科创中国

我国电机消耗工业用电的 75%，占全国总耗电的60%，电机能效每提高一个百分点，可年节约用电 260亿度左右，初步估算，全国电机系统年节电潜力 1300亿度到 2300 亿度，相当于 2～3 个三峡的发电量，因此开发达到 IE4、IE5 效率的高效电机有着极为重要的意义。

成果从杂耗产生的机理出发，发明了转子酸洗的工艺方法，转子表面通过加热后刷一定配比的磷酸，达到消除转子表面加工毛刺，从而减少片间粘连，降低杂耗，效果很好，同时结合脱壳处理，增加了导条与转子铁心的接触电阻降低杂耗，使 IE4、IE5 超高效率电机的杂耗达到输入功率的 0.3%—0.9%的优良水平。相比于行业水平的 0.8%—2.2%，降低了 60%左右。通过采用聚酯薄膜+复合箔组合主绝缘结构替代来单纯复合箔的主绝缘结构，结合纳米颗粒改性浸渍绝缘漆，在绝缘厚度降低 15%的情况下，耐压值不降低，反而有所增加，并采用薄漆膜高耐压值的电磁线，从而提高定子槽面积的更高效利用，减小定子电阻，降低定子铜耗，同时通过减薄绝缘这种高热阻材料的厚度，降低了温度梯度，从而降低电机的温升，因此可以采用更小的风扇，降低机械耗，从而提升效率，降低噪声，可提高效率 0.1%～0.2%。

电动机作为风机、水泵、压缩机、机床等各种设备的动力，被广泛应

用于工业、商业、 国防、公用设施等各个领域。电机及其驱动的系统是

电的最大终端用户，消耗了全球发电 量的 43%—46%，而中小型电机又占

了 67%左右。据统计，我国工业领域电机耗电约 2.6 万亿千瓦时，约占工

业用电的 75％，占全社会总用电量的 48%。工业领域电机能效每提高一个

百分点，年可节约用电 260 亿千瓦时。近年来，在国家政策的支持下，我

国电机能效水平逐步提高，采用高能效的电机已经成为社会的共识，尤其

在中国的石化行业，新上项目普遍要求采用最高能效等级的产品。

IE4 效率的三相异步电动机需要在 IE3 的基础上损耗降低 20%,IE5 效

率的三相异步电动 机又需要在 IE4 的基础上损耗再降低 20%，效率等级

越高，设计制造难度越大。当时主流的产品为 IE1 和 IE2，IE3 产品占比

不到 10%，IE4 效率电机产品尚未出现。IE5 效率概念的提出是 2014 年的

国际标准 IEC60034-30-1:2014 中，但标准中注明由于当时的技术所限，

并没有给出具体的效率指标，IE5 效率指标正式提出是在 2016 年的国际

标准 IEC60034-30-1:2016，当时国内外并没有有关 IE5 电机的相关文献

报道，因此开发 IE5 效率的三相异步电动机，技术难度极大，开发成功将

会填补国内外空白。

1.李梦林，高级工程师，2016 年《煤矿开采变频一体机关键技术研究》项目获省科技进步奖三等奖，排名第一名。主要贡献为主导编制了优化程序，通过分析计算提出了采用 0.35 厚的低损耗的硅钢片、柔性塑料风扇等创新方案，核算并确定了整体的电磁方案和结构方案；参与（1）发明专利：一种电机群集中供风散热降噪系统，列第 1 位；（2）论文：IE4 效率隔爆型电机关键技术研究，列第 1 位（3）标准：GB18613-2020电动机能效限定值及能效等级，列 15 位。2.严伟灿，教授级高级工程师，浙江大学电气工程专业硕士，2009年《Widrive 系列高压变频器》获得中国机械工业科学技术科技进步奖三等奖，排名 3，0902063-03，2009 年《交流电机节能创新技术研究与应用》获得中国机械工业科学技术科技进步奖。主要贡献为协调全集团的技术力量进行开发，并对项目的方案审核把关；参与发明专利：（1）三相 36 槽4P 电机，列第 2 位；（2）标准：GB/T32891.1-2016 旋转电机效率分级（IE代码）第 1 部分：电网供电的交流电动机，列第 3 位。

IE1 和 IE2 效率电机，效率平均提升了 6.9%，效率的增加可以节约大

量用电费用，对节能减排以及实现我国的碳达峰、碳中和目标意义重大。

我公司 2019—2021 年共生产销售 IE4、IE5 系列电动机 61.43 万台，

新增销售额 320,246.62 万元，新增利润 85,630.03 万元，新增税收

5,596.82 万元。配套风机、水泵、压缩机等主机 18.6 万台，为主机厂新

增经济效益 87.5 亿元，为最终用户节约电费 103.4 亿元。

2022 年，卧龙电气驱动集团股份有限公司与上海电器科学研究院达

成IE5三相异步电动机合作协议，共同开发IE5三相异步电动机系列产品，

产品能效为 IEC60034-30-2：2016 中的 IE5 标准效率值，功率范围为

0.55kW-315kW，机座号范围为 H80-H355，转速有 3000r/min，1500r/min，

合作内容包括 IE5 效率三相异步电动机系列电磁设计、IE5 效率三相异步

电动机系列结构设计、降耗关键技术研究、开展典型规格样机试制及应用

示范。通过系列产品联合设计，填补我国 IE5 电机系列产品的空白。