【正文】 減少逆變電力電子元件及驅(qū)動(dòng)電路使用數(shù)量， 以低成本 提升傳統(tǒng) 產(chǎn)品 的 品質(zhì)至國(guó)際先進(jìn)水平 。 關(guān)于變頻調(diào)速專用異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的最新進(jìn)展可見(jiàn)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 20xx120xx《變頻器供電的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用導(dǎo)則》和 20xx 年 12 月 3 日首次發(fā)布，將于 20xx 年 5 月 1 日起實(shí)施，由全國(guó)旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，上海電器科學(xué)研究所（集團(tuán)）有限公司、山東華力電機(jī)集團(tuán)有限公司等起草的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 2120920xx《變頻器供電籠型 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和性能導(dǎo)則》。該標(biāo)準(zhǔn)最近按照 JB/《 Y2 系列（ IP54）三相異步電動(dòng)機(jī)（機(jī)座號(hào) 63355）》 修訂為 JB/T711820xx《 YVF2 系列（ IP54）變頻調(diào)速專用三相異步電動(dòng)機(jī)（機(jī)座號(hào) 80315）》 ，標(biāo)準(zhǔn)中電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)、安裝尺寸 (總長(zhǎng)除外 )及其對(duì)應(yīng)關(guān)系與 Y2 系列 (IP54)三相異步電動(dòng)機(jī)一致。目前，日本市場(chǎng)的洗衣機(jī)、電冰箱、 空調(diào)器 和工業(yè)縫紉機(jī) ，變頻產(chǎn)品分別占 40%～ 80%， 表明該技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整已趨于完成。復(fù)雜的電路也是系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，通常需選用比較優(yōu)秀的元件或設(shè)置較復(fù)雜的保護(hù)電路和控制程序，以至使用價(jià)格較高的智能功率模塊（ IPM）、 16 位單片機(jī)和高性能微處理器等； —— 變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)寬廣的調(diào)速范圍在多數(shù)小型 器具中利用不足。韓國(guó)三星電子該方法的專利申請(qǐng) 【 】 已撤回。 工業(yè)設(shè)備變頻調(diào)速專用電動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 尤其是通用異步電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)未能配合目前逆變變頻技術(shù)的發(fā)展，以取得更佳的效果。已有通用的 工頻供電 異步電動(dòng)機(jī)，例如相當(dāng)于國(guó)內(nèi) Y系列的中小型異步電動(dòng)機(jī)和 AO2 系列的小功率異步電動(dòng)機(jī)，可以直接作為通用變頻器的執(zhí)行電機(jī)，且事實(shí)上已使用于目前大部分的變頻調(diào)速系統(tǒng)。 0 江門市科技計(jì)劃項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 （技術(shù)開(kāi)發(fā)） 項(xiàng) 目 名 稱 ：高效 二相 SVPWM 變頻專用電動(dòng)機(jī) 項(xiàng)目承擔(dān)單位： 金羚 (棠下 )實(shí)業(yè)有限公司 項(xiàng)目主持單位： 金羚 (棠下 )實(shí)業(yè)有限公司 編 寫(xiě) 單 位 ： 金羚 (棠下 )實(shí)業(yè)有限公司 廣東省經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)制表 1 一、 國(guó)際水平、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 近 10 年來(lái)，由于電力電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，變頻調(diào)速使籠型三相交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了以往傳統(tǒng)控制難以達(dá)到的優(yōu)良調(diào)速性能，在調(diào)速范圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、調(diào)速精度、低速轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、功率因數(shù)、工作效率、使用方便等方面越 來(lái)越顯示出優(yōu)越性，且具有體積小、重量輕、通用性強(qiáng)、可靠性高和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，已成為電氣調(diào)速傳動(dòng)的主流，正越來(lái)越多地取代傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)和超越目前也在發(fā)展的永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)，因而深受各行各業(yè)的歡迎，廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、石油、化工、醫(yī)藥、紡織、機(jī)械、輕工和建材等工業(yè)設(shè)備，表現(xiàn)了高效的驅(qū)動(dòng)性能和良好的控制特性，尤其是顯著節(jié)電，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分顯著。然而，用于變頻調(diào)速的異步電動(dòng)機(jī)由變頻器供電，與電網(wǎng)直接供電不同。例如，滌綸擠出軸變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，若使用通用的異步電動(dòng)機(jī)，系統(tǒng)效率將降低 16%，電動(dòng)機(jī)的體積將增大 2 個(gè)機(jī)座號(hào)和變頻器配套功率需增大 20%【 】 。例如，冶金等行業(yè)變頻調(diào)速傳動(dòng)使用的高壓大功率專用電動(dòng)機(jī)均為特別設(shè)計(jì)制造；電梯和紡織機(jī)械的變頻調(diào)速專用電動(dòng)機(jī)目前已大批量定型生產(chǎn)使用， 資料 【 】 指出：“目前美國(guó)市場(chǎng)有近 50%的調(diào)速電動(dòng)機(jī)為變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其市場(chǎng)分額還有上升趨勢(shì) ” 。 國(guó)外從 90 年代初開(kāi)始， 變頻洗衣機(jī)、空調(diào)器和電冰箱 以及工業(yè)縫紉機(jī) 等推出市場(chǎng) ，典型技術(shù)可見(jiàn)日本松下、日立、三洋和東芝等著名 企業(yè)眾多享有國(guó)外優(yōu)先權(quán)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng) 。例如，空調(diào)器或電冰箱壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍達(dá)到 3： 1已可滿足需要；洗衣機(jī)由于頻繁啟動(dòng)，對(duì)普通的洗滌方式以調(diào)速進(jìn)行洗滌強(qiáng)度控制，與傳統(tǒng)的通斷比控制相比效果差不多，對(duì)低強(qiáng)度或精細(xì)洗滌過(guò)程需要適當(dāng) 調(diào)速，但調(diào)速范圍達(dá)到 2： 1 已可滿足要求；它們對(duì)調(diào)速的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性要求也往往比工業(yè)設(shè)備的要求低； —— 部分產(chǎn)品進(jìn)一步使用了復(fù)雜且價(jià)高的永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)；對(duì)于洗衣機(jī)，甚至為一體化的直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 檢索表明， 國(guó)外對(duì)工業(yè)設(shè)備的 三相變頻調(diào)速系統(tǒng)所使用的專用電動(dòng)機(jī)已有比較充分的研究，但重點(diǎn)是大功率電動(dòng)機(jī)；對(duì)高效變頻調(diào)速專用小功率異步電動(dòng)機(jī)的研發(fā)報(bào)道不多，且未見(jiàn)到有定型的系列產(chǎn)品，尤其是未檢索到對(duì)非對(duì)稱 變頻 調(diào)速專用電動(dòng)機(jī)的研發(fā)報(bào)道。 Y2 系列 (IP54)三相異步電動(dòng)機(jī)即目前最普遍使用的中小型電動(dòng)機(jī)。作為以工程實(shí)現(xiàn)為主的本項(xiàng)目將比較主要地執(zhí)行該二標(biāo)準(zhǔn)。 江門金羚集團(tuán)有限公司 圍繞二相 變頻 調(diào)速系統(tǒng) 于 20xx 年 12 月遞交了首件中國(guó)發(fā) 4 明專利申請(qǐng)，至今共遞交 17 件發(fā)明和 9 件實(shí)用新型專利申請(qǐng)，其中 3 件發(fā)明和 7 件實(shí)用新型已獲專利權(quán)。但這些洗衣機(jī)中使用的電動(dòng)機(jī)仍然是按照普通電磁設(shè)計(jì)，未考慮變頻的特點(diǎn)，尤其是未考慮二相變頻的不對(duì)稱特點(diǎn)，因而在系統(tǒng)中的效率和振動(dòng)噪聲以及預(yù)期壽命未達(dá)到較佳的水平，為此要求本企業(yè)展開(kāi)本 項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)更好地配套。 其中有已 遞交的發(fā)明專利申請(qǐng)《 一種變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其電動(dòng)機(jī) 》（申請(qǐng)?zhí)?：） 【 】 和實(shí)用新型專利申請(qǐng)《 一種變頻驅(qū)動(dòng)的 縫紉機(jī) 及其電動(dòng)機(jī) 》（申請(qǐng)?zhí)枺?） 【 】 。 在用電動(dòng)機(jī)中，交流電動(dòng)機(jī)約占 90%，但只有不到 20xx 萬(wàn)千瓦的電動(dòng)機(jī)是帶變頻控制的，即市場(chǎng)占有率不足 4%。因而， 變頻調(diào)速及相關(guān)電機(jī)的研發(fā)項(xiàng)目一直受到國(guó)家的高度重視，例如： —— 國(guó)家經(jīng)貿(mào)委“十五”期間組織實(shí)施的 100 項(xiàng)資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)重大示范工程（ 國(guó)經(jīng)貿(mào)資源 [20xx]880 號(hào) ） 中第 12項(xiàng)為：以高壓大功率變頻調(diào)速、低壓中小功率變頻調(diào)速和風(fēng)機(jī)及水泵系統(tǒng)優(yōu)化為主要內(nèi)容的電機(jī)調(diào)速技術(shù)； —— 國(guó)家發(fā)改委與科技部等 8 部門 20xx 年 7 月頒發(fā)的《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見(jiàn)》（發(fā)改環(huán)資 [20xx]1457 號(hào)）中第 5 項(xiàng)為電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程，要求在“十一五”期間，實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率提高 2 個(gè)百分點(diǎn)，形成年節(jié)電能力 200億千瓦時(shí)，主要內(nèi)容之一為推廣變頻調(diào)速、永磁調(diào)速等先進(jìn)電機(jī)調(diào)速技術(shù)； —— 國(guó)家發(fā)改委與科技部 20xx 年 1月頒發(fā)的《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱（ 20xx）》》（發(fā)改環(huán)資〔 20xx〕 199 號(hào)）中 款（ 發(fā)展、推廣高效機(jī)電設(shè)備）提出 發(fā)展、推廣變頻調(diào)速技術(shù)與裝置……研究、發(fā)展節(jié)能高效電動(dòng)機(jī)……生產(chǎn)動(dòng)力用電動(dòng)機(jī)和與變頻器集成的變頻電動(dòng)機(jī) 。但是，我國(guó)生產(chǎn)和出口的小功率電機(jī)中大多數(shù)為普通一般產(chǎn)品，其中也包括本企業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)，附加值偏低，主要零部件使用大量鋼材及有色金屬。 廣東省科技發(fā)展“十五”計(jì)劃提出的重點(diǎn)任務(wù)之一是 廣泛運(yùn)用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。建立電器機(jī)械產(chǎn)品制造協(xié)作網(wǎng)，用先進(jìn)制造技術(shù)提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、配套能力，在行業(yè)內(nèi)推廣計(jì)算機(jī)柔性制造和計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)。 配合 省 、 市 級(jí) 重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目計(jì)劃 按照《廣東省工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)施方案》（粵府辦（ 20xx） 74 號(hào)）中對(duì)電氣機(jī)械與專用設(shè)備制造業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整要求重點(diǎn)發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)及其應(yīng)用于改造提高類產(chǎn)品之一的家用電器的產(chǎn)業(yè)化的要求， 控股本企業(yè)的 江門金羚集團(tuán)有限公司正在實(shí)施所承擔(dān)的廣東省重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目計(jì)劃 《 二相交流變頻調(diào)速技術(shù)研究及在家電產(chǎn)品上的應(yīng)用》。金羚牌全自動(dòng)洗衣機(jī)將會(huì)有近半數(shù)以變頻產(chǎn)品推出，近期年銷量可達(dá) 20 萬(wàn)臺(tái)，銷售額 39,000 萬(wàn)元，出口 1,500 萬(wàn)美元。傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機(jī) , 主軸驅(qū)動(dòng)大多采用離合器電機(jī) , 其它功能都靠機(jī)械配合或人工完成、自動(dòng)化程度低效率低、體積大、 7 調(diào)速范圍窄、位置控制難、功能單一 ，對(duì)其節(jié)能和提高性能的改造要求十分 迫切。目前 制衣工業(yè)的規(guī)?；?和 工業(yè)縫紉機(jī) 仍在快速 發(fā)展 , 節(jié)能和高性能 變頻調(diào)速工業(yè)縫紉機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 預(yù)期 年 需求量超過(guò)百萬(wàn)套，具有廣闊的市場(chǎng)前景。 該技術(shù) 充分利用變頻驅(qū)動(dòng)改善了傳統(tǒng)單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，提高洗衣機(jī)和 縫紉機(jī)等 小功率 電 動(dòng)器具的品質(zhì)至所需指標(biāo)，但比國(guó)外專利技術(shù)大大降低了成本，且提高了可靠性?？紤]設(shè)計(jì)為逆變器電動(dòng)機(jī)一體化結(jié)構(gòu)。 核心技術(shù)結(jié)構(gòu) 9 變頻二相驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)電磁結(jié)構(gòu) 適配 如下 a)、 b) 電路 。 開(kāi)發(fā)方式 在江門金羚集團(tuán)有限公司 實(shí)際 支持和華南 智信微系統(tǒng)有限公司 技術(shù) 配合下， 與協(xié)作單位 —— 五邑大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)。 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度 ～ 收集國(guó)內(nèi)外資料，研究確定高品質(zhì)洗衣機(jī)和縫紉機(jī)涉及電動(dòng)機(jī)的實(shí)用性能要求 ，與合作方和采購(gòu)方達(dá)成技術(shù)合作協(xié)議； ～ 方案制定與論證，任務(wù)分割 ～ 仿真，結(jié)構(gòu)及核心技術(shù)的驗(yàn)證 ～ 編制電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序和驗(yàn)證 ～ 鐵芯與繞組電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)，制成原型樣機(jī)與技術(shù)改良 ～ 制造具體型號(hào) 的電動(dòng)機(jī)樣機(jī) ～ 性能測(cè)試，壽命試驗(yàn) 項(xiàng)目鑒定與驗(yàn)收 投產(chǎn)進(jìn)度 項(xiàng)目計(jì) 劃建設(shè)期為 2 年。 2％ 177。 180176。經(jīng)濟(jì)型 變頻洗衣機(jī)成本較低，但 洗凈比、用電量、用水量、噪聲、含水率等主要技術(shù)性能指標(biāo)均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB4288— 20xx《家用電動(dòng)洗衣機(jī)》中屬于國(guó)際先進(jìn)水平的 A級(jí)檔次。 本項(xiàng)目 專用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品 配套 華南 智信微系統(tǒng)有限公司的 廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目《異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速與伺服控制關(guān)鍵技術(shù)及裝置》 的產(chǎn)品 —— 節(jié)能變頻調(diào)速工業(yè)縫紉機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) ， 提升國(guó)產(chǎn)工業(yè)縫紉機(jī)的技術(shù)性能。 14 七、 項(xiàng)目資金概算及使用合理性 項(xiàng)目總資金概算和年度資金預(yù)算 本項(xiàng)目總投資為 1,000 萬(wàn)元，其中：建設(shè)期投資 500萬(wàn)元，正常期間需流動(dòng)資金5,00 萬(wàn)元。 年度資金預(yù)算 單位：萬(wàn)元 序號(hào) 年份 項(xiàng)目 第一年 第二年 第三年 第四年 第五年 合計(jì) 1 資金來(lái)源 500 500 1000 其中：企業(yè)自籌 400 200 600 政府撥款 100 100 銀行貸款