详细介绍: 磁同步电机在新能源燃料电池轻轨机车成功应用
据了解,我国首台新能源燃料电池轻轨机车利用氢气作为燃料电池能源。首次采用中国北车永济电机公司自主研制的、处于世界领先水平的永磁同步电机及控制变频器承担主牵引驱动。同时,该公司还独立承担了整车设计、研制任务,全部综合性能试验均满足各项指标要求,使该车在铁路、地铁、城市近郊轻轨铁路、矿山等领域具有广泛的应用前景,具有巨大的经济和环境效益。
据了解,新能源燃料电池轻轨机车首次采用的永磁同步电机具有功率大、效率高、节能显著及低振动噪声等优点,既可达到传统电机所无法比拟的高性能,又可制成能满足特定运行要求的特种电机和超高效节能电机,平均综合节能达10%-20%。在众多领域得到成功应用,是我国电机行业调整产业结构的重要发展方向。专家认为,永磁同步电机在我国首台新能源燃料电池轻轨机车的成功应用,不仅为我国城市公交电动化及堵车慌提供了解决方案,同时也有利于我国新能源事业向更广阔的领域推进。
7、
变频调速钕铁硼永磁同步电动机
变频调速高效钕铁硼永磁同步电动机是国家“十五”科技攻关计划项目“稀土永磁材料在高性能电机应用的共性关键技术研究”(2002BA315A-6)课题。TYVF200-4中型变频调速高效永磁三相同步电动机即属JS117-4型180kW三相异步电动机的替代产品TYVF200-4型200kW中型变频调速高效永磁三相同步电动机额定效率为94.9%,功率因数为0.975,JS117-4型180kW额定效率为92.5%,功率因数为0.89。
2005年该项成果通过了辽宁省科技厅组织的鉴定,鉴定结论为“达到国际先进水平”;申请了发明专利“变频调速永磁同步电动机(200510046933.5)”和实用新型专利“一种采用永磁体的变频调速电动机(ZL200520091960.X),其中2006年12月实用新型专利已获授权。
与同规格的JS系列异步电动机性能对比
电机型号
额定功率 /kW
效 率(%)
功率因数
JS117-4
180
92.5
0.89
TYVF200-4
200
94.9
0.975
JS128-4
300
93.5
0.91
TYVF300-4
300
95.5
0.963
无齿轮曳引电梯用永磁同步电动机
目前,我国高档电梯进口居多,无齿轮曳引电梯用永磁同步调速电机的研发可以填补我国高档电梯的空白,提高国产电梯的技术含量和在国际市场上的竞争力。永磁同步电动机在无齿轮电梯中的应用已成为一种发展趋势。
样机的特点:
1、结构简单,不需要减速箱,工艺更加简单,同时减小了体积和重量,提高了有效空间的利用率。
2、振动小噪声低,特别是在低速运行区域,优势更加明显,运行稳定,调速精度高。传统的有齿轮曳引电梯的噪声大部分来自于齿轮箱产生的机械振动和高速旋转的电动机本身的振动和噪声。无齿轮曳引机不用减速箱,电机额定转速很低(本样机额定转速为150r/min),因而电机本身的振动和噪声很小,从而整个电梯系统的噪声大大降低。
3、由于实现了无齿轮调速,没有二次减速过程,省去了齿轮箱的损耗,提 高了效率。同时采用永磁体励磁后,不需要励磁电流,没有励磁损耗,也可使效率提高。
4、功率因数高。功率因数可高达0.9以上。
5、安全、可靠、舒适度好。采用永磁同步电机驱动,可以有效阻止电梯溜车的现象。同时电动机在低频、低压、低速时也可提供足够的转矩,避免电梯在启动缓速过程抖动,改善电梯起制动过程的舒适感。
6、可布置出各种曳引方式的无机房电梯,即使在有机房和小机房布置时也显示出较高的自由度和灵活度。
样机性能指标
额定功率/kW
9.5
额定电压/V
380
极对数/P
16
额定转速/r/min
150
额定频率/Hz
40
绝缘等级
F
适用电梯载重/kg
1000
绕绳比
2:1
额定效率/%
90.1
机床用交流永磁伺服电动机
永磁交流伺服电动机广泛用于机床、机器人、电动车、电梯、家用电器等场合。开发的机床用交流伺服电动机与日本FANUC电机相比,性能指标已达到要求,部分性能指标超过FANUC电机的性能指标,完全可替代进口,增加出口。中国仅数控机床用的电机和传动控制系统每年进口22亿美元以上。
优点:效率高、功率因数高、转动惯量小、动态相应速度快、低速平稳性好。
三个规格样机性能
TYJS900-2000
TYJS1000-2000
TYJS1500-1500
效率/%
89.1
83.0
87.5
功率因数
0.959
0.960
0.965
转矩脉动/%
2.2
2.2
2.3
转速脉动/%
0.92
0.92
0.90
重量/kg
18.5
与FANUC样机的性能
堵转转矩为6 N·m
堵转转矩为12 N·m
堵转转矩为22 N·m
国家中心
FANUC
国家中心
FANUC
国家中心
FANUC
功率密度
/ W/kg
102.3
105.9
69.0
55.6
71.4
51.7
转动惯量
/ kg·m2
0.0025
0.0039
0.0084
0.0062
0.0125
0.012
转矩常数/N·m/A
1.21
1.05
1.21
2.04
1.75
1.76
机械时间常数/s
0.006
0.009
0.005
0.005
0.003
0.003
2005该项成果通过了由辽宁省科学技术厅组织的鉴定,鉴定意见为:“该项成果达到国际先进水平”。
横向磁通钕铁硼永磁电机
盘式无铁心永磁电动机是国家863计划重点项目高性能稀土永磁电机集成及关键技术(2004AA32G080)课题。主要应用在电动车、手持电动工具、机械臂、水下推进器等一些特殊的应用场合。通过样机试验数据与传统样机比较,盘式无铁心永磁电机比同功率的传统径向磁场有铁心永磁电机质量减轻约43%,功率密度提高75%左右。
2005该项成果通过了由辽宁省科学技术厅组织的鉴定,鉴定意见为:“该项成果达到国际先进水平”。2005年该项成果已申请发明专利“基于Halbach阵列的交流盘式无铁心永磁同步电动机(2005 1 0047678.6)”和实用新型专利“基于Halbach阵列的交流盘式无铁心永磁同步电动机(ZL 2005 20093393.1)”,其中实用新型专利已于2006年12月获授权。
优点:重量轻、效率高、振动噪声小、转动惯量小、响应速度快、动态性能好、控制简单。
样机性能
额定功率/W
200
额定转速/r/min
375
额定电流/A
1.1
空载损耗/W
15
功率因数
0.937
效率%
88.9
失步转矩倍数
1.7
盘式无铁心永磁电动机
盘式无铁心永磁电动机是国家863计划重点项目高性能稀土永磁电机集成及关键技术(2004AA32G080)课题。主要应用在电动车、手持电动工具、机械臂、水下推进器等一些特殊的应用场合。通过样机试验数据与传统样机比较,盘式无铁心永磁电机比同功率的传统径向磁场有铁心永磁电机质量减轻约43%,功率密度提高75%左右。
2005该项成果通过了由辽宁省科学技术厅组织的鉴定,鉴定意见为:“该项成果达到国际先进水平”。2005年该项成果已申请发明专利“基于Halbach阵列的交流盘式无铁心永磁同步电动机(2005 1 0047678.6)”和实用新型专利“基于Halbach阵列的交流盘式无铁心永磁同步电动机(ZL 2005 20093393.1)”,其中实用新型专利已于2006年12月获授权。
优点:重量轻、效率高、振动噪声小、转动惯量小、响应速度快、动态性能好、控制简单。
样机性能
额定功率/W
200
额定转速/r/min
375
额定电流/A
1.1
空载损耗/W
15
功率因数
0.937
效率%
88.9
失步转矩倍数
1.7
无铁心钕铁硼永磁电机
是国家863计划项目“新型稀土永磁电机设计与集成技术(2002AA324020)”课题。无铁心钕铁硼永磁电机主要应用在数控机床、机器人、电动车、电梯、家用电器等场合。无铁心电机比同样体积的普通电机输出功率提高1/4~1/3,效率提高3~10个百分点,振动、噪声大大降低,位置控制精度提高,不仅可以替代进口,还可以发挥我国稀土资源丰富的优势,变稀土永磁资源出口为高性能稀土永磁电机和系统出口,大量出口创汇。而且可以用高性能的稀土永磁电机来提高技术装备的性能,改造和提升传统机械行业,提高在国际市场的竞争力。
2.2kW 8极样机的设计、制造、试验,经辽宁省产品质量监督检验院检验,样机的主要性能指标见表1。
表1 无铁心钕铁硼永磁电机的主要指标
型号
效率(%)
功率因数
失步转矩倍数
中心高 (㎜)
标准
试验
标准
试验
标准
试验
TYB2200-750
87.0
89.8
0.880
0.950
1.50
1.82
112
2.2kW2.2kW样机与同规格的Y2系列异步电动机的对比见表2。通过对比分析得出所研制的样机效率和功率因数都有很大程度的提高,体积小1个机座号,效率提高11.8个百分点,功率因数提高0.24,节电率13.1%.
表2 两种型号电机部分性能对比
型 号
中心高
/mm
额定功率
/kW
效率/%
功率因数
功率密度
/W·kg-1
噪声
/dB(A)
Y2-132S-8
132
2.2
78.0
0.71
33.85
71
TYB2200-750
112
2.2
89.8
0.95
68.75
57
2005该项成果通过了由辽宁省科学技术厅组织的鉴定,该项成果达到国际先进水平。2005年申请了发明专利“一种径向无铁心永磁电动机(200510046934.X)”和实用新型专利“无铁心永磁电动机(ZL200520091961.4)”,其中实用新型专利已于2006年9月获得授权。
中型变频调速高效钕铁硼永磁同步电动机系列
本项目为国家“十五”科技攻关计划“稀土永磁材料在高性能电机应用的共性关键技术研究”中的部分内容。据不完全统计,目前我国在石化、冶金、矿山、农业灌溉等领域中使用的JS117-4型200 kW三相异步电动机及JS128-4型300 kW三相异步电动机超过5000台,且正以每年200多台的速度增加,本项目研制的TYVF200-4及TYVF300-4中型变频调速高效永磁三相同步电动机即属JS117-4型180 kW及JS128-4型300 kW三相异步电动机的替代产品。
图为TYVF300-4变频调速高效钕铁硼永磁同步电动机实物图。表中列举了200kW、300kW样机与同规格的JS系列异步电动机的对比,效率和功率因数都有很大程度的提高,在首钢动力厂现场使用,综合节电率均在为40%以上,运行情况良好。课题已通过省级鉴定,鉴定意见为“达到国际先进水平”,并且申请发明专利1项:“变频调速永磁同步电动机”。
两种型号电机效率、功率因数对比
电机型号
额定功率/kW
效 率(%)
功率因数
JS117-4
180
92.5
0.89
TYVF200-4
200
94.9
0.975
JS128-4
300
93.5
0.91
TYVF300-4
300
95.5
0.963
永磁电机生产厂家
序 号
厂 家 名 称
主 要 产 品
1
中国上海微电机研究所
微特电机与组件,电机专用制造设备,抗干扰电源
2
包头市永磁电机研究所
本公司主要生产各种永磁电机
3
闽东电机(集团)股份有限公司
主要产品有:中小型发电机、电动机、分马力电机、柴油(汽油)发电机组、电泵
4
北京高场永磁机电技术有限公司
生产永磁电机及其他永磁机电设备
5
北京环宇电器有限公司
主要产品有:洗衣机电机、空调器电机、高速整流子电机、永磁电机等
6
北京大东电器有限公司
主要产品为直流永磁电机。主要用于按摩器、按摩椅、汽车暖风机、汽车雨刮器等备
7
上海瑞克科技发展有限公司
生产直流永磁电机,伺服电机,无刷电机及相关驱动器
8
唐山普林电机制造有限公司
专业生产工业级钕铁硼永磁电机,单机最大功率达到30千瓦
9
包头北方翔宇电器有限公司
生产轻便电动车稀土永磁电机
10
常州武进金岛机电有限公司
研究、设计、开发、生产各种高精度、高性能的稀土永磁电机及其控制系统
11
深圳航天微电机有限公司
生产JD系列扁平型永磁直流电机,永磁电机,电动轮毂,电焊送丝机等
12
深圳猛龙电机有限公司
生产多种微特电机, 包括交流串激换向器电机、直流无刷风机、直流永磁电机等
13
包头长安永磁电机研发有限公司
研究、设计、开发、生产各种高精度、高性能的稀土永磁电机及其控制系统
14
浙江中源电气有限公司
专门从事稀土永磁电机研发、制造的新型高科技实业公司
15
浙江科峰汽车电器有限公司
各类直流永磁电机及交流类电机专业生公司;主导产品是各类汽车刮水器
16
宁波金科永磁电机有限公司
生产金科食物垃圾处理机和直流永磁电机
17
宁波西马特电机制造公司
生产各种电刨、压刨、冲击电钻、电钻、曲线锯、串激电机、永磁电机等电动工具
18
常州市德利来电器有限公司
生产各类微特电机(步进电机系列、直流永磁电机系列等)及其配套控制系统
19
台州市向阳齿轮制造有限公司
提供摩托车四冲程曲轴时规链轮、电动自行车轮毂,电机、直流永磁电机
20
湖北三环微特电机有限公司
盘式直流永磁电机
21
江口电器制造有限公司
生产交流串激电机与直流永磁电机
22
山东百特电机电器有限公司
主要从事交流串激电机及直流永磁电机的生产与制造
稀土永磁电机生产企业基本情况调查表
企业名称
闽东电机(集团)股份有限公司
企业性质
股份制
企业法人
邹金仁
厂址
福州市洪山科技园区
邮编
350005
职工人数
835
中高级工 程师人数
83
联系电话
3355466
传真
3326201
企业总产值
10340万元
资产负债率(%)
91.31
自营进出权
有√ 无
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
该公司生产的稀土永磁电机产品品种有:XYT系列。 年产值约5000万元。
企业名称
唐山市普林电机制造有限公司
企业性质
有限责任
企业法人
赵总(泉永)
厂址
唐山市高新技术开发区
邮编
063020
职工人数
中高级工
程师人数
联系电话
0315-3204160
传真
0315-3177953
企业总产值
万元
资产负债率(%)
自营进出权
有√
无
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
1.无刷直流电动机 1.1KW~30KKW 2.油田用稀土永磁电机
企业名称
兰州电机有限责任公司
企业性质
国企
企业法人
马永和
厂址
兰州市民乐路66号
邮编
730050
职工人数
5842
中高级工 程师人数
345
联系电话
0931-2866951 -8028
传真
2865028
企业总产值
30000 万元
资产负债率(%)
93
自营进出权
有√ 无
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
1.1.1FT5系列永磁三相交流伺服电机 直流环电压 210V,DC 年产800台,产值700万 600V,DC 2.2.1FT6系列永磁正弦波三相交流伺服电机 : 年产400台,产值400万元 3.3.ByG系列永磁感应式步进电机: 年产5000台,产值800万
企业名称
内蒙博通电机厂
企业性质
企业法人
厂址
呼和浩特新成东门外
邮编
职工人数
中高级工 程师人数
联系电话
4961797-3051
传真
企业总产值
万元
资产负债率 (%)
自营进出权
有 无
主要稀土 永磁电机 产品种类 及生产规模
油田抽油机用稀土永磁电动机,年生产能力约600台。
企业名称
北京曙光电机厂
企业性质
国有
企业法人
厂址
北京市京顺路5号
邮编
100028
职工人数
2800
中高级工 程师人数
联系电话
010- 64674131
传真
64672604
企业总产值
万元
资产负债率(%)
自营进出权
有 无
主要稀土 永磁电机 产品种类 及生产规模
1.1.航空电源电机(发电机、交流机等) 2.2.微型控制电机(交、直伺服电机) 3.3.力矩电机、稀土永磁电机、步进电机 4.4.化纤机机械配套用稀土永磁电机,年产1000台
企业名称
中国科学院电工研究所
企业性质
事业单位
企业法人
严陆光
厂址
北京市中关村北二条6号
邮编
100080
职工人数
中高级工 程师人数
联系电话
010- 62558293
传真
010- 26560904
企业总产值
万元
资产负债率(%)
自营进出权
有 无
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
1.1.稀土永磁宽调速无刷直流电机,用于电动车 2.2.为一些科研、国防单位性能及规格特殊的微特电机有无刷直流电机、步进电机、音圈电机、摆动电机、主轴电机、直线电机。
企业名称
沈阳勃孚技术产业总公司
企业性质
事业单位
企业法人
段文华
厂址
沈阳市822信箱
邮编
110045
职工人数
22
中高级工 程师人数
16
联系电话
024- 8261791
传真
024- 8261700
企业总产值
万元
资产负债率(%)
自营进出权
有 无
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
该公司下设机电研究所,主要生产开发永磁交流伺服系统,其中PASM-3-1型电机年生产量为500台,生产规格3300台/年。 产品:为ZA系列喷气组机配套PASM-3-1型永磁交流伺服电机和PASP-1交流伺服驱动器。为DDL-555-6/SC-320电脑工业缝纫机配套的ASM-5,5-Ⅱ型永磁交流伺服电机及驱动器,经济型永磁交流调速电机及驱动器。
企业名称
西安微电机研究所
企业性质
企业法人
莫会成
厂址
西安市桃园西路2号
邮编
710077
职工人数
中高级工 程师人数
联系电话
029- 4244509
传真
企业总产值
万元
资产负债率
(%)
自营进出权
有 无
主要稀土
永磁电机
产品种类
及生产规模
1.1.交流伺服电机反伺服系统研究开发及中试生产 2.2.磁阻式及混合步进电机 3.3.无刷直流电机 4.4.交直流力矩电动机 5.5.饶线盘式和印刷绕组直流电机
企业名称
西北工业大学稀土电机研究所
企业性质
学校
企业法人
刘卫国
厂址
西安市友谊西路127号
邮编
710072
职工人数
中高级工 程师人数
联系电话
029- 8492702
传真
029- 5250199
企业总产值
万元
资产负债率(%)
自营进出权
有 无
主要稀土
永磁电机
产品种类
及生产规模
1.1.稀土永磁无刷直流电机 2.2.稀土永磁发电机 3.3.稀土永磁同步电机 4.4.稀土永磁军用电机 年产量1200台
企业名称
沈阳工业大学
企业性质
企业法人
唐任远
厂址
沈阳市铁西区
邮编
110023
职工人数
中高级工 程师人数
联系电话
024- 25408165
传真
企业总产值
万元
资产负债率(%)
自营进出权
有 无
主要稀土
永磁电机
产品种类
及生产规模
1.1.稀土永磁同步电动机,其中有高效型和超高效型 2.2.大中型稀土永磁同步电动机,包括1100KW、300KW 3.3.高牵入能力化纤设备用稀土永磁变频调速电机 4.4.国家稀土永磁工程技术研究开发中心设在该校 5.5.教育部稀土永磁应用工程研究中心设在该校
企业名称
永济电机厂
企业性质
国有企业
企业法人
董宇
厂址
山西省永齐市电机大街
邮编
044502
职工人数
6118
中高级工
程师人数
808
联系电话
0359-
8072433
传真
0359-
8023537
企业总产值
69333万元
资产负债率(%)
53.38
自营进出权
有 √
无
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
1.1.油田抽油机专用电机37KW(6极)稀土永磁电机,年产量可达500台。 2.2.油田抽油机专用电机37KW(8极)稀土永磁电机,年产量可达500台。 3.3.电梯专用稀土永磁同步电动机,年产量约100台。 4.4.油田抽油专用电机22KW稀土永磁电机。
企业名称
渭南纺织机械厂
企业性质
国有企业
企业法人
徐昌俊
厂址
山西省渭南市解放路
邮编
714000
职工人数
1080
中高级工
程师人数
38
联系电话
0913-
2180210
传真
0913-
2182889
企业总产值
3500万元
资产负债率
(%)
75
自营进出权
有
无√
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
FTY2纺织专用稀土永磁电机系列化产品 各种产品年总产量约6000台。
企业名称
包头长安永磁电机开发有限公司
企业性质
有限责任公司
企业法人
刘长安
厂址
包头稀土高新技术开发区
邮编
014030
职工人数
54
中高级工 程师人数
11
联系电话
0472- 5112143
传真
0472- 5112142
企业总产值
300 万元
资产负债率 (%)
14.5
自营进出权
有 无
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
1. 1. 稀土永磁直流力矩电机(有刷)40~15600 N·m 2. 2. 稀土永磁直流力矩电机(无刷)300~4500 N·m 3. 3. 稀土永磁直流高速电机(有刷)3000~4000 r/min 4. 4. 稀土永磁直流高速电机(无刷)10000~30000 r/min 5. 5. 稀土永磁直流伺服电机40~500W 6. 6. 稀土永磁直流小惯量宽调速伺服电机稀土永磁直流驱动电机0.1~5.5KW 7. 7. 稀土永磁直流激振器电机 1.2~2.2KW,6000~12000 r/min 8. 8. 稀土永磁直流电动车电机 2.8~75KW 9. 9. 稀土永磁低速同步电机 20~3000 N·cm 10.10.稀土永磁测速发电机 8~100 r/min 年产量可达2000台。
企业名称
包头北方翔宇电器有限公司
企业性质
国有
企业法人
李宝生
厂址
内蒙包头市青山路
邮编
014033
职工人数
156
中高级工
程师人数
6
联系
电话
0472-
3386416
传真
0472-
3329456
企业总产值
1200 万元
资产负债率
(%)
50
自营进出权
有√ 无
主要稀土永磁电机产品种类及生产规模
1.1.轻便电动车稀土永磁电机(120W,135W,150W,180W) 2.2.电动摩托车稀土永磁电机(800W) 3.3.电动三轮车稀土永磁电机(180W~300W) 各类电机年生产能力约 5万台。
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