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北京高校、科研院所电机的项目成果(第一批)
北京高校、科研院所电机的项目成果(第一批)
日期:2008-2-2 16:43:57 [添加到我的收藏夹]

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合计:14 

 

 

 

 

 

1

三相异步电动机绕组双端供电变频调速驱动装置

清华大学

    专利号:ZL02117868.2    
    
一种三相异步电机的变频调速装置,属电动机的变频调速领域。本发明将异步电机的三相定子绕组每端用一组变频驱动主电路进行供电,并采用微处理器构成的数字电路生成PWM控制信号对两组主电路进行统一控制,两端的主电路相互独立。逆变电路由高性能场控开关器件组成,整流电路由不控整流桥组成,控制电路生成的脉宽调制信号频率固定在1KHz20KHz范围内的一个值,不随输出频率变化。本发明变频调速装置可用于高压大容量电机的调速,所需元器件的耐压要求不高。

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 2

三电平选定消谐脉宽调制脉冲的发生方法及脉冲发生器

清华大学

    专利号:ZL02121111.6     
    
三电平选定消谐脉宽调制脉冲的发生方法及脉冲发生器属于AC/DC/AC变频调速系统技术领域,其特征在于它含有:根据用于控制三电平电压源逆变器各开关器件开关函数的调制比、脉冲频率生成对应的开关脉冲序列并形成格式,接收并判断监控主机的控制命令字,根据对应的调制比和频率生成并发出对应的六路脉冲序列实行正常脉冲控制等步骤;在此基础上,相应地提出了基于数字信号处理器的三电平选定消谐脉宽调制脉冲发生器。它适用于中高压变频调速装置,可在输出线电压中,根据预期的选定消谐的目的,消除高次谐波成分,较好地解决输出电压频率低时高次谐波导致异步电动机运行性能恶化的问题和输出电压频率高时装置的开关损耗增大的问题,延长开关器件的寿命,同时保证装置有足够的输出功率。

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3

一种同步发电机空载电势相量的纯电气测量方法

清华大学

    专利号:ZL02130955.8   
    
一种同步发电机空载电势相量的纯电气测量方法属于电力系统及其自动化技术领域,该方法计及了同步发电机的动态行为特性,从而在电机的稳态和暂态(包括次暂态)运行过程中均具有较高的测量精度。该方法的特征在于包含以下步骤:以△T 为间隔采集输出相电压和相电流的值;对每一个新采样周期的数据,执行以下步骤:采用正序变换求取电压、电流的正序分量实部和虚部;计算电压有效值和输出电磁功率;采用派克方程模型来描述同步发电机的动态过程,建立实用测量动态模型并计算出同步发电机的空载电势相量。在系统遭受大扰动后的次暂态过程中,对功角进行进一步的修正。实践表明,此方法测得的空载电势相量在稳态和暂态过程中精度都很高。

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4

采用柱面二维坐标系的全步进电机式二维运动模拟器

清华大学

    专利号:ZL02153874.3     
    
采用柱面二维坐标系的全步进电机式二维运动模拟器属于二维运动模拟技术领域,其特征在于,它含有用支架固定在地面上的横梁,与横梁相连的方位和俯仰运动的模拟机构,前者含有:嵌在横梁上的弧形齿条,经齿轮和齿条啮合连接且装在定位座上的X向步进电机;后者含有:带有轴承式滑块且固定在横梁上的弧形导轨,安装在定位座上且与上述滑块固接的Y向步进电机,由受Y向步进电机驱动的钢绳、与钢绳滑动连接的滑轮构成的传动机构、供与钢绳相连的模拟目标作俯仰运动用的直线导轨以及支架。直线导轨上还装有定位磁块和防撞块。还有各向接近开关。二维运动模拟器中的XY向步进电机经各自的驱动器与受控于工控机的可编程逻辑控制器相连,在它的控制下,可在垂直于地面的弧面上作任何轨迹的运动。

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5

高性能永磁同步电机驱动控制技术

清华大学

成果简介 
    
永磁同步电机因具有效率高、体积小、重量轻、噪音低和调速方便等诸多优点,近些年在国内外得到了迅速发展和越来越广泛的应用。我国稀土材料非常丰富,十几千瓦以下的永磁同步电机的设计、制造技术已十分成熟。该电机在工农业、国防、家用电器及电动工具等许多应用领域都正在取代感应电机、有刷直流电机或燃油动力机械,显示出旺盛的发展趋势。 
    
永磁同步电机必须有合适的驱动器控制才能工作。几年来,我们对永磁同步电机的驱动控制技术进行了不断的研究和开发,取得了多项成果,其中有些已经产品化,为一些电机或整机生产厂家配套。独特的控制算法、高性价比的电路结构、优良可靠的控制性能以及可为用户专门设计是该驱动控制技术的显著特色。
应用说明 
    
在实际使用中,永磁同步电机和驱动控制器是不可分割的整体部件。能生产该电机的厂家很多,电机选型相对方便,而配套合适的驱动控制器则显得十分关键。该驱动控制器由一般的电子产品生产厂家即可组织生产,既可为电机厂配套,也可直接提供给整机生产厂家。 
    
该驱动控制技术的特点和适用范围: 
    (1) 
适用于功率在十几千瓦以下的永磁同步电机和直流无刷电机。 
    (2)
可用于各种市电供电或电池供电的变频或定频控制的场合。 
    (3)
部分变频调速的应用可以采用无传感器控制。 
    (4)
更适合对工作环境、工作条件、电磁兼容和安全性等有严格要求的场所。 
    (5)
永磁同步发电机变换器能输出各种定压定频的完美正弦波。 
效益分析 
    
永磁同步电机及驱动控制器(俗称数码电机)是符合国家节能、环保基本国策和可持续发展战略的高新技术产品,若干年内市场需求量会迅速增大。驱动控制器中既包含有量大面广的长线产品,又有高附加值的专用配套产品,适合于组织批量生产。 
    
该产品可以作为企业新上项目,更利于电子产品生产厂家的产品更新换代,以极少的设备投资,就能很快见到效益。
合作方式 :面议。 

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 6

带可调式磁阻尼器的反应堆控制棒驱动机构

清华大学

    专利号:ZL  02148637.9 
    
带可调式磁阻尼器的反应堆控制棒驱动机构,包括驱动机构支架,由电机、齿轮减速机构、链轮装置组成的传动链,棒位测量系统,由动盘、上下磁盘及轴承座组成的磁阻尼器。本发明的电机采用双轴伸步进电机,磁阻尼器采用可调式结构,并将磁阻尼器布置在驱动机构支架的外顶部位置。由于磁阻尼器只起阻尼作用,不承担传动功能,并采用可调节式结构,因而使得控制棒驱动机构的传动链较短,传动更为平稳可靠;另外磁阻尼器可不受驱动机构支架的限制,在磁盘和动盘间隙较大的情况下获得足够的制动力矩,既降低了控制棒驱动机构制造、装配精度对落棒速度的影响,又可消除动盘与磁盘可能发生的刮蹭现象,为反应堆事故工况下的安全运行提供了保证。 

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7

用于驱动小轿车车窗的新型超声电机

清华大学

成果简介 
    
超声电机也称为压电陶瓷电机,是一种不用电磁力驱动的新型电机。与传统电机比较,超声电机有许多特点,如:低转速、大转矩;功率体积比是电磁电机的3-10倍;起动停止响应快;电磁干扰小;停机时可自锁;噪声低等等。摩擦驱动型超声电机一般的工作原理是:利用超声产生定子特定的振动形式,并通过摩擦驱动转子运动。 
    
目前,超声电机已经应用在光学仪器、轿车、微机械、精密仪器、自动控制、航空航天等许多领域。在我国,目前超声电机还没有产业化产品。影响超声电机普及应用的原因很多,其中主要原因之一是:这些超声电机的结构比较复杂。由于传统超声电机必须有独立的定子和转子等部件,因此加工成本高,产品价格高,妨碍了超声电机的大规模普及应用。 
    
为了提高超声电机的性能、简化超声电机的结构,我们提出了一种结构简单的新型超声电机。这种新型超声电机把电机的外壳作为定子,减少了一个部件,简化了结构、降低了成本、有利于产业化生产;特别是大大提高了超声电机的性能,我们的超声电机的堵转力矩超过了 4 牛米,而目前国内外同类型超声电机的堵转力矩在 3 牛米左右。我们对这种新型电机已经申请了发明专利。样机已经安装在小轿车进行实验,工作情况良好,并通过鉴定。 
技术指标:电机转子直径100毫米;  堵转力矩>4牛米;   空转转速约为60/分;噪声小于35db 
应用说明 
    
超声电机具有转速低、力矩大的特点,不用减速机构可以直接驱动汽车中的移动部件。由于超声电机是通过振动和摩擦产生驱动力,所以对无线电干扰小。对目前的超声电机进行改进还可以减轻重量。超声电机其他的优势是:结构简单,制作成本低。由于这些优点,美国MIT大学,奔驰公司,福特公司和通用汽车公司的专家们联合撰写了题为“2005年汽车电器系统展望的文章,预言汽车车窗玻璃将普及使用超声电机作为驱动器。我们研制的100毫米直径的电机已经可以用来驱动车窗玻璃、天窗等。目前,国内还没有其他厂家和研究单位可以研制出用于驱动车窗玻璃的超声电机。    
    
该超声电机加上电路控制,还可以用来精密定位,替代传统的电磁步进电机。 
效益分析  
    
进行工业化生产,超声电机的成本预计可以控制在50元以内(该电机已经可以直接应用,不需要减速器)。 
    2002
年我国生产约小轿车约70万辆安装电动窗,280万只驱动器,每只驱动器售价 100 元(这个价格远低于目前市场上车窗玻璃驱动器的一般价格),年产值约2.8亿元,年获利润超过1亿元。有关数据表明2003年我国轿车产量增加30%,一辆轿车一般需要2050只电机,如果用超声电机进行替换,市场巨大。 
合作方式:区域性技术转让;或资金入股;或其他方式面议。 

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8

低转速脉动的永磁同步电动机变频空调

清华大学

成果简介 
    
目前,随着全世界范围能源危机的到来,各国政府都在为经济可持续发展的目的积极地推广节能降耗技术。作为家庭用电的主要设备之一,传统的定频空调器由于其运行效率低下正在逐渐退出市场。新一代的变频空调器因为具有节能效果明显、温度调节平稳、整个频率范围内运行噪声低等一系列优点,因而受到市场的关注。 
    
变频空调器就是在普通空调结构的基础上.加上一个由微处理器控制的变频器。变频器以改变输出电源频率的方式,来控制压缩机、风扇电机的转速,达到调节制冷量的目的。因此变频式空调不是靠频繁开停机方式控制室温,而是以恒温的低频率长时间运转保持室温恒定。变频式空调既减少了噪声和振动,同时由于变频式空调使居室温度波动小,彻底消除了忽冷忽热,提高了人体舒适性,减小了运行噪声,并具有更强的电网电压适应性。 
技术指标 
    
变频式空调器体现了现代电力电子技术和微电控制技术的应用成果,具有节能、高效、舒适的优势,有广阔地发展前景。而由于变频器供电的特点以及压缩机运行的特殊性,普通异步电机往往会出现效率低,噪声大等问题,难以达到较好的运行性能。永磁式同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等特点。和异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速控制,因此永磁同步电机矢量控制系统在变频空调中的应用也引起了广泛关注。 
效益分析 
    
90年代初开始,变频空调器开始进入国内市场,一些著名的空调生产厂家先后从国外引进变频空调器生产技术。在消化和吸收这些技术的同时,积极开发研制国产变频空调器,并且有不少研制成功的报道。应该说我国的变频空调器起步虽晚,但是发展很快,形成了市场需求旺盛、生产能力充足、价格基本平稳、消费者购买理智、市场竞争多元化的趋势。价格竞争进入有序阶段,强化技术指标成为众多厂家的共同追求。对消费者而言,节能、低噪、能效比高的空调器最受青睐。从第一台变频空调器诞生至今,变频空调技术得到了充分地发展,尤其在控制系统方面。进入90年代以来,IGBT为代表的复合型功率模块和以IPM为代表的智能型功率模块的诞生, PWM控制技术、智能控制在其他领域的成功应用以及微处理器技术的迅速发展等,极大地推动了变频调速技术本身的发展,同时也加快了变频调速技术在家用空调器中的应用步伐,因此变频空调器在今天具有极大的市场。 
合作方式 :面议。 

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 9

柔性有机电致发光器件

清华大学

    专利号:ZL01115645.7      
    
本发明所公开的是一种柔性有机电致发光器件,其结构中依次包括一个柔性基体层,由绝缘材料构成的缓冲层,一个阳极层,至少包括一个电子传输层或空穴传输层的有机发光层,一个阴极层。本发明通过在器件结构中加入一层缓冲层,有效地改善了器件基片与用作阳极的ITO薄膜之间的结合性能,同时大大提高了器件基片的气密性,达到了提高器件的稳定性和延长其寿命的目的。

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10

一种静电致动微夹持器

清华大学

    专利号:ZL02153484.5 
    
一种静电致动微夹持器,属于微机电系统(MEMS-Micro-Electro  Mechanical Systems)领域。本微夹持器是以静电作为驱动力源,夹持器由驱动电极、柔性结构、动梳齿、定梳齿、限位块、微夹持臂和底板组成,驱动电极、定梳齿、限位块以键合方式固定在底板上,柔性结构为连续的S形结构,一端与驱动电极相连,一端与动梳齿相连,动梳齿的另一端与微夹持臂相连。在驱动电极、柔性结构、动梳齿、定梳齿、限位块和微夹持器的上表面都溅射有金属层,金属层应为易于与铝、金等金属导线压焊的材料如金。本发明静电致动微夹持器响应速度快,夹持力大,控制容易、制造方便。  

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11

一种车用发动机可变喷嘴涡轮增压控制方法及系统

清华大学

    专利号:ZL 02117418.0 
    
一种车用发动机可变喷嘴涡轮增压控制方法及系统,涉及一种发动机涡轮增压电控系统。其特征是在采用可变喷嘴涡轮增压器的电控系统中,通过采集发动机的转速、油门位置、发动机增压压力和进气温度信号,判断发动机工作工况,得到目标增压压力值。该系统采用步进电机为执行器,通过连杆直接与涡轮喷嘴环调节曲柄相连。在过渡过程采用开环预测控制,直接驱动执行器,调节喷嘴环叶片开度到一定值;在稳态时,采用以进气歧管内增压压力信号为控制目标的闭环数字PID控制。该电控系统与现有技术相比,瞬态过程响应速度快,执行元件少,系统结构简单,可实现与各种不同增压发动机的匹配,尤其是车用可变喷嘴涡轮增压柴油机。

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 12

一种新型压电陶瓷电机

清华大学

    专利号:03208996.1 
    
一种新型压电陶瓷电机,包括定子、转子、分区极化的压电陶瓷片、安装在转子中心的输出轴以及用于调整定子和转子之间压力的预压紧机构,其技术特点是将外壳作为电机的定子,所述的压电陶瓷片粘接在转子上;在中心输出轴上安装有电极环,该电极环与电刷相接触。本实用新型改变了以往压电陶瓷电机具有独立的定子、转子和外壳,并且压电陶瓷片均设置在定子上的结构;本实用新型将电机的外壳作为定子,将压电陶瓷片设置在转子上,减少了结构部件,结构简单紧凑,降低了产品的成本,有利于产业化生产和广泛的应用前景。

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13

直线电机

清华大学

    1、成果简介
    
长期以来,机床上安装的进给系统主要是旋转伺服电机+滚珠丝杠,这种进给系统所能达到的最高进给速度为2030m/min,最大加速度只有0.1~0.3g。由于从电机主轴到工作台之间存在一系列的中间环节,当进给部件要完成启动、加减速、反转、停车等动作时,这些机械元件产生的弹性变形、摩擦、反向间隙等,会造成进给运动的滞后和其它许多非线性误差;这些中间环节也加大了系统的惯性质量,影响了对运动指令的快速响应。另外,丝杠是细长杆,在力和热的作用下,会产生很大的变形,影响加工精度。同时传统的进给系统结构复杂,难以集成和实现模块化,安装、调试困难,也造成机床整体结构复杂化。
    
为了克服传统进给系统的缺点,简化机床结构,满足高速精密加工的要求,人们开始研究新型的进给系统,直线电机就是最有前途的快速进给系统。它取消了源动力和工作台部件之间的一切中间传动环节,使得机床进给传动链的长度为零,这就是所谓的直接驱动direct drive)或零传动
    
清华大学自二十世纪九十年代开始研究直线电机,目前正在承担十五国家科技攻关计划直线电机系统的研究开发与应用课题。已研制开发了高响应直线电机及驱动系统,并成功地应用在了中凸变椭圆活塞数控车床上;研制开发了高推力直线电机及伺服驱动系统样机,可用于各种金属切削机床、电火花加工机床及其它精密设备中。
    2
、合作方式:面议。

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14

小轿车用新型超声电机

清华大学

    1、成果简介
    
超声电机也称为压电陶瓷电机,是一种不用电磁力驱动的新型电机。早在1948年,Willianms  Brown就申请了压电电机的美国专利。但是到1992年巴塞罗那奥运会上,超声电机在佳能相机的自动调焦系统才得到成功的商业应用。与传统电机比较,超声电机有许多特点,如:低转速、大转矩;功率体积比是电磁电机的3-10倍;起动停止响应快;电磁干扰小;停机时可自锁;噪声低等等。超声电机可分为三大类:摩擦驱动型、非摩擦驱动型和非接触悬浮型。目前应用最多的是摩擦驱动型超声电机。摩擦驱动型超声电机一般的工作原理是:利用超声产生定子特定的振动形式,并通过摩擦驱动转子运动。
    
目前,超声电机技术在日本处于世界领先地位,掌握着世界上大多数超声电机技术的发明专利。90年代中后期开始,美国、德国、法国、瑞士等国家也积极投入大量人力物力研究超声电机。超声电机已经应用在光学仪器、轿车、微机械、精密仪器、自动控制、航空航天等许多领域。在我国,目前超声电机还没有产业化产品。影响超声电机普及应用的原因很多,其中主要原因之一是这些超声电机的结构比较复杂。由于超声电机必须有独立的定子和转子等部件,因此加工成本,产品价格高,妨碍了超声电机的大规模普及应用。
    
为了简化超声电机的结构,我们提出了一种结构简单的新型超声电机。这种新型超声电机把电机的外壳作为定子,减少了一个部件,简化了结构,降低了成本,有利于产业化生产,有广泛的应用前景。我们对这种新型电机已经申请了发明专利。
    2
、技术指标:电机转子直径100毫米;堵转力矩>3牛米;空转转速约为60/分;噪声小于35db
    3
、应用说明
    
超声电机具有转速低力矩大的特点,不用减速机构可以直接驱动汽车中的移动部件。目前我们研制的100毫米直径的电机可以用来驱动车窗玻璃、天窗等。
    4
、效益分析
    2002
年我国生产小轿车约70万辆安装电动窗,约280万只驱动器,每只驱动器售价200元,年产值约5.6亿元。预计2003年我国轿车产量增加30%。一般轿车需要2050只电机,如果采用超声电机,市场巨大。
    5
、合作方式:合作开发。

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