稀土永磁電機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢

　　1.向高效節(jié)能方向發(fā)展

　　高效是指滿載時(shí)效率高，節(jié)能是指綜合節(jié)能效果。如效率相同，但使用對象不同，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)15％～20％。

　　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)國家統(tǒng)計(jì)局1989年統(tǒng)計(jì)，全國各類泵類、風(fēng)機(jī)約有3700多萬臺，總配套裝機(jī)容量1.1億kW，每年耗電量占全國用電量的1／3。國際先進(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。而目前我國國產(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。

　　國外提高電動(dòng)機(jī)效率的主要途徑，是通過對異步電動(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；通過改進(jìn)設(shè)計(jì)和工藝，降低雜散損耗，國外己開發(fā)出高效異步電機(jī)。美國1992年美國前總統(tǒng)布什簽署批準(zhǔn)了能源政策法。按照該法令，自1997年10月24日以后，美國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％，沈陽工業(yè)大學(xué)開發(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％。美國和歐盟在37kW以下的電動(dòng)機(jī)臺數(shù)占總裝機(jī)臺數(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)我國國情，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)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％，某些專用永磁同步電機(jī)節(jié)電達(dá)15％～20％。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60把刀加工中心，要配備30臺伺服電機(jī)。變頻調(diào)速稀土永磁同步電機(jī)和無刷直流電機(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。因此國外大力發(fā)展專用電機(jī)，專用電機(jī)約占總產(chǎn)量的80％，通用電機(jī)占20％。而我國恰恰相反，專用電機(jī)只占20％，通用型電機(jī)占80％。專用電機(jī)是根據(jù)不同負(fù)載特性專門沒計(jì)的，如油田用抽油機(jī)專用稀土永磁電機(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)車輛、數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)、視聽產(chǎn)品、醫(yī)療器械、便攜式光機(jī)電一體化產(chǎn)品等，都對電機(jī)提出體積小、重量輕的嚴(yán)格要求。有些還對產(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φ0.8mm,102mm,用于醫(yī)療檢測。