铝线电机立项建议书.doc

金 羚 （ 棠 下 ） 实 业 有 限 公 司

技术开发立项建议书
铝线洗衣机电动机

技术品质部

2007年11月

1、立项依据
1.1 目的意义
随着世界性“高油价时期”的来临，以石油为代表的不可再生性资源日益枯竭必将影响到其后续工业和国计民生的能源供应，而以铜铁为代表的地球自然资源日渐锐减或受人为因素的干扰使得世界制造业的发展增添了不少不确定性因素。在“发展”是当前全人类的主题的大背景下，全社会都来节约能源消耗、节约材耗消耗已成为当今社会的经济乐章的主弦律。特别是我国人均占有的能源和自然资源处于世界平均水平之下的国情，迫使我们更应奏响全民节能之曲，高唱全民节材之歌。
广东省科技发展“十五”计划提出的重点任务之一是广泛运用高新技术改造传统产业。其中，对于电器机械业是“应用计算机辅助设计、计算机辅助制造技术，提高设计生产加工能力，做到设计制造一体化。用标准化零件发展多样化产品，实现多品种、少零件，低成本、高效益。利用计算机技术、嵌入式软件改造机电产品，发展数字化、智能化产品，为信息技术改造传统产业做支撑。建立电器机械产品制造协作网，用先进制造技术提升产品设计、加工、配套能力，在行业内推广计算机柔性制造和计算机集成制造技术。”
专用或派生系列电机和出口用高效电机，属于粤府办〔２００５〕１５号文印发的《广东省工业产业结构调整实施方案（修订版）》中的改造提高产品目录中机械类第30和31项，且重点放在提高经济增长的质量和效益上，从附加值低的生产环节，向以加工组装环节为主的上游研发设计和下游营销品牌等环节延伸，提高科技含量和产品质量，降低资源消耗，进一步适应市场的要求，提高国际、国内市场占有率。
铝线电动机已有数十年历史。我国在改革开放前，由于国内铜资源的缺乏，曾大力开展“以铝代铜”，包括在各种器具，尤其是在输电线等供电导体中的普遍应用和在电动机中比较广泛的推广。其中，关于中小型铝线异步电动机已有比较成熟的电磁设计，可见于西安交通大学陈世坤主编的《电机设计》。目前，与铜相比，铝明显质轻价廉，足以抵消其电阻率偏大的不足且有剩余，同等性能的铝线电动机比现有铜线电动机至少节省电磁材料10%。然而，铝线电动机也有目前尚未被普遍掌握的接线工艺和机械强度问题，并因而带来可靠性的问题。正因为如此，国内在上世纪八十年代之后，由于进口铜的价格比较适宜， “以铝代铜”逐步收敛至几乎绝迹；直至近年来，铜的价格上升数倍，而铝的价格只有所上升，故“以铝代铜”又死灰复燃，尤其在面大量广的家用电动器具用微电机中正在逐步推广。
本项目就是为适应当前的形势和用户对于降低成本的强烈愿望而提出。其对于代替目前普遍使用在家用电动洗衣机的铜绕组电容运转单相异步电动机”（以下可简称为铜线电机），达到降低制造产品的材料消耗以降低成本，提高产品效率以节约能源，进一步改善性能以提高产品的档次，以及扩大产品出口。
电动机是国民经济中使用量大面广且极为重要的工业基本产品。其制造大量消耗原材材，尤其是电磁材料（硅电工钢片和铜漆包线）的用量占制造成本的80%以上。本项目研发的铝线洗衣机电动机相对于传统的铜线电机，可在维持维持原有性能的基础上节约电磁材料8%～10%；或在维持原有成本的基础上多方面改善电动机的性能，包括机械特性、效率、振动噪声和机械强度等，使用于具体产品，可提高产品的使用性能，尤其是降低单位电耗，对于节约能源有重要意义；又或者节约成本和改善性能兼有，三者均可视具体需要适当选择设计。
本企业曾经在实施“Y联结电容运转单相异步电动机”的项目中取得显著的技术经济效果。本项目可在该项目的基础上实施，必将取得更佳的技术经济效果，使企业保持近年来持续发展的势头。
由于本项目符合国家的产业政策，可以向政府适当申请地方科技开发项目，以获得必要的支持。

1.2 市场预测和发展趋势
洗衣机是一种量大面广的家用必需品，社会覆盖面广，市场空间很大。据我国有关部门统计，洗衣机电机的年产量超过1500万台，约占小功率电动机的13～15%，并且与年渐增。
本企业目前年产洗衣机电动机100万台，主要作为所属集团核心企业——金羚电器有限公司的洗衣机产品配套。金羚电器有限公司的波轮式全自动洗衣机和双桶洗衣机是中国名牌产品，其产销量、出口量位居行业的前列，且在稳步增长。本项目的实施也是金羚电器有限公司进一步降低成本和提高产品品质所迫切期待。
此外，本项目研发的铝线洗衣机电动机在本企业所属集团外也有包括直接出口在内的广泛的市场需求。洗衣机市场同样面临着制造材料和配套产品全面升价的和行业间的市场价格竞争的巨大压力，当舒缓压力的敏锐触角一旦触及到本项目研发的洗衣机电机必然对其情有独钟，不存在任何负面影响的节约能耗节约材耗的铝线洗衣机电动机由于制造材料的减少而导致的降价或不加价的态势必然得到洗衣机生产厂的肯定，它必将成为洗衣机配套电机的首选，而且节约能耗又是全社会都关注的目标，配用铝线洗衣机电动机而导致其洗衣机的性能价格比的提高必定得到全社会的欢迎和接受。可以预言，本项目研发的铝线洗衣机电动机“充斥”洗衣机市场的前景将指日可待。

2、研究开发内容、方法、技术路线
2.1 具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题
铝线洗衣机电动机的研发内容和技术关键包括铝线电动机电磁设计研究、铝线电动机工艺研究和系列产品设计三个方面，主要是：
a) 铝线洗衣机电动机的电磁设计特殊问题的研究以及已有计算机辅助设计校验程序的调整和验证，达到较快和准确的计算，实现铝线单相电容运转电动机性价比的最优化设计。

b) 铝线电动机绕线、焊接工艺和可靠性试验方法的研究，具体产品特殊工艺设计，解决铝线电动机的防腐蚀和端子铜铝连接的可靠性问题；
c) 系列产品通过小功率电动机安全认证（3C）。
上述研发中如有技术创新，可适当申请专利。

2.2 要达到的技术、经济指标及社会、经济效益
a) 在产全系列洗衣机、脱水机电动机改进为铝线电动机，维持原有性能或更佳，即全面达到国际电工委员会（IEC）、国家标准（GB）、部颁标准（JB）和企业标准等有关洗衣机电机的全部技术要求。主要标准如下：
GB755 旋转电机 基本技术要求
GB4288 家用电动洗衣机
GB5171 小功率电动机通用技术条件
GB12350 小功率电动机的安全要求
GB9650 洗衣机脱水机用电机
ZBK20004 家用波轮式全自动洗衣机用电动机
Q/JDB 39 家用洗衣机用电动机（企业标准）
b) 电磁材料（主要是硅钢片和漆包线）同比平均节约不少于8％。

2.3 采取的方法、技术路线以及工艺流程
本项目将进行如下工作：
首先立即展开铝线电动机工艺的调研，解决绕线机的调整、焊接材料（包括脱漆剂、助焊剂和钎料）的选择以及线端铰接、焊接工艺（尤其是浸锡温度控制）和防腐蚀保护结构，确定铝线电动机的环境试验和可靠性试验方法，尽快制成样品展开可靠性试验，根据试验中暴露的问题及时研究调整，力求最佳。试验通过后，编制完整的铝线洗衣机电动机特殊工序工艺。
深入研究采用Y联结绕组和“不等槽”方园冲片的铝线洗衣机电动机电磁设计的特点，关键是如下三个方面：
a) 铝线Y联结电机的电磁设计的数学模型和计算公式的研发以及计算机辅助设计校验程序的编制和验证；
b) 铝线Y联结电机的三绕组的联结方法以及三者之间的有效匝数的合理匹配和优化处理，以求最佳的节材效果；
c) 铝线不等槽方园形定子冲片的设计,引进与等槽园形冲片不同的磁路计算方法，并根据这一方法优化冲片各部分尺寸，使整个磁路的磁密分布趋于均衡合理。另外定、转子槽配合的使用和转子冲片的设计也须优化处理。
在进行上述工作的同时，先行利用已有冲片和电磁校验程序进行3C认证样机的设计试制，尽快制成送检样机，办理3C认证。然后，利用办理3C认证的过程所需时间，进行系列产品的电磁优化设计，力求达到最佳效果，并完成系列产品的生产设计技术文件。

3、组织工作
3.1 经费
主要是办理3C认证的费用，包括申请费、全系列所有样品送检试验费和工厂检查费用，合约5万元，其余为调研、资料和样品试制测试费，合约3万元，总共8万元。

3.2 项目组
以总经理为项目组长，技术品质部负责人为常务副组长，组员为技术品质部现有人员，主要有：
张 强：主要负责工艺研究与设计；
梁永能：主要负责电磁设计研究和产品设计；
邢 贺：主要负责结构设计和认证办理；
张剑烽：主要负责试验；
区长钊：顾问。

3.3 进度
2007年底前，完成调研和立项；
2008年3月份前，完成特殊工艺调研，展开无故障运行试验；
2008年6月底前，完成3C认证样机设计试制，提交认证申请；
2008年前，完成全系列铝线洗衣机、脱水机电动机3C认证，包括通过认证试验和工厂审查，取得认证证书，部分型号小批试产；
2009年底前，完成全系列铝线洗衣机、脱水机电动机的优化设计，实现大批量生产。
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