高效节能电机项目

项目所属单位：

中国科学院电工研究所

项目现状：

样机完成

项目基本信息

联系人姓名：

许海平

职务：

研究员

联系电话：

13501215186

所属行业基本信息

目前我国电动机的总装机容量约为8亿千瓦，其年用电量约为3万亿千瓦时，其耗电量约占全国总用电量的65%，占工业耗电量的75%。而中小型电动机耗电量约占电动机耗电总量的70%。我国电机系统运行效率比国外先进水平低10~20个百分点。如果采用高效电机系统替代原有系统，节约的电能约为3000亿千瓦时以上，相当于3～4座三峡电站年发电量的总和。

在电机生产及行业标准方面，美国1992制定NEMA标准，能耗降低20%，2002年制定NEMA Premium损耗再降20%。欧洲IEC/TC2于 2006年提出电动机能效分级标准IEC60034-30 ，将电动机的效率分为IE1为标准效率，IE2为高效率，IE3为超高效率，IE4为超超高效率（规划中）。我国目前大量使用的电机能效等级为IE1级。国标GB18613-2006“中小型三相异步电动机能效限定值与能效等级”2007年7月1日正式实施。但因国内电机生产企业技术因素，该标准无法严格执行，节能效果不明显。

核心技术

本项目开发的直驱电机将采用全新结构设计，采用新技术，能效等级达到或超过IE4标准（目前世界最高效率电机等级），将追上甚至领先于国外电机技术。

1、新一代工业生产线无机械齿轮传动技术。本项目实现无机械齿轮传动，大幅度提高传动系统效率20%-40%，节省原材料40%，减少系统体积和重量、免清洁维护，必将引领工业生产线传动领域的新技术革命。

2、高效节能直驱电机技术。电机符合工业生产线的各种驱动要求，可以代替原有异步电机减速机驱动系统直接驱动各类设备运转。

3、高性能永磁直驱电机变速驱动技术。电机设计了大电流的驱动系统拓扑电路和高精度控制的力矩环，保障直驱电机传动系统的平稳运行。采用驱动器和直驱电机集成一体的创新设计，减小装置体积，简化安装方式。

4、工业生产线智能化直接驱动控制系统。在满足生产线要求的同时，实时监控各工位的工况负荷动态变化情况，提高工业生产线系统运行效率。控制系统集成通讯网络控制功能，采用群控技术实现多机同步协调运行。

知识产权

本项目已有发明专利两个：《一种永磁同步直驱电机的转子结构》，《一种永磁同步直驱电机的磁极结构及其设计方法》。

基本财务状况

从全国范围看，用于工业生产线驱动装置的中小功率电机总装机容量约为1.5亿kW。如果将其全部改用新型直驱系统，则产生的效益如下表：

 传统自动化生产线新型直驱系统生产线工业自动化生产线驱动电机总装机容量1.5亿kW1.5亿kW单台电机工作时间3000小时/年3000小时/年系统平均使用效率60%80%年用电总量7500亿kWh5625亿kWh年节电量1875亿kWh年节省电费1500亿元年节约标准煤量0.36kg/kWh×1875亿kWh=6750万吨年减少排放的碳粉尘量0.272 kg/kWh×1875亿kWh=5100万吨年减少排放CO20.997kg/kWh×1875亿kWh=18690万吨年减少排放SO20.03kg/kWh×1875亿kWh=560万吨

以某公司为例，全集团约有300条生产线，平均每条线中小电机总装机容量为35kW，电机数量为20台，则全集团的总装机容量为1.05万kW。传统生产线与新型直驱系统生产线比较如下：