我国研制的36MW变频器IGBT能否用在航母电磁弹射系统上

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 05:33:04
美国航母用的变频器
真正最为关键,技术难度最大的部件是高功率的循环变频器,这个技术是电磁弹射器的真正技术瓶颈,EMALS现在正处于关键性部件工程验证阶段,循环变频器仅仅是完成了计算机模拟,还没有开始发展工程样品,从设计而言,循环变频器是一个多路的桥式电路通过串联或者并联多路桥式电路来获得叠加和控制功率输出,他不使用开关和串联电容器,省略了电流分享电抗器,实现了完全数字化管理的无电弧的电能源变频管理输出。她每一相的输出能力为0到1520伏,峰值电流6400安培,可变化频率为0-644赫兹。循环变频器设计非常复杂,它不仅需要将4台交流发电机的24相输入电能准确的将正确的相位输入到正确的模块端口,还必须准确的管理298个直线电机的电磁模块,在滑动组运行到来前0.35秒内让电磁体充电,而在滑组经过后0.2秒之内停止送电并将电能输送到下一个模块。循环变频器工作时间虽然不长,每次弹射仅需工作10-15秒,但热耗散非常大,一组循环变频器需要528千瓦的冷却功率,冷却剂是去离子水,流量高达1363升/分,注入温度35摄氏度的情况下可确保系统温度低于84摄氏度。目前美国对这一核心部件的保密工作也非常重视,除了基本原理外,几乎没有任何的模型结构,工程图片披露。2003年美国海军和通用电气签订合同要求花费7年时间完成这一部件的实体工作
http://lt.cjdby.net/viewthread.php?tid=992939&extra=&page=1


我国研制的变频器国产变频器IGBT驱动国内最大功率同步电机获得成功
相关专题: 变频器 时间:2009-12-07 07:36 来源: 中国传动网
      由成都佳灵电气制造有限公司研制的国产IGBT直接串联高压变频器,驱动国内最大功率36MW/10KV无刷励磁同步电动机,完成电机型式试验,在上海电气集团上海电机厂有限公司获得圆满的成功。
此次电机拖动试验对象为无刷励磁同步电动机。其主要技术参数:型号TDWS36000-4,额定功率36000KW,额定电流2347.5A,额定电压10KV,转速1500r/min,励磁电压127V,励磁电流601A,无刷励磁机型号ZLWS2-800A,功率96.7KW,直流电流662A,直流电压146V,转速1500r/min,励磁电压65.07V,励磁电流11.05A。
已经完成了36MW/10KV无刷励磁同步电动机绕组在冷态下直流电阻的测定、绝缘电阻测定、发电机法的超速试验、空载特性的损耗测定、相序测定、稳态短路特性及损耗测定、电动机法同步机转动惯量测定、空载短路法的同步机温升测试及抽转子法等一系列的试验。
佳灵高电压大功率电机试验电源系统,由试验电源、自动控制、测量、数据采集和组态监控等几个子系统构成,主回路系统由试验电源、被试电机、陪试电机以及辅助电源构成。系统具有能量双向回馈能力,可以大大降低电机试验能耗,节约试验成本,使整个系统效率高、结构简洁紧凑、试验噪音低,具有当今先进操作控制系统应有的所有模式,即可通过远程控制方式在控制室实现,也可直接在现场操作,使用方便灵活。
试验电源控制装置按要求控制主回路系统的工作,当被试电机的电压、频率和负载满足要求时,测量系统启动,测量主回路中被试侧和负载侧的各个参数,然后通过数据采集系统把数据传输到工控机,组态界面对数据进行监控。试验电源控制装置和工控机之间通过串行接口连接,工控机可通过试验电源控制装置控制现场的工作流程。整个工作构成了一个智能化电机测试系统。操作人员通过控制室的电视画面就可方便的监视试验电源、试验机组等的工作状态。
此次高电压大容量同步电动机型式试验由佳灵公司技术支持工程师和上海电机厂有限公司12MW/10KV电机试验站工程技术专家和现场试验调试工程师共同完成,这是继佳灵公司2007年自主研发的12MW/10KV大型电站配套电机与大型交直流电机试验站系统运行以来,又一次完成的国内电压等级最高,单机容量最大,技术难度最高的同步电动机变频拖动电机试验,也是佳灵获得世界专利的IGBT直接串联技术及自主开发的主从控制技术、叠频试验波形发生技术、变频器并联技术等多项变频产业领域的关键技术在近40兆瓦级高压变频器项目的成功应用,是变频行业及大型电机检测领域的又一项重大技术突破,标志着拥有完全自主知识产权的IGBT直接串联等核心技术的佳灵变频产品走在了国内、外同行的最前列。
http://info.china.alibaba.com/news/detail/v5000441-d1008941378.html


  
— — 佳灵独创国内最先进10兆瓦级高电压电机试验变频电源系统

发布时间:2008-12-16  来源:西部工控网   
   
      国产最大功率高压变频器——电压等级1万伏以上、单台测试电机功率高达10兆瓦级的上海某公司12000KVA*2大型电站配套电机与大型交直流电机试验站系统成功投入运行,这是佳灵公司继取得全部自主知识产权、获得世界专利的IGBT直接串联技术后,在变频行业及大型电机检测领域的又一项重大技术突破,该系统是目前国内容量最大、技术最先进、设计控制最优化的电机试验系统。

     佳灵自主开发的主从控制技术、叠频试验波形发生技术、变频器并联技术等多项变频产业领域的关键技术,保证了系统的稳定、可靠、高效运行,实现了高电压大功率电机试验电源系统设计理念的历史性突破,彻底解决了电机行业传统的电机试验站设备占地面积大、损耗大、电机功率利用率低、制造成本增加、效率低、试验噪音大、结构复杂的缺点。

    这种万能型电机试验电源系统,可以实现包括大型电站配套电机、中大型直流电机、中大型普通交流异步电机、大型同步电机、变频电机、各种风力发电机组电机、机车牵引电机等在内的任意电机类型、各种电压等级的电机进行电机出厂试验和型式试验,电源系统具有能量回馈能力,可以大大降低电机试验能耗,节约试验成本,使整个系统效率高、结构简洁紧凑、试验噪音低,对试验系统的操作即可通过远程控制方式在控制室实现,也可直接在现场操作,使用方便灵活。在已经完成的各种类型的同步电机、异步电机、直流电机、变频电机和风力发电机组的电机试验中,最有代表性的试验项目是国内电机容量最大的11000KW异步电动机电机试验和2300KW风力发电机组电机试验。

     该项目以及由佳灵公司研发生产的哈尔滨某公司特种电机试验站、杭州某公司交直流电机试验站、天津某公司2×2500kVA+2×1250kVA大型风力发电机组专用电机试验站系统的成功运行,标志着佳灵公司成为国内第一家实现高电压大电流大型电机试验变频电源系统研发、设计、生产、现场安装施工(包括土建、结构、水冷系统)、单元调试、整机系统运行等工程总承包专业化、产业化变频企业,其先进的设计理念、稳定的系统运行、多项世界首创的变频技术应用解决方案,获得了业内专家和主管部门的高度赞誉,拥有全部自主知识产权的佳灵大型电站配套电机与大型交直流电机、风力发电机组试验站电机试验变频电源系统走在了国内同行的最前列、代表着目前该领域中的国内最先进水平。

某大型电机试验站变频电源系统高压变频柜组合

某大型电机试验站电机试验设备现场
  佳灵高电压大功率电机试验电源系统,由试验电源、自动控制、测量、数据采集和组态监控等几个子系统构成,主回路系统由试验电源、被试电机、陪试电机以及辅助电源构成。试验电源控制装置按要求控制主回路系统的工作,当被试电机的电压、频率和负载满足要求时,测量系统启动,测量主回路中被试侧和负载侧的各个参数,然后通过数据采集系统把数据传输到工控机,组态界面对数据进行监控。试验电源控制装置和工控机之间通过串行接口连接,工控机可通过试验电源控制装置控制现场的工作流程。整个工作构成了一个智能化电机测试系统。操作人员通过控制室的电视画面就可方便的监视试验电源、试验机组等的工作状态。

某大型电机试验站现场试验实时视频监测系统
该电机试验系统的特点:

◎ 该系统可实现多台变频器并联,输出大功率和输出电流大,完全满足大功率异步电机堵转试验和大型同步电机惰行法短路特性试验的需求。最大单台测试电机功率高达11000KW,代表着业内的最高技术水平。
◎  试验能力:

    异步电机试验(试验能力:12000kVA)
    同步电机试验(试验能力:12000kVA)
    直流电机试验(试验能力:12000kVA)
    直流电机温升试验(试验能力电源输出:6000KVA)
    双馈风力异步发电机试验(试验能力:3000KVA)
◎  提供交流电压、频率和直流电压在需求的范围内平滑自动可调。
◎  实现被试电机负载自动平滑可调。
◎  对电源和负载实现自动控制。
◎  实时采集数据,自动生成试验报告,软件提供可视化菜单。
◎  试验电压范围宽广:
   
    直流电压0-1350V可调,最高可达1350V;
    交流电压0-13500V可调,能覆盖的电机品种多;
◎ 频率调节范围广,可在0HZ-110HZ宽广频率范围内任意调节。
◎ 实现控制自动化,数据采集自动化,能实现微机现场监控参数变化。
◎ 有完善的高压保护和系统控制措施。
◎ 组态王组态软件进行现场监控,提供可视化监控画面,实时现场监控。
◎ 组态界面实时监控试验结果。
◎ 高压直流储能柜和过压快速抑制装置,抑制中间直流电压波动,防止过电压。
◎ 特有滤波器设计,滤波效果好,输出电压波形好。
◎ 实现远程操作与现场操作灵活转换,使用方便。
◎ 循环水冷却,冷却效率高,冷却效果好。
◎ 完成对异步电机、直流电机、同步电机、双馈异步风力发电机和变频电动机的各种实验。

◎ 电机对拖负载试验,能量在直流母线实现小循环,节能降耗、降低营运成本。
◎ 利用一台变频器供电即可实现电机的叠频法温升试验,操作非常简便;
◎ 采用逆变单元直接发生叠频试验需要的叠频合成波形,大大减小了逆变单元的容量,降低了设备的成本。

http://www.xbgk.com/ComWeb/WebTpTwo/news_show.asp?Uid=XB0812051001&id=33553
美国航母用的变频器
真正最为关键,技术难度最大的部件是高功率的循环变频器,这个技术是电磁弹射器的真正技术瓶颈,EMALS现在正处于关键性部件工程验证阶段,循环变频器仅仅是完成了计算机模拟,还没有开始发展工程样品,从设计而言,循环变频器是一个多路的桥式电路通过串联或者并联多路桥式电路来获得叠加和控制功率输出,他不使用开关和串联电容器,省略了电流分享电抗器,实现了完全数字化管理的无电弧的电能源变频管理输出。她每一相的输出能力为0到1520伏,峰值电流6400安培,可变化频率为0-644赫兹。循环变频器设计非常复杂,它不仅需要将4台交流发电机的24相输入电能准确的将正确的相位输入到正确的模块端口,还必须准确的管理298个直线电机的电磁模块,在滑动组运行到来前0.35秒内让电磁体充电,而在滑组经过后0.2秒之内停止送电并将电能输送到下一个模块。循环变频器工作时间虽然不长,每次弹射仅需工作10-15秒,但热耗散非常大,一组循环变频器需要528千瓦的冷却功率,冷却剂是去离子水,流量高达1363升/分,注入温度35摄氏度的情况下可确保系统温度低于84摄氏度。目前美国对这一核心部件的保密工作也非常重视,除了基本原理外,几乎没有任何的模型结构,工程图片披露。2003年美国海军和通用电气签订合同要求花费7年时间完成这一部件的实体工作
http://lt.cjdby.net/viewthread.php?tid=992939&extra=&page=1


我国研制的变频器国产变频器IGBT驱动国内最大功率同步电机获得成功
相关专题: 变频器 时间:2009-12-07 07:36 来源: 中国传动网
      由成都佳灵电气制造有限公司研制的国产IGBT直接串联高压变频器,驱动国内最大功率36MW/10KV无刷励磁同步电动机,完成电机型式试验,在上海电气集团上海电机厂有限公司获得圆满的成功。
此次电机拖动试验对象为无刷励磁同步电动机。其主要技术参数:型号TDWS36000-4,额定功率36000KW,额定电流2347.5A,额定电压10KV,转速1500r/min,励磁电压127V,励磁电流601A,无刷励磁机型号ZLWS2-800A,功率96.7KW,直流电流662A,直流电压146V,转速1500r/min,励磁电压65.07V,励磁电流11.05A。
已经完成了36MW/10KV无刷励磁同步电动机绕组在冷态下直流电阻的测定、绝缘电阻测定、发电机法的超速试验、空载特性的损耗测定、相序测定、稳态短路特性及损耗测定、电动机法同步机转动惯量测定、空载短路法的同步机温升测试及抽转子法等一系列的试验。
佳灵高电压大功率电机试验电源系统,由试验电源、自动控制、测量、数据采集和组态监控等几个子系统构成,主回路系统由试验电源、被试电机、陪试电机以及辅助电源构成。系统具有能量双向回馈能力,可以大大降低电机试验能耗,节约试验成本,使整个系统效率高、结构简洁紧凑、试验噪音低,具有当今先进操作控制系统应有的所有模式,即可通过远程控制方式在控制室实现,也可直接在现场操作,使用方便灵活。
试验电源控制装置按要求控制主回路系统的工作,当被试电机的电压、频率和负载满足要求时,测量系统启动,测量主回路中被试侧和负载侧的各个参数,然后通过数据采集系统把数据传输到工控机,组态界面对数据进行监控。试验电源控制装置和工控机之间通过串行接口连接,工控机可通过试验电源控制装置控制现场的工作流程。整个工作构成了一个智能化电机测试系统。操作人员通过控制室的电视画面就可方便的监视试验电源、试验机组等的工作状态。
此次高电压大容量同步电动机型式试验由佳灵公司技术支持工程师和上海电机厂有限公司12MW/10KV电机试验站工程技术专家和现场试验调试工程师共同完成,这是继佳灵公司2007年自主研发的12MW/10KV大型电站配套电机与大型交直流电机试验站系统运行以来,又一次完成的国内电压等级最高,单机容量最大,技术难度最高的同步电动机变频拖动电机试验,也是佳灵获得世界专利的IGBT直接串联技术及自主开发的主从控制技术、叠频试验波形发生技术、变频器并联技术等多项变频产业领域的关键技术在近40兆瓦级高压变频器项目的成功应用,是变频行业及大型电机检测领域的又一项重大技术突破,标志着拥有完全自主知识产权的IGBT直接串联等核心技术的佳灵变频产品走在了国内、外同行的最前列。
http://info.china.alibaba.com/news/detail/v5000441-d1008941378.html


  
— — 佳灵独创国内最先进10兆瓦级高电压电机试验变频电源系统

发布时间:2008-12-16  来源:西部工控网   
   
      国产最大功率高压变频器——电压等级1万伏以上、单台测试电机功率高达10兆瓦级的上海某公司12000KVA*2大型电站配套电机与大型交直流电机试验站系统成功投入运行,这是佳灵公司继取得全部自主知识产权、获得世界专利的IGBT直接串联技术后,在变频行业及大型电机检测领域的又一项重大技术突破,该系统是目前国内容量最大、技术最先进、设计控制最优化的电机试验系统。

     佳灵自主开发的主从控制技术、叠频试验波形发生技术、变频器并联技术等多项变频产业领域的关键技术,保证了系统的稳定、可靠、高效运行,实现了高电压大功率电机试验电源系统设计理念的历史性突破,彻底解决了电机行业传统的电机试验站设备占地面积大、损耗大、电机功率利用率低、制造成本增加、效率低、试验噪音大、结构复杂的缺点。

    这种万能型电机试验电源系统,可以实现包括大型电站配套电机、中大型直流电机、中大型普通交流异步电机、大型同步电机、变频电机、各种风力发电机组电机、机车牵引电机等在内的任意电机类型、各种电压等级的电机进行电机出厂试验和型式试验,电源系统具有能量回馈能力,可以大大降低电机试验能耗,节约试验成本,使整个系统效率高、结构简洁紧凑、试验噪音低,对试验系统的操作即可通过远程控制方式在控制室实现,也可直接在现场操作,使用方便灵活。在已经完成的各种类型的同步电机、异步电机、直流电机、变频电机和风力发电机组的电机试验中,最有代表性的试验项目是国内电机容量最大的11000KW异步电动机电机试验和2300KW风力发电机组电机试验。

     该项目以及由佳灵公司研发生产的哈尔滨某公司特种电机试验站、杭州某公司交直流电机试验站、天津某公司2×2500kVA+2×1250kVA大型风力发电机组专用电机试验站系统的成功运行,标志着佳灵公司成为国内第一家实现高电压大电流大型电机试验变频电源系统研发、设计、生产、现场安装施工(包括土建、结构、水冷系统)、单元调试、整机系统运行等工程总承包专业化、产业化变频企业,其先进的设计理念、稳定的系统运行、多项世界首创的变频技术应用解决方案,获得了业内专家和主管部门的高度赞誉,拥有全部自主知识产权的佳灵大型电站配套电机与大型交直流电机、风力发电机组试验站电机试验变频电源系统走在了国内同行的最前列、代表着目前该领域中的国内最先进水平。

某大型电机试验站变频电源系统高压变频柜组合

某大型电机试验站电机试验设备现场
  佳灵高电压大功率电机试验电源系统,由试验电源、自动控制、测量、数据采集和组态监控等几个子系统构成,主回路系统由试验电源、被试电机、陪试电机以及辅助电源构成。试验电源控制装置按要求控制主回路系统的工作,当被试电机的电压、频率和负载满足要求时,测量系统启动,测量主回路中被试侧和负载侧的各个参数,然后通过数据采集系统把数据传输到工控机,组态界面对数据进行监控。试验电源控制装置和工控机之间通过串行接口连接,工控机可通过试验电源控制装置控制现场的工作流程。整个工作构成了一个智能化电机测试系统。操作人员通过控制室的电视画面就可方便的监视试验电源、试验机组等的工作状态。

某大型电机试验站现场试验实时视频监测系统
该电机试验系统的特点:

◎ 该系统可实现多台变频器并联,输出大功率和输出电流大,完全满足大功率异步电机堵转试验和大型同步电机惰行法短路特性试验的需求。最大单台测试电机功率高达11000KW,代表着业内的最高技术水平。
◎  试验能力:

    异步电机试验(试验能力:12000kVA)
    同步电机试验(试验能力:12000kVA)
    直流电机试验(试验能力:12000kVA)
    直流电机温升试验(试验能力电源输出:6000KVA)
    双馈风力异步发电机试验(试验能力:3000KVA)
◎  提供交流电压、频率和直流电压在需求的范围内平滑自动可调。
◎  实现被试电机负载自动平滑可调。
◎  对电源和负载实现自动控制。
◎  实时采集数据,自动生成试验报告,软件提供可视化菜单。
◎  试验电压范围宽广:
   
    直流电压0-1350V可调,最高可达1350V;
    交流电压0-13500V可调,能覆盖的电机品种多;
◎ 频率调节范围广,可在0HZ-110HZ宽广频率范围内任意调节。
◎ 实现控制自动化,数据采集自动化,能实现微机现场监控参数变化。
◎ 有完善的高压保护和系统控制措施。
◎ 组态王组态软件进行现场监控,提供可视化监控画面,实时现场监控。
◎ 组态界面实时监控试验结果。
◎ 高压直流储能柜和过压快速抑制装置,抑制中间直流电压波动,防止过电压。
◎ 特有滤波器设计,滤波效果好,输出电压波形好。
◎ 实现远程操作与现场操作灵活转换,使用方便。
◎ 循环水冷却,冷却效率高,冷却效果好。
◎ 完成对异步电机、直流电机、同步电机、双馈异步风力发电机和变频电动机的各种实验。

◎ 电机对拖负载试验,能量在直流母线实现小循环,节能降耗、降低营运成本。
◎ 利用一台变频器供电即可实现电机的叠频法温升试验,操作非常简便;
◎ 采用逆变单元直接发生叠频试验需要的叠频合成波形,大大减小了逆变单元的容量,降低了设备的成本。

http://www.xbgk.com/ComWeb/WebTpTwo/news_show.asp?Uid=XB0812051001&id=33553
呵,沙发呀。这个帖太专业,担心被网谍盯上。
太长了,留下记号慢慢看


科研前沿高地上,只要是马伟明看准了的课题,即使无人投一分钱,他也会自掏腰包硬着头皮往前闯。5年前,他瞄准一项国际科技领域的尖端技术,申请到100万元论证经费。但论证报告完成后,再也没人给他投钱了。原因很简单:国家数亿元的专项科研经费已经拨付给了对口的研究机构。马伟明犟劲十足:“砸锅卖铁也得干!”他从自己的科研积累中拿出2000万元,率领实验室一帮青年专家埋头苦干两年,研制成功了小型样机。

    2008年岁末,包括7位院士在内的80多位知名专家学者齐集海军工程大学,参加马伟明院士的科技成果鉴定会。面对马伟明院士和他的创举,所有的人都称惊道奇,所有的人都为之震撼

    “是的,震撼!”刘德志激情难抑,两行热泪夺眶而出:“这是我在鉴定会现场听到最多的两个字。”

    “可以说是一石激起千重浪啊!”刘德志重新坐下来,情绪归复平静:一方是专门研究机构,历时数年耗资数亿元半途下马,一方是自投资金两年就拿出了成果。高层决策者为难了:后续投资是向马伟明的国际领先技术倾斜,还是仍然亦步亦趋沿袭洋人几十年前走过的老路?

    科技创新与制度创新一个 也不能少。体制,30年改革仍未彻底打破的计划经济时代形成的高度固化与条块分割的落后的科研体制,依然扼杀科技的进步,阻遏创新的成长。

    马伟明的伟大创造离祝捷的凯旋门还很遥远,下一步的工作是1:1样机单元部件的研制。仅此一项至少还需要5000万元以上的经费投入。钱从哪儿来?“如果国家仍然不投资,”马伟明犟着劲撂下狠话:“哪怕借贷举债,我一年内也要把它干出来!”





小型样机的成果是350公斤,30米每秒
高速长定子直线感应电动机的建模与仿真
Modeling and Simulation of High Speed Long Primary Double-sided Linear Induction Motor


下载PDF阅读器从高速长定子双边直线感应电动机(double-sided linearinduction motor,DSLIM)的基奉原理出发,利用直线电动机的发射曲线和数学模型,采用动子磁场定向的控制原理,在Simulink环境下,建立了电机的数字仿真模犁.用该模犁分析电机的动态性能,得到了该类型电机的发射曲线以及电机电压、电流、压频比、功率因数、功率效率、能量效率等参数的变化规律,为脉冲供电系统和驱动系统的设计提供了重要的参考依据;利用该类型电机可以实现对大质量物体的发射.仿真结果与基于ANSOFF二维瞬态场计算的结果吻合较好,验证了该模型的正确性.仿真模型具有运算速度快、简单易行等优点,为该类电机控制策略的研究及具体实现提供了新的途径.
作 者:鲁军勇 马伟明 许金 LU Jun-yong MA Wei-ming XU Jin  
作者单位:海军工程大学电力电子技术研究所,湖北省,武汉市,430033
刊 名:中国电机工程学报  ISTIC EI PKU
英文刊名:PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING
年,卷(期):2008 28(27)
分类号:TM359
关键词:发射   长定子直线感应电动机   数学模型   仿真  
机标分类号:TM3 U26
机标关键词:长定子直线感应电动机建模与仿真Induction Motor电机电压数学模型发射直线电动机二维瞬态场运算速度控制原理数字仿真驱动系统曲线能量效率控制策略供电系统功率因数功率效率仿真模型
基金项目:国家自然科学基金

无标题.jpg

科研前沿高地上,只要是马伟明看准了的课题,即使无人投一分钱,他也会自掏腰包硬着头皮往前闯。5年前,他瞄准一项国际科技领域的尖端技术,申请到100万元论证经费。但论证报告完成后,再也没人给他投钱了。原因很简单:国家数亿元的专项科研经费已经拨付给了对口的研究机构。马伟明犟劲十足:“砸锅卖铁也得干!”他从自己的科研积累中拿出2000万元,率领实验室一帮青年专家埋头苦干两年,研制成功了小型样机。

    2008年岁末,包括7位院士在内的80多位知名专家学者齐集海军工程大学,参加马伟明院士的科技成果鉴定会。面对马伟明院士和他的创举,所有的人都称惊道奇,所有的人都为之震撼

    “是的,震撼!”刘德志激情难抑,两行热泪夺眶而出:“这是我在鉴定会现场听到最多的两个字。”

    “可以说是一石激起千重浪啊!”刘德志重新坐下来,情绪归复平静:一方是专门研究机构,历时数年耗资数亿元半途下马,一方是自投资金两年就拿出了成果。高层决策者为难了:后续投资是向马伟明的国际领先技术倾斜,还是仍然亦步亦趋沿袭洋人几十年前走过的老路?

    科技创新与制度创新一个 也不能少。体制,30年改革仍未彻底打破的计划经济时代形成的高度固化与条块分割的落后的科研体制,依然扼杀科技的进步,阻遏创新的成长。

    马伟明的伟大创造离祝捷的凯旋门还很遥远,下一步的工作是1:1样机单元部件的研制。仅此一项至少还需要5000万元以上的经费投入。钱从哪儿来?“如果国家仍然不投资,”马伟明犟着劲撂下狠话:“哪怕借贷举债,我一年内也要把它干出来!”





小型样机的成果是350公斤,30米每秒
高速长定子直线感应电动机的建模与仿真
Modeling and Simulation of High Speed Long Primary Double-sided Linear Induction Motor


下载PDF阅读器从高速长定子双边直线感应电动机(double-sided linearinduction motor,DSLIM)的基奉原理出发,利用直线电动机的发射曲线和数学模型,采用动子磁场定向的控制原理,在Simulink环境下,建立了电机的数字仿真模犁.用该模犁分析电机的动态性能,得到了该类型电机的发射曲线以及电机电压、电流、压频比、功率因数、功率效率、能量效率等参数的变化规律,为脉冲供电系统和驱动系统的设计提供了重要的参考依据;利用该类型电机可以实现对大质量物体的发射.仿真结果与基于ANSOFF二维瞬态场计算的结果吻合较好,验证了该模型的正确性.仿真模型具有运算速度快、简单易行等优点,为该类电机控制策略的研究及具体实现提供了新的途径.
作 者:鲁军勇 马伟明 许金 LU Jun-yong MA Wei-ming XU Jin  
作者单位:海军工程大学电力电子技术研究所,湖北省,武汉市,430033
刊 名:中国电机工程学报  ISTIC EI PKU
英文刊名:PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING
年,卷(期):2008 28(27)
分类号:TM359
关键词:发射   长定子直线感应电动机   数学模型   仿真  
机标分类号:TM3 U26
机标关键词:长定子直线感应电动机建模与仿真Induction Motor电机电压数学模型发射直线电动机二维瞬态场运算速度控制原理数字仿真驱动系统曲线能量效率控制策略供电系统功率因数功率效率仿真模型
基金项目:国家自然科学基金

无标题.jpg
下一步的工作是1:1样机单元部件的研制。仅此一项至少还需要5000万元以上的经费投入。钱从哪儿来?“如果国家仍然不投资,”马伟明犟着劲撂下狠话:“哪怕借贷举债,我一年内也要把它干出来!”

===我估计1:1样机单元研制今年已经出来了,不然不会高调宣传马伟明
伟哥要成大势啊。。
线圈电磁炮的发展历史来看,其实阻碍电磁弹射器的现实化并不是线性电机本身,而是强大而稳定的瞬发能源。美国航母上采用90年代nasa为电磁炮,激光类武器发展的惯性储能装置发展而来的盘式交流发电机。新设计的盘式交流发电机重约8.7吨,如果不算附加安全壳体设备重量只有6.9吨。盘式交流发电机的转子采用绕水平轴向的旋转,转子重约5177公斤,使用镍铬铁的铸件经热处理而成,上面用镍铬钛合金箍固定2对扇形轴心磁场的钕铁硼永磁体,镍铬钛合金箍具有很大的弹性预应力,确保稳定固定高速旋转中的磁体。转子旋转速度为6400转/分,一个转子可存储121兆焦的能量,储能密度比蒸汽弹射器得储气罐高一倍多,一台弹射器由4台盘式交流发电机供电,安装时一般采用成对布置,转子反向旋转,减小因高速旋转飞轮带来的陀螺效应和单向扭矩。弹射一次仅使用每一台发电机所储备的能量的22.5%,让飞轮转盘的转动速度从6400转/分下降到5200转/分,能量消耗可以在弹射循环的45s间歇中从主动力输出中获得补充。4蓄能发电机结构可以允许弹射器在其中一台发电机没有工作的情况下正常使用,由于航母装备4台弹射器,每两台弹射器的动力组会安装到一起,集中管理并允许其动力交联,出现6台以上发电机故障而影响弹射几率每300年才会重复一次。盘式交流发电机采用双定子设计,分别处于盘的两侧,每一个定子由280个线圈绕组的放射性槽构成,槽间是支撑结构和液体冷却板,由于采用双定子结构,每台发电机输出电源是6相的,最大输出电压1700伏,峰值电流高达6400安培,输出的匹配载荷为8.16万千瓦,输出为2133-1735赫兹的变频交流电。盘式储能交流发电机的设计效率为89.3%,这已经通过缩比模型验证,也就是说每一次弹射将会有127千瓦的能量以热量形式消耗掉了,发电机的定子线圈的电阻仅有8.6毫欧,这么大的功率会迅速将定子线圈加温数百度,所以设计了定子强制冷却。冷却板布置在定子的外侧,铸铝板上安转不锈钢管,内充WEG混合液,采用流量为151升/分的泵强制散热,根据1/2模型试验测试所知,可以保证45s循环内铜芯温度稳定在84摄氏度,冷却板表面温度61度。





我们的水平

清华大学工程物理系储能飞轮实验室成立于1995年,是国内最早研究储能飞轮的实验室之一。1997年实验室设计出第一套复合材料飞轮系统,转子重8kg,直径23cm,1998年成功运转到48000RPM,线速度580m/s,实现充放电。1999年实验室设计出第二代飞轮,重15kg,直径30cm,于2001年4月成功运转到700周,线速度650m/s,储能量500Whr。在第二代飞轮的基础上,实验室完成了用作飞轮电池的THEF1000飞轮储能系统概念设计,目前此项工作正在紧张开展中。预计在2002年底完成。


  

      

学术研究

飞轮储能技术 

涉及到材料、机械、电工、热工、计算机等多学科的交叉,研究的课题方向有:

  复合材料缠绕设计和工艺

 复合材料转子结构设计和优化

 高速转动飞轮系统动力学分析

 高速转动飞轮阻尼器结构设计和参数优化

 低损耗磁轴承控制理论和结构设计

 无铁损永磁电动/发电机理论分析、设计和关键工艺

 高频率电能转换理论分析和双向逆变技术

 储能飞轮系统仿真

 飞轮储能装置实验和高真空技术 

实验飞轮整体结构
l 飞轮转子由玻璃纤维、碳纤维采用一定的缠绕方式绕在铝合金作的骨架上。飞轮的整体呈空心圆盘状;
2 电动/发电机采用永久磁铁作为定子固定在飞轮的下端,电磁铁作为定子,转子相位通过三个红外传感器确定,同时通过相位的变化得到转子的转速;
3 采用螺旋线滑动轴承,当转子转到一定的转速既形成封闭的油膜,可在很大程度上减少摩擦,降低损耗;
4 上阻尼为悬吊式阻尼器,采用永久磁铁以卸去飞轮转子的重量,以减少对下断轴承的压力,从而减少摩擦损耗;
5 下阻尼为弹性鼠笼式挤压油膜、橡皮挤压油膜、弹簧挤压油膜三种;
6 通过机械泵和分子泵对真空室抽真空,进一步减少风损和空气动力学引起的不稳定;
7 通过循环水系统对转子下端的滑动轴承等进行冷却,确保轴承能正常的工作运行;
8 采用电涡流传感器对下阻尼和转子的径向振动,以及转子的轴向位置进行监视;采用热偶真空计对飞轮的真空度进行监视;通过放大器对飞轮的各种声音信号放大,对飞轮的运行产生的声音进行监听;以了解飞轮的运行情况。





实验室一方面进行该结构实验飞轮的运行测试、改进工作;另一方面与北京航空航天大学宇航学院合作,积极发展采用磁轴承、用于航天方面的新型飞轮储能系统,该项工作也在积极开展之中。

 






科研成果

我们已经建立二套飞轮储能实验装置,完成了飞轮储能原理性论证实验,飞轮转子采用复合材料制作,转速已达到42000转/分,实现了飞轮的充电和放电,目前正在进行飞轮储能技术的理论和实验研究。







  



师资力量

本实验室有本系教授、副教授共4名,并有电机系教授、副教授2名,长期合作,指导博士、硕士研究生多名进行飞轮储能技术研究。

沈祖培 教授
金兆熊 教授,博导,研究所主任
戴兴建 讲师





高储能密度飞轮结构设计方法
Design of high specific energy density flywheel

下载PDF阅读器储能密度是复合材料飞轮结构设计的主要技术指标,为提高储能密度,必须选取比强度高的纤维复合材料并尽量提高飞轮的外缘线速度.
该文探讨了考虑轴承、电机技术水平和可用材料等约束条件下的飞轮结构设计的一般方法,该方法应用于飞轮储能试验装置研制中,飞轮在试验中达到
700 r/s, 外缘线速度达到660 m/s, 储能密度达到 35 Wh/kg.
作 者:戴兴建 李奕良 于涵 DAI Xingjian LI Yiliang YU Han  
作者单位:清华大学,工程物理系,北京,100084
刊 名:清华大学学报(自然科学版)  ISTIC EI PKU
英文刊名:JOURNAL OF TSINGHUA UNIVERSITY(SCIENCE AND TECHNOLOGY)
年,卷(期):2008 48(3)
分类号:TH133
关键词:飞轮储能   复合材料   结构设计  
机标分类号:TB3 TQ3







人才培养

徐旸:博士生

卫海岗:博士生

张龙:硕士生

  

  

  

  





图1 飞轮储能系统工作原理



图2 飞轮真空外罩样图



图3 沈祖培教授与青年教师在做实验

飞轮储能(Flywheel Energy Storage) 是具有广泛应用前景的新型机械储能方式,它的基本原理是由电能驱动飞轮到高速旋转,电能转变为机械能储存,当需要电能时,飞轮减速,电动机作发电机运行,将飞轮动能转换成电能,飞轮的升速和降速,实现了电能的存入和释放。飞轮储能有储能高、功率大、效率高、寿命长、无污染等优点。目前飞轮储能技术得到世界各国的高度重视,成为研究热点,美国、英国、德国、日本、瑞士等国都有很多大学进行飞轮储能技术的研究。飞轮储能技术在电力系统调峰、风力发电、汽车供能、不间断电源、卫星储能控姿、通讯系统信号传输、大功率机车、电磁炮、鱼雷等方面的应用在国外已得到广泛的研究。




 



美国的
转子重约5177公斤,使用镍铬铁的铸件经热处理而成,上面用镍铬钛合金箍固定2对扇形轴心磁场的钕铁硼永磁体,镍铬钛合金箍具有很大的弹性预应力,确保稳定固定高速旋转中的磁体。转子旋转速度为6400转/分,一个转子可存储121兆焦的能量
我们的

1999年实验室设计出第二代飞轮,重15kg,直径30cm,于2001年4月成功运转到700周,线速度650m/s,储能量500Whr,飞轮转速42 000 r/min, 年水平储能密度达到 35 Wh/kg.
1千瓦时=3.6兆焦耳

美国的
转子重约5177公斤,使用镍铬铁的铸件经热处理而成,上面用镍铬钛合金箍固定2对扇形轴心磁场的钕铁硼永磁体,镍铬钛合金箍具有很大的弹性预应力,确保稳定固定高速旋转中的磁体。转子旋转速度为6400转/分,一个转子可存储121兆焦的能量
我们的

1999年实验室设计出第二代飞轮,重15kg,直径30cm,于2001年4月成功运转到700周,线速度650m/s,储能量500Whr,飞轮转速42 000 r/min, 年水平储能密度达到 35 Wh/kg.
1千瓦时=3.6兆焦耳
留着慢慢看


我们的 飞轮储能图片,体检很小,重15kg,直径30cm

清华网站链接
http://www.tsinghua.edu.cn/docsn/sysbc/gongwu/wulifl/labs/cnfl/cnfl.htm

我们的 飞轮储能图片,体检很小,重15kg,直径30cm

清华网站链接
http://www.tsinghua.edu.cn/docsn/sysbc/gongwu/wulifl/labs/cnfl/cnfl.htm
越来越专业了。。
看来IGBT解决了,NB啊。 这东西是变频器的核心开关元件。看来全电推进变频部分解决了。
批准了,用吧。。
这个核心器件原来发达国家是不卖高功率的给我们,只买1MW以下的,说是1MW以上的就可以军用了!
拨钱啊 给马院士开个账户 用多少国家给多少
回复 14# liu88716


    如果允许民间投资的话,马院士或许会抱歉钱太多,不知怎么花了。。
传说中的飞轮电池吗?{:yi:}现在能达到啥水平了?
进口的IGBT
为难了:后续投资是向马伟明的国际领先技术倾斜,还是仍然亦步亦趋沿袭洋人几十年前走过的老路?

为难?
超大终于回到原来的轨道上了。
科普贴,感谢楼主分享,谢谢。

俺觉得会用。
高层决策者为难了:后续投资是向马伟明的国际领先技术倾斜,还是仍然亦步亦趋沿袭洋人几十年前走过的老路?
==========文章作者写得挺有意思;运用之妙存乎一心
高层决策者为难了:后续投资是向马伟明的国际领先技术倾斜,还是仍然亦步亦趋沿袭洋人几十年前走过的老路?
==========文章作者写得挺有意思;运用之妙存乎一心
高层决策者为难了:后续投资是向马伟明的国际领先技术倾斜,还是仍然亦步亦趋沿袭洋人几十年前走过的老路?
==========文章作者写得挺有意思;运用之妙存乎一心
刚才网页有点儿抽风,并非有意刷屏,烦请版主删去重复的回帖
期待懂行的科普下
佳灵公司的那东西是民用的.
回复 27# fx15


    技术原理应该是一样的吧?
回复 24# gohorse

这风儿抽的妙,套用兄台的话“挺有意思,运用之妙存乎一心”
这个太高深了,看不懂啊


不知道有没有研究用超级电容的,超级电容现在功率密度可以达到10kw/kg,和飞轮近似,就是能量密度只有5wh/kg

不知道有没有研究用超级电容的,超级电容现在功率密度可以达到10kw/kg,和飞轮近似,就是能量密度只有5wh/kg
一群不明真相的HKC,到时候就等着被BKC吧。
q457 发表于 2010-10-12 08:24
没那回事,现在很多轧钢炼钢设备的功率元件的容量早过1WM了,商家不会跟钱过不去。
选型的时候任客户挑,你要ABB的就ABB的,要阿尔斯通,日立三菱什么的都行。人家知道这玩意一时半会你山寨不出来。
我们给单机架轧机就选了最贵的,1.1WM ABB变频器,跟隔壁日立轧机的一比,ABB的那简直就像一件艺术品。
人家也不在乎你军用不军用,反正安装调试售后都归人家,卡死你。你挪去军品上了人家就拿合同过来找你要钱。
就成都佳灵那水平还是算了吧,做的电源问题百出啊
很看好伟哥。
greyhond 发表于 2010-10-12 18:53


    HKC也是跟这八股走的。。不要做到什么都喷 好不。。
最近马院士很给力嘛
这两天围绕马院士的成果讨论得很热烈嘛。
有点问题哟,兆焦是能量单位,即1千瓦小时等于3.6兆焦

再仔细看了一遍我们的能量只有500瓦小时,而不是我看错的500千瓦小时,即1.8兆焦,15公斤重, 35 Wh/kg,即1公斤0.035度,约合0.126兆焦/公斤,
美国6.9吨,一个转子只有121兆焦, 能量仅仅为0.0175兆焦/公斤,比我们的低了一个数量级,
科普好文
要是国家不给钱
马院长你公布个账号,我每个月的工资里头放点钱