中國的電動機生產(chǎn)從1917年至今已有94年的歷史。目前,電動機行業(yè)在我國已經(jīng)形成比較完整的產(chǎn)業(yè)體系,中小型電動機產(chǎn)品的品種、規(guī)格、性能和產(chǎn)量基本能夠上滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院電動機行業(yè)研究小組分析認為,中國將會成為世界電動機、特別是中小電動機的生產(chǎn)制造基地。
相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,通用產(chǎn)品產(chǎn)量增幅最大,其它派生專用系列電機產(chǎn)品也有較大增幅,例如,振動電機、振動篩電機、變頻電機、電梯電機、潛水潛油電機、注塑機電動機、永磁同步電機、交流伺服電動機等。新產(chǎn)品開發(fā)也取得了不俗的業(yè)績。“十五”期間開發(fā)的“以冷代熱”Y3系列三相異步電動機,2002年4月已通過專家鑒定,正在全國推廣。另外,在主要派生系列上采用冷軋硅鋼片更新?lián)Q代產(chǎn)品的開發(fā)工作也在進行中,如高效電機系列、低噪聲低振動電機系列、低壓大功率電動機系列、IP23低壓電動機系列等。
隨著電機制造行業(yè)競爭的不斷加劇,大型電機制造企業(yè)間并購整合與資本運作日趨頻繁,國內(nèi)外優(yōu)秀的電機制造企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究,特別是對企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此,一大批國內(nèi)外優(yōu)秀的電機品牌迅速崛起,逐漸成為電動機制造行業(yè)中的翹楚。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2012-2016年中國電動機制造行業(yè)產(chǎn)銷需求預測與轉(zhuǎn)型升級分析報告》顯示,我國電動機行業(yè)經(jīng)過改革開放30 多年的發(fā)展,特別是近10 年的發(fā)展,有了長足的進步,令世人矚目。
2010年,我國交流電機制造行業(yè)在經(jīng)歷金融危機嚴峻考驗之后發(fā)展速度有所加快,行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)(全年收入500萬元以上)1192家,實現(xiàn)銷售收入1360.35億元,同比增長30.37%;實現(xiàn)利潤總額81.48億元,同比增長36.10%;資產(chǎn)總額達1202.76億元,同比增長28.42%。
目前,行業(yè)處于快速發(fā)展期,市場競爭激烈,且集中度較低。2010年行業(yè)排名前十的企業(yè),銷售收入占總行業(yè)銷售收入的比重僅為21.25%,資產(chǎn)占比僅為27.95%,利潤占比僅為34.32%。從企業(yè)性質(zhì)來看,民營企業(yè)占據(jù)行業(yè)主導地位,據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計,2010年民營企業(yè)銷售收入占全行業(yè)銷售收入的比重超過60%。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院電動機行業(yè)研究小組分析預測,作為工業(yè)設備最主要的動力源,電動機的裝機量巨大,需求市場廣闊,到2015年我國電動機制造行業(yè)市場規(guī)模有望超過3600億元,年復合增長率超過20%。
業(yè)內(nèi)專家指出,在“十五”期間,由于國民經(jīng)濟迅速發(fā)展,中小型電機產(chǎn)品產(chǎn)量比原來“十五”規(guī)劃提出的目標有較大幅度的增長規(guī)劃。
令人欣喜的還不止這些。行業(yè)整合加速,中小電機行業(yè)整合的大幕已然拉開。目前,我國大大小小的電機廠近2000家,盡管企業(yè)數(shù)量龐大,但相當一批是小型企業(yè)。專家指出,由于生產(chǎn)廠家多、產(chǎn)量大,形成了互相搶占市場壓價競爭局面。產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、相互壓價競爭、行業(yè)利潤微薄等現(xiàn)象,已成為影響電機企業(yè)生存和發(fā)展的主要原因。
高效電機以Y系列交流異步電動機替代JO2型電機基本不受機型限制,因此,所有應用交流異步電動機的場合都可以用Y系列電機取代JO2系列電機。Yx系列電機的市場潛力受到其容量的制約。原則上,90kW以下的交流異步電動機可以由Yx系列的高效電機取代。90kW以下的交流異步電動機裝機容量約占交流異步電動機總量的30%左右。
近十多年來,中國政府致力于推廣電動機調(diào)速技術,各行各業(yè)都在一定程度上采用了電動機調(diào)速。據(jù)石油、電力、建材、鋼鐵、有色、煤炭、化工、造紙、紡織等部門最近對企業(yè)抽樣調(diào)查結(jié)果,石油、建材、化工行業(yè)電動機調(diào)速應用較好。在目前4億kW的電機負載中,約有50%是負載變動的,其中的30%可以通過電機調(diào)速解決其負載變動問題。因此僅就目前的市場容量考慮,約有6000萬kW的調(diào)速電機市場。中國各類電動機的裝機容量已超過4億kW,其中異步電動機約占90%,中小型電動機約占80%,拖動風機水泵及壓縮機類機械的電動機約1.3億kW。目前,中小型電動機已超過152個系列,842個品種,4000多個規(guī)格。近十多年來,機械工業(yè)等有關部門大力抓電動機的節(jié)電工作,組織領導了有關研究所及企業(yè),先后設計制成多種節(jié)能電動機,并明令頒布淘汰63種高耗能電動機和推廣24種節(jié)能電動機,取得了一定的成效。這些節(jié)能產(chǎn)品主要分成兩大類:一類是提高電動機效率的高效電動機,另一類是調(diào)速電動機。
電機本身是勞動密集型產(chǎn)品,達不到一定產(chǎn)量規(guī)模很難產(chǎn)生效益,所以行業(yè)利潤十分微薄,全國電機行業(yè)從業(yè)人員約30萬人,2003年行業(yè)實現(xiàn)利潤僅2.8億元。據(jù)了解,即使在一些效益比較好的企業(yè),去年的純利潤也達不到5%。同時,由于大部分小企業(yè)生產(chǎn)工藝不過關,電機行業(yè)還存在大量產(chǎn)品質(zhì)量不合格的現(xiàn)象。據(jù)調(diào)查,我國電機企業(yè)的廢品、次品、返修品等不良損失平均在10%左右,而國外工業(yè)發(fā)達國家的電機企業(yè)不合格水平一般為0.3%。
近幾年來,我國的電機行業(yè)也涌現(xiàn)了一批產(chǎn)量規(guī)模大,產(chǎn)品水平、質(zhì)量好,技術裝備先進的企業(yè)。但是,還沒有哪一家的產(chǎn)品份額能在國內(nèi)市場上占到統(tǒng)治地位。中小電機至今還沒有形成具有國際影響力的品牌。電機行業(yè)亟需重新整合、優(yōu)勝劣汰,這已成為電機行業(yè)的發(fā)展趨勢。專家指出,電機行業(yè)雖然是一個老傳統(tǒng)工業(yè),然而各行各業(yè)配套電機不可缺少。而且,一些較大的電機企業(yè)占地面積大,所處地段好,收購兼并后,將會給收購者帶來非常豐厚的效益和財源。中型以及小型電機行業(yè)生機勃勃,產(chǎn)銷規(guī)模和經(jīng)濟效益都有了質(zhì)的飛躍,通過對企業(yè)的深度改制和外資的大量引進,使得行業(yè)形勢發(fā)生了翻天覆地的變化,縱觀以下幾點:
第一,中小型電機行業(yè)經(jīng)過近20多年的發(fā)展,產(chǎn)銷規(guī)模和經(jīng)濟效益都有了大幅度的提高,隨著近年來企業(yè)改制工作的進行,給全行業(yè)帶來不可抵擋的朝氣與活力。近兩年,西安西瑪電機集團有限公司進行了進一步改制,調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構和生產(chǎn)經(jīng)營模式,促進了企業(yè)快速穩(wěn)步上升發(fā)展。但有些企業(yè)由于改制上存在很大的缺陷,以全員持股的方式改變國有企業(yè)的資產(chǎn)結(jié)構,雖然在一定程度上調(diào)動了職工的積極性,但職工持股的平均化形成了新的大鍋飯和平均主義,使最終形式上的改制和原國有企業(yè)的運行體質(zhì)沒有本質(zhì)的區(qū)別。
第二,由于民營企業(yè)私有企業(yè)并購國企,以“借殼生產(chǎn)”的方式,取得了快速的發(fā)展。如臺州新滬電機廠并購南京控制電機廠、浙江奧利并購安徽朝陽電機廠等,都是采取這種方式并購成功的。近年來,資金實力雄厚的企業(yè)集團也加速吞并中小型電機企業(yè)。西瑪電機集團生產(chǎn)的Y系列、Y2系列、YB2系列三相異步電動機,以及大型的直流,交流,變頻,高壓大中型電機還生產(chǎn)高壓電機等產(chǎn)品,在全國市場上占據(jù)很大市場。西安西瑪電機(集團)有限公司是由原西安電機總廠整體改制后,于2004年元月注冊成立的有限責任公司?,F(xiàn)址位于西安市國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)明光路159號。企業(yè)從1955年始建至今已有五十余年的發(fā)展歷史,現(xiàn)已發(fā)展成西安西瑪異步電機(集團)有限公司,集團公司下屬14個公司,以生產(chǎn)西瑪電機為主,多種經(jīng)營,蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代化大型企業(yè)集團。企業(yè)堅持“持續(xù)創(chuàng)新,引領行業(yè)新時代”的科技理念,長期承擔著中國電機產(chǎn)品研發(fā)試制工作。
第三,外資和國際知名電機企業(yè)已大部分進入我國中小型電機行業(yè),一方面對國內(nèi)企業(yè)的技術、管理水平、出口量有了很大的改進和進步,同時對國內(nèi)中小型電機市場造成了很大的沖擊,這些都應當引起企業(yè)的重視。近年來,外商在我國的投資又進入了一個新階段,外資并購中國企業(yè)也顯現(xiàn)出一些新特點,從事電機生產(chǎn)的公司如ABB、西門子等紛紛在國內(nèi)投資中小型電機行業(yè),為占領國內(nèi)市場打下了堅實的基礎。
電動機消耗的電能約占發(fā)電總量的 60%~70%,我國80%以上的電機產(chǎn)品效率比國外先進水平平均低10%,電動機的節(jié)能已被國家相關部門列為國家十大節(jié)能工程之一,其目標是到2010 年將中小型電動機的效率從87%提升到90%~92%。為了完成這個目標,提高電動機能效,促進系統(tǒng)節(jié)能變得尤為緊迫。
電動機耗能表現(xiàn)
電動機耗能表現(xiàn)主要在以下幾方面:一是電機負載率低。由于電動機選擇不當,富裕量過大或生產(chǎn)工藝變化,使得電動機的實際工作負荷遠小于額定負荷,大約占裝機容量30%~40%的電動機在30%~50%的額定負荷下運行,運行效率過低。
二是電源電壓不對稱或電壓過低。由于三相四線制低壓供電系統(tǒng)單相負荷的不平衡,使得電動機的三相電壓不對稱,電機產(chǎn)生負序轉(zhuǎn)矩,增大電機的三相電壓不對稱,電機產(chǎn)生負序轉(zhuǎn)矩,增大電機運行中的損耗。另外電網(wǎng)電壓長期偏低,使得正常工作的電機電流偏大,因而損耗增大,三相電壓不對稱度越大,電壓越低,則損耗越大。
三是老、舊(淘汰)型電機的仍在使用。這些電機采用E級絕緣,體積較大,啟動性能差,效率低。雖經(jīng)歷年改造,但仍有許多地方在使用。
四是維修管理不善。有些單位對電機及設備沒有按照要求進行維修保養(yǎng),任其長期運行,使得損耗不斷增大。
因此,針對這些耗能表現(xiàn),選擇何種節(jié)能方案值得研究。
電機的七種節(jié)能方案
目前的電機節(jié)能方案大致有七種。專家一一分析說,選用節(jié)能型電動機。高效電動機與普通電動機相比,優(yōu)化了總體設計,選用了高質(zhì)量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,損耗下降了20%~30%,效率提高2%~7%;投資回收期一般為1~2年,有的幾個月。相比來說,高效電動機比J02系列電動機效率提高了0.413%。因此用高效電動機取代舊式電動機勢在必行。
適當選擇電動機容量達到節(jié)能。國家對三相異步電動機3個運行區(qū)域作了如下規(guī)定:負載率在70%~100%之間為經(jīng)濟運行區(qū);負載率在40%~70%之間為一般運行區(qū);負載率在40%以下為非經(jīng)濟運行區(qū)。電機容量選擇不當,無疑會造成對電能的浪費。因此采用合適的電動機,提高功率因數(shù)、負載率,可以減少功率損耗,節(jié)省電能。
采用磁性槽楔代替原槽楔。磁性槽楔主要降低異步電動機中的空載鐵損耗,空載附加鐵損耗是由齒槽效應在電機內(nèi)引起的諧波磁通而在定子、轉(zhuǎn)子鐵芯中產(chǎn)生的。定子、轉(zhuǎn)子在鐵芯內(nèi)感生的高頻附加鐵損耗稱為脈振損耗。另外,定子、轉(zhuǎn)子齒部時而對正、時而錯開,齒面齒簇磁通發(fā)生變動,可在齒面線層感生渦流,產(chǎn)生表面損耗。脈振損耗和表面損耗合稱高頻附加損耗,它們占電機雜散損耗的70%~90%,另外的10%~30%稱為負載附加損耗,是由漏磁通產(chǎn)生的。雖然使用磁性槽楔會使啟動轉(zhuǎn)矩下降10%~20%,但采用磁性槽楔的電動機比采用普通槽楔的電動機的鐵損耗可降低60k,而且很適應空載或輕載啟動的電動機改造。
采用Y/△自動轉(zhuǎn)換裝置。為解決設備輕載時對電能的浪費現(xiàn)象,在不更換電動機的前提下,可以采用Y/△自動轉(zhuǎn)換裝置以達到節(jié)電的目的。因為三相交流電網(wǎng)中,負載的不同接法所獲取的電壓是不同的,因而從電網(wǎng)中吸取的能量也就不同。
電動機的功率因數(shù)無功補償。提高功率因數(shù),減少功率損耗是無功補償?shù)闹饕康?。功率因?shù)等于有功功率與視在功率之比,通常,功率因數(shù)低,會造成電流過大,對于一個給定的負荷,當供電電壓一定時,則功率因數(shù)越低,電流就越大。因此功率因數(shù)盡量的高,以節(jié)約電能。
變頻調(diào)速。多數(shù)風機水泵類負載是根據(jù)滿負荷工作需用量來選型,實際應用中大部分時間并非處于滿負荷工作狀態(tài)。由于交流電機調(diào)速很困難,常用擋風板、回流閥或開停機時間,來調(diào)節(jié)風量或流量,同時大電機在工頻狀態(tài)下頻繁開停比較困難,電力沖擊較大,勢必造成電能損耗和開停機時的電流沖擊。采用變頻器直接控制風機、泵類負載是一種最科學的控制方法,當電機在額定轉(zhuǎn)速的80%運行時,節(jié)能效率接近40%,同時也可以實現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制,節(jié)能效率將進一步提高。由于變頻器可實現(xiàn)大的電動機的軟停、軟起,避免了啟動時的電壓沖擊,減少電動機故障率,延長使用壽命,同時也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。
繞線式電動機液體調(diào)速。液體電阻調(diào)速技術是在傳統(tǒng)產(chǎn)品液體電阻起動器的基礎上發(fā)展而成的。仍以改變極板間距調(diào)節(jié)電阻的大小達到無級調(diào)速的目的。這使它同時具有良好的起動性能,它長期通電,帶來了發(fā)熱升溫問題,由于采用了獨特的結(jié)構和合理的熱交換系統(tǒng),其工作溫度被限定在合理的溫度之下。繞線電機用液體電阻調(diào)速技術,以其工作可靠、安裝方便、節(jié)能幅度大、易維護及投資低等優(yōu)點,得到了迅速推廣,對于一些調(diào)速精度要求不高,調(diào)速范圍要求不寬,并且不頻繁調(diào)速的繞線式電動機,如風機、水泵等設備的大中型繞線式異步電動機采用液體調(diào)速效果顯著。