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科技創新

我國小功率電機技術水平與國內外比較

隨著科學技術的快速發展和人們生活水平的不斷提高,小功率電機作為一個動力驅動源應用十分廣泛,在世界各國的經濟發展中占據越來越重要的地位,這一產業為促進許多工業國經濟發展的騰飛發揮著重要作用。

我國小功率電機從制作簡單、性能單一、小規模生產,發展到現在已形成了新型材料、電子、電氣技術得到廣泛應用的高技術產品,且已批量化大規模生產,從而也成為了全球小功率電機的生產制造基地,我國小功率電機均采用國際標準或國外先進標準,等效或等同或參照采用IEC60072、IEC60034等國際標準和MG1美國NEMA標準,且實物質量達到或超過國際先進的同類產品水平,具有較強的國際競爭力。

我國小功率電機主要生產企業還擁有較多的自主知識產權和核心技術,科技含量較高。

以下是我國小功率電機的技術水平發展的幾個階段:

一、開始生產小功率電動機階段

在這一階段,從前的第一機械工業部組織在北京電器科學研究院建立了電機研究室,專門研究開發小功率電動機,并附設相應的試制工廠,這是中國最早研制和小量生產小功率電動機的機構。這時國內還沒有專門制造這種電動機的工廠。我國第一代的小功率電機就是在電器科學研究院的車間和少數制造常規電機的工廠制造出來的,主要包括磁滯電動機、電機放大機、自整角機、旋轉變壓器、交流伺服電動機、中頻發電機、罩極同步電動機和交流換向器電動機等,但產量都很小、技術力量非常薄弱。

二、小功率電機工業的形成

在這一階段,建成了許多專門生產小功率電動機的工廠,如成都微電機廠、北京微電機廠、天津微電機廠、上海微電機廠、博山電機廠、曙光電機廠等等。這時還建立了幾個有關的研究所,如上海微電機研究所、西安微電機研究所、廣州分馬力電機研究所等等,并對原蘇聯設計的幾種小功率電動機組織大量生產。同時對相關的基礎技術加強了科研工作,取得的成果為設計新一代的小功率電動機奠定了基礎。例如改進了電機的性能,繞組按諧波分布,使線性旋轉變壓器的精度提高等等。

三、小功率電動機的快速發展階段

由于對各種家用電器和音響設備需要的不斷增加,微型計算機的廣泛應用和普及、辦公自動化的發展、工業現代化的需要、舊企業的技術改造等等,對小功率電動機的生產提出極高的要求。顯然,原來小功率電動機的生產能力遠遠不能滿足要求,迫切需要制定出對這個行業進行大規模擴展和技術改造的計劃。當時從國外引進了技術先進的設備,并新建了一些工廠,從而改變了過去的落后面貌,形成基于大規模生產的工業。

四、逐漸融入全球化階段

隨著我國改革開放的進一步深入以及WTO的加入,我國小功率電機又迎來了一個全新的發展階段,這一階段大量的外資企業進入我國,在為我們帶來先進的管理經驗的同時也帶來了先進的技術和生產設備。國內企業借機吸收引進國外先進的技術,投入大量資金進行技術改造,引進不少先進制造設備和測試設備,大大提升了國內小功率電機行業的技術水平。

隨著CAD/CAM等軟件進行計算機輔助設計、輔助制造技術的大量應用以及以計算機控制的柔性制造系統、主體倉庫、機器人進行裝配等的組合,由計算機控制材料、部件的供應管理達到全廠高效率、高質量的全自動化均衡生產的實現,產品研發和生產周期大大縮短,制造成本顯著降低;電子計算機和電力電子技術的發展使小功率電機產品進入了一個新時期,交流變頻調速已經逐步取代直流電機調速,逆變器與異步電機結合一體,有標準的電機安裝尺寸、調速比10∶1的逆變器電動機已經工業化生產,有程序控制功能的智能電動機、開關磁阻電動機等已經應用于各個領域,顯示出顯著的技術優勢,無刷直流電動機、盤式永磁直流電動機、薄型穩速電動機等產品也以較高速度發展;再加上新型稀土磁鋼的使用,使小功率電機本機制作體積越來越小;再則電機與整體結構一體化技術的引入進一步縮小了體積,簡化了結構,提高了系統精度和可靠性,集電子技術、微電子技術、傳感器技術于一體的小功率電機不僅可實現多功能,而且可借助計算機記憶、運算、處理功能提高電機控制精度和靈敏度,成為智能化產品。所有這些新材料、新技術的應用都不斷促使小功率電機日益朝著薄型化、智能化和機電一體化方向發展。

在小功率電機技術不斷發展的同時,其制造技術水平、材料與元器件以及標準都經歷了飛速發展的階段。

制造技術由上世紀60年代以前以通用設備為基礎的手工或半機械化生產,發展到今天已經形成了將電磁設計、基本設計圖、零件加工圖自動繪制與計算機輔助制造結合起來,由多臺數控機床或加工中心組合,配置相應的傳送系統、刀具庫、工作庫、檢測裝置而形成自動生產線的生產方式,在廣東和江浙等經濟發達地區,部分經濟實力雄厚的企業在通過與世界500強企業的技術合作,以及大量購入國外先進的制造設備和檢測設備等方式,實現了以計算機控制的柔性制造系統、主體倉庫等組合起來自動化生產方式,進一步縮小了與發達國家的差距,推動了小功率電機制造水平的提高,鞏固了小功率電機全球制造基地的地位。

近年來,釹鐵硼永磁材料發展較快,將逐步解決電機用主要的導磁、導電、絕緣、結構材料沒有明顯突破的問題,引導小功率電機用材料與元器件向永磁和電子起動方向發展,從而提高電機的效率、縮小電機體積。目前,釹鐵硼永磁材料已經廣泛應用于汽車起動機、刮水器電機、無刷直流電動機等;我國小功率電機標準也逐步向國際通用標準發展,目前我國小功率電機相關標準中絕大部分是等效或直接采用國際通用標準,這為我國小功率電機行業的快速發展以及提高在全球市場中的競爭力提供了強有力的保障。

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