市场预测:目前,我国化纤电机主要从国外进口,且正处于更新换代时期,对高性能的化纤电机的需求量逐年增加。
另外,本项目有关电机牵入同步能力的研究和所得成果也可应用于开发以高效高牵入同步能力为特点的其他应用领域的电机,如应用于矿山的球磨机电机。
3、超高效钕铁硼永磁同步电动机
风机、泵类负载用电量占全国发电量的40%以上,大都是2极和4极电机。在完成国家重点科技攻关计划中,开发出7.5kW2极和11kW4极两种规格样机。鉴定评为“达到国际领先水平”。主要性能及对比资料如表3、表4、表5所示。
表3 两种规格电动机的性能指标
电机型号 项目名称 |
TYX132S-2 |
TYX160M-4 | ||
设计值 |
试验值 |
设计值 |
试验值 | |
额定功率 |
7.5 |
7.5 |
11 |
11 |
转速 |
3000 |
3000 |
1500 |
1500 |
效率(%) |
93.86 |
94.2 |
95.03 |
94.7 |
功率因数 |
0.975 |
0.974 |
0.989 |
0.950 |
堵转电流倍数 |
6.21 |
7.94 |
9.72 |
9.23 |
堵转转矩倍数 |
3.03 |
4.23 |
2.76 |
4.05 |
失步转矩倍数 |
2.06 |
2.11 |
2.5 |
2.6 |
表4 超高效永磁电机的温升(K)
TYX132S-2 |
TYX160M-4 | |||
7.5kW |
11kW |
11kW |
15kW |
18.5kW |
25.4 |
45.8 |
45.9 |
53.1 |
59.6 |
表5 超高效永磁同步电动机的性能及与同规格异步电动机性能对比
电机规格 |
电机类型 |
效率(%) |
功率因数 | ||
满载 |
1/3满载 |
满载 |
1/3满载 | ||
7.5kW 2极 |
超高效样机 |
94.2 |
91.7 |
0.974 |
0.973 |
TYQ系列电动机 |
92.5 |
89.2 |
0.965 |
0.98 | |
美国最高效电动机 |
91.0 |
— |
— |
— | |
YX系列电动机 |
89.7 |
— |
— |
— | |
美国高效电动机 |
88.5 |
— |
— |
— | |
Y系列电动机 |
86.2 |
— |
— |
— | |
11kW 4极 |
超高效样机 |
94.7 |
91.0 |
0.95 |
0.931 |
TYQ系列电动机 |
93.2 |
89.1 |
0.925 |
0.85 | |
美国最高效电动机 |
92.4 |
— |
— |
— | |
YX系列电动机 |
91.8 |
— |
— |
— | |
美国高效电机 |
91.0 |
— |
— |
— | |
Y系列电动机 |
88.0 |
— |
— |
— |
4、中型高效稀土永磁三相同步电动机
中型电机大都是高压电机,据统计,我国高压电机所消耗电能是低压电机耗能总和的8倍左右。根据企业需要,在原有高压异步电动机基础上,只对其转子进行改造,开发出中型高效稀土永磁三相同步电动机。300 kW4极6kV样机的性能与原异步电动机对比如表6所示。
表6 永磁同步电动机、异步电动机性能
|
TYX300—4 |
JS138—4 |
额定功率(kW) |
300 |
300 |
额定电压(kV) |
6 |
6 |
额定效率(96) |
94.81 |
91.5 |
额定功率因数 |
0.966 |
0.89 |
堵转转矩(倍) |
1.687 |
0.9 |
牵入转矩(倍) |
1.90 |
—— |
失步转矩(倍) |
1.518 |
1.6 |
冷却方式 |
风冷 |
风冷 |
经北京首钢新钢有限责任公司动力厂实测表明,“在现有电机负载率75%-80%情况下,有功节电率为7.2%,效果较为显著。”“运行情况表现,在相同情况下,按年运行8000小时,电费0.4元/度计算,该永磁电机年节电费达66650元,电机永磁改造增加的费用可在短时间内收回。”
5、大型高效稀土永磁三相同步电动机
本项目所开发的1120kW4极电机,经查新,是目前世界容量最大的异步起动高效永磁电机。样机选用了目前国内所能提供的最高档的钕铁硼永磁N38SH。用钕铁硼永磁后不仅提高了效率和功率因数、节约能源,且为无刷结构,提高了运行可靠性。鉴定评为:“达到国际领先水平”。表7是主要性能指标
表7主要性能指标
|
TYX1120-4 |
YKK500-4 |
YKK560-4 |
T1250-4 |
额定功率(kW) |
1120 |
1120 |
1250 |
1250 |
效率(%) |
96.5 |
94.4 |
94.4 |
95.0 |
功率因数 |
0.94 |
0.88 |
0.90 |
0.90 |
起动转矩(倍) |
2.1 |
0.7 |
0.7 |
1.0 |
失步转矩(倍) |
2.1 |
1.6 |
1.6 |
1.7 |
市场预测:目前我国石化、冶金、矿山、农业灌溉等领域千千瓦电动机超过5000台,并以每年200台的速度增加,若将每年新生产的和现有10%的1120kW异步电动机用本产品替代,仅每年节电为1.2亿kWh,加上以小替大,每年节约电费上亿元。
6、电动汽车用永磁同步电动机和驱动系统及其关键技术
开发了7.5kW和18.5kW电动客车用永磁同步电动机系统,额定转速为3000r/min,最高转速5500r/min;在电机设计上采用不均匀气隙电机结构并进行优化设计以保证电机永磁磁密波形的正弦性,使样机系统整体额定效率达89.1%,其他广泛负载范围整体效率达85%以上;一小时持续转矩密度为0.74Nm/kg,15分钟峰值转矩密度为1.123Nm/kg。
由于采用电机绕组换接技术,在逆变器容量不变的前提下,使系统的低速(小于1200r/min)输出转矩增加一倍。
市场预测:电动车的驱动系统是电动汽车的心脏,直接关系着电动汽车的性能,本成果符合世界电动汽车驱动系统的发展方向,并具有理想的驱动性能,必将促进我国电动汽车实用化和产业化的发展,具有广阔的应用前景。
7、高恒功率调速比钕铁硼永磁同步电动机和驱动系统及其关键技术
本项目所开发的机床主轴永高恒功率比钕铁硼用永磁步电动机传动系统具有调速范围宽