科创中国

行业领域

高端装备制造产业,制造业

需求背景

1. 开展的工作

公司将坚持科学发展，走可持续发展之路，努力打造成国内一流的科技型发电设备企业。公司特别注重科技创新投入，以市场为导向，以技术为依托，不断采用新技术、新材料、新工艺，研发新产品，取得了显著成绩。2013年9月获得“高新技术企业”证书。公司重视知识创新，共获得12项国家实用新型专利，特别是在永磁发电机技术上获得三项实用新型专利，在国内同行业中处于领先水平。

2. 所处阶段

现与华中科技大学共同组建“华中同发电机研发中心”。

3. 投入资金和人力

   100万研发经费及15人研发团队

4. 仪器设备

同发机电加工能力包括车、刨、滚、铣、拉、镗、钻、磨、线切割、热处理以及激光下料、卷板、折弯、焊接等。公司拥有焊接平台、微机试验台、大型起重机吊运设备等智能起重机试验平台。

5. 生产条件

  核心设备自研自产，部分组件外包。

需解决的主要技术难题

1. 需求解决的技术问题

电励磁发电机的主要不足是结构较复杂,有旋转整流器,可靠性因此受到影响。稀土永磁同步发电机具有效率高、结构简单、可靠性高等一系列优点,但由于其电压调节困难,故应用受到限制。

同发机电为了满足市场的需求，拟研发一种兼顾两种励磁方式的组合励磁稀土永磁同步发电机，可以较好地解决稀土永磁同步发电机的调压问题。

组合励磁稀土永磁同步发电机是一种同时具有永磁发电机和电励磁发电机特点的新型发电机,它主要由两部分组成,其中主发电机部分和一般的永磁发电机相同,气隙磁场由永久磁钢建立;另一部分为辅助电励磁(或辅发电机)部分,起电压调节的作用,其气隙磁场的建立由电励磁绕组来实现。因此,组合励磁永磁发电机既具有永磁发电机无刷、效率高、结构简单和可靠性高等优点,又具有电励磁发电机电压调节方便的优点。

该电机以稀土永磁磁场为主和电励磁磁场为辅,两部分共有一个电枢绕组,辅助电励磁部分的作用是稳定电压,调节电压的工作机理是通过单独调节电励磁部分的磁场来改变电励磁部分电枢绕组的感应电势,从而改变整个电枢绕组电压,最后达到稳定输出电压的目的。

2.技术需求提出背景及技术应用领域

本项目属于电机设计领域，其采用稀土永磁和非稀土永磁组合励磁的结构， 设计出了一种组合励磁永磁电机，可以较好地解决稀土永磁同步发电机的调压问题。整合电励磁同步发电机与稀土永磁同步发电机构成的组合励磁稀土永磁同步发电机不仅实现了系统无刷化，而且具备了永磁发电机高效率的特点，最重要的是解决了稀土永磁同步发电机调压困难的问题。组合励磁稀土永磁同步发电机得益于其诸多方面的优势，可以在我国工业领域中得到极为广泛的应用，具有极高的推广价值，对我国工业的发展起到了不可忽视的作用。

目前，俄罗斯和日本有这类发电机的研究,在俄罗斯这种发电机已经形成小功率(至4OkW)系列,在民用移动电源方面获得应用。俄罗斯和日本的这种发电机大都采用永磁磁场和电励磁磁场偶合的形式来进行磁场调节,发电机结构比较复杂。日本MEIDENSHA公司的研究小组在Takayuki Mizuno博士的带领下,研制了一种混合励磁永磁同步发电机,这种发电机同样采用永磁磁场和电励磁磁场偶合的结构,定子结构基本上和电励磁发电机相同,但分成两半,电励磁绕组安放在两半定子中间,转子上的磁极也分成两半,有一半磁极是永磁体,另一半是导磁铁芯。国内除了南京航空航天大学外,沈阳工业大学也在研究,沈阳工业大学研究的电机结构和日本的混合式永磁发电机基本相同。

3.技术难点

要研究和开发组合励磁稀土永磁同步发电机,需要先建立起组合励磁稀土永磁同步发电机的数学模型,一是对于给定的设计方案,即已知发电机的结构和材料特性,能以工程上允许的精度计算出发电机的各项技术性能指标和经济指标;二是对于给定的技术要求,能生成发电机电磁设计的初始方案和符合技术要求的较合理的方案。其次,研制出的样机经过实验验证,能保证数学模型的正确和可靠。设计的组合励磁发电机要求如下：

⑴ 组合励磁稀土永磁同步发电机在效率和可靠性方面要优于单独电励磁发电机；

⑵ 组合励磁稀土永磁同步发电机能进行电压调节，实现稳定输出电压。

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期望实现的主要技术目标

主要技术经济指标

研发组合励磁稀土永磁同步发电机需满足以下要求：

 ⑴ 在效率和可靠性方面要优于单独电励磁发电机；

 ⑵ 能进行电压调节，实现稳定输出电压。

处理进度