永磁釹鐵硼電機(jī)的節(jié)能環(huán)保特性被普遍認(rèn)可，稀土元素成為產(chǎn)品全生命周期管理的關(guān)鍵

電機(jī)是驅(qū)動工業(yè)發(fā)展的動力源，是能耗大戶。中國工業(yè)能耗占全社會總能耗的70%以上，而超過70%以上的電能都被用于驅(qū)動其運(yùn)轉(zhuǎn)。因此電機(jī)節(jié)能是解決環(huán)保問題的重大課題，引入產(chǎn)品全生命周期管理理念更為重要，稀土永磁成為了該過程中的關(guān)鍵物質(zhì)元素。

產(chǎn)品全生命周期，是指就每件產(chǎn)品形成乃至消亡的歷程，是從產(chǎn)品策劃、開發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造到用戶使用、廢置處置的一種循環(huán)，這個循環(huán)過程的核心就是環(huán)保和成本控制。

工信部近日公布了首批電器電子產(chǎn)品生產(chǎn)者責(zé)任延伸試點(diǎn)名單，并要求企業(yè)按照產(chǎn)品全生命周期管理理念做事。

何為產(chǎn)品全生命周期成本及四個階段

產(chǎn)品生命周期成本有狹義和廣義之分，狹義的產(chǎn)品生命周期成本是指企業(yè)內(nèi)部及相關(guān)聯(lián)方發(fā)生的由生產(chǎn)者負(fù)擔(dān)的成本，包括成本策劃、開發(fā)、設(shè)計、制造、營銷、物流等過程中的成本。廣義的產(chǎn)品生命周期成本不僅包括上述生產(chǎn)者及其相關(guān)聯(lián)方發(fā)生的成本，而且還包括消費(fèi)者購入后所發(fā)生的使用成本、廢棄成本和處置等成本。如果從更廣義的角度來看產(chǎn)品的全生命周期成本，還包括社會責(zé)任成本。社會責(zé)任成本并不是一種單～成本，它是貫穿在產(chǎn)品生產(chǎn)、使用、處理和回收等過程中的成本，主要是環(huán)境衛(wèi)生、污染處理等所發(fā)生的成本支出。傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品成本的概念通常指的是制造成本，現(xiàn)代意義上的產(chǎn)品生命周期成本應(yīng)該是屬于企業(yè)戰(zhàn)略成本的一部分，應(yīng)該具有面向未來、長期性、以保持競爭優(yōu)勢為目的。

廣義的產(chǎn)品生命周期成本，即產(chǎn)品全生命周期成本。并且將產(chǎn)品全生命周期分為四個階段：

（1）產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計階段。指企業(yè)研究開發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝所發(fā)生的新產(chǎn)品設(shè)計費(fèi)、工藝規(guī)程制定費(fèi)、設(shè)備調(diào)試費(fèi)、原材料和半成品試驗(yàn)費(fèi)等。

（2）產(chǎn)品生產(chǎn)制造階段。指企業(yè)在生產(chǎn)采購過程中所發(fā)生的料、工、費(fèi)以及由此所引發(fā)的環(huán)境成本等社會責(zé)任成本。

（3）產(chǎn)品營銷階段。一種產(chǎn)品是逐步進(jìn)入市場、逐步被人們所認(rèn)識和接受的，因此產(chǎn)品營銷成本包括在此過程中所發(fā)生的產(chǎn)品試銷費(fèi)、廣告費(fèi)等。

（4）產(chǎn)品的使用維護(hù)階段。包括產(chǎn)品的使用成本和維護(hù)成本。如車輛的耗油量、電器的耗電量，高級電子產(chǎn)品必須經(jīng)常更換的附屬配件成本等。此外還包括產(chǎn)品退出使用報廢所發(fā)生的處置成本。

在稀土永磁產(chǎn)業(yè)鏈中，有的企業(yè)已經(jīng)在運(yùn)用產(chǎn)品生命周期成本理念運(yùn)營，在全生命周期的成本控制中，稀土永磁扮演了主角。

斯維奇談全生命周期的風(fēng)電永磁路線

在一次采訪中，斯維奇中國區(qū)總經(jīng)理趙兵說到，是選擇永磁技術(shù)路線，還是雙饋技術(shù)路線，這對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈來說是個不可回避的問題。

并不是因?yàn)樗咕S奇是做永磁電機(jī)和全功率變流器產(chǎn)品，他才青睞永磁技術(shù)，而是因?yàn)橛来偶夹g(shù)有與生俱來的優(yōu)勢，當(dāng)初斯維奇才選擇走永磁技術(shù)路線。而這一選擇也幫助斯維奇在中國風(fēng)電市場歷經(jīng)考驗(yàn)并站穩(wěn)腳跟。特別是當(dāng)下風(fēng)電行業(yè)正在發(fā)生深刻的變化，業(yè)主已經(jīng)從單純關(guān)注初始投資成本轉(zhuǎn)向更關(guān)注風(fēng)電全生命周期的度電成本，在這一背景下，永磁技術(shù)的優(yōu)勢能更充分地發(fā)揮出來。

長期以來，業(yè)主普遍認(rèn)為，永磁發(fā)電機(jī)和全功率變流器系統(tǒng)比雙饋系統(tǒng)價格高，這是影響其市場接受度的一個重要因素。

但是，當(dāng)把所有的投資及運(yùn)營所需的成本都考慮進(jìn)去時，永磁發(fā)電機(jī)及全功率變流器系統(tǒng)比雙饋系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)的全生命周期內(nèi)更便宜、更劃算。盡管使用永磁發(fā)電機(jī)的風(fēng)機(jī)前期投資成本比較高，但是其本身的低電壓穿越功能免除了需要額外采購的濾波器和電容。另外，其維護(hù)成本在整個生命周期也是非常低的。同時，永磁發(fā)電機(jī)的效率比雙饋異步發(fā)電機(jī)的效率高5％-8％。”

而且目前，優(yōu)質(zhì)資源風(fēng)區(qū)基本被瓜分完畢，企業(yè)紛紛向低風(fēng)速風(fēng)區(qū)拓展。國家政策也在積極引導(dǎo)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)優(yōu)化布局，推動產(chǎn)業(yè)從“三北”地區(qū)向中南地區(qū)發(fā)展。趙兵認(rèn)為，在低風(fēng)速風(fēng)區(qū)，永磁技術(shù)具有更明顯的優(yōu)勢，永磁發(fā)電機(jī)在較低的風(fēng)速下就能夠開始工作，這就可以實(shí)現(xiàn)年發(fā)電量達(dá)到更高。

斯維奇的數(shù)據(jù)顯示，永磁發(fā)電機(jī)和全功率變流器的故障（MTBF）之間的維護(hù)間隔時間預(yù)計為8000小時，而雙饋電機(jī)的維護(hù)間隔時間大約只有1500小時。某機(jī)構(gòu)的最新研究報告認(rèn)為：雙饋風(fēng)機(jī)每年的服務(wù)成本，包括其齒輪箱所需的額外費(fèi)用，總計比永磁風(fēng)機(jī)的服務(wù)成本高20-30%。

斯維奇所談的永磁，指的就是風(fēng)電直驅(qū)電機(jī)中采納的釹鐵硼磁材，主要含有稀土元素釹、鐠、鏑、鋱。在企業(yè)的節(jié)能改造中，也越來越傾向使用含稀土元素的永磁電機(jī)。

企業(yè)節(jié)能改造考慮使用永磁同步電機(jī)

目前節(jié)能改造中，很多企業(yè)考慮使用永磁同步電機(jī)，準(zhǔn)確的講，應(yīng)該叫異步起動同步運(yùn)轉(zhuǎn)的永磁電機(jī)。這種電機(jī)，使用中可以同尺寸代替原來的Y,Y2,Y3等電機(jī)。減少了更換過程的麻煩。當(dāng)然，還是由于前期投入成本的原因，多數(shù)選擇仍然在掙扎。

與普通電機(jī)相比，永磁電機(jī)優(yōu)點(diǎn)不勝枚舉。

（1）轉(zhuǎn)速恒定，為同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速較普通電機(jī)稍高，比如普通電機(jī)4極轉(zhuǎn)速為1400n/min多轉(zhuǎn)，永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速就是1500n/min.其他轉(zhuǎn)速電機(jī)，大致如此。

（2）功率因數(shù)高。永磁電機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子磁場轉(zhuǎn)速一致，轉(zhuǎn)子鼠籠條上沒有電流，定子上感應(yīng)電流減小，因此功率因數(shù)高。可以通過合理的設(shè)計，可使其工作在滯后功率因數(shù)、單位功率因數(shù)和超前功率因數(shù)。一般滯后功率因數(shù)都可以達(dá)到和超過0.95，大量使用永磁電機(jī)，可以省去無功功率補(bǔ)償器等設(shè)備。

（3）效率高，特別是運(yùn)行效率高。永磁電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)子上有永磁體--釹鐵硼磁鋼，靠永磁體的磁場就可以保證電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)子鼠籠條沒有電流，也就沒有繞組損耗。轉(zhuǎn)子鐵耗也沒有，因此效率較普通電機(jī)高的多。目前，永磁同步電機(jī)一般設(shè)計很容易達(dá)到GB/T18613-2012版規(guī)定的2級能效，甚至達(dá)到1級指標(biāo)；而普通電機(jī)，設(shè)計達(dá)到相應(yīng)的性能就比較麻煩，這在小功率電機(jī)中表現(xiàn)的尤為明顯。

（4）永磁同步電機(jī)具有較寬的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍。普通電機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍一般為額定負(fù)載的60-100%，低于60%的負(fù)載時，電機(jī)的效率和功率因數(shù)曲線下降很快，運(yùn)行效率和功率因數(shù)很低。而永磁同步電機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍遠(yuǎn)比普通電機(jī)寬，不僅在額定負(fù)載時效率很高，而且在25-120%額定負(fù)載的范圍內(nèi)都有較高的效率，效率曲線比較平滑，變化不大。電機(jī)效率基本不低于額定效率的80%。而普通電機(jī)在35%額定負(fù)載附近效率迅速下降，能低至30-40%。永磁電機(jī)在25%的負(fù)載時，功率因數(shù)也可以達(dá)到0.9以上，越輕載功率因數(shù)越高；而普通電機(jī)從額定負(fù)載時的0.85左右迅速下降到0.5以下。

（5）體積小，重量輕。由于永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子上應(yīng)用了稀土永磁材料，損耗低，效率和功率因數(shù)高，達(dá)到同樣的功率，在保證效率和功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，體積可以做的比普通電機(jī)小，重量可以輕。這在一些要求小機(jī)座號，做大功率的場合，具有普通電機(jī)不可比擬的優(yōu)勢。

（6）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)高。普通電機(jī)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)一般是額定轉(zhuǎn)矩1.6-2.3倍，而永磁電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩一般可達(dá)2.4倍以上，有些規(guī)格甚至可達(dá)到3.5倍以上。有些場合稱異步起動永磁電機(jī)為“高效高起動轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)”，在一些設(shè)備上如石油抽油機(jī)，此性能發(fā)揮了不錯的效果。原來采用普通電機(jī)的設(shè)備，起動轉(zhuǎn)矩要求高的情況下，很多采用高滑差電機(jī)，但效率很低；再者就是增大容量，以增大起動轉(zhuǎn)矩，但實(shí)際運(yùn)行時，負(fù)載率很低，效率和功率因數(shù)都很低，造成設(shè)施和能源的浪費(fèi)。而使用永磁電機(jī)，達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)矩，就可以適當(dāng)?shù)臏p小電機(jī)容量，永磁電機(jī)功率因數(shù)和效率都較高，節(jié)能效果就很明顯。

（7）可以實(shí)現(xiàn)低速高效率。普通電機(jī)10極以上的電機(jī)很少，不是技術(shù)上達(dá)不到，而是轉(zhuǎn)速越低，效率做不高，而且機(jī)座號做的很大，功率很小，這在以前被認(rèn)為劃不來的事。而永磁電機(jī)可以把極數(shù)做的很高，異步起動永磁電機(jī)有24極的，甚至32極。轉(zhuǎn)速做的很低，可以對一些設(shè)備采用直驅(qū)，省去減速設(shè)施，從節(jié)能的角度來講，這樣可以提高效率。而且永磁電機(jī)因?yàn)檗D(zhuǎn)子損耗小，雖然極數(shù)高，效率也可以做的很高，節(jié)能前景很好。

電機(jī)在我們的生活、生產(chǎn)中是無處不在的，但是使用稀土永磁釹鐵硼磁材的并不多。事實(shí)上，稀土永磁釹鐵硼電機(jī)的節(jié)能環(huán)保特性已經(jīng)被普遍認(rèn)可，尚需一個應(yīng)用替代的過程。您也許會說，稀土的開采過程本身存在著嚴(yán)重的污染，這不符合產(chǎn)品全生命周期管理理念。不過您同時也要看到，我們的稀土生產(chǎn)也在按嚴(yán)格的環(huán)保要求進(jìn)步，綠色提取的技術(shù)已經(jīng)具備。

被美譽(yù)為“工業(yè)維生素”的戰(zhàn)略資源——稀土，這一次要成為產(chǎn)品全生命周期管理的關(guān)鍵。既接地氣又高大上，其發(fā)展的未來再添期待，前進(jìn)的過程更需協(xié)力。