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稀土永磁无铁芯电机节能技术
发布者:杨晗   点击数:222   发布时间: 2019-06-11 16:28:11   更新时间: 2019-06-11 18:06:09

一、技术名称:稀土永磁无铁芯电机节能技术

 

二 、技术所属领域及适用范围:通用于中小型电动机及发电机系统

 

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

 

正在服役的各类中、小型电动机所消耗的电能占我国电网总供电量的 60%-70%,是第一耗电大户。传统电机在低负载时效率和功率因数很低,实际使用中大马拉小车现象非常严重,电机大多数处于低负荷状态,系统运行效率比国外低 20%-30%,电力浪费惊人。目前应用该技术可实现节能量 6 万 tce/a,减排约 16 万 tCO2 /a。

 

四、技术内容

 

1.技术原理

 

转子上安装永磁体磁极形成磁场,没有励磁绕组,无需励磁电流,励磁损耗为零,节约铜材;电枢绕组用高分子材料精密压铸成型工艺固定在定子上,实现电机无铁芯化,铁损为零,提高效率,节约硅钢片;采用轴向磁场结构,磁场垂直分布度好,通电的电枢绕组切割永磁材料形成的磁力线产生力矩,使电机旋转,实现电能和机械能的转换。比传统电机的径向磁通结构磁能利用率好,单位功率密度高;采用智能变频技术,配备新型智能逆变器,可以实现从零到额定转速的高效、无级调速,调速范围宽,精度高。

 

2.关键技术

 

采用轴向磁场结构设计,大幅度提高功率密度和转矩体积比;采用新型绕制工艺和高分子复合材料高压精密压铸成型工艺,有效降低绕组铜损;不使用硅钢片作为定、转子铁芯材料,减少了磁阻尼,降低了驱动功率,减少了铁损发热源。结合自主研发的电子智能变频技术,使电机系统在宽负载范围效率大大提高。

 

3.工艺流程

 

永磁无铁芯电机的生产工艺流程见图 1。

 

 

 

五、主要技术指标

 

功率:1.1-11kW,转速 1500r/min、3000r/min、6000r/min 等

 

效率:30%以上额定负载不低于 75%,50%以上额定负载不低于 85%,额定点不低于传统高效节能电机

 

功率因数:30%以上额定负载不低于 0.85,50%以上额定负载不低于 0.95。

 

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

 

2009 年,国家中小电机质量监督检验中心对该设备进行了性能检验。

 

工业锯床应用表明,与异步电机加齿轮箱系统相比,系统节能 30%-80%以上;工业精密铣床对比表明系统节能 30%以上;工业台钻表明系统节能 50%以上。采用稀土永磁无铁芯电机的柴油电站,同等输出功率条件下,油耗降低约 40%。与传统电机系统相比还可节约钢材 50%左右,节约 100%硅钢片,节约铜材 50%。

 

七、典型应用案例

 

典型用户:解放军后勤总部、浙江晨雕机械有限公司

 

技术提供单位:深圳市安托山特种机电有限公司

 

建设规模:工业锯床用稀土永磁无铁芯电机。主要改造内容:永磁无铁芯电机和智能驱动器替代原有减速箱、皮带轮等。每台锯床技改投资约 6000 元,建设期 1年。每台年节能 1.7tce,投资回收期约 4.5 年。

 

八、推广前景及节能减排潜力

 

预计未来 5 年该技术可推广至 5%,形成约 30 万 tce/a 的节能能力,减排能力79 万 tCO2 /a。