你凭什么转动中国——大国神器,向新而行
改革开放后的中国,综合国力不断强盛,国际地位日益提高。继往开来,薪火相传,在一代又一代人的努力下,“中国制造”逐渐登上了国际舞台。
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新制造、新成果,喜报频出。一件件大国重器诉说着国人的付出与自豪:中国自主研发的第一座快中子反应堆,创造载人深潜纪录的“蛟龙号”,世界最大单口径巨型射电望远镜“中国天眼”,中国自主研制的首款大型客机C919,十年磨砺终成大器的“复兴号”动车组,世界最长跨海大桥——港珠澳大桥…
这些解决了我们目前所面临的棘手的问题,使得发展实现质的飞跃——动车的出现为我们解决了出行困扰,极大节省了时间成本、打破了距离的限制;“蛟龙号”的问世更是将神秘莫测的深海带到了大家面前,为专家学者的研究带来了极其宝贵的素材;“中国天眼”使人类向宇宙未知地带探索的眼力更加深邃,眼界更加开阔,它们的问世与投产都成了各行各业的“救星”、成为推动国家前进的巨大动力。
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这其中,有个新兴“神器”,直击工业行业的痛点,一举击溃困扰电机行业多年的“电老虎”——它就是采用绕线转子无刷双馈技术的“神极”电机。产品一经问世,便引来诸多瞩目,跑赢欧美的电机技术,实现了低压变频控制高压,节能高达30%至60%。可以说,有了它,中国工业面临的巨大耗电问题将得到的解决。被一组组数据惊艳之余,人们不禁想问,小小的神极电机,凭什么能转动中国。
污染桎梏发展,转型迫在眉睫进入21世纪,全球环保产业开始进入快速发展阶段,逐渐成为支撑产业经济效益增长的重要力量。
中国随着经济的持续快速发展,城市化进程和工业化进程的不断增加,经济发展与环境不平衡的后遗症显露出来,环境污染日益加剧,严重影响了国民生活以及社会的可持续发展,高污染、高消耗使得环境不堪重负,转型迫在眉睫。
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作为工业大国,中国电量的产能和耗能均居于世界第一。目前为止,我国发电主要依靠火力发电,这就意味着大量的废气、废渣排放。可以说,我们的用电是以巨大的环境污染为代价的。相比于废物治理,节能减排才能从根源上解决问题。
业内有种说法,节能减排要抓工业,抓工业重点要抓电机,电机就是“电老虎”。
2019年,中国用电总量为72255亿千瓦时,仅风机、水泵、压缩机等用的中高压电机,耗能就占整个社会用电总量的49%。电机自损用电所产生的的污染可想而知!
“工欲善其事必先利其器”解决电机“吃电”问题,从源头控制损耗,是治理环境的重中之重。
“神极”电机通过绕线转子无刷双馈电机变频调速系统,只有少量电能需要经过电力电子器件处理,因而对电网及周边用电设备影响更小、污染更低,据统计,该系统应用到电动机领域,节电率最高可达60%。从根源上解决了电机“吃电”的问题。
领先欧美科技,尖端国产电机电机“吃电”属于世界性难题,欧美许多发达国家早在一百多年前就开始寻求解决的办法。目前世界上电机技术最为强大的三个地区分别是美国、英国和中国,美国俄亥俄州立大学研发“磁阻转子”技术和英国剑桥大学主导的“同芯笼转子”技术在世界上都处于领先水平。不过这两种转子技术尚不成熟,存在噪音和振动较大,电机运行可靠性欠佳等暂时难以突破的难题,短时间内无法投入市场。
而中国华中科技大学王雪帆教授的团队却交出了一份令人惊艳的答卷——绕线转子无刷双馈电机技术。
这项技术可以说几乎解决了传统电机的所有痛点。区别于传统高压调速电机全部由高压变频器控制,能效损耗大、故障率高的缺点,在绕线转子无刷双馈电机变频调速系统中,电网输送的电能分成两路:一路直达电机,省略耗功器件;另一路则通过低压变频器实现电机调速,能效损耗及故障率大大降低。
摒弃了高压变频器的电机,在功能上有了明显的优势:与必须采用高压变频器的普通电机系统相比,安全性和可靠性大幅提高。同时,绕线转子无刷双馈电机变频调速系统,只有少量电能需要经过低压变频器处理,因而对电网及周边用电设备影响更小、污染更低。并且该系统采用的低压控制高压技术,小功率控制大功率,因而制造、安装以及运营维护成本,都远低于普通电动机变频调速系统。
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