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充分利用我国稀土资源

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充分利用我国稀土资源

发布日期:2018-11-09 作者:承德盛乾特种电机制造有限公司 点击:

契合国情的开展才是最好的开展方式,稀土永磁电机承德盛乾特种电机制造有限公司顺应了中国的国情,爲中国的开展提供了宏大动力。

中国是稀土大国,稀土资源丰厚,稀土永磁产量己居世界首位,但稀土永磁产量的三分之二用于出口,在国际销售的三分之一中用于电机的比例很低,而高功能稀土水磁电机却随着计算机、飞机、数控机床等产品少量进。仅数控机床因电机和传动控制零碎不合要求而每年出口22亿美元以上。依据国情,近期内重点开发使用下列四类高功能稀土永磁电机:

稀土永磁电机.png


1、高效永磁电机


动力充足是世界件难题,各国都在开发动力的同时注重开发高效节能电机。1991年英国执行了一项1200万英磅的研讨方案, 旨在开发一种高效电动机,其效率较普通电动机进步3%,1992年,美国动力政策法规则: 从l 997年10月24日后只消费高效电动机,大局部普通效率电动机将不再消费:2002年10月后将消费高效率电动机,2007年10月将消费技术上到达极根,经济上可行的最高效率电动机。采取的技术措施是用好资料 (低损耗的硅钢片、铜线、轴承和风扇),多用资料(20%-30%)和进步加工精度来开展高效异步电动机本钱添加20%-40%,经济措施由电力公司给予补助,每消费1KW电机补助12—16美元。每年约补助6—8亿美元。但全部改爲高效电机后,每年节省电费达170亿美元。


我国由于国产资料的功能与国外有较大差距,短期内异步电动机的效率难以到达要求,而且异步电动机的磁场是由定子侧提供无功电流树立的,功率因数进步困难,而应用我国资源劣势的钕铁硼永磁开发高效永磁电动,则其效率可以超越美国对高效率电动机的要求。以11KW4极电机的效率爲例, 我国目前通用的Y系列电机爲88%,美国规则高效电机爲91%,最高效率电机爲92.4%,而沈阳工业大学特种电机研讨所开发的永磁同步电动机效率高达93.2%。


我国每年消费电能的60%左右耗费于各品种型电动机中,调查发现以后电能耗费糜费严重的一个重要缘由是电动机配置不合理,即普遍存在着“大马拉小车”景象,据原机电工业部对12个厂1181台电机和北京某纺织厂5261台电机运用状况调查,处于75%以上负载运作的电动机仅占18.1%,50-75%负载的占35.6%,49%以下负载的占46.3%。而普通异步电动机在低于50%负载时效率和功率因数急剧下降。例如油田用 14型抽油机所配电动机爲55KW8级,而常常用在16KW左右(负载率爲29%),此时效率低于60%,功率因数低于0.40。又如用量大的5KW水泵、所配电动机功率爲7.5KW,常常举措在3Kw左右(负载率爲40%),机组运转效率仅38%,进一步剖析标明。其所以配置不合理,次要是该类负载需求高的起动转矩或高的过载才能,而异步电动机的起动 转矩和过载才能无限。


国际已有多家单位对此停止攻关,开收回多种高效电机,沈阳工业大学特种电机研讨所在完成国度863方案严重项目《钕铁硼电机产品使用开发》进程中,在制约钕铁硼永磁电机开展的有能够失磁和本钱初等关键成绩上获得了严重打破,使电机技术功能和经济目标有明显进步:起动转矩进步到3.4倍以上,可替代比它大1-2个功率等级的异步电动机,而且轻载时效率和功率因数仍很高,节电率爲l0%-20%。所开发的37KW8级电机在辽河油田沈阳采油厂实验, 取代原75KW8级电机,起动顺利,运转电流只要原有的1/3,节电效果明显。永磁电机所增本钱可以在1年内用节电费用回收。


“十五”时期,重点处理两极电机种类开展成绩,由于两极电极转速高,风磨损大,必需改良风扇,增加损耗,以保证两极电机效率。美国如今就开端研讨效率到达极限,经济可行的最高效率电机,并于2007年投入消费。我们要开发比美国最高效率电机高出 1%—1.5%电机, 因而除在电磁设计方面停止改造之外,还要在电机壳体及轴承方面停止研讨,以到达上述目的。


 


2. 调速永磁同步电动机和无刷直流电动机


随着电力电子技术的迅猛开展和器件价钱的不时降低,人们越来越多地用变频电源和交流电动机组成交流调速零碎来替代直流电动机调速零碎。在交流电动机中,永磁同步电动机的转速在波动运转时与电源频率坚持恒定的关系,这一因有特性使得它可间接用于开环的变频调速零碎,尤其适用于同一变频电源供电的多台电机要求精确同步的传动零碎中,这可以简化控制零碎,还可以完成无刷举措,而且较高的效率和功率因数可以增加价钱昂贵的配套变频电源的容量,因此在各种调速零碎中的使用越来越普遍,这类电机通常由变频器频率的逐渐降低来起动,在转子可以不设置起动绕组。


变频器供电的永磁同步电动机加上转子地位闭环控制零碎构成自同步永磁电动机,既具有电励磁直流电动机的优异调速功能,又完成了无刷化,这在要求高控制精度和高牢靠性的场所,如航空、航天、数控机床、加工中心、机器人、电动汽车、计算机核心设备和家用电器等方面都取得了普遍使用。其中反电动势波形和供电电流波形都是矩形波小的电动机、通常又称爲无刷直流电动机;反电动势波形和供电电流波形都是正弦波的电动机,称爲正弦波永磁同步电动机,简称永磁同步电机。美国制成驱动航天飞机升降副冀用的12.6KW、900r/min稀土永磁无刷直流电动机,效率爲95%,仅重7.65kg,法国开发的100KW无刷直流电动机,在线圈端侧装入逆变器,总重只要28Kg,我国也已批量消费数控机床用的稀土永磁无刷直流电动机,调速比高达1:10000。


电动汽车是以后汽车开展的新方向,一些兴旺国度每年均投入少量经费用于研制和开发,其中电机和传动零碎是电动汽车的心脏,稀土永磁电机以其体积小、效率高、功能优异而成爲各国研制新一代电动汽车的首选方案。特别是随着电力电子技术和集成控制技术的高速开展,爲制造功能优异的无刷直流电机发明了根本条件,它除了具有普通直流电机的良好机械特性外,由于用电子换向替代换向,还具有牢靠性高,便于高速运转、无火及电磁搅扰,很小需求维护和良好控制特性等优点,电动车用电机的开发使用, 不只关于我国汽车工业的开展和生活环境的改善具有重要意义。也是21世纪开展的主流, 是电机学科研讨和开展的方向。


随着人民生死水平的不时进步,对家用电器的要求越来越高,例如家用空调器,既是耗电大件, 又是噪声的次要来源,其开展趋向是运用能无极调速的永磁无刷直流电动机。在日本,无级调速的空调已占市场分额的70%以上,它既能依据室温的变化,自动调整到适合的转速下长工夫运转,增加了噪声和振动,使人的觉得更爲舒适,还比不调速的空调器节电1/3。其它如电冰箱、洗衣机、除尘器、风扇等也在逐渐改用无刷直流电动 机。


随着使用场所的不同,无刷直流电动机的功率范围很宽,小的只要几W、几十W,大的几十KW、几百KW,在国外是仅次于VCM 的稀土永磁第二大类用永,在国际也有很大的需求量,也有多家单位停止开发,因电力电子器件不配套和电机功能尚有差距, 目前实践使用还不多,但有很大的国际潜在市场。 “十五”时期,重点研制空调、电动车、医疗机械范畴的无刷直流电机。


3. 计算机用音围电机与磁盘驱动器


1998年我国计算机产量达1000万台,并且以年增长20%速度开展。但作爲计算机的次要配件,磁盘驱动器,却临时依赖从国外出口,没有完成国产化,每年均匀用去外汇达10亿美元以上,相当我国出口钕铁硼磁体价值10倍。


磁盘驱动器在国外也有宽广市场,而且我国有很强的竞争力,目前我国宁波韵声集团公司已与IBM、MaXtor、seagate及wistech 等公司停止联络,有的国外公司提供了产品图纸和样品,韵声公司已试制了800只样品 (包括音圈电机、臂、磁头)并送交国外停止检测。钕铁硼永磁资料,在国外约有40%用于磁盘驱动器。市场价钱HAS(音圈电机、臂、 磁头三件总成)爲33美元。该项目有普遍的开展前景,但技术难度很大。


4. 永磁发电机


永磁同步发电机不需求励磁绕组和直流励磁电源、也就取消了易出毛病的集电环和电刷安装、成爲无刷电机,因而构造复杂,动行牢靠,采用稀土永磁后还可以添加气隙磁密,并把转速进步到最佳值。这些都可以减少电机体积,加重质量。古代航空、航天用发电机简直全部采用稀土钴永磁发电机,国际在用作大型汽轮发电机的副励磁机上已获得令国外注目的成就。目前,在风力发电机、余热发电、小型水力发电机和小型内燃发电机组等场所也正在逐渐推行使用永磁发电机。特别是我国地域宽广,山区、遥远地域、挪动施工队伍、沿海渔民等都需求少量小型发电机。仅新疆一地每年销售数万台,这也是一个很大的潜在市场。以后技术上的困难次要是由于钕铁硼永磁资料的分歧性差、温度系数大,使发电电势不波动,需求从资料和电机设计两方面采取措施。


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