高效/高压大功率节能电机驱动系统技术研究报告

1、高效/高压大功率节能电机驱动系统技术简介

1.1.技术定义

高压大功率电机系统能量回收及高能效协调控制技术；MW级高压大功率永磁电机设计技术；电力电子器件串联的均压技术和驱动保护技术；高压大功率电机变流系统的电磁兼容技术和高效冷却技术；以及高压大功率电机高效节能系统的工程化设计、制造、测试及集成技术、无滑环绕线转子异步电动机、大中型变极双速同步电动机、无刷双馈变频调速异步电动机设计技术、复合驱动电机控制技术等。

1.2.主要应用产品

高效/高压大功率节能电机驱动系统主要用于建筑设施、医疗器械、交通工具、自动化仪表、航空航天、电动工具、风机、水泵和石油、化工及纺织行业。高压电机中近70%拖动的负载是风机、泵类、压缩机。

1.3.技术特点

2、产业链图示

3、市场规模

4、技术发展水平

4.1技术难度

①高效电机设计中：IEC最新测试方法、高精度测试装备以及测试技术的掌握；新方法引起一些损耗值发生变化；超高效电机降耗和工艺；冷轧磁性材料性能

②电机与水泵、风机负载区的合理匹配；电机与水泵、风机效率区的合理匹配

③电磁设计程序；耐冲击电压和耐电晕绝缘结构；轴电流抑制技术；电磁噪声和振动抑制技术

④电机参数辩识和控制器参数自整定；开关频率和死区时间对电机及电机控制影响；谐波影响及解决方案

4.2技术成熟度

①节能电机市场已经非常成熟，主要被十家左右的企业主导，外部潜在竞争者的进入成本高

②我国高校电机和变频调速专用电机设计技术、电机系统控制技术、电机及系统测试技术等方面取得了一些重要的技术突破，高效节能电机生产成本高，技术较国外成熟技术落后

4.3产业化的水平

①高效电机市场占比较小，全国高效电机产量仅占3%左右且绝大多数产品还出口

②目前国内由于电机、控制、被拖动机械（如风机、水泵、压缩机等）三者分别由不同行业企业设计制造，全过程生产环节处于各自封闭状态，在技术参数匹配上不尽合理，系统的运行效率较低

③《全国电机能效提升计划》要求到2015年，实现电机产品升级换代，50%的低压三相笼型异步电动机产品、40%的高压电动机产品达到高效电机能效标准规范。

4.4替代技术简析

①高效大功率节能电机包括交流异步电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机三种，国内科研机构和电动汽车相关企业多以技术相对成熟的交流电机配置为主，并同时在研制永磁电机方面仍做着努力。从发展趋势看，交流电机和永磁电机将成为驱动电机的两大主流

5、国内外技术发展对比

5.1国内外技术差距

①电机驱动系统运行效率比国外低近20%。国内各类电机的运行效率平均比国外低3%～5%，

②实现产业化方面与国外先进水平相比，存在电机精准设计、降耗降噪、系统节能、系统测试、变频绝缘结构及测试、电机及控制系统的精心化匹配、高性能工程型矢量控制、变频电机动态性能测试等关键技术滞后的现象

③国内电机制造企业中，机械加工采用通过机床的比例仍在80%以上，全行业的计算机辅助制造信息化应用水平仍与国外先进水平存在较大差距

5.2国内外主要厂商