn)入美國(guó)空調(diào)器、冰箱等家電產(chǎn)品不僅要通過(guò)UL安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，還必須有節(jié)能標(biāo)簽。歐洲冰箱已實(shí)行能耗分級(jí)標(biāo)志制度。如從德國(guó)口的180L西門(mén)子冰箱，在冰箱前面用不同顏色標(biāo)出A、B、C、D、E、F、G七個(gè)等級(jí)標(biāo)志。A級(jí)年耗電量為292kWh。以上表明，安全節(jié)能已成為發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)發(fā)展中國(guó)家設(shè)置的技術(shù)壁壘。在我國(guó)為正確引導(dǎo)企業(yè)采用新技術(shù)，降低

36、電冰箱能耗值，促進(jìn)節(jié)能、環(huán)保，提高產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，1999年8月份正式批準(zhǔn)新的GB 12021.2家用電冰箱電耗限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的大部分產(chǎn)品，是按GB 12021國(guó)標(biāo)對(duì)每類(lèi)日用電器規(guī)定電耗限定值組織生產(chǎn)和銷(xiāo)售的。電冰箱電耗限定值是額定耗電量（kWh/24）對(duì)冷藏箱和冷藏冷凍箱，按容量規(guī)格給出不同的電耗額定值（見(jiàn)表5）。表5 電冰箱的電耗額定值電冰箱分類(lèi)按相近似的有效容積進(jìn)行分檔(L)限定值(kWh/24h) 冷藏箱 (N.TS型)100以下1001291301491501791802092102500.50.60.70.80.850.95冷藏冷凍箱(N.ST)

37、1001391401591601791802092102492502993003501.01.11.21.31.41.51.6目前在市場(chǎng)上出現(xiàn)一批節(jié)能冰箱。如西門(mén)子生產(chǎn)的180L節(jié)能冰箱，年耗電量為292kWh，折合日耗電量為0.8kWh。比表5中限定值1.3kWh低38。還有幾家國(guó)產(chǎn)冰箱180L容量，日耗能量為0.851kWh，比表5中的限定值低3423，節(jié)能潛力很大。最近出現(xiàn)一種變頻調(diào)速冰箱伊來(lái)克斯，容量為180L，電機(jī)的容量只有90W，日耗電量為0.44kWh。但銷(xiāo)售價(jià)較高，4168元。比普通冰箱價(jià)格高一倍。在空調(diào)器方面，近年國(guó)際上出現(xiàn)了變頻技術(shù)應(yīng)用的強(qiáng)勁潮流，以日本為例，近年變頻空調(diào)器

38、已占年產(chǎn)量7080。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2002年變頻空調(diào)約占7.8，其中有40是海信生產(chǎn)的。采用變頻調(diào)速壓縮機(jī)，改變制冷量的控制方式。舊式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速是恒定的，其室溫的控制是靠壓縮機(jī)的開(kāi)、停來(lái)控制制冷量，這樣就增加了壓縮機(jī)開(kāi)、停時(shí)的損耗，降低了壓縮機(jī)的COP值。而房間空調(diào)器的運(yùn)行工況實(shí)際上是隨室溫高低而變化的，為了保持空調(diào)器的能效比值，要求壓縮機(jī)的制冷量隨工況條件而變化，不致造成能量損失。因此，要求壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度是可調(diào)的。這樣壓縮機(jī)的制冷量將隨轉(zhuǎn)速而變化，與運(yùn)行工況(冷卻負(fù)荷)相適應(yīng)，可提高壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的性能系數(shù)，提高空調(diào)器運(yùn)行時(shí)的能效比。對(duì)于房間空調(diào)器電耗限定值，GB-12021規(guī)定見(jiàn)表6及

39、表7。表6 房間空調(diào)器電耗限定值（制冷性能系數(shù)） 名義制冷量 性能系數(shù) (WW) (W) 整體式 分體式 2500 2.2 2.3 28004500 2.26 2.31 4500 2.32 2.44表7 房間空調(diào)器電耗限值(電熱制換消耗功率)電熱制換器電熱制換消耗功率(W)電熱制換器300熱泵輔助電換型1500空調(diào)器的能耗主要取決于壓縮機(jī)的能效比和冰箱的運(yùn)行機(jī)制。GB 12021性能系數(shù)，分體式為2.32.44；整體式為2.22.32。其性能較低。三菱電機(jī)空調(diào)器制冷時(shí)COP值已達(dá)3.11，電熱制換時(shí)則達(dá)到3.54。海信公司采用稀土永磁無(wú)刷直流變頻調(diào)速電機(jī)，COP值高達(dá)4，節(jié)能達(dá)25%以上。變頻

40、調(diào)速將在電機(jī)產(chǎn)業(yè)廣泛推廣應(yīng)用。就家電產(chǎn)品而言，異步電機(jī)變頻調(diào)速，傳統(tǒng)直流電機(jī)調(diào)速、稀土永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速，以無(wú)刷直流電機(jī)節(jié)能效果最為顯著。除稀土永磁電機(jī)額定效率明顯高于交流電機(jī)外，在調(diào)速過(guò)程中，隨著轉(zhuǎn)速調(diào)低，交流電動(dòng)機(jī)效率明顯下降，而稀土永磁電機(jī)效率卻變化不大，見(jiàn)圖7。轉(zhuǎn)速%圖7家用電器用電機(jī)市場(chǎng)很大，預(yù)計(jì)2005年家電產(chǎn)量為：房間空調(diào)器2 000萬(wàn)臺(tái)，家用電冰箱1400萬(wàn)臺(tái)，洗衣機(jī)1400萬(wàn)臺(tái)。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，1P變頻空調(diào)器價(jià)格為2599元，比一般空調(diào)器高800元，用戶(hù)可以接受。據(jù)有關(guān)單位預(yù)測(cè)變頻空調(diào)器生產(chǎn)比重將達(dá)到總產(chǎn)量30，即600萬(wàn)臺(tái)。變頻電冰箱雖然市場(chǎng)已見(jiàn)到產(chǎn)品，節(jié)能效果達(dá)50以上，

41、但價(jià)格偏高，比相同一般冰箱高出1000元以上，根據(jù)永磁電機(jī)和變頻器的成本有可能降低到只高出500元。這樣有可能推廣10，即140萬(wàn)臺(tái)。變頻洗衣機(jī)雖然在性能方面有所提高，但價(jià)格增加幅度大，又加上洗衣機(jī)運(yùn)行時(shí)間短，節(jié)能效果不突出，將來(lái)可以根據(jù)國(guó)外市場(chǎng)需要，考慮發(fā)展，按推廣比例5計(jì)算，2005年可達(dá)70萬(wàn)臺(tái)。電吸塵器過(guò)去主要采用串激電機(jī)噪聲大，壽命低，如果采取無(wú)刷直流電機(jī)，性能有明顯提高，但價(jià)格提高太多，用戶(hù)難以接受。目前可以進(jìn)行研制，先把成本降下來(lái)。 綜上所述，積極發(fā)展無(wú)刷直流電機(jī)，特別是無(wú)槽稀土永磁無(wú)刷電機(jī)，2005年預(yù)期可推廣740萬(wàn)臺(tái)。開(kāi)發(fā)研究家用電器電機(jī)應(yīng)當(dāng)開(kāi)展技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，做到技術(shù)先進(jìn)，

42、經(jīng)濟(jì)合理，這一點(diǎn)將進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)全面分析。4.微特電機(jī)微特電機(jī)隨著經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，2000年全世界微特電機(jī)的需求量已達(dá)65億臺(tái)。市場(chǎng)分布情況和市場(chǎng)動(dòng)向見(jiàn)圖8和表8。圖8 市場(chǎng)分布情況表8 主要小電機(jī)市場(chǎng)動(dòng)向和預(yù)測(cè) 年份 數(shù)量品種 1998 1999 20002001(預(yù)測(cè))2002(預(yù)測(cè))2003(預(yù)測(cè))千臺(tái)千臺(tái)干臺(tái)干臺(tái)干臺(tái)千臺(tái) 機(jī)械穩(wěn)速電機(jī) 電子穩(wěn)速電機(jī) 無(wú)鐵心電機(jī) 無(wú)刷電機(jī)2115 065165 09096915591 1852364 220 163 050 143 770 651 8452570 250152 720257 650752 0102750 000 148

43、 000 300 000 820 0002900 000 139 000 370 000 910 0003000 000 128 000 450 0001030 000步進(jìn)電機(jī) PM LS HB234780158 79552 785236 920198 33056 770285 550250 00065 380310 000300 00061 000340 000350 00058 000360 000390 00058 000軸流風(fēng)扇電機(jī) DCAC144 9907450163 590 6 500200 020 6 700 215000 6500 240 000 6 500260 000 60

44、00 異步電機(jī) 同步電機(jī) 串激電機(jī)75 38057 52019 930 73 950 28 30020630 77 575 23 900 20 550 81 000 21 800 20700 82 700 20900 20 750 84 000 20200 20 700 合 計(jì)37196654107 875462692550340005329 8505806 900該圖8、表8引自2001年第六屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集，微特電機(jī)市場(chǎng)動(dòng)向和發(fā)展對(duì)策(袁海林、施進(jìn)浩)。 從表8分析，2003年預(yù)測(cè)全世界58.069億臺(tái)微特電機(jī)中，有異步電機(jī)，屬于電勵(lì)磁結(jié)構(gòu)。其余大部分屬于永磁電機(jī)。在永磁電機(jī)中

45、，高檔產(chǎn)品多是稀土永磁電機(jī)，中檔產(chǎn)品有稀土永磁結(jié)構(gòu)，也有鐵氧體永磁結(jié)構(gòu)，低檔產(chǎn)品大部分是鐵氧體結(jié)構(gòu)。 在表8中，無(wú)鐵心電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)多數(shù)為稀土永磁電機(jī)，2003年預(yù)測(cè)的產(chǎn)量為22.88億臺(tái)，占總產(chǎn)量39.4%。另外，電子穩(wěn)速電機(jī)、軸流風(fēng)扇直流電機(jī)、小容量同步電機(jī)等，稀土永磁電機(jī)都有發(fā)展的廣泛空間。所以稀土永磁電機(jī)將成為微特電機(jī)發(fā)展的主流產(chǎn)品。表8的無(wú)刷電機(jī)，預(yù)計(jì)2003年全世界產(chǎn)量將達(dá)到10.30億臺(tái)，占微特電機(jī)總產(chǎn)量17.7，而且每年以10以上的速度增長(zhǎng)，不僅在小容量的微特電機(jī)中發(fā)展很快，而且在數(shù)百kW的中型電機(jī)中也有應(yīng)用前景。它的應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛，有家用電器、電動(dòng)車(chē)輛、數(shù)控機(jī)床

46、、加工中心、機(jī)器人、醫(yī)療器械、輕工機(jī)械、化纖紡織設(shè)備、航空航天、艦船設(shè)備等。如果說(shuō)異步電動(dòng)機(jī)是二十世紀(jì)電力拖動(dòng)的主流產(chǎn)品，而變頻調(diào)速稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)和稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)則是二十一世紀(jì)電動(dòng)機(jī)主流產(chǎn)品。當(dāng)然隨著異步電動(dòng)機(jī)性能的提高，由于其技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠，價(jià)格低廉，仍會(huì)長(zhǎng)期存在。 (1)信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的需求信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的范圍很廣泛，我們重點(diǎn)分析與微特電機(jī)發(fā)展密切的兩類(lèi)產(chǎn)品。一是計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備；二是移動(dòng)通訊產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)信息產(chǎn)業(yè)是我國(guó)目前發(fā)展最為迅速的產(chǎn)業(yè)之一。2000年我國(guó)計(jì)算機(jī)銷(xiāo)售量為717萬(wàn)臺(tái)，比1999年增長(zhǎng)了45.1，約占亞太地區(qū)計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的36。預(yù)計(jì)2002年計(jì)算機(jī)產(chǎn)量將達(dá)100

47、0萬(wàn)臺(tái)，比2000年增長(zhǎng)39。隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，微特電機(jī)在信息電子產(chǎn)品中應(yīng)用也得以發(fā)展，成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。其主要集中在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中，如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(FDD)、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(CD-ROM、CD-RW)等。計(jì)算機(jī)用主軸電機(jī)是無(wú)刷直流電機(jī)，是集精密機(jī)械和電子為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，屬高技術(shù)、高精密元器件，其作用是驅(qū)動(dòng)磁盤(pán)片、光盤(pán)、軟盤(pán)，做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，供磁、光頭快速讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。國(guó)內(nèi)尚無(wú)此種電機(jī)生產(chǎn)廠，國(guó)外集中在美國(guó)、日本少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，且對(duì)該主軸電機(jī)的技術(shù)資料和生產(chǎn)工藝技術(shù)嚴(yán)格保密。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也只是在近些年開(kāi)始生產(chǎn)DVD、VCD、CD-ROM和CD-RW用主軸電機(jī)，前一

48、段時(shí)間臺(tái)灣將有刷直流電機(jī)(低、中檔產(chǎn)品)生產(chǎn)線移植大陸內(nèi)地后，由臺(tái)灣工業(yè)研究院以開(kāi)發(fā)為主，將研究成果及時(shí)轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。目前已有自主產(chǎn)權(quán)的CD-ROM和DVD的主軸電機(jī)，并已進(jìn)入批量生產(chǎn)，極大提高了臺(tái)灣地區(qū)微特電機(jī)產(chǎn)品檔次。計(jì)算機(jī)用擺動(dòng)電機(jī)是一種直流伺服直線電機(jī)，它不需要任何機(jī)械傳動(dòng)，就可將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。由于運(yùn)動(dòng)本身是質(zhì)量很輕的線圈，因此它具有響應(yīng)頻率高、速度快、推力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲、無(wú)機(jī)械磨損和控制方便、定位精度高等特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)用擺動(dòng)電機(jī)已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外圍硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器中驅(qū)動(dòng)磁頭作直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)磁盤(pán)快速存儲(chǔ)和提取信息功能。因而是硬磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中一個(gè)關(guān)鍵元件。近期，由于日美兩國(guó)勞動(dòng)

49、力工資較高，已經(jīng)把某些型軟盤(pán)、光盤(pán)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)向海外，主要在東南亞的新加坡、臺(tái)灣和韓國(guó)等地，建立不少小型磁盤(pán)機(jī)組裝工廠，需要大量的主軸電機(jī)和擺動(dòng)電機(jī)。而硬盤(pán)用主軸電機(jī)和擺動(dòng)電機(jī)大部分仍然由美國(guó)和日本供應(yīng)。例如生產(chǎn)釹鐵硼永磁材料的日本住友公司，每月生產(chǎn)擺動(dòng)電機(jī)20萬(wàn)臺(tái)，美國(guó)北方磁體公司生產(chǎn)各種類(lèi)型擺動(dòng)電機(jī)，在北美、日本、歐洲都有代理商，負(fù)責(zé)銷(xiāo)售擺動(dòng)電機(jī)。我國(guó)深圳和長(zhǎng)城公司也在組裝硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，元件由國(guó)外進(jìn)口。2000年據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器出口1599.93萬(wàn)只；軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器5341.15萬(wàn)只；光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器出口5912.4萬(wàn)只。以上三種出口產(chǎn)品共需主軸電機(jī)12813.48萬(wàn)只和擺動(dòng)電機(jī)1559.93

50、萬(wàn)只。通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)用主軸電機(jī)、擺動(dòng)電機(jī)頭推組合件(HSA)的研究再開(kāi)發(fā)，掌握設(shè)計(jì)和工藝生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)對(duì)DVD、VCD、CD-ROM和CD-RW和CD-RW用主軸電機(jī)產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支持，是非常緊迫的。 據(jù)美國(guó)市場(chǎng)分析公司、國(guó)際數(shù)據(jù)公司(1DC)統(tǒng)計(jì)，2000年亞太地區(qū)(除日本外)的PC機(jī)銷(xiāo)售達(dá)1990萬(wàn)臺(tái)，按國(guó)家和地區(qū)統(tǒng)計(jì)，2000年中國(guó)銷(xiāo)售量717萬(wàn)臺(tái)，2002年計(jì)算機(jī)生產(chǎn)量已達(dá)到1000萬(wàn)臺(tái)。 按每臺(tái)PC機(jī)至少有一臺(tái)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，作儲(chǔ)存信息用，1000萬(wàn)臺(tái)PC機(jī)，至少配備10001200萬(wàn)臺(tái)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，各需要10001200萬(wàn)只擺動(dòng)電機(jī)和主軸電機(jī)。些外，DVD、VCD、CD-ROM和CD-RW用

51、主軸電機(jī)也有龐大的市場(chǎng)需求量。臺(tái)灣在廣東東莞建有一家擁有3000名職工的獨(dú)資企業(yè)，投資5億元人民幣，年產(chǎn)DVD、VCD、CD-ROM、CD-RW3000萬(wàn)臺(tái)，主軸電機(jī)全部依靠進(jìn)口。我們要開(kāi)發(fā)以上兩種，不能仿制，必須有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。擺動(dòng)電機(jī)和主軸電機(jī)采用高性能釹鐵硼。擺動(dòng)電機(jī)用燒結(jié)釹鐵硼，占總產(chǎn)量的4060。主軸電機(jī)采用粉末粘結(jié)磁體，其用量約占磁體粉末50。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平的大幅度提高，信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭銳不可當(dāng)。2000年我國(guó)手機(jī)產(chǎn)量(包括出口量)已達(dá)到5000萬(wàn)臺(tái)，全年累計(jì)用戶(hù)7650萬(wàn)戶(hù)，我國(guó)手機(jī)市場(chǎng)(包括新購(gòu)手機(jī)數(shù)量和更換手機(jī)數(shù)量)1999年為2006萬(wàn)臺(tái)，2000年

52、為3742臺(tái)，2001年預(yù)計(jì)4690萬(wàn)臺(tái)，2002年預(yù)計(jì)5520萬(wàn)臺(tái)。呼機(jī)配套電機(jī)，主要是空心杯轉(zhuǎn)子微型直流電機(jī)，要求小型化、輕型化，以振動(dòng)電機(jī)為例，外型尺寸從中6mm10mm減到4mm 8mm。其次要求產(chǎn)品質(zhì)量可靠，壽命長(zhǎng)，過(guò)去曾發(fā)生過(guò)磁體表面防護(hù)層脫落質(zhì)量事故、產(chǎn)品壽命低等質(zhì)量問(wèn)題，正在著手解決，主要是提高產(chǎn)品的可靠性?？招霓D(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)不僅用于手機(jī)用戶(hù)，還廣泛用于儀表、相機(jī)、音響、視聽(tīng)產(chǎn)品等，數(shù)量巨大，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)已形成批量生產(chǎn)條件，除滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求外，還大批出口。出口產(chǎn)品集中在萬(wàn)寶至等獨(dú)資企業(yè)。(2)高精度伺服電機(jī)伺服電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。產(chǎn)品的品種也很多。在國(guó)外釹鐵硼產(chǎn)量有70用于電機(jī)

53、，其中有50用于主軸電機(jī)和擺動(dòng)電機(jī)。其次，占第二位的是伺服電機(jī)，特別是機(jī)床用伺服電機(jī)。2001年全國(guó)金屬切削機(jī)產(chǎn)量為25.58萬(wàn)臺(tái)，其中大型機(jī)床2033臺(tái)，高精度機(jī)床943臺(tái)，數(shù)控機(jī)床18593臺(tái)。1999年加工中心年產(chǎn)量303臺(tái)。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床、加工中心的產(chǎn)量預(yù)測(cè)，每年需要高精度伺服電機(jī)4萬(wàn)臺(tái)左右。長(zhǎng)期以來(lái)，基于有刷直流電動(dòng)機(jī)的直流伺服系統(tǒng)在高性能電氣伺服系統(tǒng)占主導(dǎo)地位。這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)具有良好的線性機(jī)械特性、起動(dòng)力矩大、調(diào)速范圍寬和控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但直流電動(dòng)機(jī)由于使用電刷和換向器，其可靠性和維護(hù)性差。80年代中期，隨著稀土永磁材料、大功率開(kāi)關(guān)元件和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，稀土永磁交流伺服

54、系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也得到快速發(fā)展，顯示出明顯的優(yōu)點(diǎn)。稀土永磁交流伺服電機(jī)既具有直流電動(dòng)機(jī)良好的調(diào)速特性，又無(wú)電刷和換向器，提高了系統(tǒng)的可靠性。稀土永磁交流伺服電機(jī)與其他伺服電機(jī)相比，還具有高性能、輕型化、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。因此，稀土永磁交流伺服電機(jī)系統(tǒng)正在取代直流等其他伺服系統(tǒng)，成為現(xiàn)代伺服技術(shù)發(fā)展的主流方向。由于稀土永磁交流伺服電機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)突出，使其在航空航天、雷達(dá)火炮等軍事裝備、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域具備廣闊的應(yīng)用前景。稀土永磁交流伺服系統(tǒng)采用稀土永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件。按照工作原理、驅(qū)動(dòng)電流波形和控制方式的不同，稀土永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)可分為兩種基本的運(yùn)行模式：一種是方波電流驅(qū)動(dòng)的

55、稀土永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)，另一種是正弦波驅(qū)動(dòng)的稀土永磁電動(dòng)機(jī)。前者又稱(chēng)為稀土永磁無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)為方波電動(dòng)機(jī)；后者又稱(chēng)為稀土永磁無(wú)刷交流伺服電動(dòng)機(jī)。 從電機(jī)結(jié)構(gòu)上分析，方波電動(dòng)機(jī)與正弦波電動(dòng)機(jī)沒(méi)有多大差別，但由于它的運(yùn)行原理不同，使得其在轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生方式、控制方法、出力等方面均有很大差異。所以研究交流伺服電機(jī)，必須研究其驅(qū)動(dòng)裝置，兩者不能分割，過(guò)去那種機(jī)械分工的方法是不可取的。因此要強(qiáng)調(diào)發(fā)展交流伺服系統(tǒng)，需要解決機(jī)電一體化問(wèn)題。交流伺服裝置的發(fā)展方向是數(shù)字化。伺服電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。由于應(yīng)用場(chǎng)合的不同，對(duì)伺服電機(jī)的控制性能要求也不盡相同。在實(shí)際應(yīng)用中，伺服電動(dòng)機(jī)有各種不同控制方式。例如轉(zhuǎn)矩電流

56、控制、速度控制、位置控制等。伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)也經(jīng)歷了直流伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，直至近年來(lái)的永磁電機(jī)交流伺服系統(tǒng)發(fā)展迅速，各類(lèi)自動(dòng)化設(shè)備、自動(dòng)加工裝置大部分都采用了永磁電機(jī)的交流伺服系統(tǒng)。永磁電機(jī)交流伺服系統(tǒng)是當(dāng)前伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向，但在具體應(yīng)用對(duì)象中，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的技術(shù)要求，進(jìn)行選擇。例如，印制繞組和線繞電樞盤(pán)式電動(dòng)機(jī)、杯形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直線電動(dòng)機(jī)、直接驅(qū)動(dòng)伺服力矩電動(dòng)機(jī)，應(yīng)用也很廣泛。在某些場(chǎng)合也是不可替代的。因此我們根據(jù)不同使用要求，積極發(fā)展多品種，可以滿(mǎn)足不同使用對(duì)象的要求。從機(jī)械工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析，不僅機(jī)床產(chǎn)品廣泛采用數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而且重大成套設(shè)備、冶金礦山設(shè)備

57、、石化設(shè)備、輕工設(shè)備、紡織設(shè)備、各種試驗(yàn)機(jī)械、儀器儀表，均向自動(dòng)化、機(jī)電一體化方向發(fā)展。高性能伺服電機(jī)是機(jī)電一體化、自動(dòng)化的基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)力量很弱，科技投入少，明顯落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)水平。在產(chǎn)業(yè)化方面也很落后。目前生產(chǎn)的單位有蘭州電機(jī)廠和華中理工大學(xué)新型電機(jī)廠等，年產(chǎn)量6200臺(tái)。建議加快研發(fā)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。推廣應(yīng)用稀土永磁電機(jī)，特別是變頻調(diào)速電機(jī)，變頻器是瓶頸，其中電力電子元器件性能價(jià)格是關(guān)鍵。長(zhǎng)期以來(lái)，并未引起我國(guó)有關(guān)部門(mén)的重視，高性能變頻器和電力電子元器件一直卡在日本等外國(guó)人手里。我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，基礎(chǔ)機(jī)械，如精密機(jī)械、數(shù)控機(jī)床水平低；基礎(chǔ)零部件落后，如液壓件、氣動(dòng)元件、電力電

58、子元件等，共性基礎(chǔ)工藝落后，所有這些結(jié)果，都和過(guò)去實(shí)行的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)有關(guān)。因?yàn)橛?jì)劃經(jīng)濟(jì)只注意產(chǎn)量產(chǎn)值，不重視企業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)，忽視提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。(3)紡織及化纖設(shè)備配套電機(jī)紡織機(jī)械和化纖設(shè)備對(duì)配套電機(jī)除節(jié)能的要求外，還要求高性能，如高調(diào)速精度，高速運(yùn)轉(zhuǎn)?；w設(shè)備的應(yīng)用前景看好。2001年化纖總產(chǎn)量為841.38萬(wàn)噸，另外每年還要進(jìn)口300萬(wàn)噸左右。年增長(zhǎng)率約20。隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)服裝面料的各種要求也越來(lái)越高，大部分化纖設(shè)備只有不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，才能滿(mǎn)足市場(chǎng)需要。在化纖設(shè)備上，大量并普遍使用交流永磁同步電機(jī)，如計(jì)量泵電機(jī)、摩擦輥電機(jī)、導(dǎo)絲盤(pán)電機(jī)、熱輥電機(jī)等，這類(lèi)產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)均采用同

59、步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制，調(diào)速精度一般可以達(dá)到小于0.5。特別適用于紡織、化纖行業(yè)、控制精度高、多電機(jī)同步傳動(dòng)系統(tǒng)。在化纖機(jī)械中各種紡絲機(jī)配套電動(dòng)機(jī)性能要求高，技術(shù)難度大。例如滌綸長(zhǎng)絲高速紡絲機(jī)、滌倫細(xì)絲高速紡絲機(jī)、丙綸中速紡絲機(jī)、丙綸一步紡絲機(jī)、粘膠長(zhǎng)絲連續(xù)紡絲機(jī)、丙輪中速紡絲機(jī)等。其中熱輥及配套電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品，熱輥表面溫度根據(jù)化纖材料不同，分別為1401.5；2201.5。電機(jī)轉(zhuǎn)速為4500轉(zhuǎn)分；6000轉(zhuǎn)分。變頻調(diào)速永磁電機(jī)，調(diào)速精度達(dá)到0.5，要求自動(dòng)控溫，熱輥、軸承等關(guān)鍵零部件壽命達(dá)3年以上。除化纖設(shè)備外，在印染、棉紡、織機(jī)等機(jī)械產(chǎn)品，也需要大量的稀土永磁電機(jī)，“十五”期間紡織行

60、業(yè)需求見(jiàn)表9。表9 “十五”期間紡織行業(yè)電機(jī)需求情況紡織機(jī)械名稱(chēng)所需電機(jī)單臺(tái)機(jī)械用量電機(jī)年需求量(萬(wàn)臺(tái))化纖紡織機(jī)械601500W同步電機(jī)1622臺(tái)48印染機(jī)直流力矩電機(jī)10余臺(tái)50細(xì)織機(jī)3040W單錠驅(qū)動(dòng)電機(jī)400520臺(tái)40織布機(jī)直流力矩電機(jī)48臺(tái)56梳棉機(jī)低慣量直流電機(jī)12無(wú)梭織機(jī)變頻調(diào)速交流電機(jī)1臺(tái)20紡織及化纖設(shè)備年需稀土永磁電機(jī)約226萬(wàn)臺(tái)，其中有相當(dāng)多的數(shù)量靠進(jìn)口。有的隨主機(jī)進(jìn)口，有的購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)機(jī)進(jìn)口。目前國(guó)內(nèi)數(shù)百家電機(jī)廠只生產(chǎn)一般的異步電動(dòng)機(jī)。一般異步電動(dòng)機(jī)供大于求，價(jià)格也壓的過(guò)低，因此大部分電機(jī)廠生存發(fā)生了困難，有的破了產(chǎn)。因此建議改造一批一般電機(jī)制造廠，生產(chǎn)稀土永磁電機(jī)。這需