一、技術(shù)名稱：稀土永磁無鐵芯電機(jī)節(jié)能技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：通用于中小型電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
正在服役的各類中、小型電動(dòng)機(jī)所消耗的電能占我國電網(wǎng)總供電量的60％-70％，是第一耗電大戶。傳統(tǒng)電機(jī)在低負(fù)載時(shí)效率和功率因數(shù)很低，實(shí)際使用中大馬拉小車現(xiàn)象非常嚴(yán)重，電機(jī)大多數(shù)處于低負(fù)荷狀態(tài)，系統(tǒng)運(yùn)行效率比國外低20％-30％，電力浪費(fèi)驚人。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量6萬tce/a，CO2減排約16萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
轉(zhuǎn)子上安裝永磁體磁極形成磁場(chǎng)，沒有勵(lì)磁繞組，無需勵(lì)磁電流，勵(lì)磁損耗為零，節(jié)約銅材；電樞繞組用高分子材料精密壓鑄成型工藝固定在定子上，實(shí)現(xiàn)電機(jī)無鐵芯化，鐵損為零，提高效率，節(jié)約硅鋼片；采用軸向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)垂直分布度好，通電的電樞繞組切割永磁材料形成的磁力線產(chǎn)生力矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。比傳統(tǒng)電機(jī)的徑向磁通結(jié)構(gòu)磁能利用率好，單位功率密度高；采用智能變頻技術(shù)，配備新型智能逆變器，可以實(shí)現(xiàn)從零到額定轉(zhuǎn)速的高效、無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，精度高。
2.關(guān)鍵技術(shù)
采用軸向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大幅度提高功率密度和轉(zhuǎn)矩體積比；采用新型繞制工藝和高分子復(fù)合材料高壓精密壓鑄成型工藝，有效降低繞組銅損；不使用硅鋼片作為定、轉(zhuǎn)子鐵芯材料，減少了磁阻尼，降低了驅(qū)動(dòng)功率，減少了鐵損發(fā)熱源。結(jié)合自主研發(fā)的電子智能變頻技術(shù)，使電機(jī)系統(tǒng)在寬負(fù)載范圍效率大大提高。
3.工藝流程
永磁無鐵芯電機(jī)的生產(chǎn)工藝流程見圖1。
圖1 稀土永磁無鐵芯電機(jī)生產(chǎn)流程圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)
功率：1.1-11kW，轉(zhuǎn)速1500r/min、3000r/min、6000r/min等
效率：30％以上額定負(fù)載不低于75％，50％以上額定負(fù)載不低于85％，額定點(diǎn)不低于傳統(tǒng)高效節(jié)能電機(jī)
功率因數(shù)：30％以上額定負(fù)載不低于0.85，50％以上額定負(fù)載不低于0.95。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
2009年，國家中小電機(jī)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了性能檢驗(yàn)。工業(yè)鋸床應(yīng)用表明，與異步電機(jī)加齒輪箱系統(tǒng)相比，系統(tǒng)節(jié)能30％-80％以上；工業(yè)精密銑床對(duì)比表明系統(tǒng)節(jié)能30％以上；工業(yè)臺(tái)鉆表明系統(tǒng)節(jié)能50％以上。采用稀土永磁無鐵芯電機(jī)的柴油電站，同等輸出功率條件下，油耗降低約40％。與傳統(tǒng)電機(jī)系統(tǒng)相比還可節(jié)約鋼材50％左右，節(jié)約100％硅鋼片，節(jié)約銅材50％。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：解放軍后勤總部、浙江晨雕機(jī)械有限公司
技術(shù)提供單位：深圳市安托山特種機(jī)電有限公司
建設(shè)規(guī)模：工業(yè)鋸床用稀土永磁無鐵芯電機(jī)。主要改造內(nèi)容：永磁無鐵芯電機(jī)和智能驅(qū)動(dòng)器替代原有減速箱、皮帶輪等。每臺(tái)鋸床技改投資約6000元，建設(shè)期1年。每臺(tái)年節(jié)能1.7tce，投資回收期約4.5年。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
預(yù)計(jì)未來5年該技術(shù)可推廣至5％，形成約30萬tce/a的節(jié)能能力，減排能力79萬tCO2/a。
