安徽皖南电机股份有公司(以下简称皖南电机)是中国中小型电机行业领军企业,公司通过实行一系列质量管理措施,产品质量处于全国同行业领先水平。此外,在高效电机的研发、推广方面,皖南电机也获得了市场的高度认可。
针对皖南电机质量管理及高效电机研发及推广方面的丰富经验,高效电机编辑部专访了皖南电机孙跃先生。孙跃先生现任皖南电机公司总工程师、副总经理兼技术开发部部长,并担任全国旋转电机标准化技术委员会委员以及全国旋转电机标准化委员会国际标准(IEC/TC2旋转电机)制修订技术支撑专家组专家(全国仅10人)、中国标准化研究院第三届能效标识专家委员会委员、安徽省电机产品标准化技术委员会副秘书长、中国金属学会电工钢分会第二届委员会委员、第三届安徽省电能质量专业标准化技术委员会委员,系安徽省战略性新兴产业技术领军人才。
孙跃 皖南电机总工程师、副总经理兼 技术开发部部长
问:您可以简单介绍一下皖南电机吗?
答:安徽皖南电机股份有限公司原名皖南电机厂,始建于1958年,2002年改制为民营股份制企业。61年来,专注电机制造,诚信经营、为用户着想、平衡发展,以“质量好、品种多、规格全”取信于用户,是中国高效电机制造专家。公司以“质量第一、信誉至上”为宗旨,凭借在中小型电机领域所具有的核心技术,开发高效电机、特种电机等各类中小型电机产品。二十多年来,公司生产规模及综合经济效益指数一直保持在全国同行业前列。
现已形成了以低压高效、高压高效为主导,多种派生系列并举的电机设计制造格局,产品涵盖YE4、YE3、YX3高效、低压大功率、防爆、高压、变频、制动、Z4直流、分马力、不锈钢、NEMA标准、新能源汽车用电机、电动叉车牵引电机等,共60多个系列12,000多个基本规格。出口产品覆盖到欧盟IEC标准、北美NEMA标准和日本JIS标准。
问:众所周知电机耗能巨大,您可以简单介绍一下工业领域的电机节能潜力有多大吗?
答:电机是传统产业,用量大用途广,广泛应用于国民经济各领域,目前电机总用电量占全社会用电量约64%,积极推广高效节能电机,整体上提升电机系统效率5-8个百分点,每年可实现节电1,300-2,300亿千瓦时,相当于2-3个三峡电站的发电量,每年可减少二氧化碳排放1.25亿吨。国家“电机能效提升计划”的实施,将逐步淘汰低效电机,电机产业朝向“高效节能、高可靠、轻量化、小型化、智能化”的方向发展,同时新能源汽车产业的快速发展,为高效节能电机产业迎来巨大市场空间。
电机系统在整个国家的总用电量中占有相当大的比重,因此提高电机效率可大大节省电耗。下表为不同行业耗电量占比:
世界范围内装有变频器而提高功率的电机能够节能7%,其中大概1/4-1/3是因功率的提高,其余部分来自其系统改进,而功率从0.75kW到375kW的电机在市场上占据80%以上的市场份额,节能潜力巨大,下图为电机潜在节能分布:
电机的运行成本中电费成本占比达到了96.7%,因此,提升电机及系统效率是提升能效的关键。
问:皖南电机在高效电机研发方面经历了哪些过程?
答:目前高效电机已成为皖南电机的主导产品,下表为皖南电机不同效率电机产品型号:
早在上世纪90年代,皖南电机已开发生产出符合美国NEMA标准超高效三相异步电机,并成功推向国外。
2005年,随着国家 《能源法》的出台,皖南电机从材料研制到工艺升级、再到质量控制等方面入手,研制高效电机。
2010年,国家实施高效节能惠民工程,皖南电机成为全国率先全系列批量生产高效节能电机的企业,在国家发改委、财政部、工信部召开的全国高效电机新闻发布会上,皖南电机作为电机生产企业代表与宝钢集团签订了战略合作协议。
YX3及派生系列
2009年立项研发高效率三相异步电机,该产品能效等级达到GB18613-2012能效标准中三级能效,并于2010年被国家财政部和发改委列入“节能惠民产品目录”。
YE3及派生系列
2011年立项研发超高效率三相异步电机,该产品能效等级达到GB18613-2012《中小型三相异步电机能效限定值及能效等级》标准中规定的二级能效。2013年首批获得国内“低碳产品认证”证书,公司为低碳产品认证标准起草单位。同年该产品被列入“国家节能产品政府采购清单”和入围第五批“节能产品惠民工程”高效电机推广目录, 并被安徽省科技厅认定为省高新技术产品。
YE4及派生系列
2015年立项研发超超高效率三相异步电机,使产品能效等级达到GB 18613-2012《中小型三相异步电机能效限定值及能效等级》标准中规定的一级能效,产品技术水平达到了国内领先水平。该电机2018年获得“能效之星”产品目录。
参与IE5 (YE5系列)
2019年参与的IE5超超高效率三相异步电机试制已完成,比IE4更高效更节能。以铸铜转子代替铸铝转子,同时三圆放大并使用材质更好的硅钢片,使用磁悬浮轴承减少摩擦,采用EASITECH方法为电机的电磁方案提供准确的设计方案,加工工艺采用三圆两面。但后期工艺研发和成本控制是重大难点,成本控制涉及到推广。
以H132为例,分析了1、2、3级能效的主要技术指标:振动、噪声、效率、功率因数、温升;本企业的技术数据均高于同行业水平和国际先进水平。
问:皖南电机近年高效电机的推广量如何?
答:2016~2018年,皖南电机累计推广高效电机(IE3级及以上)575万千瓦,具体如下所示:
由上表可知,本公司近三年的高效电机的年产量逐年增长,由此可见电机的高效节能越来越重要。其他系列电机如变频电机、高速、大功率电机的年产量增速也较快。
问:皖南电机是如何达到现在的质量品质的,您可以讲一讲皖南电机的升级之路吗?
答:皖南电机达到目前的成就主要是通过加强质量管理和员工培训、重视技术研发、打造产业集群及技术改造升级实现的。
一、引进质量管理体系,提高全员质量意识与精品意识。全员质量意识与精品意识的提升是一切工作的前提。皖南电机是全国最早建立GB/T19001质量管理体系的企业之一,从职工教育培训入手,通过质量改进建议活动、质量岗位练兵、质量知识竞赛等,将质量管理的基因深深地植入到了员工工作当中。公司坚持管理创新,大力实施“精品工程战略”,建立有完善的质量控制和管理体系,先后通过了ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证、OHSAS18001职工健康安全管理体系认证和ISO/TS16949汽车质量管理体系认证,CQC、CCC认证,欧盟CE、加拿大CSA认证,中国国家高效认证、低碳认证,美国能源部CC高效等多项认证。
二、高度重视技术研发,加强打造科研平台与后备力量。公司大力支持科技研发和技术升级,实现产品成果转化。近两年,公司确立并完成了变频一体机、机床用伺候电机、盾构机用电机、同步磁阻电机、YBF3系列风机用隔爆型电机、低速大转矩永磁电机、DMB系列割煤机用隔爆型电机、变频调速电机用离心式风机、新能源汽车用电机等十余个年度开发项目。
皖南电机的研发团队以“科技创新,引领市场”为宗旨,分别与清华大学、南京航天航空大学、安徽大学、合肥工业大学、中国科学技术大学、安徽工业大学等高校,以及与上海电科集团有限公司、南阳防爆电气科学研究所有限公司、北京铁道技术研究所等国内院所开展了长期有效的产、学、研、用合作,建立了长期稳定的合作关系。如与安徽大学合作共建了国家级“高节能电机及控制技术国家地方联合工程实验室”,并获得国家发改委的批准;与安徽大学、安徽工业大学合作建立了“安徽省高节能电机高技术研究实验室”等;与安徽工业大学联合成立了“电机联合研究所”、“产学研基地”、“联合培养人才合作协议”;与上海电器科学研究所联合成立了“上海中小电机行业技术创新中心”;中心与加拿大CSA认证组织合作,通过了由其组织的专家评审,实验室获得了该组织授权颁发的“电机安全认证检测实验室”证书。
2018年,公司在省会合肥注册成立安徽皖南电机科技有限公司,将作为集团公司科研活动的后备力量,开展永磁电机、伺服电机、同步电机和高速电机等特种电机的研究开发,逐步建设成为皖南电机研发中心。
近年来我们的研发团队承担国家、省级重大科技项目12项,获得省科技进步二等奖3项,省机械工业进步奖4项,市科技进步奖3项,研发成果获得高新技术产品20余项、省级新产品6项,申报获得授权发明专利17项、实用新型专利100余项、外观设计专利10项。成功研制出国内电机行业最高能效标准1级能效电机,是高效电机行业的领跑者。在其他电机研发方面,公司同样走在行业前列:
低速大转矩智能节能永磁驱动电机是与电力电子技术、高集成的机电一体化技术,组成电子-电气-机械一体化驱动技术,效率≥95%,年新增生产能力增加300台/年,成功在工厂大机械无齿轮传动系统中得到广泛应用。
研发了最高转速可达20,000转/分的防爆高速电机,用于军用飞机加油,打破了以前同类产品完全依赖进口的局面,实现产品国产化。与清华大学和南航合作开发磁悬浮超高速电机,最高转速达60,000转/分,最大功率达300千瓦,未来可广泛推广在直驱高速风机,可节电40%,具有良好的市场前景。
三、以产业集群凝聚产业链合力,统一工艺流程与执行标准。2004年以来,皖南电机先后成立了“安徽威能电机有限公司”、“安徽同华新能源动力股份有限公司”、“安徽威力盟机械制造公司”、“安徽皖南电气有限公司”和“安徽皖南电机科技有限公司”五家子公司,并与日本泰拉尔株式会社合资创办了“安徽泰威电气有限公司”。经过多年发展形成了以皖南电机为核心,与零部件制造企业紧密协作的皖南电机产业集群,截止目前,以皖南电机为龙头的高效节能电机上下游企业共计48家。基本形成上游原辅材料—电机配件生产—电机制造—下游应用等较为完整的产业链。公司还积极帮助企业引进自动化、智能化设备,协助产业链企业提升质量管理,为公司产品的质量稳定性提供了保障。
四、技术改造持续升级,实施精益管理,致力两化融合。技术改造持续升级,是皖南电机始终立于不败之地的动力。为顺应当今智能化工业发展趋势,打造新型自动化生产线。皖南电机投资3亿多元新建“年产1,000万kW中小功率超高效电动机制造基地”项目,目前已基本完成一期建设,4幢共35,000平方米标准化新厂房建设完工,所有新增生产、检测设备全部安装完成,现已进入试生产阶段。该项目计划建设成为智能化数字车间,采用自动化机械手、AGV智能物流运输车、多功能存储仓库、自动化绕嵌线流水线等高端设备,提高生产加工能力和产品技术水平。预计项目批产后,可实现年产1,000万千瓦中小功率超高效电机。达产后,将带动200余人就业,实现年销售额近10亿元。皖南电机在推进企业转型升级的进程中,坚持将精益管理作为促进管理提升、实现战略目标的重要手段和有效途径,以 “质量零缺陷、过程零浪费、现场零库存”为目标。2019年新系统上线——T100升级项目是集团化多组织形式,将技、财、产、供、销一体化,七个据点同时开放,同时可以将PLM数据直接导入,使得皖南电机的质量管理和技术水平不断得到提高。