|
在2007年度山東省獲得國家科技獎(jiǎng)勵(lì)名單中，山東理工大學(xué)教授、山東科匯電氣股份有限公司董事長徐丙垠等完成的“基于行波原理的電力線路在線故障測距技術(shù)”獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，這一技術(shù)在今春我國南方抗御凍雨災(zāi)害中發(fā)揮重要作用。早在這一技術(shù)產(chǎn)業(yè)化之際，徐丙垠博士根據(jù)我國和世界能源緊張形勢，研究開發(fā)出新型節(jié)電調(diào)速電機(jī)———開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。在此，我們對(duì)他的這一技術(shù)發(fā)明做詳細(xì)介紹，以期推動(dòng)這種新型節(jié)電技術(shù)的推廣應(yīng)用。
2007年6月，徐丙垠博士（左一）向前來考察的國家發(fā)改委副主任解振華（右一）、山東省副省長郭兆信（右二）介紹磁阻電機(jī)的節(jié)能情況
新型調(diào)速電機(jī)———開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是一種新穎的、高性價(jià)比的、具有典型機(jī)電一體化特征的無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，其綜合性能指標(biāo)高于交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)及直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)由控制器和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)組成，具有系統(tǒng)效率高、調(diào)速范圍寬、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低啟動(dòng)電流、可頻繁起停及正反轉(zhuǎn)切換、過載能力強(qiáng)、可靠性高、功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、傳送帶、塑料機(jī)械、油田機(jī)械、紡織機(jī)械、造紙機(jī)械及機(jī)床等各種調(diào)速場合。
從2000年開始，山東科匯電氣股份有限公司就集中人力物力進(jìn)行了開關(guān)磁阻電機(jī)的開發(fā)工作。2002年，科匯公司成功開發(fā)出SRD10系列開關(guān)磁阻電機(jī)，并成功投入現(xiàn)場運(yùn)行；2004年，SRD10開關(guān)磁阻電機(jī)通過了上海電器科學(xué)研究所中小電機(jī)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心全面的嚴(yán)格測試；2005年11月，SRD10通過了山東省科技廳的鑒定，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。新華網(wǎng)、科技日?qǐng)?bào)、光明日?qǐng)?bào)，香港的大公網(wǎng)等十幾家傳媒對(duì)鑒定會(huì)做了深度報(bào)道。
到目前為止，已經(jīng)有數(shù)百套產(chǎn)品投入運(yùn)行，在空壓機(jī)、水泵、鍛壓機(jī)械、龍門刨、石油機(jī)械等相關(guān)方面進(jìn)行了改造與配套，在節(jié)能20%%—50%%的同時(shí)，提升了設(shè)備的性能，改善了生產(chǎn)工況，提高了生產(chǎn)效率，獲得了良好社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，深受用戶好評(píng)。
自從科匯公司從事開關(guān)磁阻電機(jī)研發(fā)項(xiàng)目以來，各級(jí)政府和領(lǐng)導(dǎo)對(duì)該項(xiàng)目給予了極大的支持與關(guān)注，國家發(fā)改委副主任解振華、原山東省省長韓寓群等領(lǐng)導(dǎo)先后到公司視察，并數(shù)次獲得專項(xiàng)資金支持。為了盡快實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)的規(guī)�；a(chǎn)業(yè)化，科匯公司投入了大量的人力物力。2007年，山東省開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速工程技術(shù)研究中心投入使用，中心占地1200余平方米，設(shè)備配套齊全，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為3000臺(tái)套/年，為開關(guān)磁阻電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大提供了良好的條件保證。
開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)九大特點(diǎn)
———效率高，節(jié)能效果好。在所有的調(diào)速和功率范圍內(nèi)，SRD整體效率比交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)至少高3%以上，在低速工作的狀態(tài)下其效率能夠提高10%以上；與直流調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、電磁調(diào)速等系統(tǒng)相比，SRD節(jié)電效果更明顯；
———起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，特別適合于那些需要重載起動(dòng)和負(fù)載變化明顯并且頻繁的場合。SRD控制器從電源側(cè)吸收較少的電流，在電動(dòng)機(jī)側(cè)可得到較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的200%時(shí)，起動(dòng)電流僅為額定電流的10%，比之交流電動(dòng)機(jī)的300%電流獲得100%的轉(zhuǎn)矩的性能，優(yōu)勢非常明顯；
———調(diào)速范圍廣。SRD電動(dòng)機(jī)可以在低速下長期運(yùn)行。由于其效率高，在低速下的溫升程度比額定工況時(shí)還要低，這也就解決了變頻調(diào)速低速運(yùn)行下電動(dòng)機(jī)發(fā)熱問題。此外，SRD電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速不會(huì)像交流電動(dòng)機(jī)那樣受極數(shù)的限制，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活地設(shè)定最高轉(zhuǎn)速；
———可頻繁正、反轉(zhuǎn)，頻繁起動(dòng)、停止，系統(tǒng)調(diào)控性能好，四象限控制靈活。因此，非常適合于龍門刨床、可逆軋機(jī)、油田抽油機(jī)、螺旋壓力機(jī)等應(yīng)用場合。制動(dòng)性能好，能實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，節(jié)約電能效果顯著；
———起動(dòng)電流小，避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。SRD具有軟起動(dòng)特性，沒有普通交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流大于額定電流5—7倍的現(xiàn)象；
———功率因數(shù)高，不需要加裝無功補(bǔ)償裝置。普通交流電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的功率因數(shù)在0.2—0.4之間，滿載在0.8—0.9之間，而開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在空載和滿載下的功率因數(shù)均大于0.95；
———電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、制造工藝簡單，成本低。工作可靠，能適用于各種惡劣、高溫甚至強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境；
———缺相與過負(fù)載時(shí)仍可工作。出現(xiàn)電源缺相、電動(dòng)機(jī)或控制器任一相出現(xiàn)故障時(shí)，SRD電動(dòng)機(jī)輸出功率減小，但仍然可以運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)超過額定負(fù)載120%%以上時(shí)，轉(zhuǎn)速只會(huì)下降，而不會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)和控制器；
———由于控制器中功率變換器與電動(dòng)機(jī)繞組串聯(lián)，不會(huì)出現(xiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)功率變換器可能出現(xiàn)的直通故障，可靠性大為提高。
|
