科创中国

针对伺服电源控制系统开展技术攻关，开发低噪声、可馈电、系列化的高性能伺服电源系统，突破相关技术瓶颈，对提高能源利用率，促进我国装备制造业绿色化发展至关重要。2010 年开始，山西施沃浦电器设备有限公司与太原理工大学开展深度产学研合作，依托科研项目和应用需求，针对伺服和变频控制系统的转速、效率、噪声及小型化等方面开展技术攻关，实现了多项关键技术突破。

发明了可独立馈电的级联型高压变频器；提出了基于双重傅里叶积分的共模电压分析方法及基于多级空间矢量调制的并行转换器交错技术，减少共模电流对伺服电源谐波的影响，有效降低伺服电源系统噪声；提出了基于内部并联多电平拓扑衍生的高功率密度电机逆变器及基于内部并联有源中性点的模块化钳位转换器设计方法；4）发明了一种基于动、势能回收的改善电动机启停性能的控制回路及方法，引入高功率密度的液压系统。

本项目系统具有变频器和可编程控制器的全部功能，且同时具有调压、调相、调节功率因数等作用，和计算机联网可组成工业大型控制系统；可用普通电动机替代滑差电动机，相比滑差控制方式节电率可达40%；研发的产品覆盖小、中、大各种功率电动机，功率从0.75 kW 至8000 kW，可满足各种工业生产需求；用于风机、水泵或替代“液力耦合器”节电率可达30%以上，显著提高了国产伺服电源系统节能、噪声及小型化等性能，具有很好的应用前景。

项目经山西施沃浦电器设备有限公司与太原理工大学开展深度产学研合作完成，山西施沃浦电器设备有限公司是一家专业从事变频器的科研、生产、贸易和服务于一体的高新技术企业，是拥有自主知识产权和自主研发节能技术及产品的节能服务的产业公司，公司积极参与产、学、研联合，与太原理工大学机械电子研究所签有长期技术合作协议，太原理工大学机械电子研究所为公司提供技术支撑。太原理工大学机械电子研究所是山西省机械电子工程重点学科单位，具有机械电子工程博士授予权，是机械工程博士后流动站，该所是教育部和山西省“新型传感器与智能控制”重点实验室。

本项目开发完成了380 V-10 kV 系列化成套伺服电源系统，有效解决了传统伺服电源系统转速调节范围窄、工艺效率低、噪声大、体积大、能量不易回收等缺点。在省内外应用企业的推广实施表明，研发的系列化伺服电源系统显著提高了系统节能、噪声及小型化等性能，为应用企业节约电能总计超过7 亿度，折合标准煤245000 吨，减排CO2 898338 吨，节能减排效果显著，推动了制造业等相关行业绿色化发展及技术进步，创造出巨大生态环境效益。

建议与中国机械工程学会联合展开成果推广应用。