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我磁悬浮大功率高速电机规模化生产
内容简介:由于高端的电机磁力轴承多应用于石油石化、半导体、航天航海、核能、国防军工等领域,国外磁力轴承公司对中国一直采取技术保密,并且不对中国进行小批量磁力轴承的出售。
    科技日报天津7月10日电 (记者王怡)磁悬浮电机除应用于磁悬浮列车外,更是广泛应用于轴承行业。天津飞旋科技研发有限公司通过自主研发,打破了轴承技术国外垄断,开始规模化生产。10日上午,记者随天津市副市长何树山调研了这家公司,见到了拥有我国自主知识产权的磁悬浮轴承真空分子泵和磁悬浮大功率高速电机。 

    据了解,磁悬浮电机轴承利用磁力作用将转子悬浮于空中,与传统轴承相比,具有无接触、无摩擦、使用寿命长、无需润滑以及高精度等特殊的优点,在工业领域颇受青睐。 

    磁悬浮电机转子涉及到机械、电子、计算机、控制和传感器等多学科技术的交叉应用,是机电一体化的装置。精确测量高速磁悬浮转子转动过程中的功率、转矩和转速等参数,对分析磁悬浮转子的性能及工作运行状况又有很大的作用,因此有必要对磁悬浮转子的功率等参数进行精确测量。目前,国内外对磁悬浮转子的功率测试还没有进行过研究。 针对高转速、大功率磁悬浮转子在转动过程中转子是浮动的特点,现有的测功设备不能满足高速磁悬浮转子功率测试的要求,本文提出了高速磁悬浮转子功率测试的原理。测功机系统由磁悬浮转子,磁力联轴器,永磁发电机,耗能负载电阻等组成。测功永磁发电机通过磁力联轴器与被测磁悬浮转子相连,作为被测磁悬浮转子的负载吸收其输出的机械能,并将之转化为电能,由负载电阻消耗。在对磁悬浮转子功率测试过程中,转速传感器检测磁悬浮转子的输出转速;拉压力传感器测量测功机定子外壳与底座之间的作用力间接测出磁悬浮转子的输出转矩。 借鉴永磁电机、磁力联轴器以及电力测功机等的设计方法,本文介绍了设计这种高速测功机系统的方法。磁力联轴器的设计,主要为了满足高转速、大功率磁悬浮转子的特点,尽量提高永磁体磁能利用率,增大气隙磁密,从而提高磁力联轴器传递的扭矩。磁力联轴器选用推拉式结构,内外转子上磁体采用紧密排布方式,合理选取磁极数目、磁体厚度和工作气隙。高速永磁电机的设计,永磁转子的设计要考虑电磁和机械两方面的要求,定子绕组和铁心设计需要解决减小损耗和有效的散热等主要问题。 通过对三种不同结构的磁力联轴器内部磁场分析、转矩公式推导以及实验验证和传动性能分析,以及磁力联轴器和高速永磁发电机的设计与分析,比较全面地介绍了高速磁悬浮转子功率的测试原理及关键技术,为高速磁悬浮转子的理论研究和实际应用提供相关理论依据和指导。 


    在位于天津滨海新区的厂房里,飞旋科技技术总监沙宏磊向记者介绍了国内第一台磁悬浮大功率高速电机。他指着一个长度不到1米,直径半米大小的圆柱形大功率高速磁悬浮电机说:“别看它体积小,但是功率达200千瓦,在一些对空间要求较高的高科技领域,比如航空航天、舰船、海上钻井平台等,就突显出优势,整机比传统技术节能40%以上,而且无需润滑系统,安全性和易维护性也大大提高。” 

    由于高端的电机磁力轴承多应用于石油石化、半导体、航天航海、核能、国防军工等领域,国外磁力轴承公司对中国一直采取技术保密,并且不对中国进行小批量磁力轴承的出售。作为国内首家自主研发磁悬浮轴承技术及产品的民营中小型高科技企业,飞旋科技攻克了产业化道路上遇到的诸多技术难题,目前已有多款采用磁悬浮轴承的高速大功率电机开始规模化生产。 

    飞旋科技总经理洪申平说,未来他们将利用自身在磁悬浮轴承技术上积累的经验,实现磁悬浮产品系列化和标准化,进而引领国内磁悬浮轴承技术创新。

    据了解,为集中优势在临沂打造国内外有影响的战略高新技术产业园,签约双方将合作成立磁悬浮动力机械技术中心,北京海斯德电机机械有限公司对高速磁悬浮动力机械拥有完全自主知识产权,具备打造高端磁悬浮系列产业化的能力。 

    技术中心将设立两个基地,利用北京的人才、技术和国家重点实验室的优势,建立北京研发与装试基地;利用临沂国家级经济技术开发区的优势,建立产业化总部基地和为北京研发基地相配套的高科技研发中心项目。 

    按照协议,北京海斯德电机机械有限公司在今年年底实现小功率磁悬浮电机的研发和装试;2012年底,实现小功率磁悬浮动力机械项目产业化及批量生产和中功率磁悬浮电机的研发和装试;2013年底,实现中功率磁悬浮动力机械项目产业化及批量生产和大功率磁悬浮电机的研发和装试,及相关产业化和批量生产 
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