格力电器发布四项全系技术，打通空调上游制造技术瓶颈

　　经过7个月的时间，2019年12月3日，格力正式发布公告，宣布企业混改完成，而在12月28日举办的让世界爱上中国造高峰论坛上，格力也迎来了混改后首次亮相。在此次活动中，格力电器(000651,股吧)正式对外发布了4项获评“国际领先”的技术，包括动压气悬浮离心压缩机技术、磁阻变频涡旋压缩机技术、无稀土磁阻电机、高性能直线伺服电机及驱动器技术。

　　钛媒体注意到，这些技术的主要应用产品依然主要集中于空调领域，比如动压气悬浮离心压缩机的相关技术，作为空调“主心脏”的压缩机，可以在该技术的加持下，进一步缩小压缩机的体积并提升压缩机的运行效。

　　涡旋压缩机技术落地，打破国外市场垄断

　　在实际的工况中，中央空调小型离心压缩机转速每分钟可以达到3~5万转，传统的油润滑轴承这种转速下并不具备很好的适应性，由于存在更大的摩擦接触面积，因此会导致温升大的问题，同时这也制约了其向更高转速的晋升极限。另一种解决问题的思路是采用磁悬浮轴承，不过其也具有体积大，控制系统复杂等问题。

　　相较而言，气悬浮轴承利用气体挤压形成的气膜支撑转子达到支承与润滑作用，用悬浮取代了物理层的接触，因此可以降低部件的摩擦损耗，即使使用相同的材料也可以获得更好的耐高温性，同时其控制结构也要比磁悬浮轴承要简单的多。因此，气悬浮轴承的研发成为离心压缩机小型化的唯一选择。

　　据格力相关技术人员介绍，气体轴承技术目前主要的应用领域包括飞机空气循环机、微型燃气轮机、精密机床等高端制造领域，格力电视也是制冷领域首个应用该技术并有产品落地的家电品牌。根据格力实验室的测算，如果将现有15%的小冷量冷水机组（170kW-700 kW）改造为动压气悬浮离心机组，可以达到30%的节能效果，每年可节约电能约5-6亿度。

　　而格力此次发布的第二项磁阻变频涡旋压缩机技术则更多的应用于多联机、模块机及单元机组等制冷空调系统中。根据艾肯空调制冷网给出的数据，2018年中，采用涡旋压缩机的多联机占据国内中央空调近1/4市场份额，年销售额约200亿元左右，且有逐年增长趋势。

　　可以说，中国已经成为世界上最大的涡旋压缩机市场，但是在供应链中的情况却与之相反，在涡旋压缩机的设计生产领域，关键技术几乎一直被国外企业所垄断，其中包括艾默生、日立等企业，都是涡旋压缩机的主要供应商。因此，格力对于高效磁阻变频涡旋压缩机技术的自主研发就显得十分重要。

　　涡旋压缩机的研制存在理论分析方法复杂、加工及装配精度要求高等技术难点，格力电器通过掌握高效涡旋型线技术、基于双滚动轴承的支撑润滑机构、新型高效磁阻电机三类技术，实现了对涡旋压缩机的研制。

　　格力技术负责人告诉钛媒体，在生产端，格力电器还建立了“台阶式型线轴向密封结构”，以此技术保证全工况下涡旋型线的可靠密封，容积效率可以超过98%。截止到2019年10月份，本项目研发的高效磁阻变频涡旋压缩机产品已销售近3万台，产品应用涵盖25~90kw商用多联机系统及8.5~12m新能源大巴空调系统。

　　从空调到新能源汽车，无锡土电机实现延伸应用

　　除了在涡旋压缩机研发、制造中投入的精力，格力电器还实现了新型无稀土磁阻电机在变频涡旋压缩机中的批量应用。据格力技术人员介绍，如果把压缩机比作是空调的“心脏”，那么电机作为压缩机的动力源(600405,股吧)就像供给的“血液”一样。针对高转速和低温环境，格力电器优化电机永磁体和磁路，拓宽了电机的高效可靠运行范围，高速运行工况效率提升至95.85%。

　　电机在宽运行工况范围下效率的提升，可提高压缩机在各工况下的能效，让空调整机能效更高。另外，传统永磁电机在生产过程中，需要消耗大量的稀土资源，无稀土磁阻电机在涡旋压缩机行业内大批量应用，也在节约稀土资源方面起到了一定作用。

　　无稀土磁阻电机的技术除了在空调领域的应用以外，格力电器也在不断研究其在新能源车上的应用可能。由于空调产品和新能源客车的工况差异较大，应用在空调领域的新型高效无稀土磁阻电机无法直接移植应用到新能源客车领域，为此，格力电器共进行了5年时间的研发。

　　格力相关技术人员向钛媒体表示，从新能源客车的运行工况来看，车辆在行驶中电机主要工作温度在80~130℃，此状态下稀土永磁体极易发生退磁情况。铁氧体与稀土永磁体的特征相反，它在极低温状态下容易退磁，在耐高温性能上具有显著优势。基于这一特征，项目团队在电机系统搭建中采用了铁氧体作为替代材料。

　　在新能源客车上应用的双旁路高抗退磁转子技术，可以使电机内磁体均匀退磁，避免了磁体因低温退磁造成的系统不稳、动能不足问题。经测试，该项目的电机磁体在-40℃极寒环境中的抗退磁裕量也可以达到传统稀土永磁电机的水平。经测试，电机磁体在-40℃环境中的抗退磁裕量也可以达到传统稀土永磁电机的水平。

　　在噪音问题方面，则利用高阻尼轴系抑噪等一系列技术的搭载实现了全工况最大噪声不超过73dB的能力。今年8月，格力电器向丹麦企业格兰富授权了3项技术，均出自无稀土磁阻电机领域。格力此次发布的“高性能直线伺服电机及驱动器”，则是一项面对装备领域的高精尖技术。

　　理论上来讲，更高的推力密度意味着更大的载力，更小的推力波动意味着更高的精准度，但在现实产品生产中，高负载和高精度往往很难达到平衡点。格力通过分段隔磁、移相重组的模块化电机设计方法，从三维空间磁场分布的不对称性入手，将电机的寄生力降低70%。同时，通过对耦合效应的应用，实现了推力密度和推力波动的最优化。

　　此外，该技术还通过建立扰动观测器，降低内外部因素对直线伺服电机系统的干扰。针对电机运行中非线性线缆力、摩擦力和周期性定位力的扰动，格力电器提出了高阶滑模扰动抑制策略，通过算法实现对各种扰动量的实时观测和补偿，提高了直线伺服系统的跟踪精度和运行稳定性。

　　除了对关键核心技术的研究，格力“高性能直线伺服电机及驱动器”研发项目还自主搭建了测试系统并对测试平台进行优化。据格力技术负责人介绍，此次研发的高性能直线伺服电机及驱动器可以为高端数控机床、高精密检测仪器、高精度定位平台、高速高精自动化设备等提供技术支撑。（本文首发钛媒体，作者、摄影/邓剑云）