機電一體化是國縫機節能和功效的品質

電機是一種應用量大、使用範圍廣的高耗能動力設備。據統計，我國電機耗電約佔工業用電總量的60%～70%。實際應用中，我國電機的整體運行狀況，同國外相比差距很大，機組效率約為75%，比國外低10%左右；系統運行效率為30～40%，比國際先進水平低20～30% 。因此，我國的電機應用具有極大的節能潛力，推行電機節能勢在必行。

一、電機耗能現狀

改革開放30多年來，我國在能源利用上取得“GDP翻兩番而能源消費僅翻一番”的成就。但是，與發達國家相比，我國電力能源利用效率仍然較低，尤其是工業用電設備電能消耗高，浪費情況較為嚴重。大量的工業設備如風機、泵類設備以及傳統的工業縫紉機、機械加工設備等，多采用交流電動機恆速傳動的方案運行，導致交流電動機效率普遍較低。

工業縫紉機、機械加工設備

傳統的工業縫紉機電機是一款交流離合器電機，效率僅為40～50%；電機在工作時，不論縫製布料厚薄，始終全功率輸出；在縫紉機待料待機時，電機通過離合器脫開負載，繼續空載運行，造成極大的待機損耗。在中低檔機械加工設備中往往採用摩擦片調節速度，利用摩擦片的摩擦作用降低電機轉速，從而達到調節速度的目的，不僅造成大量的製動能耗，還加快了電機軸的磨損，降低電機使用壽命。

目前，我國在家電行業已逐步採用變頻調速控制技術以降低能耗，而工業控制領域中的許多速度調節方法還停留在傳統技術層面上。根據美國能源部的一項數據顯示，如果採用最新的高效率電機設備和一定的變頻調速裝置來替代舊的電機設備，工業用戶至少能在現有基礎上節省電能18%以上。目前許多國家均已指定流量壓力控制必須採用變頻調速裝置取代傳統方式，我國也在積極鼓勵工業企業採用高效、節能的電動機、鍋爐、窯爐、風機、泵類等設備。

二、機電一體化直達節能降耗

隨著電子技術、信息技術的發展，電子信息技術在產品中的應用日趨成熟，傳統的電機技術與電子信息技術相結合，產生了“機電一體化”產品。 “機電一體化”又稱“機械電子學”，是在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進了電子技術，並將機械裝置、電子設備以及軟件等有機地結合起來構成的系統的總稱。 “機電一體化”電機與傳統電機有著質的區別，“機電一體化”電機包含了控制部分既控制器及嵌入式軟件和驅動部分既電機，它是利用嵌入式軟件實現對系統的智能化模糊控制。這種智能化模糊控制不僅能有效提高系統的運行精度，而且可以根據系統負載變化實時調整電機輸出轉速、輸出功率，充分達到節能降耗的目的。下面舉兩個例子來說明“機電一體化”電機的使用效果：

高效節能伺服控制電機在工業縫紉機領域的應用

前面提到傳統的工業縫紉機電機是一款交流離合器電機，效率僅為40～50%；電機在工作時，不論縫製布料厚薄，始終全功率輸出；在縫紉機待料待機時，電機通過離合器脫開負載，繼續空載運行，造成極大的待機損耗。而高效節能伺服控制電機採用直流無刷電機作為驅動元件，效率達到70～80%；伺服控制系統內含嵌入式軟件，系統隨時檢測縫製布料的厚薄，將信息實時傳遞給嵌入式軟件，通過軟件調節電機的輸出轉速和輸出功率，始終使電機工作在最合理、最節能狀態；在縫紉機待料待機時，系統停止工作，沒有待機損耗。通過高效節能伺服控制電機替代交流離合器電機在工業縫紉機領域推廣應用，可在該領域節能50～60%，每台縫紉機可節電576千瓦時/年，據縫紉機行業協會估算，全國現在生產使用的工業縫紉機至少200萬台，那麼隨著高效節能伺服控制電機的替代使用，可為社會節電11.52億千瓦時/年。

三、電機節能的目標與發展

以電子信息技術為核心的“機電一體化”產品在節能降耗方面的作用已初現端倪，上述提到的幾個行業是能源浪費較嚴重、正在大力推動改進的幾個例子，其實還有更多的行業有待挖掘。隨著電子信息技術的發展，電機節能的前景十分看好。據國家能源部的初步估算：如果全面啟動電機節能工程，開發以電子信息技術與傳統電機技術相結合的“機電一體化”產品，並替換現普遍使用的傳統交流電機，全國的用電量將下降15～20%而GDP保持不變。

通過研發高效節能變頻電機、各種電子控制的節能伺服電機並形成產業化生產，在工業設備、交通、辦公自動化等領域推廣使用，將電機的平均能耗下降20～30%，這是電機行業“十一五”期間的節能目標。通過開發擁有自主產權的電機驅動系統優化運行軟件和標準，大力推廣“機電一體化”和“光機電一體化”技術的應用，以電子信息技術改造傳統電機技術，全面提升電機技術含量，增強電機智能化程度，推動電機節能降耗，是未來一段時期內電機行業的發展方向。