電機是一種應用量大、使用范圍廣的高耗能動力設備。據(jù)統(tǒng)計，我國電機耗電約占工業(yè)用電總量的60%～70%。實際應用中，我國電機的整體運行狀況，同國外相比差距很大，機組效率約為75%，比國外低10%左右；系統(tǒng)運行效率為30～40%，比國際先進水平低20～30%。因此，我國的電機應用具有極大的節(jié)能潛力，推行電機節(jié)能勢在必行。
一、目前電機能耗狀況
改革開放2O多年來，我國在能源利用上取得“GDP翻兩番而能源消費僅翻一番”的成就。但是，與發(fā)達國家相比，我國電力能源利用效率仍然較低，尤其是工業(yè)用電設備電能消耗高，浪費情況較為嚴重。大量的工業(yè)設備如風機、泵類設備以及傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機、機械加工設備等，多采用交流電動機恒速傳動的方案運行，導致交流電動機效率普遍較低。
風機、泵類設備也多采用調節(jié)風門和閥門的辦法來調節(jié)流量，這種調節(jié)方法雖然簡單易行，但它是以耗費大量能源為代價；在工業(yè)縫紉機、機械加工設備中，往往采用離合器、摩擦片調節(jié)速度，造成大量的待機損耗和制動能耗。
1、風機、泵類設備
在工業(yè)生產、產品加工制造業(yè)中，風機設備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等場合，根據(jù)生產需要對爐膛壓力、風速、風量、溫度等指標進行控制和調節(jié)以適應工藝要求和運行工況。而最常用的控制手段則是調節(jié)風門、擋板開度的大小來調整受控對象。這樣，不論生產的需求大小，風機都要全速運轉，不能隨運行工況的變化進行相應的調節(jié)，白白浪費了大量的能量。在生產過程中，不僅控制精度受到限制，而且容易造成設備損耗，從而導致生產成本增加，設備使用壽命縮短，設備維護、維修費用居高不下。
泵類設備在生產領域同樣有著廣闊的應用空間，提水泵站、水池儲罐給排系統(tǒng)、工業(yè)水(油)循環(huán)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)均使用離心泵、軸流泵、齒輪泵、柱塞泵等設備。根據(jù)不同的生產需求往往采用調整閥、回流閥、截止閥等節(jié)流設備進行流量、壓力、水位等信號的控制。這樣，不僅造成大量的能源浪費，管路、閥門等密封性能的破壞；還加速了泵腔、閥體的磨損和汽蝕，嚴重時損壞設備、影響生產、危及產品質量。
2、工業(yè)縫紉機、機械加工設備
傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機電機是一款交流離合器電機，效率僅為40～50%；電機在工作時，不論縫制布料厚薄，始終全功率輸出；在縫紉機待料待機時，電機通過離合器脫開負載，繼續(xù)空載運行，造成極大的待機損耗。
在中低檔機械加工設備中往往采用摩擦片調節(jié)速度，利用摩擦片的摩擦作用降低電機轉速，從而達到調節(jié)速度的目的，不僅造成大量的制動能耗，還加快了電機軸的磨損，降低電機使用壽命。
目前，我國在家電行業(yè)已逐步采用變頻調速控制技術以降低能耗，而工業(yè)控制領域中的許多速度調節(jié)方法還停留在傳統(tǒng)技術層面上。根據(jù)美國能源部的一項數(shù)據(jù)顯示，如果采用最新的高效率電機設備和一定的變頻調速裝置來替代舊的電機設備，工業(yè)用戶至少能在現(xiàn)有基礎上節(jié)省電能18%以上。目前許多國家均已指定流量壓力控制必須采用變頻調速裝置取代傳統(tǒng)方式，我國也在積極鼓勵工業(yè)企業(yè)采用高效、節(jié)能的電動機、鍋爐、窯爐、風機、泵類等設備。
二、以電子信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，達到節(jié)能降耗目的
隨著電子技術、信息技術的發(fā)展，電子信息技術在產品中的應用日趨成熟，傳統(tǒng)的電機技術與電子信息技術相結合，產生了“機電一體化”產品�！皺C電一體化”又稱“機械電子學”，是在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進了電子技術，并將機械裝置、電子設備以及軟件等有機地結合起來構成的系統(tǒng)的總稱�！皺C電一體化”電機與傳統(tǒng)電機有著質的區(qū)別，“機電一體化”電機包含了控制部分既控制器及嵌入式軟件和驅動部分既電機，它是利用嵌入式軟件實現(xiàn)對系統(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)的運行精度，而且可以根據(jù)系統(tǒng)負載變化實時調整電機輸出轉速、輸出功率，充分達到節(jié)能降耗的目的。下面舉兩個例子來說明“機電一體化”電機的使用效果：
1、高效節(jié)能伺服控制電機在工業(yè)縫紉機領域的應用
前面提到傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機電機是一款交流離合器電機，效率僅為40～50%；電機在工作時，不論縫制布料厚薄，始終全功率輸出；在縫紉機待料待機時，電機通過離合器脫開負載，繼續(xù)空載運行，造成極大的待機損耗。而高效節(jié)能伺服控制電機采用直流無刷電機作為驅動元件，效率達到70～80%；伺服控制系統(tǒng)內含嵌入式軟件，系統(tǒng)隨時檢測縫制布料的厚薄，將信息實時傳遞給嵌入式軟件，通過軟件調節(jié)電機的輸出轉速和輸出功率，始終使電機工作在最合理、最節(jié)能狀態(tài)；在縫紉機待料待機時，系統(tǒng)停止工作，沒有待機損耗。通過高效節(jié)能伺服控制電機替代交流離合器電機在工業(yè)縫紉機領域推廣應用，可在該領域節(jié)能50～60%，每臺縫紉機可節(jié)電576千瓦時/年，據(jù)縫紉機行業(yè)協(xié)會估算，全國現(xiàn)在生產使用的工業(yè)縫紉機至少200萬臺，那么隨著高效節(jié)能伺服控制電機的替代使用，可為社會節(jié)電11.52億千瓦時/年。
高效節(jié)能伺服控制電機不僅可以在縫紉機行業(yè)推廣應用，也可以在工業(yè)集塵設備、機械加工設備中替代傳統(tǒng)的交流電機，其節(jié)電效果普遍達到30%以上。
2、變頻調速電機在風機、泵類設備中的應用
風機、泵類設備年耗電量占全國電力消耗的1/4，大量的電能由于交流電動機只能恒速輸出、無法根據(jù)工況變化自行調節(jié)而浪費。變頻調速技術是20世紀80年代末興起的一種新型電力傳動調速技術，它以體積小、重量輕、轉矩大、精度高、功能強，可靠性高，操作簡便，便于通信等功能優(yōu)于以往的傳統(tǒng)調速方式(如變極調速、調壓調速、滑差調速等)。變頻調速運行，是根據(jù)負載轉速的變化要求，改變供電電流的頻率，并配合電壓的調節(jié)，以獲得合理的電機運行工況。在不同的轉速情況下，均保持較高的運行效率。變頻控制技術的應用，不僅降低了電能消耗，同時能改善啟動性能，保護電動機及負載設備免受瞬時啟動的沖擊，延長其工作壽命，還提高電動機及負載設備的工作精確度。
風機、泵類等設備采用變頻調速技術實現(xiàn)節(jié)能運行是我國節(jié)能的一項重點推廣技術，受到國家政府的普遍重視，《中華人民共和國節(jié)約能源法》把它列為通用技術加以推廣。實踐證明，變頻電機用于風機、泵類設備驅動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，普遍節(jié)電達到30%～50%。
三、以創(chuàng)新促發(fā)展，迎接機遇和挑戰(zhàn)
節(jié)能降耗已成為當今社會發(fā)展的一大主題，而且各行各業(yè)電動化、智能化的程度越來越高，由此催生了一個巨大的節(jié)能電機市場。作為電機生產企業(yè)，橫店集團聯(lián)宜電機有限公司堅定走“以創(chuàng)新促發(fā)展”的道路，迎接新的機遇和挑戰(zhàn)。
橫店集團聯(lián)宜電機有限公司提出“致力于節(jié)能環(huán)保產業(yè)的創(chuàng)新，為人類平衡和諧提供動力”，并將此作為公司的歷史使命。在這一使命的要求下，公司從2003年至今進行產品結構調整，淘汰部分技術含量低、高耗能、噪音大的產品，同時投入大量資金引進技術人才、聘請國內外專家，并與科研院所、大專院校合作開發(fā)“機電一體化”產品，已先后開發(fā)成功高效節(jié)能工縫機伺服電機、節(jié)電濾波器、基于單片機的電機節(jié)電器、食物殘渣處理器電機等多款環(huán)保節(jié)能型產品。產品投放市場后因節(jié)能效果十分顯著、質量穩(wěn)定可靠倍受客戶青睞，一直供不應求。根據(jù)國家政策導向，聯(lián)宜電機又著手開發(fā)高檔變頻電機、數(shù)控機床伺服電機等，雖然產品還處于小試階段，已有多家風機、泵類設備生產廠家與公司簽訂全年采購合同，預計08年可實現(xiàn)批量生產，首年將達到年產10萬臺變頻電機產量。聯(lián)宜電機在從事環(huán)保節(jié)能產業(yè)的創(chuàng)新中取得了可喜的成就：07年上半年公司實現(xiàn)銷售收入4億元，利稅7000多萬元，較去年同期分別增長35%、32%。
橫店集團聯(lián)宜電機有限公司的創(chuàng)新也就是將電子信息技術應用于電機產業(yè)，以環(huán)保節(jié)能產品迎合市場需求。在電機產業(yè)節(jié)能降耗大環(huán)境下，每個電機生產企業(yè)只有不斷創(chuàng)新、提升產品技術含量，才能抓住機遇，不斷發(fā)展，否則，將難以生存。
四、電機節(jié)能的遠景目標和發(fā)展方向
以電子信息技術為核心的“機電一體化”產品在節(jié)能降耗方面的作用已初現(xiàn)端倪，上述提到的幾個行業(yè)是能源浪費較嚴重、正在大力推動改進的幾個例子，其實還有更多的行業(yè)有待挖掘。隨著電子信息技術的發(fā)展，電機節(jié)能的前景十分看好。據(jù)國家能源部的初步估算：如果全面啟動電機節(jié)能工程，開發(fā)以電子信息技術與傳統(tǒng)電機技術相結合的“機電一體化”產品，并替換現(xiàn)普遍使用的傳統(tǒng)交流電機，全國的用電量將下降15～20%而GDP保持不變。
通過研發(fā)高效節(jié)能變頻電機、各種電子控制的節(jié)能伺服電機并形成產業(yè)化生產，在工業(yè)設備、交通、辦公自動化等領域推廣使用，將電機的平均能耗下降20～30%，這是電機行業(yè)“十一五”期間的節(jié)能目標。
通過開發(fā)擁有自主產權的電機驅動系統(tǒng)優(yōu)化運行軟件和標準，大力推廣“機電一體化”和“光機電一體化”技術的應用，以電子信息技術改造傳統(tǒng)電機技術，全面提升電機技術含量，增強電機智能化程度，推動電機節(jié)能降耗，是未來一段時期內電機行業(yè)的發(fā)展方向。
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