從國務(wù)院剛發(fā)布的“中國制造2025規劃”中可以看出,國家制定該規劃的宗旨定位于制造業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟的主體,是立國之本、富國之基和興國之器。
18 世紀中葉開(kāi)啟工業(yè)文明以來(lái),世界強國的興衰史、中華民族的奮斗史都一再證明,沒(méi)有強大的制造業(yè),就沒(méi)有國家和民族的強盛。堅持打造先進(jìn)自主的制造業(yè),是我 國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路!其指導思想之一就是創(chuàng )新驅動(dòng)、綠色發(fā)展。創(chuàng )新是制造業(yè)發(fā)展的靈魂和不竭動(dòng)力,綠色發(fā)展是破解資源 和環(huán)境瓶頸制約的關(guān)鍵所在,是實(shí)現制造業(yè)可持續發(fā)展的必由之路。
近年來(lái),我國工業(yè)化得到了快速發(fā)展,工業(yè)增加值規模已超過(guò)21萬(wàn)億元,占全球的比重也超過(guò)20%,在500多種主要工業(yè)產(chǎn)品中,220余種 的產(chǎn)量位居全球領(lǐng)先,但仍處于如何從制造大國轉變成制造業(yè)強國這一階段。雖然中國工業(yè)發(fā)展取得了巨大進(jìn)步,但必須看到,付出的資源、環(huán)境代價(jià)也是非常大 的。
2013年,全國能源消費量高達37.5億t標煤,占世界總能耗的22%左右,其中工業(yè)能耗占國內一次能源消耗的比重仍然超過(guò)70%。據統計,在碳排 放中,工業(yè)排放占72%,電機又是工業(yè)節能中的末端產(chǎn)品,是用電量最大的耗電設備。
根據歐盟《提高高效電動(dòng)機和驅動(dòng)的市場(chǎng)份額》的研究報告顯示,工業(yè)用電動(dòng)機消耗電能占工業(yè)用電消費的73%。其中,歐盟工業(yè)部門(mén)中,各電動(dòng)驅動(dòng)系統消耗電能的比例為:泵類(lèi)22%、風(fēng)機16%、空壓機18%、制冷壓 縮機7%、輸送機2%、其他電機為 35%,即風(fēng)機、泵類(lèi)及壓縮機占總消耗電能的63%。
數據顯示,2013年我國電機保有量約21億kW,總耗電約3.5萬(wàn)億kWh,占全社會(huì )總用電量的 64%,其中工業(yè)領(lǐng)域電機總用量為2.6萬(wàn)億kWh,約占工業(yè)用電的75%。工業(yè)領(lǐng)域電機能效每提高1%,可年節約用電量260億kWh左右。從整體上提 升電機系統效率5%~8%,可實(shí)現年節電1300~2300億kWh,相當于2~3個(gè)三峽電站的發(fā)電量。
永磁傳動(dòng)技術(shù)是電機系統整體能效提升的新技術(shù),它包括有永磁渦流柔性傳動(dòng)節能裝置、永磁電機、永磁聯(lián)軸器、永磁耦合器等,是電機系統的重要 組成部分。對于整體提升電機系統的安全運行、節能降耗有著(zhù)積極的作用。節能減排是社會(huì )發(fā)展的永恒主題,電機及系統節能是工業(yè)節能減排的主戰場(chǎng),而技術(shù)創(chuàng ) 新、技術(shù)引領(lǐng)是實(shí)現節能減排、實(shí)現電機能效提升的重要手段。
根據齒輪減速電機的效率曲線(xiàn)特性,負載在80%~100%之間時(shí)電動(dòng)機效率最高,運行最經(jīng)濟。但實(shí)際應用中,多數齒輪減速電機的負載率經(jīng)常 在60%以下(我國齒輪減速電機拖動(dòng)系統效率更低,僅為30%~40%),“大馬拉小車(chē)”現象非常普遍,電能浪費高達30%,而且長(cháng)期低載運行,容易造成 齒輪減速電機的損壞。
永磁傳動(dòng)技術(shù)使電機與負載之間無(wú)剛性連接,通過(guò)永磁體和導體的相對運動(dòng),實(shí)現了能量在氣隙中的傳遞,它解決了旋轉負載系統的對中、起動(dòng)、減 震、調速及過(guò)載保護等問(wèn)題,使磁力傳動(dòng)的效率達到99%。
實(shí)現電機的緩沖起動(dòng),因為電機不需要克服負載慣性,大大減小了峰值電流,減少電耗,達到節約能 源,減少設備磨損的效果。從節能減排的角度來(lái)講,用永磁電機代替異步交流電機,體積小、效率可實(shí)現100%,電機輸出轉速達到300r/s為最佳工作狀 態(tài),這時(shí)在電機后蓋上背一個(gè)小的星行減速機,輸出轉速可達幾到幾十r/s,滿(mǎn)足各種工況下的需要,如電廠(chǎng)、鋼廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)、石化及化工等場(chǎng)合,針對電機驅動(dòng) 的風(fēng)機、水泵、皮帶輸送機和球磨機等設備提出的節能傳動(dòng)解決方案,達到40%的節電的效果。比如說(shuō)球磨機,球磨機驅動(dòng)系統屬于典型的低速大轉矩傳動(dòng)系統, 永磁電機可以實(shí)現低速大轉矩的持續運行,異步電動(dòng)機和直流電動(dòng)機無(wú)法實(shí)現,這種特性使得永磁電機在低速大轉矩的傳動(dòng)系統應用非常廣闊。
永磁電機的稀土永磁材料磁性能優(yōu)異,它經(jīng)過(guò)充磁后不再需要外加能量就能建立很強的永久磁場(chǎng),用來(lái)代替傳統電機的電勵磁場(chǎng)。稀土永磁電機不僅 效率高,而且結構簡(jiǎn)單,還可做到體積小、重量輕。既可達到傳統勵磁電機所無(wú)法比擬的高性能(如超高效、超高速、超高響應速度),又可以制成能滿(mǎn)足特定運行 要求的特種電機,如電梯曳引電機、汽車(chē)專(zhuān)用電機等。
電梯電機也一樣,永磁同步曳引機是一種無(wú)齒輪曳引機,相比傳統的有齒輪曳引機,它沒(méi)有減速箱,具有結構緊湊、體積小、重量輕、低溫升、低能耗、低噪聲,免維護、調速范圍寬和運行平穩等特點(diǎn),正常情況下較非永磁有齒輪曳引機節能40%左右,性?xún)r(jià)比很高。
中國是個(gè)稀土大國,永磁材料和永磁技術(shù)在國家七大戰略性新型產(chǎn)業(yè)中將得到廣泛應用,比如說(shuō)節能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新能源、風(fēng)力發(fā)電機的持續性永磁電 機,還有新能源汽車(chē)、高端制造業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)里很多都在用永磁材料。永磁傳動(dòng)技術(shù)的創(chuàng )新與發(fā)展為我國實(shí)現2025智能制造、工業(yè)領(lǐng)域節能減排意義重大,永磁 減速電機市場(chǎng)前景廣闊。