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今天，匯川技術發布全球首款Vplus-Pin扁線低壓工業電機。本文根據匯川技術驅動電機SPDT主任鄒德明發布會內容進行整理，以饗讀者。

■ 匯川技術驅動電機SPDT主任  鄒德明

在開場的視頻里，展示了電機技術的發展歷程，同時也提出了一個問題，就是200年后的今天我們需要什么樣的電機？今天我們嘗試給出匯川的答案。

01

高效電機的普及一定是未來趨勢

從2016年《巴黎協定》的簽署到2020年習主席提出“3060”雙碳戰略，降碳減排已經成為大家共同的目標。

降碳減排其中有一個重要的手段就是節能，我們可以看一組數據，2023年，我國工業用電占社會總用電量的65.8%，這其中又有75%來自于工業電機，也就是說電機是耗電量最大的單種類傳動配套設備。

我們做過簡單的測算，如果把這些電機節能提升3%，那么每年將節省1821億度電，這個節電量相當于三峽大壩一年的發電量。因此，高效電機的普及一定是未來工業的趨勢。

談到高效電機，不得不提到另一個話題，那就是電機體積。如果利用現有的技術來提升電機能效，電機的體積或多或少都會有所增加，如此一來，許多用到電機的場景就會有問題，比如設備廠的整體結構需要調整，電機安裝的承重需要重新設計，終端用戶的改造受原設備結構改動的影響，最終直接影響投資回報周期等。

傳動鏈的創新還有很大挖掘空間

另外，我們還發現一個問題，那就是電機和傳動結構的合理選擇問題。電機技術發展了近200年，也演變出了許多技術路線，但與電機配合的傳動結構的發展實際上是比較粗獷的，這也意味著，隨著電機技術的進步，整個傳動鏈的創新有比較大的挖掘空間。

舉一個前幾年我們匯川電機在紡織行業的例子，客戶原方案是異步機皮帶連接，我們采用無框永磁電機實現了直驅化，直接去掉了皮帶的效率損失，能效提升25%，實現了免維護，安裝工時由兩小時縮短到10分鐘，目前該方案已經在織造行業全面推廣，高效電機在該行業的占比也逐年提升。

02

創造極致系統收益

跨界技術革新傳動

上面聊的內容，主要是兩個結論，一是高效電機的普及定是未來工業發展的趨勢，二是隨著電機技術的發展傳動鏈上創新還有很大挖掘空間。

基于以上結論引出了我們今天的主角，MV33系列Vplus-Pin扁線工業電機。這是一款跨界使用扁線技術的電機，同時是匯川率先將扁線發卡技術應用于低壓工業的永磁同步電機。

我們此次發布的范圍主要是四個轉速：750rpm\1000rpm\1500rpm\3000rpm。

其中750rpm功率18.5~90kW，1000rpm功率范圍30~132kW，1500rpm功率范圍37~200kW，3000rpm功率范圍55~315kW，180~250四個機座。全系IE5能效。

這款產品有什么特點呢？

體積最小的IE5能效工業低壓風冷電機

首先，它是目前體積最小的IE5能效低壓工業電機。我們做個對比，以目前市場上流通最多的IE3能效的異步電機為例，如果用異步機實現IE5的話體積將增大10%~15%。如果采用永磁電機設計，體積可以持平或降低10%，但采用扁線設計的MV33較IE3能效的異步機體積降低25%~40%！

體積減小有什么好處？舉幾個例子。

首先第一個場景。工業電機的一個典型應用場景是通過聯軸器連接減速箱，電機安裝位置通常在設備尾部，若把傳統的IE3的異步電機更換為MV33，以常用的160kW、1500轉電機為例，整個設備的長度將減少385mm，明顯變短了。在此基礎上可否更短？可以的。由于扁線電機除了軸向尺寸變小外徑向尺寸也變小了，可以把電機調轉方向從反面安裝，如此整個設備的長度較原有的結構縮短了1700mm，原有電機安裝部分的全部省去，安裝靈活便捷，同時終端用戶的空間利用率也大大提升，這些節省對客戶都是真金白銀的價值。

再看一個場景。電機通常通過皮帶輪連接負載，從圖中可以看出來，由于電機體積過大，沒有辦法實現直連。但如果使用MV33電機，就可以把電機放在上面，通過聯軸器與負載直接連接，省去皮帶傳動。通過測算，高效電機本身就可以帶來1.7%~3.1%的能效提升，取消皮帶傳動能效也將提升3%~8%，綜合下來，MV33電機整體提效達4.7%~11.1%。不止于此，如果負載端結構允許，可以采用無框結構進一步省去聯軸器，將電機定轉子直接安裝在負載端，省去電機的軸承，整體傳動結構進一步得到優化。

是不是所有的皮帶連接都是可以用這種方案？并不是。要根據實際設備的傳動結構，結合電機本身的性能通過專業分析來選擇最適用的傳動結構。匯川的專業電機工程師團隊每天都在研究對傳動結構的創新，我們扁線電機小體積等特點為我們工程師團隊在傳動創新上提供了更多的可能。

全系列IE5，可拓展IE6

高效區雙“90”

我們再看MV33系列電機的另外一個特點，高能效。

MV33全系高能效設計，滿足IE5和永磁電機國標一級能效，由于IE5和永磁國標一級能效在有些功率電機上效率值有所不同，MV33電機在設計時取兩項標準同規格下的最高能效數值。另外，MV33支持IE6能效的拓展，相較IE5電機，IE6電機損耗降低20%。

值得一提的是，電機的能效等級是按電機額定點運行的效率值標稱的，一般電機的高效區在額定點附近。但客戶在實際使用的時，大部分電機工況并不是長期在額定點運行，這意味著許多電機在使用時，實際效率要比標稱數值低。針對此種場景我們提出了雙“90”的概念，MV33電機可以實現在90%的工作區內效率都高于90%。舉一個實際案例，在某變速恒轉矩的應用場景下，MV33與普通圓線設計的IE5永磁電機對比，整體節能在2%左右，換算后每年可節省3~6千元。同場景與IE3的異步機相比MV33的能效收益會更大。

最小體積與超高能效

源于扁線發卡技術

無論是全球最小的IE5能效低壓工業電機還是可拓展IE6超高能效，MV33的這兩大特性皆源于扁線技術。

與傳統圓線電機相比，扁線技術的電機更有利于槽滿率的提升，也就是在定子槽內空間不變的情況下可以填充更多的銅線。相比傳統圓線，扁線電機槽滿率可以提升20%以上，這樣電機就可以產生更強的磁場。另外，圓線繞組相比，扁線電機端部尺寸降低了30%~50%，讓MV33實現理想化的小體積。

03

為全領域、全球化用戶提供全天候產品和服務

高可靠設計

適用全天候多工業場景

可能有人會疑惑，電機做這么小，可靠性如何？影響電機可靠性的因素主要有三個方面：軸承、絕緣系統和永磁電機的退磁問題。

MV33是如何做的？

首先是軸承，雖然MV33電機較傳統IE3電機體積縮小了約1/3，但軸承選用仍可滿足與市場同功率工業電機相同軸承型號，而且是國際一線品牌，另外，為防止軸電流導致的軸承電蝕問題，110kW及以上型號標配防電蝕設計。

再看絕緣系統，普遍低壓工業電機采用B級溫升設計，整機溫度不超過130度。MV33在滿足B級溫升的同時，還做了H級絕緣設計，耐溫可達180度，使用扁線且選用了高于C級的絕緣系統，耐溫超過200度。

還有退磁問題，針對引發退磁的兩大“元兇”高溫和大電流，MV33轉子采用了低溫升的設計，永磁體做了特殊的處理，標配兩個溫度傳感器與變頻器搭配使用，在溫度異常情況下可接收報警信息，防止長期過載情況導致退磁問題發生。更重要的是，匯川擁有20年永磁電機開發經驗，永磁電機出貨量超2000萬臺，防退磁設計經驗豐富。在常規運行工況使用下，MV33不會退磁。

模塊化設計

靈活適配全工業領域

MV33還有其它重要特點。

首先，MV33做了模塊化設計，可靈活適配各種工業場景。如接線盒做了強弱電分離選配，可以避免干擾問題，同時支持加裝強制風冷，加裝編碼器，支持軸承類型的選配，支持防潮加熱帶的選配等等，客戶可以結合需求選擇最優配件。

極端場景設計

適用全天候工業場景

MV33還針對極端場景做了設計。如針對高濕和高粉塵的IP66高防護設計，針對高腐蝕場景的C5等級防腐設計，針對高溫和高海拔場景的超低溫的設計等，可適用于全天候多工業場景。

目前，MV33電機已經獲得UL、EAC、SA、CE、UKCA、CQC等多個國家和地區的認證，滿足客戶的出海需求。

最后，我們來匯總一下MV33系列Vplus-Pin扁線工業電機的特點，一是體積最小的IE5能效工業低壓風冷電機，為傳動創新帶來更多可能。二是超高能效，全系IE5支持拓展IE6能效，幫助客戶節能提效。以上兩個特點皆源于跨界扁線技術的應用。三是高可靠性，緊湊設計軸承不降檔、絕緣系統用料足、轉子低溫設計、嚴苛測試等，讓客戶無憂使用。四是模塊化設計，靈活適配各種極端場景。

MV33的生產線搭建在匯川綠色數字化電機工廠，也歡迎大家到我們岳陽電機工廠參觀交流，謝謝大家！