压缩机电机行业技术工艺发展分析

第一节 压缩机电机行业基本生产技术、工艺或流程

第二节 压缩机电机行业新技术研发、应用情况

1、用于制冷压缩机上的电动机

包括定子和不带轴的转子两部分，定子为无槽结构是由铁心、绕组、传感器或仅有铁心和绕组组成一个整体并由塑料封装而成。所述转子由磁钢、支架和防护套组成。具有效率高，最高效率可达到８９％以上，动态响应性能好，产品成本低等特点。

2、电动机驱动电路、电动机驱动方法以及半导体集成电路装置

具备电力转换装置，其对电动机的多个相的线圈供给进行了脉冲宽度调制控制的驱动电力；速度控制运算机构，其输出基于所述电动机的旋转速度和速度指令值的偏差运算出的电流指令信号；第１脉冲宽度调制信号生成机构，其根据来自该速度控制运算机构的电流指令信号和载波，生成第１脉冲宽度调制信号；第２脉冲宽度调制信号生成机构，其根据对来自所述速度控制运算机构的电流指令信号进行了放大后的信号和载波，生成第２脉冲宽度调制信号；基于所述电动机的磁极位置，在相的切换时生成规定的重叠期间的机构；信号选择机构，其输入对所述第２脉冲宽度调制信号和重叠期间进行了逻辑积之后的信号、所述第１脉冲宽度调制信号以及所述电动机的磁极位置信号，在基于所述电动机的磁极位置产生的相的切换时，对第１通电相选择满通电状态，对切换的第２通电相选择所述第１脉冲宽度调制信号，对在所述重叠期间中的第１通电相选择所述第２脉冲宽度调制信号，作为选择信号而输出；脉冲宽度调制控制机构，其基于来自该信号选择机构的选择信号对所述电力转换装置进行脉冲宽度调制控制。

第三节 压缩机电机行业国外技术发展现状

1、交流变频调速系统及变频电机

二十年来，电力电子技术发生了革命性的进展。功率元件从70年代的晶闸管（SCR），发展到80年代的双极型晶体管（BJT，也称作GTR），到90年代则主要是绝缘栅双极晶体管（IGBT）。日本的三菱电机公司已推出2000V/1200A的IGBT，欧洲的eupec公司也推出了3300V/1200A的元件，而1200V/600A的IGBT模块则已大量生产供应；IR以及Fairchild等著名半导体公司生产的IPM模块更为交流调速技术的白色家电（指冰箱、洗衣机和空调器等）以及汽车等领域的应用提供了可能。控制方面也从模拟控制发展到数字控制，从单片机发展到数字信号处理器（DSP）和高级专用集成电路，控制部件功能日益完善，而所需的控制器件和控制器体积日益减小，控制器可靠性日益提高而成本日益降低。

2、无刷电机

近年来，转子采用永磁结构、主电路采用功率器件的无刷直流电机得到了很大的发展，其功率覆盖等级较大。小功率无刷直流电机主要应用于工厂自动化和办公自动化方面，如计算机外设复印机和家用电器中，它正在迅速取代传统的直流电机和异步电机；90年代以来，在高精度的数控设备中相当多的采用了永磁同步无刷电机（交流伺服电机）以取代宽调速的直流伺服电机，特别是在机器人和机械手的驱动中，无刷直流电机的应用相当多。目前全世界机器人的拥有量已经超过100万台，且每年以大于20%的速度增长，这已经成为无刷直流电机的主要应用领域。近年来，采用交流无刷电机代替异步电机作为机床的主轴直接驱动也已成为新的研究和应用热点。

3、目前国外交流伺服电机已经部分形成系列，如德国Lens公司，而宝钢引进的轧机流水线电气传动基本采用了无换向器电机实现；日本在电动车的应用中也主要采用了无刷直流电机作为驱动电机，并取得了较好的应用效果。

第四节 压缩机电机行业技术开发热点、难点分析

1、热点

1）高效率、超高效率电机设计测试技术。

2）电机系统节能技术。

3）变频专用电机设计技术。

4）变频控制技术及电机匹配技术。

2、难点

1）IEC最新测试方法、高精度测试装备以及测试技术的掌握。

2）新方法引起的一些损耗值发生变化，超高效电机降耗和工艺，冷轧磁性材料性能。

3）电机系统能耗测试、诊断、节能评估、测试技术；系统误差自动修正；高稳定度负载控制方法；多转矩类型、快速响应型等试验负载。

4）电磁设计程序；耐冲击电压和耐电晕绝缘结构；电磁噪声和振动抑制技术。

5）开关频率和死区时间对电机及电机控制影响；谐波影响及解决方案。

第五节 压缩机电机行业未来技术发展趋势

1、机电一体化

随着电力电子技术、计算机技术、微电子技术及控制理论的发展和应用，中小型电机应用领域日益广泛。为实现优质、高效和低成本的运行，中小型电机在各种不同的工况下与计算机、电机控制器、功率变换器、传感器等诸多方面联接，还往往要与后级的执行机构和负载（如各种机械、液压、气动装置）整合起来。这样，电机已不是一个零部件级的执行机构，而是一个可以实现预定功能的完整的机电一体化系统。国际上ABB、西门子、三菱等都已从电机制造企业发展为国际知名的电机及控制系统生产企业，其产品范围已从电机为核心，延伸到变频器、软启动器等电机控制领域，体现出了较大的技术优势和竞争优势，占据了较大的市场份额。我国电机制造企业已开始关注电机控制技术，但要实现电机系统参数优化匹配及其控制一体化，并推出成熟的产品，还需做出艰苦努力。

2、电机及系统的绿色节能

电机及系统效率的提升已成为节能潜力最大的产业之一。国际上各国政府和组织纷纷研究不同应用领域、不同工业部门的各种各样电机系统的节能方案，制定节能导则、标准、法规，并开发相关绿色节能产品，我国正在积极推动和扶持高效电机及电机系统节能工程的开展和实施。高效、超高效的中小型电机、调速专用电机、电机系统节能控制产品等开发和电机及系统绿色节能技术等研究已成发展之势。

3、电机及控制系统的专用化

为了获得更好的负载匹配特性，使电机及控制系统实现高效运行，国外已开发出各种专用电机及控制系统以满足不同负载特性的应用场合。我国也将不断拓展电机产品的外延和内涵，研发与不同负载匹配的各种专业电机及系统，打破在不同负载的应用场合长期使用同一类电机的局面。

4、轻型化、小型化

许多产品对电机的体积和重量提出了很高的要求，这在石油、化工、煤炭等应用领域体现的比较明显。为了达到轻型化、小型化的目标，在设计过程中，采用先进技术和优质材料，并坚持优化设计原则，在有效材料不变的条件下，单位功率的重量不断降低。

5、智能化

目前国际上先进的电机系统已集成了诊断、保护、控制、通讯等功能，可实现电机系统的自我诊断、自动保护、自动调速、远程控制等。随着我国装备制造业向高、精、尖方向发展及工业化、信息化两化融合，电机系统智能化发展成为必然趋势。

6、模块化

电机产品、电机控制装置的机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的模块化设计，可提升电机系统新产品快速响应市场的能力，已成为国际上电机及系统技术发展趋势。

7、低噪声

国外产品在负载的情况下噪声很低，目前我国电机产品与国外先进水平相比还存在着差距，比如西门子电机的负载噪声水平仅相当于国内电机的空载噪声水平，国内企业还需尽快研究降低电机系统噪声的设计及制造技术。

电机系统发展至今已成为集电机、控制、材料、流体力学、机械、结构、电力电子等为一体的综合学科，随着科学技术的不断发展，其发展趋势还将被赋予新的内容。