電機和變頻器盡管很少出現在公眾的視野中，但它們幾乎無(wú)處不在。從制造業(yè)的工業(yè)泵、風(fēng)機和傳送帶、以及交通運輸工具中的推進(jìn)系統，到電氣設備中的壓縮機和建筑中的暖通空調系統，電機和變頻器為現代生活中的大量基礎應用和場(chǎng)景提供了動(dòng)力來(lái)源。

　　在過(guò)去十多年間，電機和變頻器技術(shù)突飛猛進(jìn)，通過(guò)創(chuàng )新設計實(shí)現了驚人的能源效率。然而，目前依然有大量運行中的電機驅動(dòng)系統(全球總計約3億臺)出現效率低下或耗能過(guò)高的問(wèn)題，導致嚴重的能源浪費。

　　2021年，中國確立了“雙碳”目標的路線(xiàn)圖，力爭在2030年前達到二氧化碳排放峰值，2060年前實(shí)現碳中和。實(shí)現“雙碳”目標，既是嚴峻挑戰，又是重大機遇。電機產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，可大幅提升能源利用效率，助力企業(yè)低碳轉型，實(shí)現綠色低碳可持續發(fā)展。

　　在“雙碳”背景下，傳統的高碳行業(yè)如鋼鐵、有色、化工等行業(yè)對節能減排降耗的需求迫切，電機作為風(fēng)機、泵、壓縮機、機床、傳輸帶等各種機械設備的驅動(dòng)裝置，其耗電量約占中國整個(gè)工業(yè)電耗的60%以上。

　　去年，《電機能效提升計劃(2021-2023年)》的提出，進(jìn)一步加強和規范電機能效標準實(shí)施和能效市場(chǎng)監管，淘汰低效落后電機，加快高效節能電機應用推廣，對落實(shí)碳達峰碳中和目標具有實(shí)際的推動(dòng)意義。

　　2022年，“雙碳”工作仍將大力推進(jìn)，節能減排依舊是各企業(yè)十分重要的任務(wù)。變頻器作為電機控制和節能環(huán)保的關(guān)鍵部件，其重要性不容忽視，必將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。

　　電機能效全面提升 助力實(shí)現“雙碳”目標

　　在“碳達峰”和“碳中和”的國家目標下，提高能效是各個(gè)涉電行業(yè)都面臨的嚴峻挑戰。電機作為電器和其他各種機械的動(dòng)力源，不僅廣泛應用于各個(gè)行業(yè)，更是用電大戶(hù)。

　　電機是耗電量很大的單種類(lèi)設備，根據國際能源署的一項調查，電機耗電量占據工業(yè)領(lǐng)域耗電量的大約2/3，占大約46%的全球耗電量。在我國，這一數據更為觸目驚心，根據工信部數據，電機能耗約占整個(gè)工業(yè)能耗的65%以上，占全國總耗電的60%。電機能效每提高1個(gè)百分點(diǎn)，可年節約用電260億度左右;如果電機系統效率提升5-8個(gè)百分點(diǎn)，每年節約的電量相當于2-3個(gè)三峽電站的發(fā)電量。

　　2021年6月1日，GB 18613-2020《電動(dòng)機能效限定值及能效等級》實(shí)施，設置合理的電機能效限定值，不但有利于中國如期實(shí)現“雙碳”目標，還能推動(dòng)電機產(chǎn)品能效升級。

　　2021年11月22日，工信部、市場(chǎng)監管總局印發(fā)了《電機能效提升計劃(2021-2023年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《計劃》)，提出要加快高效節能電機推廣應用，其中包括開(kāi)展存量電機節能改造，加快淘汰不符合現行國家能效標準要求的落后低效電機。此外，還強調要加大高效節能電機應用力度。

　　《計劃》中提出，鼓勵鋼鐵、有色、石化、化工、建材、紡織等重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)開(kāi)展用能設備節能診斷，結合設備能效水平和運行維護情況，評估先進(jìn)節能技術(shù)裝備推廣應用潛力。引導企業(yè)實(shí)施電機等重點(diǎn)用能設備更新升級，優(yōu)先選用高效節能電機，加快淘汰不符合現行國家能效標準要求的落后低效電機。

　　細分負載特性及不同工況，針對風(fēng)機、水泵、壓縮機、機床等通用設備，鼓勵采用2級能效及以上的電動(dòng)機。針對變負荷運行工況，推廣2級能效及以上的變頻調速永磁電機。針對使用變速箱、耦合器的傳動(dòng)系統，鼓勵采用低速直驅和高速直驅式永磁電機。大力發(fā)展永磁外轉子電動(dòng)滾筒、一體式螺桿壓縮機等電動(dòng)機與負載設備結構一體化設計技術(shù)和產(chǎn)品。

　　到2023年，高效節能電機年產(chǎn)量將達到1.7億千瓦，在役高效節能電機占比達到20%以上，實(shí)現年節電量490億千瓦時(shí)，相當于年節約標準煤1500萬(wàn)噸，減排二氧化碳2800萬(wàn)噸。

　　有專(zhuān)家指出，《計劃》的提出將為永磁電機和驅動(dòng)永磁電機的變頻器市場(chǎng)帶來(lái)風(fēng)口。未來(lái)，將會(huì )有大量的節能高效的永磁電機來(lái)替代存量市場(chǎng)中的低效電機，且也會(huì )為配套驅動(dòng)永磁電機的低壓變頻器帶來(lái)增長(cháng)動(dòng)力。

　　提高能源效率的措施在幫助工業(yè)和基礎設施減少排放方面將起到核心作用。數據顯示，用于驅動(dòng)樓宇和工業(yè)等應用的電機耗費全球約45%的電力，全球尚在運行的電機約有3億臺，而目前只有23%的電機配備了變頻器，升級電機以及配備變頻器可使全球降低10%的耗電量。

　　加快高效節能電機應用推廣 變頻器市場(chǎng)迎發(fā)展良機

　　在“碳達峰”和“碳中和”目標備受關(guān)注的當下，綠色低碳可持續發(fā)展路徑成為企業(yè)的必然選擇，節能高效的電機對制造業(yè)企業(yè)而言尤為重要。臺達在高能效電機方面，自1999年開(kāi)始關(guān)注，逐步在對各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域實(shí)施跟進(jìn)與應用，積累了大量的關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)驗。根據目前的工業(yè)產(chǎn)業(yè)現狀來(lái)看，大多是以節能為核心目的。臺達希望新推出的電機產(chǎn)品不僅能獲得市場(chǎng)的認可，還希望新產(chǎn)品能夠在降低稀土消耗、提升設計標準以及增加功率密度的同時(shí)減少耗材使用，從而達到整個(gè)電機產(chǎn)品的供應鏈節能降耗的目的。

　　臺達-中達電通變頻器產(chǎn)品經(jīng)理李成剛介紹，臺達現有的成熟產(chǎn)品，以“電機高能效控制”為核心的傳動(dòng)系統是提升產(chǎn)品線(xiàn)競爭力的重要途徑之一。目前全系變頻器產(chǎn)品均能夠以最佳的效率驅動(dòng)臺達現有的“永磁同步磁阻電機”產(chǎn)品。臺達不僅從電機能效等級方面進(jìn)行了提升，還將變頻器本身的控制損耗降低。

　　臺達有完善的變頻器產(chǎn)品家族，支持異步，同步，磁阻等多種電機控制算法，用于有/無(wú)編碼器回授的應用情境，為傳動(dòng)系統提供高性能的速度、轉矩及位置控制。為各類(lèi)重型定轉矩負載應用提供驅動(dòng)能力與穩定性。豐富的產(chǎn)業(yè)應用功能及簡(jiǎn)易維修低故障率的自我診斷特色，為終端客戶(hù)有效節省建構及營(yíng)運成本，替用戶(hù)掌握致勝先機，提升產(chǎn)業(yè)競爭力。

　　高效電機、變頻器打組合拳 可顯著(zhù)節約能源

　　變頻器是用來(lái)控制電機速度的設備，在使用變頻器之前，電機只能分級中斷或是全速運轉，而變頻器則可以將電機無(wú)級調節到合適的速度，其廣泛應用可以明顯降低工業(yè)能耗，比如在水泵和風(fēng)機中，變頻器可以將水壓調整到合適的水平，連續調節建筑中的溫度。大約75%的工業(yè)電機用于驅動(dòng)泵、風(fēng)機和壓縮機，這類(lèi)設備效率提升潛力巨大。當高效電機與可調節轉速和扭矩的變頻器組合時(shí)，可以達到好的效果。電機只需以實(shí)際所需的速度運行來(lái)滿(mǎn)足功能要求，從而避免能源浪費以達到節約電能的目的。

　　李成剛表示，對于臺達而言，技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)是提升電機本身的能效。主要難點(diǎn)更多的在于持續不斷的努力將已經(jīng)擁有100多年歷史沉淀的“電機”產(chǎn)品，通過(guò)使用更可靠的技術(shù)來(lái)優(yōu)化電機本身的性能與結構，而電機本身的優(yōu)化也只是“電機能效提升”中的一環(huán)，更多的努力還需要優(yōu)化變頻器的電機控制策略。目前臺達一直在不斷地投入和整合大量的研發(fā)資源將精力集中在極具潛力的“永磁同步磁阻電機”產(chǎn)品上，繼而深耕更多的企業(yè)客戶(hù)。

　　“在市場(chǎng)推廣過(guò)程中，我們能夠充分理解用戶(hù)關(guān)于成本方面的顧慮，但從投資回報看，能效升級所帶來(lái)的收益更加明顯?！崩畛蓜傊赋?，目前，臺達將多個(gè)領(lǐng)域的研發(fā)資源投入到高能效永磁同步磁阻電機和控制方式上，并把二者整合成為“高能效傳動(dòng)系統”，其具有的現實(shí)意義是通過(guò)“整合”以降低系統能耗。

　　傳統的變頻器與電機分離的產(chǎn)業(yè)模式，無(wú)法有效地達到“目標一致”的整合效果。比如在特定節能場(chǎng)景中，面臨變頻需要適應電機、電機設計特性需要微調等問(wèn)題，根據以往的經(jīng)驗，都是通過(guò)企業(yè)客戶(hù)為紐帶，需要分別聯(lián)系變頻與電機廠(chǎng)家，而如果使用臺達的“高能效傳動(dòng)系統”，則僅僅需要考慮此系統的效率，無(wú)需分開(kāi)對比變頻器與電機各自的能效，也無(wú)需考慮“高能效電機”與變頻器的匹配問(wèn)題。

　　在高耗能企業(yè)遇到節能降耗的挑戰之下，臺達也能通過(guò)整合各行業(yè)、各設備的應用經(jīng)驗，為企業(yè)提供一個(gè)“高能效傳動(dòng)系統”的降耗方案，由企業(yè)主導選擇產(chǎn)品方案，臺達再根據方案內容逐步地推進(jìn)，進(jìn)而協(xié)助企業(yè)實(shí)施落地，以達到雙方共贏(yíng)。以針對二次供水需求為例，臺達推出背負式水泵一體機MPD系列，承襲了臺達產(chǎn)品智能化的發(fā)展理念，采用一體化整體設計，更融合驅動(dòng)器、電機、PLC等功能，產(chǎn)品更加智能，符合變頻恒壓供水系統需求，推動(dòng)供水技術(shù)進(jìn)入高效、智能、便捷的新時(shí)代。

　　臺達背負式水泵一體機MPD系列順應如今廣泛應用的變頻恒壓供水系統需求，具備多泵冗余、流量估測、汽蝕及高低水壓保護等智能化功能，以及高能效、低噪音、省電柜等優(yōu)點(diǎn)，是臺達落實(shí)智能制造、深悉用戶(hù)需求的體現。尤其在能效上，MPD系列達到了系統能效的IES2等級，符合新的IEC 61800-9-2標準。配合IE5的臺達同步磁阻電機，為恒壓供水領(lǐng)域帶來(lái)了更加智能、節能的成長(cháng)契機。

　　結語(yǔ) 2022年，各項環(huán)保、節能的趨勢和政策都在緊鑼密鼓地推進(jìn)中，特別是高耗能制造企業(yè)積極響應節能減排號召，開(kāi)展新一輪轉型升級，從傳統制造向智能制造過(guò)渡，企業(yè)生產(chǎn)對于工業(yè)設備的性能提出了更高要求。高效能電機的技術(shù)突破和應用推廣，需要各大變頻器與電機生產(chǎn)企業(yè)，共同協(xié)作、優(yōu)勢互補、不斷創(chuàng )新來(lái)推動(dòng)和落實(shí)。

　　我們相信，隨著(zhù)全面節能降耗、綠色可持續發(fā)展的理念逐漸深入，變頻器企業(yè)必將迎來(lái)一個(gè)發(fā)展的黃金時(shí)期。