1、稀土永磁电机发展现状与市场预测 来源：:/jdzj 机电之家·机电行业电子商务平台！来源：机电论文|类别：技术|时间：2006-12-13 20:13:20 来源：:/jdzj 机电之家·机电行业电子商务平台！众所周知，电机是以磁场为媒介进行电能与机械能相互转换的电力机械。 磁场可以由电流励磁产生，也可以由永磁体产生。 但一般的永磁体,由于磁能密度低，因而所建立的能量转换所必需的气隙磁场强度也较低，所以只能制造一些容量小的永磁电机，如目前大量生产的铁氧体永磁电机。 高性能稀土永磁材料，特别是钕铁硼永磁问世后，情况发生了重大变化。 高性能钕铁硼磁体产生的磁场，不仅可以达到电流励磁所产生的磁场强度，而且还远远超过电流励磁，因而可以制造出数千kW的大中型电机。 高性能稀土永磁电机是许多新技术、高技术产业的基础。 它与电力电子技术和微电子控制技术相结合，可以制造出各种性能优异的机电一体化产品，如数控机床，加工中心，柔性生产线，机器人，电动车，高性能家用电器，计算机等等。 稀土永磁电机最显著的节电率高达5如采用变频调速稀土永磁电机，预计每年可节电6600kW·h。 1台500kW风机，一年工作7000h，若采用变频调速稀土永磁电机，则年节电将达40万kW·h。 节电效果十分显著。 (3)家用电器近十几年来，我国家用电器得到了快速发展。 1979年以前，我国居民家用电基本上是照明。 1979年全国城市居民生活用电约为15亿kW·h，占全国总用电量的0.619801981年间，城市居民用生活用电量增至22亿kW·h，占全国总用电量的0.1985年城乡居民日用电器耗电量为115亿kW·h，占全国总用电量的3.1990年，全国日用电器耗电量激增到296亿kW·h，占全国总用电量的6.2001年，全国日用电器耗电量为1672亿kW·h，占全国总用电量的12.发展速度之快，实为少见。 表4 全国主要日用电器产品 万台年份 家用电冰箱 房间空调器 洗衣机 电风扇 2000 1279 1826.27 1442.98 2001 1351 2333.64。
2、电机，常规发电机重量为220kg，而永磁发电机重量仅为92kg，相当于常规发电机重量的45.又如计算机磁盘驱动器，上个世纪60年代采用铁氧体，尺寸为14in，而采用钕铁硼后只有3.5in，现在己达到2.5in。 再如，德国制成的六相变频电源供电的1095kW、230rmin稀土永磁电动机，用于舰船的推进，与过去使用的直流电动机相比，体积减少60左右，总损耗降低20左右，而且省去了电刷和换向器，维护方便。 荷兰菲利蒲公司以70W微电机作过比较，稀土永磁电机体积为电流励磁电机的1/4，为铁氧体励磁电机的1/总之，稀土永磁电机轻型化，是个非常明显的特点。 高性能化也是稀土永磁电机的突出优点，有些性能是传统标准电机所不能及的。 例如，数控机床用稀土永磁伺服电机，调速比高达1：1000稀土永磁电机可以实现精密控制驱动，转速控制精度可达到0.1，在机械特性方面，稀土永磁电机可以实现低速大转矩运行，可在负载转矩下直接起动。 此外，稀土永磁电机还具有运行精度高（如计算机硬盘驱动器的摆动电机端面与磁盘之间的跳动量要求达到0.10.3）、运行噪声离合器等低效调速的耗电为68.3%，节电为31.7%，在同样条件下，采取高效调速方式的耗电为55.2%，节电为44.8%。 当流量为90%时，低效型调速方式仅节电16.9%，即使是高效型调速方式节电也不过23.7%；但当流量为50%时，低效型调速方式节电为65.4，而高效型调速方式节电可达8由此可见调速深度越大，调速装置节电越显著。 在表3中，黑线区内是各调节方案的禁用区。 因为在这区域内，损耗功率大于输入功率的50以上。 从该表分析得出，当流量比(实际流量额定流量)大于90时，高效型、低效型节电相差不大，是否采用调速装置应作经济分析，如大于95则不必考虑。 当流量比大于85时，低效型调速装置节能与进口节流相比，其优越性不明显。 当流量小于50时，应采用高效型调速装置。 采用稀土永磁电机变频调速，比异步电机变频调速。 一般情况，节电高5%以上。 水泵、风机运行情况相似，变频调速的节能效果也相近。 特别是稀土永磁电机变频调速效果更好。 变频调速装置节能实例；。
3、能产品，平均节电率高达10以上，专用稀土永磁电机可高达15%2美国GM公司研制的钕铁硼永磁起动电机，与老式串激直流起动电机相比，不仅重量由原来的6.21kg降低到4.2kg，体积减少了13，而且效率提高了45%。 在水泵、风机、压缩机需要无级变频调速的场合，异步变频调速可节电25左右，而永磁变频调速节电率高达30以上。 一、稀土永磁电机目前情况1.稀土高效节能电动机1983年，日本住友特殊金属公司和美国通用汽车公司各自研制成功钕铁硼(NdFeB)永磁，由于磁性能高于其他永磁材料，价格又低于钐钴永磁材料，国内外研究、开发重点从军用转向工业和民用电机上。 1990年西北工业大学与闽东电机厂合作，开发生产0.8kW纺织用同步电动机，效率提高5，节电率10，并己形成年产3万台生产能力，但由于纺织业缺少设备改造资金，织布机改造放慢，年产只有400500台。 “九五”期间，协作网重点开发推广油田抽油机电机，节电率高达1520，已在油田应用，效果良好。 全国已有闽东电机公司、永济电机厂、株洲电机厂、大庆永磁电机制造公司、博通电机厂、延安电机效果要比异步电机效果好。 根据实用机电节能技术手册提供的资料分析，风机的节能措施有多种，其中调速方法最有效。 在调速方法中变频调速较理想。 在保持管网阻力不变的条件下，通过改变风机转速使风机性能曲线变化的调节方式称为变速调节。 由于变频调节方式无附加压力损失。 所以是一种高效的调节方法。 节能效益最佳。 变速前后风机参数按下式计算：流量（3-1）压力（3-2）功率（3-3）（带“”者为变速前的参数）。 关于电动机的功率消耗见表表3注：1.低效型调速为：（1）转于串电阻：（2）电磁滑差离合器；（3）定子变压调速。 2.表3引自实用机电节能技术手册989页。 Nn节流调节时输入功率 Nl1低效型调节时的输入功率 NHI高效型调节时输入功率 Ns滑差功率损失 Nc传动机构损失 N理想无损失时输入功率 效率，角标与 的定义同图6 调节时功率及效率变化图注：该图引自实用机电节能技术手册989页，关于电动机功率消耗特性参见表从表中可见，当风机流量调节范围在10030时，不同调节装。
4、电机公司组织生产，年生产能力已超过10000台，预计2002年生产5000台，150000kW。 钕铁硼用量约45吨。 沈阳工业大学与首钢合作，改造300kW电机，节电率达7.2%，所需投资1年内即可收回。 现己形成小批量生产条件。 沈阳工业大学与沈阳电机厂合作研制出目前国内容量最大的1120kW稀土永磁同步电动机，正在安排使用单位，进行运行试验。 2.电动自行车电机目前已在翔宇电器公司、卧龙电器公司、凯杰电器公司等工厂生产，年产量约35万台，5.25万kW，年需永磁材料约129吨，自行车产值7亿元。 2003年16月份生产12万台。 电动自行车己在全国主要城市建立起销售网点，深受消费者欢迎。 3.数控机床用伺服电机数控机床用伺服电机，市场潜力很大，据有关部门统计，2001年从国外进口数控机床、加工中心24亿美元，伺服电机是数控机床关键配套产品。 目前生产的单位有兰州电机厂、华中理工大学新型电机厂等，年产量约6200台，需永磁材料4.3吨。 4.微特电机微特电机应用领量。 在图5a中电机转速不变，工作点由A点变到B点，此时的功率为：即当注水量降到原来的80%时，功率仅降为原来的96%，只下降了4个百分点。 若通过改变电机的转速来调节流量，如图5b所示，则工作点由A点变为C点，相应的功率为：与节流相比，节电率为40%。 可见，通过改变电机的转速来调节注水量，具有十分显著的节电效果。 （2）风机风机是排送气体的总称，根据排气压力的高低，分为通风机、鼓风机和透平压缩机。 椐上个世纪90年代不完全统计，全国风机的拥有量400万台。 椐统计2000年年产量为200万台，产值5.7亿元。 这些风机绝大数采用电动机驱动，素有电老虎之称，因而风机的节能具有十分重要的意义。 风机在运行时，根据工况要求，需要调节风量。 过去调节风量时，常常加装出口档板和进口档板，通过档风板调节风量。 采用这种方式，能量损失大。 采用调速装置，节能效果显著。 调速装置一般有高效型和低效型两种，变频调速属于高效型，变压调速、串电阻调速、电磁滑差离。
5、多。 目前生产批量较大的企业有双环全新机电公司、威龙公司、万宝至公司、博山电机厂、西安微电机研究所、长安永磁电机开发公司、21所、兰州电机厂、天丰电器公司、北京微电机总厂、其主要是空心杯电机、步进电机等。 年总产量约2500万台，使用永磁材料13.75吨。 5.纺织及化纤设备配套电机纺织机械及化纤设备对配套电机除节能的要求外，还要高性能，如高调速精度。 因此传统标准电机，难以满足要求。 目前主要生产单位有渭南纺织机械厂、浙江调速电机厂、闽东电机厂、曙光电机厂，年产量约1万台，0.5万kW，产值1000万元，永磁材料用量6吨。 表1 据不完全统计主要生产厂年生产情况序号 名 称 台数(台)瓦数(万kW)产值(万元)永磁材料(吨)1 高效电机 5000 15 7500 45 2 电动自行车 350000 5.25 70000 129 3 伺服电机 6200 0.62 5000 4.3 4 微特电机 25000000 9937 13.75 5 纺织及化纤设备电机 10000 0.5 1000 6 合计 25371200 泵各约占2而目前风机、水泵类产品电能利用率非常低，实际运行效率不到50，系统运行效率不到30，每年浪费电力大约200亿kW·h。 在某些负载中需要调节风机、水泵的流量。 过去常采用阀门、档板调节流量，这样作系统运行效率明显下降。 （1）水泵 世界上泵产品所消耗的电能约占总发电量2在农田排灌、油田、城市供水、水力与火力发电、化工、输油管线等领域都发挥重要作用。 1999年全国工业泵产量为93万台，年产值60亿元。 泵是输送流体的机械，泵的功能是把电动机的机械传递给液体，使液体升高或移动。 按作用原理可分为三大类，叶片式泵（或称动力式泵）、容积式泵、特殊泵。 降低系统能耗的一种有效方法是应用变频调速技术，其节能效果最显著。 电动机驱动的泵长驱动一个注流孔可变的阀门而运行于一个恒定的转速，其流体的流量是通过阀门来调节的。 由于电动机恒速运行于高压头，故关小阀门可减少流量，但减少能耗数值甚小。 以油田注水泵工作特性为例。 其流量Q与转速n的一次方成正比，。
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