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節能型電動機現狀調查
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  電動機的節能特性主要是指電動機的實際運行效率。我國目前中小型電機的效率普遍在85%~92%之間,而一個好的節能型電機的效率應該達到94%以上。效率每上升一個百分點,電機的運行所帶來的節能效應是非常明顯的。就高壓電機來說,全國大中型企業高壓電機的總裝機容量在1.5億千瓦以上,每年新投入的高壓電機總容量在500萬千瓦左右,每年消耗在高壓電動機上的能量約占全國總用電量的31.5%。如果全國強制采用高效節能的高壓電機,則相當于多建了15個30萬千瓦的中等電站。

  開發節能型電動機產品正是響應了國家提出的“建設節約型社會”的號召,但對于單個企業來說,這卻意味著更大的投資和不可預測的風險。眾所周知,今年以來,電動機的主要原材料——硅鋼片、電磁線、絕緣材料等價格大幅上漲,加之電機的價格受到長期以來制造能力過剩,供大于求的局面打壓,造成整個行業惡性競爭情況嚴重,這給許多企業帶來了沉重的包袱。同時,國家在電動機行業較小的調控力度,也讓不少企業迷失了方向。

  一周電氣周刊繼上期推出“變壓器節能”專題后,本期繼續推出“電動機節能”專題,希望可以對電動機行業、企業的節能產品開發工作有所幫助。(小 吳)

  電動機能效提升潛力巨大 亟待政策法規大力推動

  本報記者 李劍琦

  作為生產生活中最重要的動力設備之一,電動機承擔著將電能轉換成機械能,從而驅動機械設備的作用。

  據了解,目前許多國家的電動機系統消耗的電量約占國家工業用電的三分之二左右,我國也不例外,大約在60%~70%之間。

  然而,我國的電動機無論是自身效率還是實際運行效率卻普遍比較低。中小型電動機的平均效率為87%,比國際先進水平要低5%左右,而實際運行效率更是要低20%左右。

  “我國電動機行業整體節能水平嚴重滯后!敝袊鴺藴驶芯吭褐袠苏J證中心副主任王若虹從事電機節能認證工作,但一直不太順利。據他介紹,目前申請并通過節能認證的電機生產企業只有三家,而這項工作從2002年就開始了。

  實際上,由于能源和環境問題的日益突出,我國于1988年就頒布了“節能法”。上世紀90年代后期,有關部門就開始對若干用能產品規定了最低能效限定值,作為強制性標準執行,并實施了節能產品認證制度。電動機作為重要的用能產品,也在節能認證計劃中。

  2002年1月,經國家質檢總局批準,“中小型三相異步電動機能效限定值和節能評價值”標準正式頒布。2002年8月該標準實施的同時,電動機的節能產品認證工作也開始啟動。

  該標準對電動機效率規定了兩個指標,一個是最低限值,是強制性指標,另一為節能評價值,為推薦性指標。前者為目前所生產電機的平均效率水平。后者是在前者基礎上參照國外高效電動機和我國電動機水平制定的,比前者提高了2~3個百分點,為節能電機的效率水平。同時該指標參照了北美地區的一些能效測試方法,除了電動機的效率外,還考核了雜散損耗和功率因數。

  據專家介紹說,制定該標準的目的是通過對電動機效率最低限值的實施,淘汰掉目前沖擊市場正常秩序的劣質耗能產品,同時通過節能認證等多種措施,來促進高效率電動機的生產和應用,從而逐步實現市場從一般效率電機到高效率電機的轉變。

  按照節能長期規劃,到2010年中小型電動機的能效水平將達到90%~92%。但電機企業對節能 認證卻并不積極。實際上,我國目前節能型電動機的水平普遍只相當于發達國家的準入水平。

  “這里面有一些歷史原因,我國的電機企業大部分研發能力不足!睒I內專家如是說。

  據了解,在計劃經濟體制下,電機生產廠家普遍是直接從設計院購買圖紙來進行生產的,很少自己進行研發設計。進入市場經濟時期后,由于沒有一個完整的能滿足節能要求的電動機系列,加之各個企業的設計能力不足,從而造成了目前電機節能效果普遍低下的狀況。

  其實,我國的電機業中有一些具有節能型電機設計制造能力的企業,但他們的產品主要以出口為主。

  “并不是我們不愿意生產節能型電機,而是銷售價格根本無法抵消掉成本的消耗!币晃浑姍C生產企業的老總道出了苦衷,電機行業不同于家電、辦公類產品,并不直接和終端消費者見面,絕大部分還是以招投標的方式進行出售。價格在其中起了主導作用。

  “節能型電機與普通電機相比,成本要高一些,但在價格上卻還要與普通電機進行競爭。這是企業往往不會選擇生產節能電機的重要原因!蓖跞艉缯f。

  其實,由于應用環境的差異,節能型電機與普通型在實際應用中的差異也很難判定。電機屬于終端用能產品,通常工業用的電機在設計和采購時都以滿負荷要求為準,但由于應用環境和實際情況的千差萬別,電動機往往很難與運行環境相匹配,實際使用中的負載率就會降低。其結果就是很難用一種指標來衡量使用節能型電機帶來的效果。

  實際上,電機節能不僅僅限于通過改善電機本身來進行。實際應用中,除了采用節能電機,也往往會通過一些中端的節能產品來輔助進行節能。這些輔助電機節能的產品往往只用消耗很少的能源,就能配合電機達到節約能源消耗的目的,主要包括變頻調速器和品種繁多的節能器。

  據了解,節能器在目前的實際應用中十分廣泛。

  但節能器只能起到輔助作用。雖然可以通過變頻調速、限制電壓電流供給等方式達到節能的目的,但在實際應用中由于生產要求等原因,是不可能讓生產速度降下來的。

  目前,盡管電動機節能存在著推廣不利的問題,但隨著“十一五”規劃中今后相當一段時間內要“建立節約型社會”的政策出臺,這種局面肯定有望能夠得到好轉。

  按照節能中長期專項規劃,節能的重點領域在機械工業,而重點工程就是電機系統節能工程。

  據悉,電機節能中長期專項規劃要實現的目標是:淘汰落后的高能耗機電產品,重點發展變頻電機、稀土永磁電機等高效節能機電產品,促進風機、水泵等通用機電產品提高用能效率,提高節能型機電產品設計制造水平和加工能力,在煤炭、電力、有色、石化等行業實施高效節能風機、水泵、壓縮機系統優化改造,推廣變頻調速、自動化系統控制技術,使運行效率提高2個百分點,年節電200億千瓦時。

  金泰德勝電機:節能新品市場前景看好

  金泰德勝電機有限公司是由美國金納科技公司與順德市德勝機電集團共同投資成立的中外合作企業。公司專業設計、生產和銷售高效節能的各類電機,包括電梯電機、三相異步電動機及其專用電機、起重冶金電機、終端產品等。

  據金泰德勝電機有限公司工程總監席榮盛介紹,該公司目前在永磁同步電機領域已經做到國內最大,在技術方面處于權威位置。作為公司目前主打的節能產品,無齒輪永磁同步曳引機由永磁同步電動機、曳引輪和制動系統組成,通過編碼器實現閉環控制,變頻調速運行。該曳引機相對傳統的產品來說,具有功率因數高、效率高、啟動電流小、啟動轉矩大、運行舒適平穩等優點;采用稀土永磁材料,體積小,重量輕;無齒輪減速,噪音低,可靠性高。

  因為采用了永磁體新材料,永磁同步電機的節能效果與普通電機相比非常明顯。在價格方面,由于新材料、新技術的應用,永磁同步電機的價格也要比普通電機昂貴。但在金泰德勝電機主推的無齒輪永磁同步曳引機中,由于取消了中間環節,即齒輪傳動,整套曳引機的價格基本與傳統產品持平。負責無齒輪永磁同步曳引機設計工作的程經理稱,由于提高了電動機的能效和避免了齒輪傳動等中間環節的損耗,通過用戶的試驗,該產品比傳統產品節能40%~50%,節能效果十分理想。

  “包括永磁同步電動機在內,節能電動機產品是未來技術發展的趨勢,我們看好這個市場! 程經理說,“而永磁同步曳引機是我們未來幾年主推的產品,預計明年將實現銷售額1億元人民幣,可以占到公司總銷售額的25%左右!

  席榮盛表示,目前金泰德勝電機的產品都嚴格遵守國家的能耗要求,并且積極向更加嚴格的歐美能耗標準看齊。畢竟只有看齊國際標準,才能不斷滿足用戶在產品節能方面的需求。(吳雪林)

  南車電機:能效是產品設計的第一標準

  “大力開發節能型和超節能型電動機是整個電機行業不斷追求的一個目標!边@是株洲南車電機股份有限公司副總經理胡桂林回答記者的第一句話。也許在他看來,開發推廣節能電動機產品應該是行業內所有企業的責任。

  但事實上,和任何新產品的開發工作一樣,節能電動機的開發也絕不會是一帆風順。胡桂林總結了曾經擺在他們面前的困難:其一、用戶沒有完全認同和接受節能電機,因為大多數用戶只是看價格,節能和不節能不是他們的第一選擇,而同等規格的節能電機比普通電機在成本支出上要高20%左右,顧客很難接受;其二、能夠開發和研制出節能產品的企業只有那些大中型骨干企業,而要研制節能電機需要投入大量的資金才能開發出系列節能產品,由于當前的知識產權保護不完善,很多好的產品往往由這些企業開發,但最終受益的卻是那些采用“拿來主義”的民營個體企業,極大挫傷了原創企業的積極性;其三、國家雖然鼓勵企業開發節能型產品,但沒有實際的政策上的扶持。

  但是,作為一個有責任感的企業,南車并沒有放松對產品節能性能的要求!肮疽恢敝铝τ诟咝Ч澞苄碗妱訖C的研究和開發,在設計產品時,能效是放在第一位的! 胡桂林解釋說。在設計和生產電動機和其他配套產品的同時,南車電機形成了一系列電動機能效的企業內部標準。雖然公司在產品銷售價格上并沒有得到額外的回報,但南車的產品給用戶帶來的經濟效益非常明顯。

  目前,南車已經形成了幾個不同系列的節能型電動機產品:

  緊湊型YJK系列高壓異步電動機,通過優化電磁方案、采用科學的內外互循環通風冷卻技術,提高電機的效率,減小電機體積。通過在鋼廠的運用,效果很明顯。

  高效異步風力發電機,通過優化電磁方案、采用同樣的冷卻技術,提高導磁材料的性能,減小運轉阻力來提高電機的效率,減小電機體積。通過在風電場的運用,表現不俗。

  風機、水泵采用變頻調速電機比采用普通電機節能30%,近兩年的市場已開始逐步顯露其市場潛力。而變頻調速牽引電機是南車電機的主型產品,技術水平處于國內領先、國際先進地位。目前南車已將該技術優勢移植到工業領域,開發了工業用高低壓變頻調速電機,市場前景看好。

  變頻調速電機是具有良好的調速性能的節能產品,但大功率高壓變頻器昂貴的價格使人望而卻步,串級調速電機調速性能又不能完全滿足要求。南車電機開發的高壓內反饋繞線轉子異步電動機很好地解決了這兩個問題。內反饋調速異步電動機與相應的內反饋調速控制裝置配套組成無級調速系統,適用于拖動水泵、風機類負載,可實現平滑無級調速,屬高效節能機電一體化高科技產品。內反饋調速異步電動機同YR繞線轉子異步電動機一樣,屬于系列產品。目前南車已批量生產該系列電機,經濟和社會效益非常明顯。

  胡桂林介紹說,南車新開發的上述節能產品目前廣泛應用在冶金、電力、鐵路、水泥等領域,由于其顯著的節能效果和高可靠性,得到了用戶的廣泛認同,目前年銷售額以50%的速度遞增。而包括永磁同步發電機、無刷勵磁同步發電機、永磁無刷直流電動機、高壓推力式異步電動機、兆瓦級風力發電機等節能產品的開發計劃也已經進入了公司的日程表。

  臥龍電機:發展節能產品更需政府支持

  “臥龍電機現在生產的電動機產品規格很多,所有產品都能夠達到我國政府對該類產品的能耗要求。但如果要進一步的提升產品的能效,還需要一個統籌的考慮!

  搞技術出身的嚴偉燦話不多,但卻很嚴謹。聽得出來,作為臥龍電機的總工程師,他不但要考慮企業開發新產品的技術問題,產品的制造成本和未來的銷售預期也是他不得不思考的內容。

  和其它許多新產品一樣,要開發節能型電動機同樣需要一筆不小的投入。從對產品的重新設計到模具的更新,再到制造工藝、用材的改進,產品造價的提高是不可避免的事實。而產品價格的提高則必然會影響到用戶的消費決策。

  在對一些電動機用戶的采訪中,我們也發現,價格是這些用戶最注重的問題之一。雖然不少用戶表示在價格同等的條件下會優先考慮購買節能型產品。但事實上,現在節能型電動機產品的價格是幾乎不可能與同類型普通產品持平的,要比普通產品貴20%左右。而通常情況下,用戶在購買電動機產品時往往會忽略其未來會給自己節約多少電能,帶來多少收益。

  這也就是說,用戶的觀念將直接影響到節能產品的銷售,而如用戶不接受這些產品,那么最終將導致企業失去競爭力。所以,在目前情況下,很多企業考慮到市場的問題,就不可能大規模的進行節能產品的生產。

  “要推動節能產品的普及,僅僅依靠消費者的自覺性是遠遠不夠的!眹纻N認為,“政府制訂強制性的能效標準或者給予企業相關政策上的扶植與幫助,將會在很大程度上提高用戶對節能產品的認知水平,也將推動企業在節能產品開發上加大力度!

  據介紹,目前臥龍已經開始了新的高效率電動機產品的設計試制工作。而政府新的節能舉措的出臺更將會激勵臥龍和許多同行企業在電動機節能上加快步伐。(吳雪林)
 
 

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