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《山东科汇开关磁阻电动机调速系统技术讲座》之一

我国新型电动机调速系统在山东科汇研发成功

去年12月26日，新华社记者李斌自北京发出电讯，报道在速度和负载频繁变化的情况下，一种能让电动机整体节电率达5%以上的新型电动机调速系统——开关磁阻电动机调速系统通过专家鉴定。报道说，这标志着我国电动机调速技术取得重要进展，作为“耗电大户”的电动机有望进一步实现节能。由中国工程院院士姚福生、清华大学教授李发海等专家组成的鉴定组认为，其“技术性能达到国际先进水平” ，建议进一步优化设计，降低成本，加大推广力度，尽快形成市场规模。

目前，我国各类电动机总容量已超过4.2亿千瓦，实际运行效率比国外低10-30个百分点，用电量约占全国用电量的60%以上。电机节能成为一个重要的节能领域，具有巨大的挖潜潜力。 上世纪七十年代开始，席卷全球的能源危机推动了交流电动机调速技术的发展。至今，直流

调速、变频调速等技术已得到广泛应用。但这些调速系统都存在结构复杂、价格昂贵、能耗高等不足，以至于某些场合难于满足实际应用。

随着计算机自动控制技术和电力电子技术术的日趋成熟，为开关磁阻电动机调速技术的开发铺平了道路。1983年英国TASC Driver将世界第一台关磁阻电动机投放市场，相继德国也完成了该产品的试制工作。作为一种结构简单、调速性能好、效率高、节能效果显著的新型电气传动调速技术，很快引起世界各国电气传动界的广泛关注，并在传动机械、矿山机械、曳引机、电动汽车、家用电器等领域得到广泛应用。在国内近年来也有相当数量的高等院校、科研院所和企业投入到开关磁阻电动机调速技术的开发，并已在纺织、矿山、冶金、石油等行业陆续得到应用，正愈睐愈显现出它在调速性能和节能方面的优势。

作为当代电气传动领域的热门课题，我国不少研究单位从上世纪80年代起攻关开关型磁阻电动机技术，但一直进展缓慢。经过3年多努力，由山东科汇电气股份有限公司、山东淄博牵引电机厂、山东理工大学等单位合作研制出这种新型电动机调速系统——开关型磁阻电动机调速系统，在山东新华制药股份公司、淄博热电股份公司等单位成功应用，并通过了国家中小型电机质量监督检验中心的全面性能检验，被发展改革委列为我国“十一五”期间重点推荐的节能型产品。

新型电动机调速系统由开关磁阻电动机、微机智能控制器两部分组成。鉴定专家认为，这一具有自主知识产权的产品在空气压缩机、塑料机械、风机、水泵、造纸机械等调速场合应用效果良好，已具备批量化生产条件。

《山东科汇开关磁阻电动机调速系统技术讲座》之二

电气传动技术的一场革命

我国政府对电机节能问题非常重视，1998年就把发展电机调速节能和电力电子节电技术写进《中华人民共和国节能法》中，用法律形式强制改造电机恒速运行为调速方法运行。国家发改委提出的“电机系统节能计划”明确提出目标是：提高电机15-20%的效率，实现节电1000亿kwh/年。二○○五年十月二十八日国家发改委、科技部、环保总局于联合发文《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术》中明确将开关磁阻调速电动机作为电机行业重点推广技术。

节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。为推动全社会开展节能降耗，缓解能源瓶颈制约，建设节能型社会，促进经济社会可持续发展，实现全面建设小康社会的宏伟目标，开发节能调速电机已迫在眉睫。

据统计，全球每年生产电动机七十多亿台，而其中的三分之一需要调速运行或可调速运行的。电动机采用调速节电技术，平均节电率为10%～20%，能够产生巨大的经济和社会效益。而目前，市场上主要的调速电机主要有滑差电机、直流电机、变频调速电机，它们都存在效率低的问题。

开关磁阻电机调速技术诞生于160年以前，由于当时的计算机控制技术和电力电子技术不成熟，所以没有得到推广应用。上世纪八十年代，随着计算机控制技术的发展和电力电子技术的成熟，在全球范围内掀起了关型磁阻电动机调速技术研发的热潮，一直持续至今。

开关磁阻电动机调速系统（简称SRD）是以现代电力电子与微机控制技术为基础的机电一体化产品。它由开关磁阻（SRM）电动机与微机智能控制器两部分组成，其突出特点是效率高节能效果好，不仅在额定输出状态下，而且在宽广的调速范围内也能保持高效率运行；一般系统效率达80%以上，节能效果好。

山东科汇电气股份有限公司是山东省第一家省政府批准的，以自然人为发起人的股份有限公司，是

山东省科技厅认定的高新技术企业和山东省信息产业厅2002年表彰的十大优秀软件企业之一。1999年我公司与淄博牵引电机厂合作研制开发开关磁阻电动机调速系统，并推出了SRD10系列开关磁阻电动机调速系统。目前，已经有多套系统在现场安装使用，通过长时间的使用证明该产品调速范围宽、节能效果好、启动电流小、启动转矩大，深受用户好评。随着运行经验的积累和完善，相信开关磁阻电动机调速系统将会带来电气传动技术的一场革命。

《山东科汇开关磁阻电动机调速系统技术讲座》之三

“轻柔”洗丝绒 “脱水”如晾干

——山东科汇开关磁阻电机在洗衣机的应用

随着消费水平的提高，人民日益膨胀的消费需求。社会在不断地发展中，变频家电成为世界家用电器的发展趋势。以洗衣机为例，目前，世界上使用面广的洗衣机主要有两大类：一类是波轮式全自动洗衣机；另一类是滚筒式全自动洗衣机。这两类洗衣机对电动机有着共同的性能要求：洗涤时要求电动机低转速转动，且能频繁地正反转；脱水时要电机能高速旋转。 自洗衣机面世以来，两类洗衣机都采用了一种变极双速单相感应电动机，此电动机只可勉强达到使用要求，但其存在的缺点也是非常明显的，主要表现在两个方面：

一是调速性能差。在洗涤时只有一种转速，难以适应各种织物对洗涤转速的要求，而所谓的“强洗”、“弱洗”、“轻柔洗”等洗涤程序的变化仅仅是靠改变正反转的持续时间而已。而且为了照顾洗涤时对转速的要求，往往使得脱水时的转速偏低，一般仅为400转/分钟至600转/分钟。

二是单相变极双速感应电动机的效率很低，一般均为30%以下。而其起动电流竟是额定电流的7～8倍以上，冲击电网，形成电网谐波污染。

山东科汇电气股份公司成功研发了SRD10系列开关磁阻电动机调速系统，应用在洗衣机上，得到了令人惊喜的效果。用科汇公司研发的开关磁阻调速电动机来代替单相变极双速感应电动机，利用了其系统本身宽广的调速范围，使“洗涤”与“脱水”均工作在最佳的转速上。并且其启动电流低的特性消除了对电网的冲击，洗涤、换向平稳无噪声。实现全部调速范围的高效率，大大减少耗电量。克服了当今洗衣机的缺陷，成为更完善的新一代节能产品。

系统的“标准洗”，滚筒的转速为60转/分钟；而“轻柔洗”、“丝绒洗”滚筒转速则为20转/分钟。真正做到高档织物不损伤。“脱水”时滚筒转速可达到1400转/分钟，使织物具有晾干的效果。

经测试比较，同样的衣物，同样一个“标准洗”，本系统的用电量仅为普通滚筒洗衣机的45%；其耗电、耗水、洗净度、脱水率、噪声等一系列指标都达到了欧洲A类洗衣机的标准。

开关磁阻电动机调速系统作为一种新型的无级调速系统，其应用领域也在不断拓展之中。是“国发改委”、“国环保总局”、“国家科学技术部”在2005年第65号公告中所唯一推荐的一项电动机节能项目。它符合我国目前建设节约型社会的国情，是经过鉴定具有世界先进水平的调速系统，对我国的调速发展具有划时代的意义。

《山东科汇开关磁阻电动机调速系统技术讲座》之四

压缩空气，也压缩30%能耗

——山东科汇开关磁阻电机在空气压缩机的应用

空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。

空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积型压缩机和速度型压缩机。容积型压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度型压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。

空气压缩机广泛应用于各种场合，其节能问题已经成为空气压缩机制造企业和使用企业研究的难点问题。现在常用的空气压缩机运行主要有以下两种方式：

一是电动机不调速，控制进气阀，调节进气量，以保持管网压力在某一个范围内。该种调节方式存在的缺点是，电动机全速运行（包括空转），效率低，耗能大，运行成本高。

二是采用变频调速系统，主要是根据管网压力调节电动机的转速。该种方式较普通电机节能。但低速运行时，交流异步电动机效率低，发热严重，不能满足长期运行的需要，且调速范围小，不能频繁起停，节能效果具有相应局限性。由于空气压缩机起动时需要很大的转矩（负载），在选用普通的变频器时，并不能给企业解决根本性的问题。

山东科汇电气股份有限公司把开关磁阻电动机调速系统应用到山东新华制药厂空气压