稀土永磁電機發(fā)展現(xiàn)狀與市場預測( 42頁)

1、稀土永磁電機發(fā)展現(xiàn)狀與市場預測全國稀土永磁電機協(xié)作網(wǎng) 眾所周知，電機是以磁場為媒介進行電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的電力機械。磁場可以由電流勵磁產(chǎn)生，也可以由永磁體產(chǎn)生。但一般的永磁體,由于磁能密度低，因而所建立的能量轉(zhuǎn)換所必需的氣隙磁場強度也較低，所以只能制造一些容量小的永磁電機，如目前大量生產(chǎn)的鐵氧體永磁電機。高性能稀土永磁材料，特別是釹鐵硼永磁問世后，情況發(fā)生了重大變化。高性能釹鐵硼磁體產(chǎn)生的磁場，不僅可以達到電流勵磁所產(chǎn)生的磁場強度，而且還遠遠超過電流勵磁，因而可以制造出數(shù)千kW的大中型電機。高性能稀土永磁電機是許多新技術(shù)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。它與電力電子技術(shù)和微電子控制技術(shù)相結(jié)合，可

2、以制造出各種性能優(yōu)異的機電一體化產(chǎn)品，如數(shù)控機床，加工中心，柔性生產(chǎn)線，機器人，電動車，高性能家用電器，計算機等等。稀土永磁電機最顯著的性能特點是輕型化、高性能化、高效節(jié)能。采用稀土永磁體可以明顯減輕電機重量，縮小體積。例如10kW發(fā)電機，常規(guī)發(fā)電機重量為220kg，而永磁發(fā)電機重量僅為92kg，相當于常規(guī)發(fā)電機重量的45.8。又如計算機磁盤驅(qū)動器，上個世紀60年代采用鐵氧體，尺寸為14in，而采用釹鐵硼后只有3.5in，現(xiàn)在己達到2.5in。再如，德國制成的六相變頻電源供電的1095kW、230rmin稀土永磁電動機，用于艦船的推進，與過去使用的直流電動機相比，體積減少60左右，總損耗降低2

3、0左右，而且省去了電刷和換向器，維護方便。荷蘭菲利蒲公司以70W微電機作過比較，稀土永磁電機體積為電流勵磁電機的1/4，為鐵氧體勵磁電機的1/2?？傊?，稀土永磁電機輕型化，是個非常明顯的特點。高性能化也是稀土永磁電機的突出優(yōu)點，有些性能是傳統(tǒng)標準電機所不能及的。例如，數(shù)控機床用稀土永磁伺服電機，調(diào)速比高達1：10000。稀土永磁電機可以實現(xiàn)精密控制驅(qū)動，轉(zhuǎn)速控制精度可達到0.1，在機械特性方面，稀土永磁電機可以實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩運行，可在負載轉(zhuǎn)矩下直接起動。此外，稀土永磁電機還具有運行精度高（如計算機硬盤驅(qū)動器的擺動電機端面與磁盤之間的跳動量要求達到0.10.3）、運行噪聲小、平穩(wěn)性好、過載能力大

4、等特點。稀土永磁電機又是一種高效節(jié)能產(chǎn)品，平均節(jié)電率高達10以上，專用稀土永磁電機可高達15%20。美國GM公司研制的釹鐵硼永磁起動電機，與老式串激直流起動電機相比，不僅重量由原來的6.21kg降低到4.2kg，體積減少了13，而且效率提高了45%。在水泵、風機、壓縮機需要無級變頻調(diào)速的場合，異步變頻調(diào)速可節(jié)電25左右，而永磁變頻調(diào)速節(jié)電率高達30以上。 一、       稀土永磁電機目前情況1.稀土高效節(jié)能電動機1983年，日本住友特殊金屬公司和美國通用汽車公司各自研制成功釹鐵硼(NdFeB)永磁，由于磁性能高于其他永磁材

5、料，價格又低于釤鈷永磁材料，國內(nèi)外研究、開發(fā)重點從軍用轉(zhuǎn)向工業(yè)和民用電機上。1990年西北工業(yè)大學與閩東電機廠合作，開發(fā)生產(chǎn)0.8kW紡織用同步電動機，效率提高5，節(jié)電率10，并己形成年產(chǎn)3萬臺生產(chǎn)能力，但由于紡織業(yè)缺少設(shè)備改造資金，織布機改造放慢，年產(chǎn)只有400500臺?！熬盼濉逼陂g，協(xié)作網(wǎng)重點開發(fā)推廣油田抽油機電機，節(jié)電率高達1520，已在油田應(yīng)用，效果良好。全國已有閩東電機公司、永濟電機廠、株洲電機廠、大慶永磁電機制造公司、博通電機廠、延安電機廠、瑞安電機廠、江蘇大中電機公司、沈陽博遠電機公司、大安市稀土永磁電機公司組織生產(chǎn)，年生產(chǎn)能力已超過10000臺，預計2002年生產(chǎn)5000臺，1

6、50000kW。釹鐵硼用量約45噸。沈陽工業(yè)大學與首鋼合作，改造300kW電機，節(jié)電率達7.2%，所需投資1年內(nèi)即可收回?，F(xiàn)己形成小批量生產(chǎn)條件。沈陽工業(yè)大學與沈陽電機廠合作研制出目前國內(nèi)容量最大的1120kW稀土永磁同步電動機，正在安排使用單位，進行運行試驗。2.電動自行車電機目前已在翔宇電器公司、臥龍電器公司、凱杰電器公司等工廠生產(chǎn)，年產(chǎn)量約35萬臺，5.25萬kW，年需永磁材料約129噸，自行車產(chǎn)值7億元。2003年16月份生產(chǎn)12萬臺。電動自行車己在全國主要城市建立起銷售網(wǎng)點，深受消費者歡迎。3.數(shù)控機床用伺服電機數(shù)控機床用伺服電機，市場潛力很大，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，2001年從國外進口數(shù)

7、控機床、加工中心24億美元，伺服電機是數(shù)控機床關(guān)鍵配套產(chǎn)品。目前生產(chǎn)的單位有蘭州電機廠、華中理工大學新型電機廠等，年產(chǎn)量約6200臺，需永磁材料4.3噸。4.微特電機微特電機應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，據(jù)1998年統(tǒng)計，微電機行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)為420家，職工人數(shù)5萬人，大部分企業(yè)都生產(chǎn)稀土永磁微特電機，但每個工廠生產(chǎn)的品種、數(shù)量卻不多。目前生產(chǎn)批量較大的企業(yè)有雙環(huán)全新機電公司、威龍公司、萬寶至公司、博山電機廠、西安微電機研究所、長安永磁電機開發(fā)公司、21所、蘭州電機廠、天豐電器公司、北京微電機總廠、其主要是空心杯電機、步進電機等。年總產(chǎn)量約2500萬臺，使用永磁材料13.75噸。5.紡織及化纖設(shè)備配套電機紡

8、織機械及化纖設(shè)備對配套電機除節(jié)能的要求外，還要高性能，如高調(diào)速精度。因此傳統(tǒng)標準電機，難以滿足要求。目前主要生產(chǎn)單位有渭南紡織機械廠、浙江調(diào)速電機廠、閩東電機廠、曙光電機廠，年產(chǎn)量約1萬臺，0.5萬kW，產(chǎn)值1000萬元，永磁材料用量6噸。表1 據(jù)不完全統(tǒng)計主要生產(chǎn)廠年生產(chǎn)情況序號名 稱臺數(shù)(臺)瓦數(shù)(萬kW)產(chǎn)值 (萬元)永磁材料(噸)1高效電機5000157500452電動自行車3500005.25700001293伺服電機62000.6250004.34微特電機25000000993713.755紡織及化纖設(shè)備電機100000.510006合計2537120021.3793437198.

9、05“九五”期間永磁電機的發(fā)展很不平衡，有進有退。其中抽油機用稀土永磁同步電機，發(fā)展迅速，現(xiàn)己形成年產(chǎn)1萬臺以上的生產(chǎn)能力，在油田運行情況良好，取得明顯技術(shù)經(jīng)濟效益。電動自行車發(fā)展也很迅速，深受使用者歡迎?，F(xiàn)在己在全國各主要城市建立起生產(chǎn)、銷售、維修網(wǎng)點。稀土微特電機發(fā)展極為迅速，特別是空心杯電機，產(chǎn)量大幅度增長，價格卻成倍下降。但在摩托車起動電機方面，由于競爭激烈，三角債等方面原因，鐵氧體勵磁占據(jù)上風，博山電機廠、曙光電機廠形成的40萬臺生產(chǎn)能力，不得不停止生產(chǎn)。0.8kW紡織專用電機，由于紡織行業(yè)不景氣，國家強制淘汰部分紡織設(shè)備，限制紡織品產(chǎn)量，企業(yè)無力投資更換電機，形成閩東電機等廠形成的

10、3萬臺年生產(chǎn)能力，不能發(fā)揮作用，每年只生產(chǎn)幾百臺產(chǎn)品?！熬盼濉逼陂g稀土永磁電機開發(fā)應(yīng)用的幾個特點：1.從主要在試驗室開發(fā)研制向科研與產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合的方向發(fā)展，如油田用抽油機專用電機，電動自行車等。2.以仿制為主向自行設(shè)計、自主創(chuàng)新方向發(fā)展，如“九五”期間開發(fā)的超高效電機、醫(yī)療機械用無刷直流電機、化纖設(shè)備用高牽入能力同步電機、高防護性釹鐵硼電鍍技術(shù)等，都擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)。3.從以產(chǎn)品研制為主，向產(chǎn)品研制、工藝及裝備開發(fā)、標準、試驗方法規(guī)范化方向發(fā)展，形成成套技術(shù)。4.從小型電機向大型電機發(fā)展，向超微型電機發(fā)展，國內(nèi)最大容量的稀土永磁同步電機為1120kW，空心杯電機外徑為4mm。國外微型電機為0

11、.8mm，長1.2mm。二、稀土永磁電機技術(shù)發(fā)展趨勢1.   向高效節(jié)能方向發(fā)展高效是指滿載時效率高，節(jié)能是指綜合節(jié)能效果。如效率相同，但使用對象不同，節(jié)電效果也不同。一般的稀土永磁同步電機，平均節(jié)電率高達10，某些專用稀土永磁同步電機，如油田抽油機用電機，節(jié)電率高達1520。電機節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，應(yīng)該從各個方面尋求降低電能消耗的方法。系統(tǒng)輸入功率包括配電電源、電動機的控制、電動機本身、電動機與負載的連接以及最終被驅(qū)動的負載匹配。例如，根據(jù)國家統(tǒng)計局1989年統(tǒng)計，全國各類泵類、風機約有3700多萬臺，總配套裝機容量1.1億kW，每年耗電量占全國用電量的13。國際先進水平

12、是：風機、水泵本身運行效率一般在85以上，系統(tǒng)運行效率是80左右。而目前我國國產(chǎn)設(shè)備的本體設(shè)計效率為75，系統(tǒng)運行效率不到30，電源浪費十分嚴重。這種狀況目前并未改變。電動機的節(jié)能分兩個方面。一方面是改革異步電動機的結(jié)構(gòu)，提高效率和其他性能，異步電動機以其結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、適應(yīng)各種工況條件等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個領(lǐng)域。其次是發(fā)展永磁同步電動機，可以取得更高的節(jié)電效果。國外提高電動機效率的主要途徑，是通過對異步電動機的優(yōu)化設(shè)計，增加銅、鋁、電工鋼板等有效材料用量，降低繞組損耗和鐵耗；采用較好的磁性材料和工藝，以降低鐵耗：合理設(shè)計通風結(jié)構(gòu)和選用高性能軸承，降低機械損耗；通過改進設(shè)計和工藝，

13、降低雜散損耗，國外己開發(fā)出高效異步電機。美國1992年美國前總統(tǒng)布什簽署批準了能源政策法。按照該法令，自1997年10月24日以后，美國大部分一般效率的電動機不再生產(chǎn)，而只允許生產(chǎn)高效率的電動機。并提出將電動機推至極限，于2007年生產(chǎn)超高效電動機。據(jù)有關(guān)資料介紹，160M-4 11kW電機，Y系列效率為88，高效電機為91.8，超高效電機92.4，沈陽工業(yè)大學開發(fā)的超高效稀土永磁電機為94.7。歐美等工業(yè)發(fā)達國家，提高電動機效率重點放在異步電動機上，英國三相異步電動機的用電量占電動機總用電量的86。美國和歐盟在37kW以下的電動機臺數(shù)占總裝機臺數(shù)的95，所以把節(jié)能重點放在異步電動機上是理所當

14、然的。根據(jù)我國國情，高性能的稀土永磁材料已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，釹鐵硼的產(chǎn)量現(xiàn)已居世界第一位，釹鐵硼的價格也趨向合理。計算結(jié)果統(tǒng)計資料表明，中小型永磁同步電動機的效率可提高5，節(jié)電率10，某些專用永磁同步電機節(jié)電達1520。所以發(fā)展永磁同步電動機是新世紀電機工業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢之一。2.向機電一體化方向發(fā)展要提升傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的水平，必須緊緊抓住機電一體化這個環(huán)節(jié)。實現(xiàn)機電一體化的基礎(chǔ)，是發(fā)展各種機電一體化需用的各種高性能稀土永磁電機，如數(shù)控機床用伺服電機，計算機用VCM音圈電機。一臺60把刀加工中心，要配備30臺伺服電機。變頻調(diào)速稀土永磁同步電機和無刷直流電機是機電一體化的基礎(chǔ)。3.向高性能方向發(fā)展現(xiàn)代化裝

15、備向電機工業(yè)提出各種各樣的高性能要求，如軍事裝備要求提供給各種高性能信號電機，移動電站，自動化裝備用伺服系統(tǒng)及電機，航空航天用高性能、高可靠性永磁電機，化纖設(shè)備用高調(diào)速精度變頻調(diào)速同步電動機，數(shù)控機床、加工中心、機器人用高調(diào)速比稀土永磁伺服電機，計算機用高精度擺動電機及主軸電機等等。 4.向?qū)Ｓ秒姍C方向發(fā)展電機所驅(qū)動的負載千變?nèi)f化，如全部采用通用型電動機，在某些情況下，技術(shù)經(jīng)濟很不合理。因此國外大力發(fā)展專用電機，專用電機約占總產(chǎn)量的80，通用電機占20。而我國恰恰相反，專用電機只占20，通用型電機占80。專用電機是根據(jù)不同負載特性專門沒計的，如油田用抽油機專用稀土永磁電機，節(jié)電率高達20。這方

16、面的節(jié)能潛力很大。電機工作者不僅要研究電機本身，更應(yīng)當研究所驅(qū)動負載的特性，設(shè)計出性能先進、運行可靠、價格合理的稀土永磁電機產(chǎn)品。5.向輕型化方向發(fā)展航空航天產(chǎn)品，電動車輛、數(shù)控機床、計算機、視聽產(chǎn)品、醫(yī)療器械、便攜式光機電一體化產(chǎn)品等，都對電機提出體積小、重量輕的嚴格要求。有些還對產(chǎn)品形狀提出要求，如信息產(chǎn)品提出扁平化，世界上最小的電機已達到0.8mm,102mm,用于醫(yī)療檢測。三、稀土永磁電機發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化設(shè)想根據(jù)全面建設(shè)小康社會的要求，節(jié)約能源是一件大事，特別是石油、電力能源尤為重要。1、發(fā)展稀土永磁電動機工業(yè)生產(chǎn)離不開電動機。目前正在服役的中小型電動機總安裝容量約為3億kW，耗電量約占總

17、發(fā)電量60。我國2001年發(fā)電量為14780億kW·h，電動機用電量為8868億kW·h。在電動機中實現(xiàn)節(jié)能，將節(jié)約大量能源。電動機節(jié)能有兩個方面：一方面是減少電動機本身的損耗，提高效率，生產(chǎn)出高效節(jié)能電動機，另一方面是改善電動機的運行條件，從提高電動機負載率和通過電動機的調(diào)速使系統(tǒng)始終維持在較高的效率等方面著手提高整體系統(tǒng)運行效率。在提高電動機本身效率方面，通過優(yōu)化設(shè)計，合理的增加導體材料，選用并增加高性能硅鋼片，提高異步電動機的效率，是國內(nèi)外電機技術(shù)發(fā)展方向之一。美國等西方國家重點開發(fā)的高效電動機，我國也開發(fā)出YX高效電動機，皆屬于此類產(chǎn)品。稀土永磁同步電動機，是在異步

18、電動機轉(zhuǎn)子內(nèi)部安裝永磁體以代替異步電動機定子繞組中勵磁電流所提供的磁場，制成具有自起動能力的永磁同步電動機。永磁同步電動機在節(jié)能方面，有更多更優(yōu)越的特點。我國自主開發(fā)的稀土永磁同步電動機，在穩(wěn)定運行時轉(zhuǎn)子上沒有轉(zhuǎn)子電阻損耗，可以減少總損耗的20%30，因而效率提高2到4個百分點。其次，由于永磁電機的磁場由永磁體產(chǎn)生，不需定子中的無功勵磁電流，因此通過合理設(shè)計，可以使電機的功率因數(shù)很高(可達到0.95-1)，這樣便可使電機的定子繞圈中電流顯著降低，繞組銅耗明顯減小，從而提高了電機的效率。通過以上分析可以看出，永磁同步電動機比異步電動機有明顯的優(yōu)勢，美國所謂的超高效電機，宣稱把電機的效率推向極限，

19、不管采取何種措施，都不能做到?jīng)]有轉(zhuǎn)子電阻損耗及勵磁電流的電阻損耗。因此在小型電機中，永磁電機總比異步電動機（包括高效電機）效率高2至3個百分點。各種電動機的額定功率效率比較曲線見圖1，其中包括傳統(tǒng)標準電機、高效節(jié)能電機、超高效電機、稀土永磁同步電機、稀土永磁超高效電機、無刷直流電機。從圖1可知，電機的功率等級越小，電機的效率越低，如0.18kW的傳統(tǒng)標準電機，額定效率只有55。反之，電機功率等級越大，效率越高，如Y系列200L-4 30kW傳統(tǒng)標準電機，額定效率為92.2，永磁同步電機為93.65。采用高效電機，在節(jié)能效果方面，功率等級越小，節(jié)能效果越顯著。各種電機額定功率效率對比數(shù)據(jù)見表2。

20、 -Y系列電機 -高效電機 -超高效電機 -稀土永磁同步電機 -無刷直流電機 -稀土永磁超高效電機圖1 各種電動機額定功率曲線表2 幾種電動機性能比較2.合理選擇負載率，推廣稀土永磁電機，可達到顯著的節(jié)能效果 電動機在使用時很少在額定點運行，約有半數(shù)左右的電動機處于輕載運行。據(jù)有關(guān)部門對6242臺電機使用情況調(diào)查，處于75以上負載運行的電動機僅占18.1，5075負載的35.6，49以下的占46.3。據(jù)沈陽水泵研究所提供的數(shù)據(jù)：一臺額定功率為5kW的水泵，其選用的電機一般為7.5kW，而水泵通常運行于3kW，大馬拉小車的現(xiàn)象嚴重，整機的運行效率只有38?？梢娸^低的負載率將導致電機的效率和功率因

21、數(shù)的大幅度下降。異步電動機經(jīng)濟運行范圍為60100，平均68%，永磁同步電動機的經(jīng)濟運行范圍卻遠比異步電動機寬廣。圖2和圖3分別為額定容量為11kW的異步電動機Y160M-4與自起動永磁電動機TYl60-4的效率和功率因數(shù)的對比曲線。由兩個圖中可以看出，永磁同步電動機不僅額定負載時效率較高，而且在25120額定負載的范圍內(nèi)效率都維持較高的值。而異步電動機則在35額定負載附近效率值開始顯著下降。永磁同步電動機在14額定負載時功率因數(shù)仍可達0.92以上，而異步電動機則從額定負載時的0.85迅速下降到0.47。 圖2 效率對比曲線 圖3 功率因數(shù)對比曲線永磁同步電動機；異步電動機 永磁同步電動機；異

22、步電動機力能指標（效率與功率因數(shù)的乘積）更直觀地反映出電動機運行的經(jīng)濟效益。圖4為前面例子中異步電動機與永磁同步電動機的力能指標的對比曲線。從圖中可以看出，異步電動機從額定負載的60%即開始迅速地下降，到25%額定負載時力能指標已下降至30%。永磁同步電動機在22%的額定負載時力能指標仍高達80%，比異步電動機的最大力能指標還高。永磁同步電動機即使輕載甚至空載時的運行經(jīng)濟效益仍很高，是永磁同步電動機一個極為可貴的優(yōu)點。 圖4 力能指標對比曲線 -永磁同步電動機；異步電動機3.發(fā)展調(diào)速永磁同步電動機和無刷直流電動機，提高電動機的系統(tǒng)效率隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展和器件價格的不斷降低，人們越來越多

23、地采用變頻電源和交流電動機組成交流調(diào)速系統(tǒng)替代直流電動機調(diào)速系統(tǒng)。在交流電動機中，永磁同步電動機的轉(zhuǎn)速在穩(wěn)定運行時與電源頻率保持恒定的關(guān)系，這一固有的特性使得它直接用于開環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，尤其適用由同一變頻電源供電的多臺電機要求準確同步的傳動系統(tǒng)中，如化纖設(shè)備，這可以簡化控制系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)無刷運行，而且有較高的效率和功率因數(shù)，可以減少價格昂貴配套變頻電源的容量，因而在各種調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。這類電機通?？梢杂勺冾l器的頻率逐步升高來起動，在轉(zhuǎn)子上可以不設(shè)起動繞組。德國制成5相變頻電源供電的1095kW、230rmin稀土永磁同步電動機，最近俄羅斯試制成功3500kW大型稀土永磁同步電機

24、，以上兩種產(chǎn)品均用于艦船推進。 變頻器供電的永磁同步電動機加上轉(zhuǎn)子位置閉钚控制系統(tǒng)構(gòu)成自同步永磁電動機，既具有電勵磁直流電動機的優(yōu)異調(diào)速性能，又實現(xiàn)了無刷化，這在要求高控制精度和高可靠性的場合，如航空、航天、數(shù)控機床、印工中心、機器人、電動車、計算機外圍設(shè)備和家用電器等方面都獲得了廣泛應(yīng)用。其中反電動勢波形和供電電流波形都是矩形波的電動機，稱為無刷直流電動機；反電動勢波形和供電電流波形都是正弦波的電動機，稱為正弦波永磁同步電動機，簡稱永磁同步電動機。美國制成驅(qū)動航天飛機升降副翼用的12.6kW、9000rmin稀土永磁無刷直流電動機，效率為95，僅重7.65kg。法國開發(fā)的100kW無刷直流電

25、動機，在線圈端側(cè)裝入逆變器，總重只有28kg。我國也已批量生產(chǎn)數(shù)控機床用的稀土永磁無刷直流電動機，調(diào)速比高達1：10000。電動車是當前車輛發(fā)展的新方向。電動車種類很多，其中有電動轎車，工礦電機車、清潔車、運動場所和公園交通用電動車等。其中電機和傳動系統(tǒng)是電動車的心臟，稀土永磁電動體積小、重量輕、效率高，是電動車的首選方案。在一些生產(chǎn)領(lǐng)域，如油田電力驅(qū)動系統(tǒng)、發(fā)電廠和鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中，水泵和通風機等負載機械應(yīng)用數(shù)量大。據(jù)統(tǒng)計、風機、水泵配套電機占電機總量的55，年消耗電能占發(fā)電量的40，風機、水泵各約占20。而目前風機、水泵類產(chǎn)品電能利用率非常低，實際運行效率不到50，系統(tǒng)運行效率不到30，每年

26、浪費電力大約200億kW·h。在某些負載中需要調(diào)節(jié)風機、水泵的流量。過去常采用閥門、檔板調(diào)節(jié)流量，這樣作系統(tǒng)運行效率明顯下降。 （1）水泵 世界上泵產(chǎn)品所消耗的電能約占總發(fā)電量20。在農(nóng)田排灌、油田、城市供水、水力與火力發(fā)電、化工、輸油管線等領(lǐng)域都發(fā)揮重要作用。1999年全國工業(yè)泵產(chǎn)量為93萬臺，年產(chǎn)值60億元。泵是輸送流體的機械，泵的功能是把電動機的機械傳遞給液體，使液體升高或移動。按作用原理可分為三大類，葉片式泵（或稱動力式泵）、容積式泵、特殊泵。降低系統(tǒng)能耗的一種有效方法是應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，其節(jié)能效果最顯著。電動機驅(qū)動的泵長驅(qū)動一個注流孔可變的閥門而運行于一個恒定的轉(zhuǎn)速，其流體

27、的流量是通過閥門來調(diào)節(jié)的。由于電動機恒速運行于高壓頭，故關(guān)小閥門可減少流量，但減少能耗數(shù)值甚小。以油田注水泵工作特性為例。其流量Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比，揚程與轉(zhuǎn)速二次方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。 圖5 調(diào)速運行節(jié)能原理圖圖5中A點為注水泵原來的工作，現(xiàn)在假設(shè)根據(jù)井下地質(zhì)情況的變化需減少注水量。在圖5a中電機轉(zhuǎn)速不變，工作點由A點變到B點，此時的功率為：即當注水量降到原來的80%時，功率僅降為原來的96%，只下降了4個百分點。若通過改變電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，如圖5b所示，則工作點由A點變?yōu)镃點，相應(yīng)的功率為：與節(jié)流相比，節(jié)電率為40%?？梢?，通過改變電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)注水量，具有十分顯

28、著的節(jié)電效果。（2）風機風機是排送氣體的總稱，根據(jù)排氣壓力的高低，分為通風機、鼓風機和透平壓縮機。椐上個世紀90年代不完全統(tǒng)計，全國風機的擁有量400萬臺。椐統(tǒng)計2000年年產(chǎn)量為200萬臺，產(chǎn)值5.7億元。這些風機絕大數(shù)采用電動機驅(qū)動，素有電老虎之稱，因而風機的節(jié)能具有十分重要的意義。風機在運行時，根據(jù)工況要求，需要調(diào)節(jié)風量。過去調(diào)節(jié)風量時，常常加裝出口檔板和進口檔板，通過檔風板調(diào)節(jié)風量。采用這種方式，能量損失大。采用調(diào)速裝置，節(jié)能效果顯著。調(diào)速裝置一般有高效型和低效型兩種，變頻調(diào)速屬于高效型，變壓調(diào)速、串電阻調(diào)速、電磁滑差離合器調(diào)速屬于低效型。變頻調(diào)速有異步電動機變頻調(diào)速和永磁同步電動機變

29、頻調(diào)速，前者平均節(jié)電25%左右，后者平均節(jié)電 30%以上。所以永磁同步電機變頻調(diào)速（包括無刷直流電機）效果要比異步電機效果好。根據(jù)實用機電節(jié)能技術(shù)手冊提供的資料分析，風機的節(jié)能措施有多種，其中調(diào)速方法最有效。在調(diào)速方法中變頻調(diào)速較理想。在保持管網(wǎng)阻力不變的條件下，通過改變風機轉(zhuǎn)速使風機性能曲線變化的調(diào)節(jié)方式稱為變速調(diào)節(jié)。由于變頻調(diào)節(jié)方式無附加壓力損失。所以是一種高效的調(diào)節(jié)方法。節(jié)能效益最佳。變速前后風機參數(shù)按下式計算：流量 （3-1）壓力 （3-2）功率 （3-3）（帶“”者為變速前的參數(shù)）。關(guān)于電動機的功率消耗見表3。表3注：1.低效型調(diào)速為：（1）轉(zhuǎn)于串電阻：（2）電磁滑差離合器；（3）定

30、子變壓調(diào)速。2.表3引自實用機電節(jié)能技術(shù)手冊989頁。Nn節(jié)流調(diào)節(jié)時輸入功率 Nl1低效型調(diào)節(jié)時的輸入功率 NHI高效型調(diào)節(jié)時輸入功率  Ns滑差功率損失 Nc傳動機構(gòu)損失 N理想無損失時輸入功率 效率，角標與 的定義同圖6 調(diào)節(jié)時功率及效率變化圖注：該圖引自實用機電節(jié)能技術(shù)手冊989頁，關(guān)于電動機功率消耗特性參見表3。從表中可見，當風機流量調(diào)節(jié)范圍在10030時，不同調(diào)節(jié)裝置的節(jié)能和電耗差距很大。如以采取出口調(diào)節(jié)（檔板）時的電耗為參考標準，令其為100%，則當流量減少到80%時，采取串電阻調(diào)速、電磁滑差離合器等低效調(diào)速的耗電為68.3%，節(jié)電為31.7%，在同樣條件下，采取高效調(diào)速

31、方式的耗電為55.2%，節(jié)電為44.8%。當流量為90%時，低效型調(diào)速方式僅節(jié)電16.9%，即使是高效型調(diào)速方式節(jié)電也不過23.7%；但當流量為50%時，低效型調(diào)速方式節(jié)電為65.4，而高效型調(diào)速方式節(jié)電可達82。由此可見調(diào)速深度越大，調(diào)速裝置節(jié)電越顯著。在表3中，黑線區(qū)內(nèi)是各調(diào)節(jié)方案的禁用區(qū)。因為在這區(qū)域內(nèi)，損耗功率大于輸入功率的50以上。從該表分析得出，當流量比(實際流量額定流量)大于90時，高效型、低效型節(jié)電相差不大，是否采用調(diào)速裝置應(yīng)作經(jīng)濟分析，如大于95則不必考慮。當流量比大于85時，低效型調(diào)速裝置節(jié)能與進口節(jié)流相比，其優(yōu)越性不明顯。當流量小于50時，應(yīng)采用高效型調(diào)速裝置。采用稀土永

32、磁電機變頻調(diào)速，比異步電機變頻調(diào)速。一般情況，節(jié)電高5%以上。 水泵、風機運行情況相似，變頻調(diào)速的節(jié)能效果也相近。特別是稀土永磁電機變頻調(diào)速效果更好。變頻調(diào)速裝置節(jié)能實例；對于一臺3.5kW的風機年運行7000h，如采用調(diào)壓調(diào)速，每年可節(jié)電4140kW·h，而采用變頻調(diào)速，每年可節(jié)電6480kW·h，節(jié)電率高達50。如采用變頻調(diào)速稀土永磁電機，預計每年可節(jié)電6600kW·h。1臺500kW風機，一年工作7000h，若采用變頻調(diào)速稀土永磁電機，則年節(jié)電將達40萬kW·h。節(jié)電效果十分顯著。(3)家用電器近十幾年來，我國家用電器得到了快速發(fā)展。1979年以前

33、，我國居民家用電基本上是照明。1979年全國城市居民生活用電約為15億kW·h，占全國總用電量的0.65。19801981年間，城市居民用生活用電量增至22億kW·h，占全國總用電量的0.9。1985年城鄉(xiāng)居民日用電器耗電量為115億kW·h，占全國總用電量的3.3。1990年，全國日用電器耗電量激增到296億kW·h，占全國總用電量的6.1。2001年，全國日用電器耗電量為1672億kW·h，占全國總用電量的12.4。發(fā)展速度之快，實為少見。表4 全國主要日用電器產(chǎn)品 萬臺年份家用電冰箱房間空調(diào)器洗衣機電風扇200012791826.2714

34、42.98 200113512333.641341.6196162001出口量405.48386.57101.9211243注：2001年出口的405.48萬臺為冷藏冷凍箱 家用電器的節(jié)能潛力很大，現(xiàn)在普通的家用電器選用的均為單相小型電機，這類電動機額定效率很低，如0.18kW單相電動機額定效率只有55。相同容量的稀土永磁無槽無刷直流電機，額定效率可達90，相差24。我國家用電器的產(chǎn)量很大，但節(jié)能技術(shù)水平較低。從全國來說，還存在如下一些問題，首先是一些企業(yè)對家用電器節(jié)能問題還沒有引起足夠的重視，對節(jié)能技術(shù)和新產(chǎn)品的研究開發(fā)投入不夠。在市場上搞價格大戰(zhàn)，現(xiàn)在全國空調(diào)器廠有40

35、0余家是螺絲刀工廠。從外邊購進零件進行組裝，裝后傾銷市場，這樣就談不上節(jié)能問題。 世界家電產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展有兩大趨勢：黑色家電數(shù)字化，白色家電綠色化。白色家電綠色化有兩大課題：一是氟里昂的替代問題，二是節(jié)能問題。歐美各國重視節(jié)能要求，通過立法，對白色家電采取粘貼節(jié)能標簽的做法。例如美國能源部提出2000年空調(diào)器能效比(COP值)要達到一個新標準，在產(chǎn)品上貼一個黃色標簽作為標志。同樣，在電冰箱方面，1989年11月美國能源部制定法規(guī)，要求1993年以后生產(chǎn)的電冰箱能耗要比當時的產(chǎn)品能耗降低25。1998年又制定新法規(guī)，要求2001年7月1日后生產(chǎn)的電冰箱，節(jié)能指標再提高30。今后進入美國空調(diào)器、冰箱

36、等家電產(chǎn)品不僅要通過UL安全標準認證，還必須有節(jié)能標簽。歐洲冰箱已實行能耗分級標志制度。如從德國口的180L西門子冰箱，在冰箱前面用不同顏色標出A、B、C、D、E、F、G七個等級標志。A級年耗電量為292kW·h。以上表明，安全節(jié)能已成為發(fā)達國家對發(fā)展中國家設(shè)置的技術(shù)壁壘。在我國為正確引導企業(yè)采用新技術(shù)，降低電冰箱能耗值，促進節(jié)能、環(huán)保，提高產(chǎn)品在國際市場競爭能力，1999年8月份正式批準新的GB 12021.2家用電冰箱電耗限定值及節(jié)能評價值標準。目前國內(nèi)市場上銷售的大部分產(chǎn)品，是按GB 12021國標對每類日用電器規(guī)定電耗限定值組織生產(chǎn)和銷售的。電冰箱電耗限定值是額定耗電量（kW

37、·h/24）對冷藏箱和冷藏冷凍箱，按容量規(guī)格給出不同的電耗額定值（見表5）。表5 電冰箱的電耗額定值電冰箱分類按相近似的有效容積進行分檔(L)限定值(kW·h/24h) 冷藏箱 (N.TS型)100以下1001291301491501791802092102500.50.60.70.80.850.95冷藏冷凍箱(N.ST)1001391401591601791802092102492502993003501.01.11.21.31.41.51.6目前在市場上出現(xiàn)一批節(jié)能冰箱。如西門子生產(chǎn)的180L節(jié)能冰箱，年耗電量為292kW·h，折合日耗電量為0.8kW

38、3;h。比表5中限定值1.3kW·h低38。還有幾家國產(chǎn)冰箱180L容量，日耗能量為0.851kW·h，比表5中的限定值低3423，節(jié)能潛力很大。最近出現(xiàn)一種變頻調(diào)速冰箱伊來克斯，容量為180L，電機的容量只有90W，日耗電量為0.44kW·h。但銷售價較高，4168元。比普通冰箱價格高一倍。在空調(diào)器方面，近年國際上出現(xiàn)了變頻技術(shù)應(yīng)用的強勁潮流，以日本為例，近年變頻空調(diào)器已占年產(chǎn)量7080。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國2002年變頻空調(diào)約占7.8，其中有40是海信生產(chǎn)的。采用變頻調(diào)速壓縮機，改變制冷量的控制方式。舊式壓縮機轉(zhuǎn)速是恒定的，其室溫的控制是靠壓縮機的開、停來控制制

39、冷量，這樣就增加了壓縮機開、停時的損耗，降低了壓縮機的COP值。而房間空調(diào)器的運行工況實際上是隨室溫高低而變化的，為了保持空調(diào)器的能效比值，要求壓縮機的制冷量隨工況條件而變化，不致造成能量損失。因此，要求壓縮機的旋轉(zhuǎn)速度是可調(diào)的。這樣壓縮機的制冷量將隨轉(zhuǎn)速而變化，與運行工況(冷卻負荷)相適應(yīng)，可提高壓縮機運行時的性能系數(shù)，提高空調(diào)器運行時的能效比。對于房間空調(diào)器電耗限定值，GB-12021規(guī)定見表6及表7。表6 房間空調(diào)器電耗限定值（制冷性能系數(shù)） 名義制冷量 性能系數(shù) (WW) (W) 整體式 分體式 2500 2.2 2.3 28004500 2.26 2.31 >4500 2.32

40、 2.44表7 房間空調(diào)器電耗限值(電熱制換消耗功率)電熱制換器電熱制換消耗功率(W)電熱制換器300熱泵輔助電換型1500 空調(diào)器的能耗主要取決于壓縮機的能效比和冰箱的運行機制。GB 12021性能系數(shù)，分體式為2.32.44；整體式為2.22.32。其性能較低。三菱電機空調(diào)器制冷時COP值已達3.11，電熱制換時則達到3.54。海信公司采用稀土永磁無刷直流變頻調(diào)速電機，COP值高達4，節(jié)能達25%以上。變頻調(diào)速將在電機產(chǎn)業(yè)廣泛推廣應(yīng)用。就家電產(chǎn)品而言，異步電機變頻調(diào)速，傳統(tǒng)直流電機調(diào)速、稀土永磁無刷直流電機調(diào)速，以無刷直流電機節(jié)能效果最為顯著。除稀土永磁電機額定效率明顯高于交流電

41、機外，在調(diào)速過程中，隨著轉(zhuǎn)速調(diào)低，交流電動機效率明顯下降，而稀土永磁電機效率卻變化不大，見圖7。轉(zhuǎn)速%圖7家用電器用電機市場很大，預計2005年家電產(chǎn)量為：房間空調(diào)器2 000萬臺，家用電冰箱1400萬臺，洗衣機1400萬臺。根據(jù)市場調(diào)查，1P變頻空調(diào)器價格為2599元，比一般空調(diào)器高800元，用戶可以接受。據(jù)有關(guān)單位預測變頻空調(diào)器生產(chǎn)比重將達到總產(chǎn)量30，即600萬臺。變頻電冰箱雖然市場已見到產(chǎn)品，節(jié)能效果達50以上，但價格偏高，比相同一般冰箱高出1000元以上，根據(jù)永磁電機和變頻器的成本有可能降低到只高出500元。這樣有可能推廣10，即140萬臺。變頻洗衣機雖然在性能方面有所提高，但價格增

42、加幅度大，又加上洗衣機運行時間短，節(jié)能效果不突出，將來可以根據(jù)國外市場需要，考慮發(fā)展，按推廣比例5計算，2005年可達70萬臺。電吸塵器過去主要采用串激電機噪聲大，壽命低，如果采取無刷直流電機，性能有明顯提高，但價格提高太多，用戶難以接受。目前可以進行研制，先把成本降下來。 綜上所述，積極發(fā)展無刷直流電機，特別是無槽稀土永磁無刷電機，2005年預期可推廣740萬臺。開發(fā)研究家用電器電機應(yīng)當開展技術(shù)經(jīng)濟分析，做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，這一點將進行技術(shù)經(jīng)濟全面分析。4.微特電機微特電機隨著經(jīng)濟、文化的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，2000年全世界微特電機的需求量已達65億臺。市場分布情況和市場動向見圖8

43、和表8。 圖8 市場分布情況表8 主要小電機市場動向和預測 年份 數(shù)量品種 1998 1999 20002001(預測)2002(預測)2003(預測)千臺千臺干臺干臺干臺千臺 機械穩(wěn)速電機 電子穩(wěn)速電機 無鐵心電機 無刷電機2115 065165 09096915591 1852364 220 163 050 143 770 651 8452570 250152 720257 650752 0102750 000 148 000 300 000 820 0002900 000 139 000 370 000 910 0003000 000 128 000 450 0001030 0

44、00步進電機 PM LS HB234780158 79552 785236 920198 33056 770285 550250 00065 380310 000300 00061 000340 000350 00058 000360 000390 00058 000軸流風扇電機 DCAC144 9907450163 590 6 500200 020 6 700 215000 6500 240 000 6 500260 000 6000 異步電機 同步電機 串激電機75 38057 52019 930 73 950 28 30020630 77 575 23 900 20 550 81 000

45、 21 800 20700 82 700 20900 20 750 84 000 20200 20 700 合 計37196654107 875462692550340005329 8505806 900 該圖8、表8引自2001年第六屆中國小電機技術(shù)研討會論文集，微特電機市場動向和發(fā)展對策(袁海林、施進浩)。 從表8分析，2003年預測全世界58.069億臺微特電機中，有異步電機，屬于電勵磁結(jié)構(gòu)。其余大部分屬于永磁電機。在永磁電機中，高檔產(chǎn)品多是稀土永磁電機，中檔產(chǎn)品有稀土永磁結(jié)構(gòu)，也有鐵氧體永磁結(jié)構(gòu)，低檔產(chǎn)品大部分是鐵氧體結(jié)構(gòu)。 在表8中，無鐵心電機、無刷電機、步進電機多數(shù)為稀土

46、永磁電機，2003年預測的產(chǎn)量為22.88億臺，占總產(chǎn)量39.4%。另外，電子穩(wěn)速電機、軸流風扇直流電機、小容量同步電機等，稀土永磁電機都有發(fā)展的廣泛空間。所以稀土永磁電機將成為微特電機發(fā)展的主流產(chǎn)品。表8的無刷電機，預計2003年全世界產(chǎn)量將達到10.30億臺，占微特電機總產(chǎn)量17.7，而且每年以10以上的速度增長，不僅在小容量的微特電機中發(fā)展很快，而且在數(shù)百kW的中型電機中也有應(yīng)用前景。它的應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛，有家用電器、電動車輛、數(shù)控機床、加工中心、機器人、醫(yī)療器械、輕工機械、化纖紡織設(shè)備、航空航天、艦船設(shè)備等。如果說異步電動機是二十世紀電力拖動的主流產(chǎn)品，而變頻調(diào)速稀土永磁同步電動機和

47、稀土永磁無刷直流電動機則是二十一世紀電動機主流產(chǎn)品。當然隨著異步電動機性能的提高，由于其技術(shù)成熟，運行可靠，價格低廉，仍會長期存在。 (1)信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的需求信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的范圍很廣泛，我們重點分析與微特電機發(fā)展密切的兩類產(chǎn)品。一是計算機及其外圍設(shè)備；二是移動通訊產(chǎn)品。計算機信息產(chǎn)業(yè)是我國目前發(fā)展最為迅速的產(chǎn)業(yè)之一。2000年我國計算機銷售量為717萬臺，比1999年增長了45.1，約占亞太地區(qū)計算機市場的36。預計2002年計算機產(chǎn)量將達1000萬臺，比2000年增長39。隨著計算機的快速發(fā)展，微特電機在信息電子產(chǎn)品中應(yīng)用也得以發(fā)展，成為新的經(jīng)濟增長點。其主要集中在計算機外圍設(shè)備中，如硬盤驅(qū)動

48、器(HDD)、軟盤驅(qū)動器(FDD)、光盤驅(qū)動器(CD-ROM、CD-RW)等。計算機用主軸電機是無刷直流電機，是集精密機械和電子為一體的機電一體化產(chǎn)品，屬高技術(shù)、高精密元器件，其作用是驅(qū)動磁盤片、光盤、軟盤，做高速旋轉(zhuǎn)運行，供磁、光頭快速讀寫數(shù)據(jù)。國內(nèi)尚無此種電機生產(chǎn)廠，國外集中在美國、日本少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家，且對該主軸電機的技術(shù)資料和生產(chǎn)工藝技術(shù)嚴格保密。我國臺灣地區(qū)也只是在近些年開始生產(chǎn)DVD、VCD、CD-ROM和CD-RW用主軸電機，前一段時間臺灣將有刷直流電機(低、中檔產(chǎn)品)生產(chǎn)線移植大陸內(nèi)地后，由臺灣工業(yè)研究院以開發(fā)為主，將研究成果及時轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。目前已有自主產(chǎn)權(quán)的CD-ROM和D

49、VD的主軸電機，并已進入批量生產(chǎn)，極大提高了臺灣地區(qū)微特電機產(chǎn)品檔次。計算機用擺動電機是一種直流伺服直線電機，它不需要任何機械傳動，就可將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動。由于運動本身是質(zhì)量很輕的線圈，因此它具有響應(yīng)頻率高、速度快、推力大、結(jié)構(gòu)簡單、無噪聲、無機械磨損和控制方便、定位精度高等特點。計算機用擺動電機已廣泛應(yīng)用于計算機外圍硬磁盤存儲器中驅(qū)動磁頭作直線運動，實現(xiàn)磁盤快速存儲和提取信息功能。因而是硬磁盤驅(qū)動器中一個關(guān)鍵元件。近期，由于日美兩國勞動力工資較高，已經(jīng)把某些型軟盤、光盤和硬盤驅(qū)動器轉(zhuǎn)向海外，主要在東南亞的新加坡、臺灣和韓國等地，建立不少小型磁盤機組裝工廠，需要大量的主軸電機和擺動電機。

50、而硬盤用主軸電機和擺動電機大部分仍然由美國和日本供應(yīng)。例如生產(chǎn)釹鐵硼永磁材料的日本住友公司，每月生產(chǎn)擺動電機20萬臺，美國北方磁體公司生產(chǎn)各種類型擺動電機，在北美、日本、歐洲都有代理商，負責銷售擺動電機。我國深圳和長城公司也在組裝硬盤驅(qū)動器，元件由國外進口。2000年據(jù)海關(guān)統(tǒng)計、硬盤驅(qū)動器出口1599.93萬只；軟盤驅(qū)動器5341.15萬只；光盤驅(qū)動器出口5912.4萬只。以上三種出口產(chǎn)品共需主軸電機12813.48萬只和擺動電機1559.93萬只。通過對計算機用主軸電機、擺動電機頭推組合件(HSA)的研究再開發(fā)，掌握設(shè)計和工藝生產(chǎn)技術(shù)，同時對DVD、VCD、CD-ROM和CD-RW和CD-R

51、W用主軸電機產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支持，是非常緊迫的。 據(jù)美國市場分析公司、國際數(shù)據(jù)公司(1DC)統(tǒng)計，2000年亞太地區(qū)(除日本外)的PC機銷售達1990萬臺，按國家和地區(qū)統(tǒng)計，2000年中國銷售量717萬臺，2002年計算機生產(chǎn)量已達到1000萬臺。 按每臺PC機至少有一臺硬盤驅(qū)動器，作儲存信息用，1000萬臺PC機，至少配備10001200萬臺硬盤驅(qū)動器，各需要10001200萬只擺動電機和主軸電機。些外，DVD、VCD、CD-ROM和CD-RW用主軸電機也有龐大的市場需求量。臺灣在廣東東莞建有一家擁有3000名職工的獨資企業(yè)，投資5億元人民幣，年產(chǎn)DVD、VCD、CD-ROM、CD-RW3000

52、萬臺，主軸電機全部依靠進口。我們要開發(fā)以上兩種，不能仿制，必須有自己的知識產(chǎn)權(quán)。擺動電機和主軸電機采用高性能釹鐵硼。擺動電機用燒結(jié)釹鐵硼，占總產(chǎn)量的4060。主軸電機采用粉末粘結(jié)磁體，其用量約占磁體粉末50。隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展和人民生活水平的大幅度提高，信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭銳不可當。2000年我國手機產(chǎn)量(包括出口量)已達到5000萬臺，全年累計用戶7650萬戶，我國手機市場(包括新購手機數(shù)量和更換手機數(shù)量)1999年為2006萬臺，2000年為3742臺，2001年預計4690萬臺，2002年預計5520萬臺。呼機配套電機，主要是空心杯轉(zhuǎn)子微型直流電機，要求小型化、輕型化，以振動電機為例，外

53、型尺寸從中6mm×10mm減到4mm× 8mm。其次要求產(chǎn)品質(zhì)量可靠，壽命長，過去曾發(fā)生過磁體表面防護層脫落質(zhì)量事故、產(chǎn)品壽命低等質(zhì)量問題，正在著手解決，主要是提高產(chǎn)品的可靠性?？招霓D(zhuǎn)子電動機不僅用于手機用戶，還廣泛用于儀表、相機、音響、視聽產(chǎn)品等，數(shù)量巨大，國內(nèi)多家企業(yè)已形成批量生產(chǎn)條件，除滿足國內(nèi)市場需求外，還大批出口。出口產(chǎn)品集中在萬寶至等獨資企業(yè)。(2)高精度伺服電機伺服電機應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。產(chǎn)品的品種也很多。在國外釹鐵硼產(chǎn)量有70用于電機，其中有50用于主軸電機和擺動電機。其次，占第二位的是伺服電機，特別是機床用伺服電機。2001年全國金屬切削機產(chǎn)量為25.58萬

54、臺，其中大型機床2033臺，高精度機床943臺，數(shù)控機床18593臺。1999年加工中心年產(chǎn)量303臺。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)控機床、加工中心的產(chǎn)量預測，每年需要高精度伺服電機4萬臺左右。長期以來，基于有刷直流電動機的直流伺服系統(tǒng)在高性能電氣伺服系統(tǒng)占主導地位。這是因為該系統(tǒng)具有良好的線性機械特性、起動力矩大、調(diào)速范圍寬和控制結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。但直流電動機由于使用電刷和換向器，其可靠性和維護性差。80年代中期，隨著稀土永磁材料、大功率開關(guān)元件和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，稀土永磁交流伺服系統(tǒng)的研究、開發(fā)和應(yīng)用也得到快速發(fā)展，顯示出明顯的優(yōu)點。稀土永磁交流伺服電機既具有直流電動機良好的調(diào)速特性，又無電刷和換向器，提

55、高了系統(tǒng)的可靠性。稀土永磁交流伺服電機與其他伺服電機相比，還具有高性能、輕型化、節(jié)能的優(yōu)點。因此，稀土永磁交流伺服電機系統(tǒng)正在取代直流等其他伺服系統(tǒng)，成為現(xiàn)代伺服技術(shù)發(fā)展的主流方向。由于稀土永磁交流伺服電機系統(tǒng)的優(yōu)點突出，使其在航空航天、雷達火炮等軍事裝備、機器人、數(shù)控機床等領(lǐng)域具備廣闊的應(yīng)用前景。稀土永磁交流伺服系統(tǒng)采用稀土永磁交流伺服電動機作為執(zhí)行元件。按照工作原理、驅(qū)動電流波形和控制方式的不同，稀土永磁交流伺服電動機可分為兩種基本的運行模式：一種是方波電流驅(qū)動的稀土永磁交流伺服電動機，另一種是正弦波驅(qū)動的稀土永磁電動機。前者又稱為稀土永磁無刷直流伺服電動機，簡稱為方波電動機；后者又稱為稀

56、土永磁無刷交流伺服電動機。 從電機結(jié)構(gòu)上分析，方波電動機與正弦波電動機沒有多大差別，但由于它的運行原理不同，使得其在轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生方式、控制方法、出力等方面均有很大差異。所以研究交流伺服電機，必須研究其驅(qū)動裝置，兩者不能分割，過去那種機械分工的方法是不可取的。因此要強調(diào)發(fā)展交流伺服系統(tǒng)，需要解決機電一體化問題。交流伺服裝置的發(fā)展方向是數(shù)字化。伺服電機應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。由于應(yīng)用場合的不同，對伺服電機的控制性能要求也不盡相同。在實際應(yīng)用中，伺服電動機有各種不同控制方式。例如轉(zhuǎn)矩電流控制、速度控制、位置控制等。伺服電動機系統(tǒng)也經(jīng)歷了直流伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、步進電機驅(qū)動系統(tǒng)，直至近年來的永磁電機交流伺服系統(tǒng)發(fā)展迅速，各類自動化設(shè)備、自動加工裝置大部分都采用了永磁電機的交流伺服系統(tǒng)。永磁電機交流伺服系統(tǒng)是當前伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向，但在具體應(yīng)用對象中，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用對象的技術(shù)要求，進行選擇。例如，印制繞組和線繞電樞盤式電動機、杯形轉(zhuǎn)子電動機、步進電動機、直線電動機、直接驅(qū)動伺服力矩電動機，應(yīng)用也很廣泛。在某些場合也是不可替代的。因此我們根