机械工业部第八设计研究院 杨占春
分马力(小功率)电机包括一般用途及专门用途的电动机,如一般工业机械配用及家用电器、办公器械等用电动机。分马力电机应用面广、涉及面宽、生产规模大、引人瞩目,并随着我国国民经济的发展和人民物质生活的提高得到了高速发展。全行业目前稳定生产分马力电机,并且有“电机厂”牌子的企业约190家,其中参加中国电机工业协会分马力电机分会的有130家左右;乡镇企业、集体企业及其它行业企业附属的生产分马力电机的厂点有1000多家;合资企业约20多家,大多在沿海地区。
1. 今后发展走势
分马力电机在一些工业发达国应用相当广泛,生产规模很大,使得分马力电机的发展已进入了一个新时期。为了适用工农业机械配套、家用电器、汽车、办公器械等发展要求,今后分马力电机产品的发展趋势是:
(1) 产品的发展方向
分马力电机产品向特殊用途、高性能、机电一体化、永磁直流等方向发展。一般用途的分马力电机在大多数工业化国家(除美洲国家外)都向符合IEC标准的系列产品发展,而且几乎都经4~6年后更新一代,当前已发展F级绝缘IP54的标准产品。一般用途的分马力电机应符合IEC标准、产品系列化、绝缘等级高、性能优越、质量稳定。
发展满足工作机械特点要求的专用分马力电机,是获得较好的经济效益的途径之一。工业发达国家经验表明,专用电机的产量与一般用途电机产量之比在20~30:1,并且有继续上升的势头。由于我国国民经济发展和人民生活水平的提高,汽车和家用电器行业发展迅速,而汽车和家用电器用小电机,是专用分马力电机产量最大的两大类产品。如汽车风扇电机、盘式永磁直流无刷电机、轮毂式直流无刷电机、空调器用电机、家用缝纫机电机、纺织机械专用电机等。
产品向机电一体化、智能化和组合化方向发展。工作机械与电机的结合扩大了电动机的概念,这种一体化的结合使电机的结构、尺寸、工况、性能都从属于整机的要求。除了通用的电扇、水泵之类的机械外,如激振机、电机皮带轮、电动机械手、真空吸尘器电动风机等越来越多的产品朝着这个方向发展。
随着电子计算机和电力电子技术的发展使分马力电机产品进入了一个新时期。交流变频调速已经逐步取代直流电机调速;逆变器与异步电机结合一体,有标准的电机安装尺寸、调速比10:1的逆变器电动机已经工业化生产,有程序控制功能的智能电动机、交流伺服电动机,开关磁阻电动机等已经应用于水泵、风机、洗衣机、工业缝纫机的驱动,显示出显著的技术优势。无刷直流电动机、盘式永磁直流电动机、薄型稳速电动机等产品以较高速度发展。
(2) 制造技术的发展方向
制造技术向自动化方向发展。国外小功率电机的制造技术的发展大致分为三个阶段:60年代以前以通用设备为基础的手工或半机械化生产;60年代至70年代期间以机械化流水线生产,并以电工机械生产线、高速冲床、数控冲床、以及其它专用生产流水线为代表;进入80年代以来,CAD、CAT、CAM技术的广泛应用,将电磁设计、基本设计图、零件加工图自动绘制与计算机辅助制造结合起来,由多台数控机床或加工中心组合,配置相应的传送系统、刀具库、工作库、检测装置而形成自动生产线;90年代进一步以计算机控制的柔性制造系统、主体仓库、机器人进行装配等组合起来,由计算机控制材料、部件的供应管理、达到全厂高效率、高质量的全自动化均衡生产。
旧的生产方式已无法满足日益增长的对分马力电机大批量的需求,以及对成本降低、质量提高、更新期的缩短等诸多互相矛盾的要求。德国、美国、日本等国家,在70年代以后对各类分马力电机厂都进行了以现代化生产为目的的技术改造,达到高工效大批量生产。提高生产技术水平的关键除了提高生产者的素质外,就是先进的生产装备及科学的生产管理。所以,工业发达国家都采用先进的技术及最新成就,研制先进的装备,并定点生产。分马力电机生产的各工序都有先进的、高工效的工作单机及它们的组合,尽可能减少人的操作因素,这是提高产品质量、降低产品成本的基础。
(3)材料与元器件发展方向
向永磁和电子起动方向发展。电机用主要的导磁、导电、绝缘、结构材料没有明显的突破。多年来都注重发展低损耗高导磁率的硅钢板来提高电机的效率和缩小电机体积,但这种材料价格相对较高,有的厂商宁愿使用价格较低的无硅钢板通过热处理和配合电子装置来提高电机的运行效率。钕铁硼永磁材料发展较快,已经应用于汽车起动机、刮水器电机、无刷直流电动机等。
单相电机最普遍使用的起动元件离心开关,也在不断改进,并且逐步向新型的电子起动开关、PTC起动继电器、霍尔效应开关、双金属起动等方向发展。舌簧三端管闸管开关没有活动件,完全密封,不受火花、震动、污物的影响,安装方便,断开寿命可达数百万次。这种开关已在1/4~3/4马力电机以及泵、风机、空调器等频繁起动的异步电机中得到应用,引起人们的普遍关注。用于一次回路的微型双金属热保护器及用于二次回路的PTC热保护器已越来越普遍地应用。
(4)标准发展方向
逐步向国际通用标准发展。大多数国家对小功率电动机(分马力电机)的标准化都遵循着IEC。由于历史的原因,美国采用英制标准,英国标准中公制和英制并存。俄罗斯已发展了严密的小功率电动机国家标准体系。今后英国和美国标准将可能向实现现行标准的英制—公制的直接换算,且继承现行标准,也将影响着IEC的有关标准。
2. 各主要领域的需求结构
(1)家用电器用电机的需求结构
家用电器用电机主要是小功率电机和单相换向器电动机。家电中电动机不仅作为动力源,还和产品的重要性能有直接的关系,电动机存在着调速问题。如空调器、电冰箱的制冷量与压缩机电机转速有关,洗衣机的水流强弱与电机转速有关,吸尘器吸力、电风扇的风量都与电机转速有关等。过去,电动机只有一档速度或者采用变极调速、变抽头方式进行调节。随着人们对家电的要求越来越高,家电用电机向高性能、低噪音、节能方向发展。电机结构以塑封电机为主。主要采用电子变速驱动技术代替原来简单的电机控制,生产了新型的电动机和控制器。如永磁无刷直流电动机、开关磁阻电动机、无刷直流电动机,电子驱动控制技术、三相逆变频变压控制以及将电动机与驱动轴直接连接而推出的低噪声节水型洗衣机等技术和产品,家电的性能进一步提高,变得调速容易,工作效率高,噪声小,节省电能。
(2)汽车用电机的需求结构
汽车中使用的小功率电机数量不断增多,如窗口升降电机、空调风扇电机、风挡洗涤器用电机、天线驱动电机、后视镜电机、ABS系统电机等,品种很多。
汽车用小功率电机需求量大。“九五”期间汽车建设规模为300万辆,轿车为150万辆,2010年为600万辆,轿车为400万辆。
汽车用电机的结构特点是采用钕铁硼代替铁氧体,减轻重量,提高效率;采用无刷直流电机,以消除火花干扰,降低噪声,延长使用寿命;采用先进工艺,实现生产过程自动化。
电动自行车和摩托车向电动型发展,使得城市污染将有效减少,这种环保型产品越来越多受到各国关注,国外市场很大。这种电机的特点从结构上分有刷和无刷两种,今后发展特点是采用无刷直流电机,延长使用寿命和提高使用可靠性。
(3)办公自动化及计算机外围设备用电机需求结构
随着我国国民经济的发展,办公自动化设备、计算机外围设备、音像设备等需用的精密的永磁直流电动机,无刷直流电动机、稳速直流电动机、盘式绕线直流电动机和步进电动机等市场很快扩展。
(4)工业泵、农业机械用电机结构
工业和农业中使用的一般用途分马力电机,由于生产厂家多,竞争激烈。从需求结构上来看,除了继续稳定产品性能外,还应符合国际通用IEC标准,提高电机的耐热等级,向F级、H级发展。产品系列化、标准化、同时进一步发展新产品和派生系列,改进结构,进一步提高产品质量。
3.需求量预测
我国分马力电机生产始于五十年代末,1985年仅有40来家厂生产,而1990年已扩大到80多个生产厂,生产迅速发展。分马力电机具有体积小、重量轻、价格便宜、用途广等优点,深受国内外用户的欢迎。随着国民经济建设的日益发展,各行各业的机械化、自动化程度越来越高,为分马力电机的生产提供了巨大的潜在市场。
根据广州电器科学研究所的不完全统计,1986年分马力电机年产量为340万台,1990年为582.4万台。到了1996年增至2982.4万台,1997年为2274.30万台,1998年则为1386.98万台。分马力电机市场需求总体上是呈上升趋势,但发展速度不平衡,八十年代后期增长速度较慢,仅为6%左右,到了九十年代,产量迅速增加,年平均增长率约为30%左右。近两年来受国际金融市场的影响,市场需求量有所下降。
目前亚洲金融危机逐步缓和,各国经济走出低谷,出现复苏景象,对分马力电机的需求量将会增加。由于我国经济处于高增长阶段,随着国民经济的发展和人们物质生活水平的提高,对小功率电机的需求是将会有所增长。根据目前经济形势和我国实际情况,预测2000~2005年分马力电机的增长速度为15%。
1998年我国分马力电机年产量为1386.98万台,在这个基础上预测2005年分马力电机的产量将达到3690万台。2010年分马力电机的年需求量7420万台。
根据各类分马力电机在总产量的比例和今后几年发展方向,预测2005年一般用途的分马力电机年需求量为1100万台;家电用空调器、电冰箱、洗衣机及吸油机、换气扇、风扇电机年需求是1070万台;汽车用直流、交流和串励电机、永磁电机年需求量为700万台;其他用途的分马力电机年需求量为820万台。
|
|
|
|
|
|
|