電機(jī)是一種應(yīng)用量大衫画、使用范圍廣的高耗能動(dòng)力設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)缩旬,我國(guó)電機(jī)耗電約占工業(yè)用電總量的60%~70%。實(shí)際應(yīng)用中,我國(guó)電機(jī)的整體運(yùn)行狀況奕锌,同國(guó)外相比差距很大篇臭,機(jī)組效率約為75%雳址,比國(guó)外低10%左右蚊牌;系統(tǒng)運(yùn)行效率為30~40%苏蒿,比國(guó)際先進(jìn)水平低20~30%俩孽。因此,我國(guó)的電機(jī)應(yīng)用具有極大的節(jié)能潛力嫉鸳,推行電機(jī)節(jié)能勢(shì)在必行。
一记令、目前電機(jī)能耗狀況
改革開放2O多年來喷聪,我國(guó)在能源利用上取得“GDP翻兩番而能源消費(fèi)僅翻一番”的成就。但是咆瘟,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比嚼隘,我國(guó)電力能源利用效率仍然較低,尤其是工業(yè)用電設(shè)備電能消耗高袒餐,浪費(fèi)情況較為嚴(yán)重飞蛹。大量的工業(yè)設(shè)備如風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備以及傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機(jī)灸眼、機(jī)械加工設(shè)備等卧檐,多采用交流電動(dòng)機(jī)恒速傳動(dòng)的方案運(yùn)行,導(dǎo)致交流電動(dòng)機(jī)效率普遍較低焰宣。
風(fēng)機(jī)霉囚、泵類設(shè)備也多采用調(diào)節(jié)風(fēng)門和閥門的辦法來調(diào)節(jié)流量,這種調(diào)節(jié)方法雖然簡(jiǎn)單易行匕积,但它是以耗費(fèi)大量能源為代價(jià)盈罐;在工業(yè)縫紉機(jī)、機(jī)械加工設(shè)備中闪唆,往往采用離合器盅粪、摩擦片調(diào)節(jié)速度,造成大量的待機(jī)損耗和制動(dòng)能耗擅很。
1像得、風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備
在工業(yè)生產(chǎn)赴仪、產(chǎn)品加工制造業(yè)中赂阻,風(fēng)機(jī)設(shè)備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)换橱、冷卻系統(tǒng)邪慧、通風(fēng)系統(tǒng)等場(chǎng)合,根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)爐膛壓力舔躏、風(fēng)速秆尝、風(fēng)量、溫度等指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工藝要求和運(yùn)行工況防擎。而最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)風(fēng)門挎中、擋板開度的大小來調(diào)整受控對(duì)象睹沐。這樣,不論生產(chǎn)的需求大小磁滚,風(fēng)機(jī)都要全速運(yùn)轉(zhuǎn)佛吓,不能隨運(yùn)行工況的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié),白白浪費(fèi)了大量的能量垂攘。在生產(chǎn)過程中维雇,不僅控制精度受到限制,而且容易造成設(shè)備損耗晒他,從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加吱型,設(shè)備使用壽命縮短,設(shè)備維護(hù)陨仅、維修費(fèi)用居高不下津滞。
泵類設(shè)備在生產(chǎn)領(lǐng)域同樣有著廣闊的應(yīng)用空間,提水泵站灼伤、水池儲(chǔ)罐給排系統(tǒng)触徐、工業(yè)水(油)循環(huán)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)均使用離心泵饺蔑、軸流泵锌介、齒輪泵、柱塞泵等設(shè)備猾警。根據(jù)不同的生產(chǎn)需求往往采用調(diào)整閥症旭、回流閥、截止閥等節(jié)流設(shè)備進(jìn)行流量饲残、壓力秉返、水位等信號(hào)的控制。這樣钳舵,不僅造成大量的能源浪費(fèi)螺坟,管路、閥門等密封性能的破壞邓樟;還加速了泵腔缸秀、閥體的磨損和汽蝕,嚴(yán)重時(shí)損壞設(shè)備役默、影響生產(chǎn)唯碗、危及產(chǎn)品質(zhì)量。
2冤牢、工業(yè)縫紉機(jī)铐向、機(jī)械加工設(shè)備
傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機(jī)電機(jī)是一款交流離合器電機(jī),效率僅為40~50%丙者;電機(jī)在工作時(shí)复斥,不論縫制布料厚薄营密,始終全功率輸出;在縫紉機(jī)待料待機(jī)時(shí)目锭,電機(jī)通過離合器脫開負(fù)載评汰,繼續(xù)空載運(yùn)行,造成極大的待機(jī)損耗痢虹。
在中低檔機(jī)械加工設(shè)備中往往采用摩擦片調(diào)節(jié)速度键俱,利用摩擦片的摩擦作用降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到調(diào)節(jié)速度的目的世分,不僅造成大量的制動(dòng)能耗,還加快了電機(jī)軸的磨損缀辩,降低電機(jī)使用壽命臭埋。
目前,我國(guó)在家電行業(yè)已逐步采用變頻調(diào)速控制技術(shù)以降低能耗臀玄,而工業(yè)控制領(lǐng)域中的許多速度調(diào)節(jié)方法還停留在傳統(tǒng)技術(shù)層面上瓢阴。根據(jù)美國(guó)能源部的一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示,如果采用最新的高效率電機(jī)設(shè)備和一定的變頻調(diào)速裝置來替代舊的電機(jī)設(shè)備盹躬,工業(yè)用戶至少能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上節(jié)省電能18%以上狐兴。目前許多國(guó)家均已指定流量壓力控制必須采用變頻調(diào)速裝置取代傳統(tǒng)方式,我國(guó)也在積極鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)采用高效恐程、節(jié)能的電動(dòng)機(jī)伦捐、鍋爐、窯爐皿理、風(fēng)機(jī)孟庵、泵類等設(shè)備。
二题姜、以電子信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)补蠢,達(dá)到節(jié)能降耗目的
隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展贪庄,電子信息技術(shù)在產(chǎn)品中的應(yīng)用日趨成熟姜架,傳統(tǒng)的電機(jī)技術(shù)與電子信息技術(shù)相結(jié)合,產(chǎn)生了“機(jī)電一體化”產(chǎn)品鞠哥。“機(jī)電一體化”又稱“機(jī)械電子學(xué)”隙譬,是在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能状勤、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)了電子技術(shù)鞋怀,并將機(jī)械裝置、電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)地結(jié)合起來構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱持搜。“機(jī)電一體化”電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)有著質(zhì)的區(qū)別密似,“機(jī)電一體化”電機(jī)包含了控制部分既控制器及嵌入式軟件和驅(qū)動(dòng)部分既電機(jī)焙矛,它是利用嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的智能化模糊控制。這種智能化模糊控制不僅能有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行精度残腌,而且可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載變化實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速村斟、輸出功率,充分達(dá)到節(jié)能降耗的目的抛猫。下面舉兩個(gè)例子來說明“機(jī)電一體化”電機(jī)的使用效果:
1蟆盹、高效節(jié)能伺服控制電機(jī)在工業(yè)縫紉機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用
前面提到傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機(jī)電機(jī)是一款交流離合器電機(jī),效率僅為40~50%闺金;電機(jī)在工作時(shí)逾滥,不論縫制布料厚薄,始終全功率輸出败匹;在縫紉機(jī)待料待機(jī)時(shí)寨昙,電機(jī)通過離合器脫開負(fù)載,繼續(xù)空載運(yùn)行遂冰,造成極大的待機(jī)損耗殉扒。而高效節(jié)能伺服控制電機(jī)采用直流無刷電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件,效率達(dá)到70~80%则涎;伺服控制系統(tǒng)內(nèi)含嵌入式軟件缕粗,系統(tǒng)隨時(shí)檢測(cè)縫制布料的厚薄,將信息實(shí)時(shí)傳遞給嵌入式軟件沈席,通過軟件調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和輸出功率侧蜗,始終使電機(jī)工作在最合理、最節(jié)能狀態(tài)韭惧;在縫紉機(jī)待料待機(jī)時(shí)斟拘,系統(tǒng)停止工作,沒有待機(jī)損耗哀姿。通過高效節(jié)能伺服控制電機(jī)替代交流離合器電機(jī)在工業(yè)縫紉機(jī)領(lǐng)域推廣應(yīng)用拾撇,可在該領(lǐng)域節(jié)能50~60%,每臺(tái)縫紉機(jī)可節(jié)電576千瓦時(shí)/年鹰幌,據(jù)縫紉機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)估算狂秦,全國(guó)現(xiàn)在生產(chǎn)使用的工業(yè)縫紉機(jī)至少200萬臺(tái),那么隨著高效節(jié)能伺服控制電機(jī)的替代使用推捐,可為社會(huì)節(jié)電11.52億千瓦時(shí)/年裂问。
高效節(jié)能伺服控制電機(jī)不僅可以在縫紉機(jī)行業(yè)推廣應(yīng)用,也可以在工業(yè)集塵設(shè)備牛柒、機(jī)械加工設(shè)備中替代傳統(tǒng)的交流電機(jī)堪簿,其節(jié)電效果普遍達(dá)到30%以上。
2皮壁、變頻調(diào)速電機(jī)在風(fēng)機(jī)椭更、泵類設(shè)備中的應(yīng)用
風(fēng)機(jī)哪审、泵類設(shè)備年耗電量占全國(guó)電力消耗的1/4,大量的電能由于交流電動(dòng)機(jī)只能恒速輸出虑瀑、無法根據(jù)工況變化自行調(diào)節(jié)而浪費(fèi)湿滓。變頻調(diào)速技術(shù)是20世紀(jì)80年代末興起的一種新型電力傳動(dòng)調(diào)速技術(shù),它以體積小舌狗、重量輕叽奥、轉(zhuǎn)矩大、精度高痛侍、功能強(qiáng)塘袍,可靠性高,操作簡(jiǎn)便葱山,便于通信等功能優(yōu)于以往的傳統(tǒng)調(diào)速方式(如變極調(diào)速牌宜、調(diào)壓調(diào)速、滑差調(diào)速等)源洒。變頻調(diào)速運(yùn)行,是根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)速的變化要求须拒,改變供電電流的頻率赘眼,并配合電壓的調(diào)節(jié),以獲得合理的電機(jī)運(yùn)行工況玛繁。在不同的轉(zhuǎn)速情況下发钞,均保持較高的運(yùn)行效率。變頻控制技術(shù)的應(yīng)用号呜,不僅降低了電能消耗鞋倔,同時(shí)能改善啟動(dòng)性能,保護(hù)電動(dòng)機(jī)及負(fù)載設(shè)備免受瞬時(shí)啟動(dòng)的沖擊剑征,延長(zhǎng)其工作壽命除呵,還提高電動(dòng)機(jī)及負(fù)載設(shè)備的工作精確度。
風(fēng)機(jī)爪喘、泵類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行是我國(guó)節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù)颜曾,受到國(guó)家政府的普遍重視,《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》把它列為通用技術(shù)加以推廣秉剑。實(shí)踐證明泛豪,變頻電機(jī)用于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制場(chǎng)合取得了顯著的節(jié)電效果侦鹏,普遍節(jié)電達(dá)到30%~50%诡曙。
三、以創(chuàng)新促發(fā)展略水,迎接機(jī)遇和挑戰(zhàn)
節(jié)能降耗已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一大主題价卤,而且各行各業(yè)電動(dòng)化劝萤、智能化的程度越來越高,由此催生了一個(gè)巨大的節(jié)能電機(jī)市場(chǎng)荠雕。作為電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)稳其,橫店集團(tuán)聯(lián)宜電機(jī)有限公司堅(jiān)定走“以創(chuàng)新促發(fā)展”的道路,迎接新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)酬桦。
橫店集團(tuán)聯(lián)宜電機(jī)有限公司提出“致力于節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新壹事,為人類平衡和諧提供動(dòng)力”,并將此作為公司的歷史使命桩眼。在這一使命的要求下责什,公司從2003年至今進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,淘汰部分技術(shù)含量低袄碱、高耗能颓涉、噪音大的產(chǎn)品,同時(shí)投入大量資金引進(jìn)技術(shù)人才描宁、聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家厅驼,并與科研院所、大專院校合作開發(fā)“機(jī)電一體化”產(chǎn)品坊偿,已先后開發(fā)成功高效節(jié)能工縫機(jī)伺服電機(jī)华孙、節(jié)電濾波器、基于單片機(jī)的電機(jī)節(jié)電器申建、食物殘?jiān)幚砥麟姍C(jī)等多款環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)品海槐。產(chǎn)品投放市場(chǎng)后因節(jié)能效果十分顯著、質(zhì)量穩(wěn)定可靠倍受客戶青睞挖息,一直供不應(yīng)求金拒。根據(jù)國(guó)家政策導(dǎo)向,聯(lián)宜電機(jī)又著手開發(fā)高檔變頻電機(jī)套腹、數(shù)控機(jī)床伺服電機(jī)等绪抛,雖然產(chǎn)品還處于小試階段,已有多家風(fēng)機(jī)电禀、泵類設(shè)備生產(chǎn)廠家與公司簽訂全年采購(gòu)合同睦疫,預(yù)計(jì)08年可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),首年將達(dá)到年產(chǎn)10萬臺(tái)變頻電機(jī)產(chǎn)量鞭呕。聯(lián)宜電機(jī)在從事環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新中取得了可喜的成就:07年上半年公司實(shí)現(xiàn)銷售收入4億元蛤育,利稅7000多萬元,較去年同期分別增長(zhǎng)35%葫松、32%瓦糕。
橫店集團(tuán)聯(lián)宜電機(jī)有限公司的創(chuàng)新也就是將電子信息技術(shù)應(yīng)用于電機(jī)產(chǎn)業(yè),以環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品迎合市場(chǎng)需求。在電機(jī)產(chǎn)業(yè)節(jié)能降耗大環(huán)境下咕娄,每個(gè)電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)只有不斷創(chuàng)新亥揖、提升產(chǎn)品技術(shù)含量,才能抓住機(jī)遇柏咳,不斷發(fā)展绰瘾,否則,將難以生存柄倒。
四蚜雏、電機(jī)節(jié)能的遠(yuǎn)景目標(biāo)和發(fā)展方向
以電子信息技術(shù)為核心的“機(jī)電一體化”產(chǎn)品在節(jié)能降耗方面的作用已初現(xiàn)端倪,上述提到的幾個(gè)行業(yè)是能源浪費(fèi)較嚴(yán)重靡抓、正在大力推動(dòng)改進(jìn)的幾個(gè)例子附柜,其實(shí)還有更多的行業(yè)有待挖掘。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展簿混,電機(jī)節(jié)能的前景十分看好僚料。據(jù)國(guó)家能源部的初步估算:如果全面啟動(dòng)電機(jī)節(jié)能工程,開發(fā)以電子信息技術(shù)與傳統(tǒng)電機(jī)技術(shù)相結(jié)合的“機(jī)電一體化”產(chǎn)品烁枣,并替換現(xiàn)普遍使用的傳統(tǒng)交流電機(jī)毡飒,全國(guó)的用電量將下降15~20%而GDP保持不變。
通過研發(fā)高效節(jié)能變頻電機(jī)隶鹰、各種電子控制的節(jié)能伺服電機(jī)并形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)夏跷,在工業(yè)設(shè)備、交通明未、辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域推廣使用,將電機(jī)的平均能耗下降20~30%壹蔓,這是電機(jī)行業(yè)“十一五”期間的節(jié)能目標(biāo)趟妥。
通過開發(fā)擁有自主產(chǎn)權(quán)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行軟件和標(biāo)準(zhǔn),大力推廣“機(jī)電一體化”和“光機(jī)電一體化”技術(shù)的應(yīng)用佣蓉,以電子信息技術(shù)改造傳統(tǒng)電機(jī)技術(shù)披摄,全面提升電機(jī)技術(shù)含量,增強(qiáng)電機(jī)智能化程度勇凭,推動(dòng)電機(jī)節(jié)能降耗疚膊,是未來一段時(shí)期內(nèi)電機(jī)行業(yè)的發(fā)展方向。
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