機械裝備直驅低壓大功率永磁電機關鍵技術及應用
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新技術 | 課題來源: | 地方計劃 |
起止時間: | 2009.01 至2010.12 | 研究形式: | 獨立研究 | 所處階段: | 成熟應用階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
大功率交流電機主要用在大型機械裝備直驅場合,特點是不需要齒輪機構等中間傳遞環節就能實現機-電之間的能量直接轉換,其一般采用1KV以上的電壓等級,使電機的設計、制造和控制的成本增加,加之對應的高壓變頻器存在價格高、性能不穩、可靠性差等原因,該項技術實際應用中存在許多不足。另外,電機的有效體積與其轉矩成正比,傳統大功率交流電機龐大的體積也給其帶來了加工制造難、運輸和裝配難、維護不便以及可靠性和容錯性差等不足。針對上述問題,提出了一種低壓大功率多支路永磁電機,并對其關鍵技術進行了深入研究,取得了具有理論與工程價值的成果:
一、對低壓大功率多支路永磁電機的原理和數學模型開展了深入的研究。推導了多支路永磁電機的電壓方程、電磁轉矩方程,對電感矩陣進行了分析;將低壓大功率永磁電機設計成多支路并聯形式,各支路拆分成獨立的三相對稱系統,分別由通用低壓變頻器供電,解決了傳統大功率交流電機變頻調速系統的電壓等級和電流等級問題。
二、對低壓大功率多支路永磁電機的最優冗余功率控制技術進行了研究。將電機繞組每條支路分別引出至控制中心,控制系統可以根據實時檢測到的機械負載大小,自動確定投入運行支路的數量,提高了運行繞組的負載率,實現了系統投入電功率與負載機械功率的最佳匹配,使系統始終運行于效率最高狀態;并且冗余繞組可作為系統備用容量存在,提高了系統運行的可靠性。解決了傳統大功率交流電機三相三線引出線方式導致的電機輕載時力能指標降低的問題。
三、低壓大功率多支路永磁電機定子模塊化制作技術研究。將傳統大功率交流電機的定子拆分為若干個扇形模塊,三相對稱繞組在單個定子扇形模塊內完成獨立嵌放,提高了電機加工制作的靈活性和工作效率,并且定子模塊尺寸減小,便于制造和運輸。解決了傳統大功率交流電機中存在的加工制造難、運輸和裝配難等問題。
四、機械裝備直驅技術研究。將低壓大功率永磁電機直接驅動技術取代傳統的異步電機加減速機的驅動模式,簡化了傳動鏈,降低了能量損耗,提高了系統整體的傳動效率,解決了傳統驅動系統中存在的運轉噪聲大、可靠性差、體積大、效率低等問題。
五、在本項目研究期間,已獲得授權國家發明專利10項,發表論文17篇,其中被EI檢索10篇。
六、成果已應用于絞車、礦井提升機、石油鉆機、皮帶傳輸機、壓裂車、泥漿泵、球磨機等多種大型機械裝備直驅場合,取得了顯著效益,具有廣闊的應用前景。
應用前景
主要應用行業: | 制造業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 產業化應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 沈陽工業大學 | ||
單位地址: | 遼寧省沈陽市鐵西區南十三路1號 | ||
單位電話: | 024-25691111 |
聯系方式
聯系人: | 王艷 | 聯系人電話: | 024-25496036 | 聯系人Email: |
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