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新型调速电机:国家发 明奖获得者的新目标

日期:2018年12月11日 14:32

  编者按在2007年度山 东省获得国家科技奖励名单中,山东理工大学教授、山东科 汇电气股份有限公司董事长徐丙垠等完成的“基于行 波原理的电力线路在线故障测距技术”获得国 家技术发明二等奖,这一技 术在今春我国南方抗御冻雨灾害中发挥重要作用。早在这 一技术产业化之际,徐丙垠 博士根据我国和世界能源紧张形势,研究开发出新型调速———调速系统。在此,我们对 他的这一技术发明做详细介绍,以期推 动这种新型节电技术的推广应用。

  2007年6月,徐丙垠博士(左一)向前来 考察的国家发 改委副主任解振华(右一)、山东省副省长郭兆信(右二)介绍磁阻的节能情况

新型调速电机———开关磁 阻电动机调速系统

  开关磁 阻电动机调速系统是一种新颖的、高性价比的、具有典 型机电一体化特征的无级调速系统,其综合 性能指标高于交流变频调速系统及调速系统。该系统 由控制器和开关磁阻电动机组成,具有系统效率高、调速范围宽、高起动转矩,低启动电流、可频繁 起停及正反转切换、过载能力强、可靠性高、功率因数高等优点,可广泛应用于风机、水泵、压缩机、传送带、塑料机械、油田机械、纺织机械、造纸机 械及机床等各种调速场合。

  从2000年开始,山东科 汇电气股份有限公司就集中人力物力进行了开关磁阻电机的开发工作。2002年,科汇公司成功开发出SRD10系列开关磁阻电机,并成功投入现场运行;2004年,SRD10开关磁 阻电机通过了上海电器科学研究所中小电机质量监督检验中心全面的严格测试;2005年11月,SRD10通过了 山东省科技厅的鉴定,达到了国际先进水平。新华网、科技日报、光明日报,香港的 大公网等十几家传媒对鉴定会做了深度报道。

  到目前为止,已经有 数百套产品投入运行,在空压机、水泵、锻压机械、龙门刨、石油机 械等相关方面进行了改造与配套,在节能20%%—50%%的同时,提升了设备的性能,改善了生产工况,提高了生产效率,获得了 良好社会经济效益,深受用户好评。

  自从科 汇公司从事开关磁阻电机研发项目以来,各级政 府和领导对该项目给予了极大的支持与关注,国家发 改委副主任解振华、原山东 省省长韩寓群等领导先后到公司视察,并数次 获得专项资金支持。为了尽 快实现开关磁阻电机的规模化产业化,科汇公 司投入了大量的人力物力。2007年,山东省 开关磁阻电机调速工程技术研究中心投入使用,中心占地1200余平方米,设备配套齐全,设计产能为3000台套/年,为开关 磁阻电机产业发展壮大提供了良好的条件保证。

开关磁 阻电动机调速系统九大特点

  ———效率高,节能效果好。在所有 的调速和功率范围内,SRD整体效 率比交流异步电动机变频调速系统至少高3%以上,在低速 工作的状态下其效率能够提高10%以上;与直流调速、串级调速、电磁调速等系统相比,SRD节电效果更明显;

  ———起动转矩大,特别适 合于那些需要重载起动和负载变化明显并且频繁的场合。SRD控制器 从侧吸收较少的电流,在电动 机侧可得到较大的起动转矩,起动转 矩达额定转矩的200%时,起动电 流仅为额定电流的10%,比之交流电动机的300%电流获得100%的转矩的性能,优势非常明显;

  ———调速范围广。SRD电动机 可以在低速下长期运行。由于其效率高,在低速 下的温升程度比额定工况时还要低,这也就 解决了变频调速低速运行下电动机发热问题。此外,SRD电动机 最高转速不会像交流电动机那样受极数的限制,可以根 据实际需要灵活地设定最高转速;

  ———可频繁正、反转,频繁起动、停止,系统调控性能好,四象限控制灵活。因此,非常适合于龙门刨床、可逆轧机、油田抽油机、螺旋压 力机等应用场合。制动性能好,能实现再生制动,节约电能效果显著;

  ———起动电流小,避免了对电网的冲击。SRD具有软起动特性,没有普 通交流电动机起动电流大于额定电流5—7倍的现象;

  ———功率因数高,不需要加装无功。普通交 流电动机空载时的功率因数在0.2—0.4之间,满载在0.8—0.9之间,而开关磁 阻电动机调速系统在空载和满载下的功率因数均大于0.95;

  ———电动机结构简单、坚固、制造工艺简单,成本低。工作可靠,能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境;

  ———缺相与 过负载时仍可工作。出现电源缺相、电动机 或控制器任一相出现故障时,SRD电动机输出功率减小,但仍然可以运行。当系统超过额定负载120%%以上时,转速只会下降,而不会 烧毁电动机和控制器;

  ———由于控 制器中功率变换器与电动机绕组串联,不会出 现变频调速系统功率变换器可能出现的直通故障,可靠性大为提高。

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