科研发“电”,“机”发新能

一座院士站,5年来帮助江潮电机营收年均增长22.12%

2024-11-06

工作人员正在装配高效节能电机。

记者 夏佳 文 步恩撒 摄

2018年11月底的天津,气温已在零摄氏度徘徊,颇有寒意。两位浙江客人匆匆来到津门,即将为企业敲定一件大事。他们口中喊着冷,心头却十分暖和。

这两位客人,一位是江潮电机科技股份有限公司(以下简称“江潮电机”)董事长施利明,另一位是公司总工程师兰玉华。在前期经过几轮面谈后,他们将与长期从事高效能电机系统研究与开发工作的电机设计与控制专家、中国工程院院士、时任天津工业大学校长夏长亮签订共建院士工作站的协议。

这份“江潮电机院士工作站”共建协议书,只有两页纸,但对于江潮电机来说,重逾千斤。

打开创新大门 高效电机研发成果显著

江潮电机成立于1980年,从1998年开始为下游配套电机产品,是一家集高效节能电机的技术研发、生产制造、系统应用于一体的国家高新技术企业,也是国内中小型电机行业的骨干企业。

2017年,江潮电机开始着手搭建新的研发团队,计划打造一支能够实现技术再突破的人才队伍,并由兰玉华担任总工程师。

当时,电机行业内部竞争十分激烈,上市企业、大型国有企业的市场占有率十分高,而数量众多的中小型电机生产企业只能分享剩余的市场份额,甚至存在被淘汰的风险。江潮电机充分认识到了这种风险,迫切希望通过“外援”,进一步提高企业的科研能力,研发出更加高效节能的电机,闯出自己的一片天空。

2018年初,夏长亮受聘成为浙江大学求是讲座教授,加盟该校电气工程学院。江潮电机提出了合建院士工作站的设想。经过几次会面,夏长亮对江潮电机的了解逐步加深,同时对江潮电机对技术与研发的重视程度十分满意。至此,双方对合建院士工作站的目标达成一致,“江潮电机院士工作站”挂牌成立。

如何降低电机能耗、提升电能转化率,是电机企业永远放在实验室和生产线上的课题。2019年,工作站成立之初,江潮电机和夏长亮院士团队就快速确定了科研方向:高效高功率密度电机系统关键技术及其应用。

电机广泛应用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施、家用电器等多个行业和领域,是用电量最大的耗电设备,其用电量占全社会总用电量的60%以上,占工业总用电量的75%左右。

“如果工业电动机效率提升1%,每年节约用电量可达260亿度,相当于国内一个中等城市年度用电量,节能潜力巨大。用一级能效替换三级能效的电机,能源的消耗能降低3%左右。”兰玉华对于电机提高能效的意义十分清晰,“对于江潮电机来说,探索研发高效的电机系统技术,可以有效提高企业在行业中的竞争优势,助力全社会节能降碳目标的实现,是实现高质量发展的必由之路。”

为此,双方团队夜以继日,对高效电机系统设计、运行与控制技术进行深入研究。最终,团队研究了不同电流激励下,电机电磁转矩、定子磁链的实验测定方法;研发了降低电机各类损耗的电机设计技术;解决了高效电机制造工艺技术,为实现电机系统能效提升提供支撑;同时开发了36个规格的高效高功率密度电机产品,进一步丰富了企业的产品线。2020年,公司高效电机产品入选《国家工业节能技术装备推荐目录》;2021年,“高效高功率密度电机系统关键技术及其应用”获得天津市科学技术进步奖特等奖;2022年,公司产品“YE4系列电动机”被工信部评为第七批“绿色设计产品”。

产品连续获奖 创新加快企业降本增效

此后,工作站相继研发了“超高效泵用电机的研发”“无位置传感器永磁同步电机系统断电重投控制技术研究”“宽范围高效高可靠电机系统关键技术及其应用”等项目,逐步掌握了高效电机系统设计及产业化的关键技术,形成高效永磁电机、磁阻电机、异步电机系统设计与制造的自主知识产权。

值得一提的是,“新能源汽车分布式轮边电机及驱动器的研发及应用”“高过载能力高转矩密度永磁电机及驱动控制”“高压电机三电平驱动器关键技术研究”三项研究,入选了浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目。

在科研创新的有力支撑下,公司产品的市场竞争力不断提升,特别是在中小型电机领域,公司的水泵电机、空压机电机、减速机电机,市场占有率位列前茅。

除了进行科研探索,成果转化也成为工作站产出的重要成果。2021年,江潮电机采用夏长亮的科研成果,成功设计研发了超高效泵用电机系列产品,实现了超高效泵用电机系列产品量产,销售总量超过50万台。

“自2019年工作站成立以来,江潮电机营业收入年均增长达到22.12%;2023年,公司年营业收入达到12亿元;同时,成本节约5%左右,实现了降本增效。”江潮电机副总经理杨诚说,“科研让我们尝到了甜头,对科研的投入进一步加大,去年研发投入超过5000万元。目前,公司基本形成了高科研投入、高成果产出的良性循环。”