业内公认,如果我们能够成功将现有的普通电机全面替换为高效电机,从而使我国电机系统整体运行效率达到欧美发达国家同等水平,那么这一过程至少需要十年甚至更久的时间。
在贺在华教授的观点中,高端电机的研发面临着几个主要挑战:首先,我们需要提升电机的综合仿真技术和设计技术;其次,我们需要建立高效电机型谱,并展开高效电机产品系列化的工作;最后,我们需要大力投入研发高精度与大功率伺服技术,因为这项技术在国外实施了技术封锁,因此我们必须依靠自身力量进行自主研发,其研发难度相当大。
在“中国制造2025”的宏伟蓝图之下,我们应该如何推动我国高端电机行业的蓬勃发展呢?北京电工技术经济研究所副所长卢琛鈺先生对此表达了自己的看法。他指出,首要任务是重点研究和制定电机系统能效分级及测试方法等相关标准,这些标准涉及了产品的设计、制造、推广和应用的全过程,尤其是对于高效节能产品的选型、匹配、检测等方面都应作出明确规定,同时也应对现有电机系统的运行监测、评估与节能改造提出详尽的要求。
卢琛鈺先生进一步强调,在高端装备制造领域,我们应当对大型的工程钢机、港口机械、海洋工程装备、高档数控机床等配套电机进行深入研究,努力实现配套电机的国产化。同时,为了满足我国制造业自动化、智能化的发展需求,我们还需开发各类机器人用伺服电机系统,并形成相关电机及其系统产品标准、检测标准及应用标准。
此外,卢琛鈺先生还指出,产品小型化和轻量化也是未来高端电机的重要发展方向之一。具体来说,就是通过运用先进的设计制造技术和新型优质材料,在保证电机使用性能的前提下,尽可能地缩小电机的体积,减轻其重量。另一个发展方向则是,针对工业领域的特殊风机、水泵、压缩机设备,以及针对建材、矿山、石化、纺织、船舶等典型机械设备,开发出各种从结构和性能上都能完美匹配的直驱式电机、专用电机和派生电机等。
从技术层面来看,贺在华教授认为,高端电机制造业将会呈现出以下发展趋势:第一,先进的电力电子技术将逐步取代传统的机械方式,实现对被拖动装置的精确控制和设备制造;第二,电机将朝着高效化、智能化的方向不断前进,将变频器可控系统集成到电机系统之中,从而实现20%至30%的节能效果;第三,交流调速将逐渐取代直流调速,采用配备减速装置的电气传动系统。
值得我们关注的是,根据国际通用的估算方法,电动机装机容量通常为发电机装机容量的2.5至3.5倍。在未来相当长的一段时期内,我国电动机产量仍将保持增长态势。据预测,到2020年,我国发电机装机容量将达到人均1千瓦的水平,而我国电动机的装机容量将达到约45亿千瓦,相比当前的12亿千瓦,新增的30多亿千瓦无疑将为高效节能电机、专用电机带来广阔的市场前景。