讓世界愛上中國造高峰論壇

經(jīng)過7個(gè)月的時(shí)間，2019年12月3日，格力正式發(fā)布公告，宣布企業(yè)混改完成，而在12月28日舉辦的讓世界愛上中國造高峰論壇上，格力也迎來了混改后首次亮相。在此次活動(dòng)中，格力電器正式對(duì)外發(fā)布了4項(xiàng)獲評(píng)“國際領(lǐng)先”的技術(shù)，包括動(dòng)壓氣懸浮離心壓縮機(jī)技術(shù)、磁阻變頻渦旋壓縮機(jī)技術(shù)、無稀土磁阻電機(jī)、高性能直線伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器技術(shù)。

鈦媒體注意到，這些技術(shù)的主要應(yīng)用產(chǎn)品依然主要集中于空調(diào)領(lǐng)域，比如動(dòng)壓氣懸浮離心壓縮機(jī)的相關(guān)技術(shù)，作為空調(diào)“主心臟”的壓縮機(jī)，可以在該技術(shù)的加持下，進(jìn)一步縮小壓縮機(jī)的體積并提升壓縮機(jī)的運(yùn)行效。

渦旋壓縮機(jī)技術(shù)落地，打破國外市場(chǎng)壟斷

高效動(dòng)壓氣懸浮離心機(jī)組

在實(shí)際的工況中，中央空調(diào)小型離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速每分鐘可以達(dá)到3~5萬轉(zhuǎn)，傳統(tǒng)的油潤滑軸承這種轉(zhuǎn)速下并不具備很好的適應(yīng)性，由于存在更大的摩擦接觸面積，因此會(huì)導(dǎo)致溫升大的問題，同時(shí)這也制約了其向更高轉(zhuǎn)速的晉升極限。另一種解決問題的思路是采用磁懸浮軸承，不過其也具有體積大，控制系統(tǒng)復(fù)雜等問題。

相較而言，氣懸浮軸承利用氣體擠壓形成的氣膜支撐轉(zhuǎn)子達(dá)到支承與潤滑作用，用懸浮取代了物理層的接觸，因此可以降低部件的摩擦損耗，即使使用相同的材料也可以獲得更好的耐高溫性，同時(shí)其控制結(jié)構(gòu)也要比磁懸浮軸承要簡單的多。因此，氣懸浮軸承的研發(fā)成為離心壓縮機(jī)小型化的唯一選擇。

據(jù)格力相關(guān)技術(shù)人員介紹，氣體軸承技術(shù)目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括飛機(jī)空氣循環(huán)機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、精密機(jī)床等高端制造領(lǐng)域，格力電視也是制冷領(lǐng)域首個(gè)應(yīng)用該技術(shù)并有產(chǎn)品落地的家電品牌。根據(jù)格力實(shí)驗(yàn)室的測(cè)算，如果將現(xiàn)有15%的小冷量冷水機(jī)組（170kW-700 kW）改造為動(dòng)壓氣懸浮離心機(jī)組，可以達(dá)到30%的節(jié)能效果，每年可節(jié)約電能約5-6億度。

而格力此次發(fā)布的第二項(xiàng)磁阻變頻渦旋壓縮機(jī)技術(shù)則更多的應(yīng)用于多聯(lián)機(jī)、模塊機(jī)及單元機(jī)組等制冷空調(diào)系統(tǒng)中。根據(jù)艾肯空調(diào)制冷網(wǎng)給出的數(shù)據(jù)，2018年中，采用渦旋壓縮機(jī)的多聯(lián)機(jī)占據(jù)國內(nèi)中央空調(diào)近1/4市場(chǎng)份額，年銷售額約200億元左右，且有逐年增長趨勢(shì)。

高效磁阻變頻渦旋壓縮機(jī)

可以說，中國已經(jīng)成為世界上最大的渦旋壓縮機(jī)市場(chǎng)，但是在供應(yīng)鏈中的情況卻與之相反，在渦旋壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)領(lǐng)域，關(guān)鍵技術(shù)幾乎一直被國外企業(yè)所壟斷，其中包括艾默生、日立等企業(yè)，都是渦旋壓縮機(jī)的主要供應(yīng)商。因此，格力對(duì)于高效磁阻變頻渦旋壓縮機(jī)技術(shù)的自主研發(fā)就顯得十分重要。

渦旋壓縮機(jī)的研制存在理論分析方法復(fù)雜、加工及裝配精度要求高等技術(shù)難點(diǎn)，格力電器通過掌握高效渦旋型線技術(shù)、基于雙滾動(dòng)軸承的支撐潤滑機(jī)構(gòu)、新型高效磁阻電機(jī)三類技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)渦旋壓縮機(jī)的研制。

格力技術(shù)負(fù)責(zé)人告訴鈦媒體，在生產(chǎn)端，格力電器還建立了“臺(tái)階式型線軸向密封結(jié)構(gòu)”，以此技術(shù)保證全工況下渦旋型線的可靠密封，容積效率可以超過98%。截止到2019年10月份，本項(xiàng)目研發(fā)的高效磁阻變頻渦旋壓縮機(jī)產(chǎn)品已銷售近3萬臺(tái)，產(chǎn)品應(yīng)用涵蓋25~90kw商用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)及8.5~12m新能源大巴空調(diào)系統(tǒng)。

從空調(diào)到新能源汽車，無錫土電機(jī)實(shí)現(xiàn)延伸應(yīng)用

渦旋壓縮機(jī)研發(fā)

除了在渦旋壓縮機(jī)研發(fā)、制造中投入的精力，格力電器還實(shí)現(xiàn)了新型無稀土磁阻電機(jī)在變頻渦旋壓縮機(jī)中的批量應(yīng)用。據(jù)格力技術(shù)人員介紹，如果把壓縮機(jī)比作是空調(diào)的“心臟”，那么電機(jī)作為壓縮機(jī)的動(dòng)力源就像供給的“血液”一樣。針對(duì)高轉(zhuǎn)速和低溫環(huán)境，格力電器優(yōu)化電機(jī)永磁體和磁路，拓寬了電機(jī)的高效可靠運(yùn)行范圍，高速運(yùn)行工況效率提升至95.85%。

電機(jī)在寬運(yùn)行工況范圍下效率的提升，可提高壓縮機(jī)在各工況下的能效，讓空調(diào)整機(jī)能效更高。另外，傳統(tǒng)永磁電機(jī)在生產(chǎn)過程中，需要消耗大量的稀土資源，無稀土磁阻電機(jī)在渦旋壓縮機(jī)行業(yè)內(nèi)大批量應(yīng)用，也在節(jié)約稀土資源方面起到了一定作用。

無稀土磁阻電機(jī)的技術(shù)除了在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用以外，格力電器也在不斷研究其在新能源車上的應(yīng)用可能。由于空調(diào)產(chǎn)品和新能源客車的工況差異較大，應(yīng)用在空調(diào)領(lǐng)域的新型高效無稀土磁阻電機(jī)無法直接移植應(yīng)用到新能源客車領(lǐng)域，為此，格力電器共進(jìn)行了5年時(shí)間的研發(fā)。

格力相關(guān)技術(shù)人員向鈦媒體表示，從新能源客車的運(yùn)行工況來看，車輛在行駛中電機(jī)主要工作溫度在80~130℃，此狀態(tài)下稀土永磁體極易發(fā)生退磁情況。鐵氧體與稀土永磁體的特征相反，它在極低溫狀態(tài)下容易退磁，在耐高溫性能上具有顯著優(yōu)勢(shì)。基于這一特征，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在電機(jī)系統(tǒng)搭建中采用了鐵氧體作為替代材料。

在新能源客車上應(yīng)用的雙旁路高抗退磁轉(zhuǎn)子技術(shù)，可以使電機(jī)內(nèi)磁體均勻退磁，避免了磁體因低溫退磁造成的系統(tǒng)不穩(wěn)、動(dòng)能不足問題。經(jīng)測(cè)試，該項(xiàng)目的電機(jī)磁體在-40℃極寒環(huán)境中的抗退磁裕量也可以達(dá)到傳統(tǒng)稀土永磁電機(jī)的水平。經(jīng)測(cè)試，電機(jī)磁體在-40℃環(huán)境中的抗退磁裕量也可以達(dá)到傳統(tǒng)稀土永磁電機(jī)的水平。

格力電器董事長兼總裁董明珠

在噪音問題方面，則利用高阻尼軸系抑噪等一系列技術(shù)的搭載實(shí)現(xiàn)了全工況最大噪聲不超過73dB的能力。今年8月，格力電器向丹麥企業(yè)格蘭富授權(quán)了3項(xiàng)技術(shù)，均出自無稀土磁阻電機(jī)領(lǐng)域。格力此次發(fā)布的“高性能直線伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器”，則是一項(xiàng)面對(duì)裝備領(lǐng)域的高精尖技術(shù)。

理論上來講，更高的推力密度意味著更大的載力，更小的推力波動(dòng)意味著更高的精準(zhǔn)度，但在現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)中，高負(fù)載和高精度往往很難達(dá)到平衡點(diǎn)。格力通過分段隔磁、移相重組的模塊化電機(jī)設(shè)計(jì)方法，從三維空間磁場(chǎng)分布的不對(duì)稱性入手，將電機(jī)的寄生力降低70%。同時(shí)，通過對(duì)耦合效應(yīng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了推力密度和推力波動(dòng)的最優(yōu)化。

此外，該技術(shù)還通過建立擾動(dòng)觀測(cè)器，降低內(nèi)外部因素對(duì)直線伺服電機(jī)系統(tǒng)的干擾。針對(duì)電機(jī)運(yùn)行中非線性線纜力、摩擦力和周期性定位力的擾動(dòng)，格力電器提出了高階滑模擾動(dòng)抑制策略，通過算法實(shí)現(xiàn)對(duì)各種擾動(dòng)量的實(shí)時(shí)觀測(cè)和補(bǔ)償，提高了直線伺服系統(tǒng)的跟蹤精度和運(yùn)行穩(wěn)定性。

除了對(duì)關(guān)鍵核心技術(shù)的研究，格力“高性能直線伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器”研發(fā)項(xiàng)目還自主搭建了測(cè)試系統(tǒng)并對(duì)測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化。據(jù)格力技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，此次研發(fā)的高性能直線伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器可以為高端數(shù)控機(jī)床、高精密檢測(cè)儀器、高精度定位平臺(tái)、高速高精自動(dòng)化設(shè)備等提供技術(shù)支撐。