客观日本

大金等日美企业竞相开发节能电机

2021年10月25日 电子电气

目前各国都在开发占全球用电量一半的电机所用节能技术。美国一家初创企业销售的电机可通过软件微调功率,已开始面向能源消耗较大的运输行业生产这种节能电机。日本方面,大金工业等也在开发改进了磁铁性能的节能电机。

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大金工业等正在开发节能电机,图为电机的性能测试装置(图片由大金工业提供)

电机广泛应用于工厂、办公设备、电动车辆及家电产品等,已成为人类社会不可或缺的核心器件。全球的用电量大约有一半是用来驱动电机的,但提高电机效率的技术难度一直比较高。

美国初创企业Turntide Technologies从2019年开始生产和销售利用小型计算机控制的电机。据说可以将客户的能耗平均削减64%。

熟悉节能电机技术的金泽工业大学的小山正人教授介绍:“类似的技术此前就有,但在美国等电价便宜的国家并没有普及,这项技术的引入将产生重大的影响。”

Turntide Technologies公司的电机此前主要用于零售业和餐厅等建筑物的空调等,但2021年6月宣布开始面向运输用途生产。该公司收购了位于英国的车载蓄电池企业,开始面向运输企业和汽车企业销售电池、电机及管理系统。还预定向高档车企业阿斯顿·马丁等销售产品。

日本与美国不同,根据需要精细控制电机的频率和电压的技术已经广泛普及。目前正在进一步提高技术。

大金工业等正在开发以数十微秒(1微秒为100万分之1秒)为单位精确控制操控电机工作的微弱电流和电压的软件。通过操作调节电流的逆变器,来“减少增强磁力的铁芯部分的能源损失”(大金的负责人)。这样可以减少没有用于旋转,而是变成热量流失掉的能源。

丰田将自主开发的新型磁铁嵌入电机,目前正在调查性能。新磁铁利用铈和镧部分替换了高性能磁铁使用的稀土钕。

节能电机为避免各种磁铁的磁力相互干扰,优化了磁铁的排列。预计可将能源损失削减40%,将耗电量削减4%。除了用于空调设备等的电机外,还将推进在纯电动汽车(EV)等领域的应用。

电机的耗电量减少几个百分点,在整个日本节约的电力就相当于几座核电站的发电量。而且还有助于削减二氧化碳(CO2)排放量。随着电动汽车等的普及,节能技术已成为提高产业竞争力的关键。

日文:三隅勇气、草盐拓郎,《日经产业新闻》,2021/10/13
中文:JST客观日本编辑部