永磁电机永磁体涡流损耗开题报告
本科生毕业设计（论文）开题报告
论文题目：高速电主轴永磁同步电机永
磁体涡流损耗的计算研究
学院：电气工程学院
专业班级：电气工程及其自动化0903班
学生姓名：杨乐
学号：090301087
导师姓名：韩雪岩
开题时间：2013年3月18日
1.课题背景及意义
1.1研究高速电主轴永磁同步电机的背景及意义
永磁同步电动机（PMSM）具有效率高、功率密度高、控制性能好等优点，广泛应用于高性能的驱动领域。各国机床行业为了提高自己企业的竞争能力,对数控机床和高档加工中心的研制都投入了相当大的精力,如何能进一步提高机床的加工精度、加工效率和自动化水平是各国机床行业都在广泛关注的问题。主轴单元作为机床的关键部件,直接影响机床的加工精度,效率以及自动化水平,而主轴电机的性能则直接决定了主轴的优劣,因此研究和开发高性能的主轴电机,对提高机床的水平有着非常重要的意义[1]。
当前在数控机床和高精密加工领域中的电主轴仍以感应电机为主,这主要是因为感应电机的设计已经相当成熟,调速范围宽广,但是感应电机作为主轴电机仍然着具有明显的缺点:1)功率因数低效率差,导致需要配备大容量的逆变器装置;2)转子上有励磁绕组导致转子发热,产生的热源直接传至主轴影响主轴加工精度;3)转矩密度低,电机体积大;4)低速运行时,会产生较大的转矩脉动,与之相比永磁同步电机使用永磁体励磁具有转子不发热,效率和功率因数高,转动惯量小,动态响应快和转矩密度高等优点,主轴电机永磁同步化,将是提高数控机床领域竞争能力的重要途径之一。
因此，研究电主轴永磁同步的各部分损耗对有关此领域的发展具有重要的意义。通过实际测量，永磁体区域的涡流损耗随着槽口的增大而大幅度增加，在一些情况下，不同永磁电机磁极区域的涡流损耗会远远地超过定子铁心损耗与电枢绕组铜耗，因而，忽略此部分损耗是不正确的。然而，通过查阅国内外文献，发现关于利用有限元分析永磁电机永磁体内涡流场的研究和论文还相对较少，在国内也是鲜有研究。近年来，虽然有一些关于永磁电机转子内涡流损耗的计算方案和相应的研究论文出现，但是由于永磁电机的结构以及电枢绕组电流加载方式的不同，大多数方案都是简化计算[2-5]，在永磁电机永磁体内，真正意义上的涡流场有限元计算的相关报道还不多见。所以，如何更真实地反映永磁体内涡流场分布以及准确地计算永磁体内的涡流损耗值，就成为一个很具有现实意义的课题。而且，通过进一步分析永磁体涡流损耗的影响因素，又可进一步优化永磁电机的设计，使得电机更加稳定、高效地工作。
1.2课题国内外研究现状及发展趋势
国外对电主轴的研究较早,他们生产的电主轴功能部件已经系列化,如瑞士的FISCHER. STEP-TEC>德国的GMN和CYTEC、意大利的CAMFIOR等。这些专业厂家设计出来的电主轴主轴套筒直径范围可从32毫米到320毫米,转速范围
从l0000r/min到150000r/min,功率范围从0.5kW到80kW,扭矩范围从0.1Nm到300Nm。高速,高精度,高功率是国外电主轴的主要发展趋势。20000r/min的主轴传动系统已经相当普遍。
我国的电主轴技术的研发与国外相比相对滞后,在"九五"期间,洛阳轴承有限责任公司,国家重点科技攻关项目的基础上,以国产电机为主轴电机研制出了最高转速为8000r/min、10000r/min、12000r/min、15000r/min的内嵌式电主轴单元,该系列电机的最大扭矩可达129Nm。直到2005年在国家自然科学基金项目的帮助下湖南大学成功研制出第一台属于我国自主研发的高速高精密永磁同步电主轴,其研究成果已经不输于欧美等发达国家。该研究成果填补了我国高速加工领域永磁同步化的空白,使我国的数控机床用电主轴取得了较大突破。该电机的额定功率达到35kW,最高转速18000r/min,回旋精度0.0015mm。
在过去的二十年中,我国应用于数控设备中的电主轴研发虽然取得了令人瞩目的成绩,但是与国外龙头企业相比,在电主轴的生产规模,主轴电机的性能,技术水平上仍然具有较大的差距,远远不能满足日益增长的国内电主轴产品的需求。
高速电主轴单元的研发与多种技术相关,就电机本体设计而言,主轴电机永磁同步化就可以解决感应电机带来的突出问题:1)转子绕组通电发热导致的主轴精度降低。2)低速运行时转矩输出能力小。3)效率和功率因数小,体积大,功率密度低,耗能多。永磁电机采用永磁体励磁,转子不发热,效率和功率因数高,所以开发大功率,宽调速范围的永磁同步主轴电机可以有效的解决当前主轴电机存在的问题。
1.2.2对永磁同步电机涡流损耗的研究概况
在研究永磁电机的转子永磁体涡流损耗问题时，尤其对于高速电主轴永磁同步电机的研究认为转子以同步转速旋转，无须考虑转子损耗。然而，对于一些电导率较高、耐热性能较差的稀土永磁电机，其永磁体内的涡流损耗却不能忽略，尤其对于高速、大负载、槽口较大的稀土永磁电机，其永磁体内的涡流损耗计算则更为重要[6]。在国内，至今较少有人对PMSM的转子永磁体内的涡流损耗做进一步的研究[7]，国内研究主要集中在传统电机及其相应部件的涡流损耗问题[8]。不过近年来在国外，永磁体内涡流损耗问题引起了越来越多研究者的重视，并提出了多种解析表达式来求解永磁体内涡流损耗。这些解析模型能够确定气隙内与永磁体内磁场的分布，考虑定子绕组分布及非正弦电流引起的电枢磁动势空间及时间谐波对磁极内涡流损耗的影响，并研究了切向分层磁极和极弧对损耗的影响。但是这些模型都是建立在各种假设条件基础上的，并且只是在二维平面内对涡流损耗进行研究。文献[10-14]则集中研究了非正弦电流、无刷直流电机三相六态工作方式电枢电流和永磁同步电机PWM调制作用对永磁体内涡流损耗的影响。文献[15]通过减小槽开口和增加气隙长度的方法来减小气隙磁阻变化产生的涡流
损耗。文献[16]在空载情况下，推导了气隙磁阻变化引起的转子涡流损耗的解析公式，通过有限元和解析计算的方法对比分析了平行充磁和径向充磁对转子涡流损耗的影响，得出了平行充磁能够降低转子涡流损耗的结论。虽然，很多学者对PMSM永磁体内涡流损耗进行了大量的研究，但这些研究都主要集中在定子电枢电流所产生的电枢磁动势对磁极损耗的影响以及高速永磁电机的转子损耗问题上，较少有人对高速电主轴永磁电机的永磁体涡流损耗进行研究。实际上即使是在低速空载运行条件下，PMSM永磁体内也可能产生较大的涡流损耗，因此，有必要对告诉电主轴PMSM的永磁体涡流损耗做进一步研究。
国内学者对永磁电机也进行了大量研究。我校特种电机研究所的唐任远编著的《现代永磁电机理论与设计》一书采用以等效磁路解析求解为主，结合磁场数值计算的方法对多种永磁电机的原理、结构、设计进行了研究，总结了近年来永磁电机的研究成果。西北工业大学李钟明、刘卫国等编著的《稀土永磁电机》一书阐述了稀土永磁电机的特殊性，全面介绍了各类永磁电机的理论和设计技术。
总之，国内外对永磁电机电磁场性能计算的研究已经取得了一定的成果，但是各种电机的分析模型还有待完善和改进，对电机电磁参数和运行性能的精确计算也有待继续深入研究。随着应用领域的不断拓展，对永磁电机的性能会提出新的要求，为满足新的需求将会出现新型的设计，所以关于永磁电机的研究也会不断扩大和深入。同时，随着计算机计算能力的不断增强，有限元数值计算技术的日益进步，对永磁电机的计算分析研究将会达到更高的水平。
2.毕业设计研究内容及任务
2.1设计思想
目前，高性能永磁电机的永磁体多为性能优异的钕铁硼永磁材料。但与铁氧体相比，它的电导率较高，所以当外磁场变化时，永磁体内会产生涡流，导致发热。钕铁硼作为采用最多的永磁体材料，虽然性能令人满意，但耐热性差，为此，精确地分析和计算永磁体内的涡流损耗，具有很现实的意义。本课题拟采用商用有限元软件对高速电主轴永磁电机永磁体的涡流损耗进行分析，以得到永磁体涡流损耗的大小和分布规律，并研究永磁体涡流损耗的影响因素，从而为减小永磁体涡流损耗提供依据。
2.2设计方案
（1）建立高速电主轴永磁电机有限元模型，对模型进行激励源加载和剖分，为涡流损耗的分析奠定基础；
（2）采用上述模型，计算得到永磁体内涡流损耗的大小和分布；
（3）分析正弦波供电和变频器供电下永磁体涡流损耗的特点；
（4）着重研究不同极槽数、转子磁路结构对永磁体涡流损耗的影响，提出减小涡流损耗的措施，为提高电机性能奠定基础。
利用Ansoft对电主轴永磁同
步电机建立有限元模型
考虑变频器供电时间谐波与
空间谐波的激励源的加载
采用Ansoft自带的自适应剖
分工具进行网格划分
分析电机内不同因素对电机
内永磁体涡流损耗的影响
分析永磁电机内涡流损耗的
大小与分布规律
研究减小电机涡流损耗的措
施并提高和优化电机的性能
图1 设计方案流程图
2.3毕业设计拟采用方法和手段
毕业设计利用Ansoft软件对已有的永磁同步电机建立有限元计算模型；分析永磁体涡流损耗的大小和分布规律，研究正弦波供电和变频器供电时永磁体涡流损耗的差异；对比不同极槽数、转子磁路结构对永磁体涡流损耗的影响，进而为提高电机性能提供依据。
2.3.1电机电磁场模型建立及有限元分析
Ansoft Maxwell作为世界著名的商用低频电磁场有限元软件之一，在各个工程电磁场领域都得到了广泛的应用。Ansoft基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解，保证了计算的准确性和快捷性[17]。Ansoft中包含静磁场、涡流场、静电场、恒定电场、交变电场和瞬态场等数种求解器，满足实际工程中的要求。用有限元法计算电磁场问题，其基本步骤可归纳如下：简化求解物理模型，导出求解的微分方程；根据微分方程及边界条件，对已有的永磁同步电机建立有限元计算模型导出有限元方程组。
2.3.2永磁同步电机涡流损耗的计算与分析
效率是电机的一个重要性能指标，它的高低取决于运行时电机中所产生的损耗，因此损耗分析的意义非常重要。利用有限元软件，通过构建有限元计算模型，计算得到永磁体内涡流损耗的大小和分布；分析正弦波供电和变频器供电下永磁体涡流损耗的特点；着重研究不同极槽数、转子磁路结构对永磁体涡流损耗的影响，。最后，针对减小损耗的措施进一步研究，进而优化电机并提高电机性能。
2.4 预计毕业设计课题的最终目标及达到的水平
通过以上的工作，运用有效的方法计算和分析出电主轴永磁同步电机内涡流损耗。从永磁电机的实际结构出发，根据永磁电机永磁体内涡流场分析的特点，求解永磁体内的涡流场，分析和讨论了涡流场对永磁电机性能的影响。分析出其产生的原因和减小损耗的措施并应用到以后的设计或其它领域中。
3.毕业设计工作计划及进度安排
第1周查找与课题相关的文献资料，了解国内外动态
第2周查找资料，翻译外文
第3周修改外文翻译，撰写开题报告
第4周完成开题报告，查阅资料
第5周学习Ansoft软件
第6周建立有限元计算模型分析磁场
第7周对模型进行激励源加载和剖分
第8周分析电机体内涡流损耗大小和分布规律
第9周分析正弦波供电和变频器供电下永磁体涡流损耗的特点
第10周研究不同极槽数、转子磁路结构对永磁体涡流损耗的影响
第11周大概了解其他一些因素对电机永磁体涡流损耗的影响
第12周研究减小永磁体涡流损耗措施
第13周得出计算结果
第14周整理并汇总计算数据
第15周撰写毕业设计论文
第16周修改并完成毕业设计论文
第17周交论文，答辩
4.参考文献
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节能减排带来的社会效益
节能减排社会效益分析 时间：2013-03-22 15:03 一项技术、一个产品具有经济效益固然是好事，但它的生命力如何，与它是否与社会发展相适应，是否具有超越其他产品的社会效益有直接的关系。太阳能技术和产品的出现，符合社会发展的需要，符合节能环保的要求，其所带来的社会效益是普通产品无法比拟的，太阳能灯具的寿命比普通电力灯具的寿命要高很多，如太阳能灯具的主要部件--太阳能电池组件的使用寿命20年以上；LED寿命100000小时；太阳能专用铅酸蓄电池的寿命5年。专家披露，中国能源的12%用在了照明上。而作为光源，LED至少在节约能源方面体现出了优势。它不依靠灯丝发热来发光，能量转化效率非常高，理论上需要的电能只是普通白炽灯的1/10，相比荧光灯，LED也可以达到50%的节能效果。中国绿色照明工程促进项目办公室做过一个专项调查，中国照明用电每年在3000亿度以上，用LED取代全部白炽灯或部分取代荧光灯，节省1/3的照明用电，就意味着节约1000亿度，相当于一个总投资超过2000亿元人民币、正在建设中的世界上最大的发电站三峡工程全年的发电量。这对迅速的经济发展已经超过能源供给速度而紧张的中国来说，无疑具有十分重要的意义，显然有助于缓解能源紧张。同样，美国能源部也有一个类似的预测，到2010年美国一半的白炽灯如果由LED取代的话，仅节约的电费就达到350亿美元。
据国家统计局统计，2006年中国生活消费了28587.97亿KW/H电量，其中城市照明用电可达12%，约为3430.5亿KW/H电量。而国内城市照明以高压纳灯和金属卤化灯为主，其能耗大和光电转换率低等特性，将损害我国的能源经济，增大我国的生产经济成本，制约我国的循环接纳经济和生态平衡。 1、以大连庄河市新能源示范工程为例资源消耗情况分析： A、基本情况主要示范内容： 太阳能路灯、LED光源照明系统工程，重点围绕减少污染、节约能源、美化环境、改善城乡街道面貌。计划改造现有路灯的高压钠灯光源为更加节能的LED灯头，对有阳光条件的可以安装太阳能路灯的路段建议安装太阳能路灯。 计划对耗电光源进行改造按照1万盏路灯计算，太阳能路灯按照1000盏来计算，传统路灯11000盏灯每日工作8小时每天需用电22000 KW/H，每年需用电803万KW/H，新型太阳能发电和LED新光源，太阳能路灯不消耗常规的电能，1000盏灯按照每天耗电2 KW/H /盏来计算，一年可以省电365*2*1000=730000 KW/H。如果全市拿出10000盏已有路灯进行改造，现有路灯的光源为250瓦的高压钠灯，每天按工作8小时计算，每天的耗电量为2 KW/H，一万盏灯就是2万KW/H，用100瓦LED灯来代替250瓦的高压钠灯，每天节省1.2 KW/H电量，一
铁芯损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分
1 变压器铁芯损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分 （盐城师范学院， 江苏 盐城 224002） [摘要] 本文介绍了用测试手段区分变压器铁芯损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的基本方法,着重阐述了测试原理,测试装置和测试方法以及测试数据处理方法. [Summary] The text emphatically expounded testing principle, testing device, testing method and the method of dealing with testing data. This article introduced the basic method of distinguishing the magnetic resistance wastage and eddy current wastage of transformer core wastage by testing. 关键词 磁滞损耗 涡流损耗 区分方法 0 引言 在变压器铁芯损耗中包含着磁带损耗和涡流损耗，即：()()()c h FC P P P 涡流损耗磁滞损耗铁损+= 通常的电机测试（如变压器铜铁损的测量）仅是测出总的铁损FC P ，而不能进一步区分出其中的磁滞损耗分量和涡流损耗分量。 本文将简要地介绍一下我们用测试的方法来区分铁芯损耗中的磁带损耗和涡流损耗测试原理，采用测试装置，设计的测试方法以及测试结果的验证方法。 1 测试原理 在通常情况下，铁芯损耗的计算公式为： V B f V fB P P P m c m h c a FC 22 2 σσ+=+= （1） 上式是一经验公式，式中h σ，c σ均为与铁芯材料性质有关的系数，f 为电源频率，m B 为铁芯中磁感应强度的最大值，V 为铁芯材料的体积。 令（1）式中的A V B m h =2 σ，B V B m c =2σ，得： 2Bf Af P Fe += （2） 可见，当维持m B 不变时，A 、B 均与频率无关的常数。则有： Bf A f P FC += （3） 依据（3）式，在中心频率为50Hz 附近取一系列不同的频率值，分别测出其对应的Fe P 值，采用线性回归法对测试数据进行处理，即可得到（3） 式中的两个常数A 和B 。由Af P h =和2 Bf P c =即可区分出对应于某一f 值的Fe P 中的h P 分量和 c P 分量。 2 测试装置 1．被测样品：TB 单相变压器。（原边额定电压为220伏，副边为36伏。原边绕组匝数为1000匝，副边绕组匝数为180匝，额定容量为500V A 。） 2．变频电源：SDF-1型直流电动同步发电机组及KGT-1型可控调速器。 3．频率表：Hz D ?3型频率表。 4．功率表：W D ?34型低功率因数瓦特表。测试采用该表的300伏电压档和0.5安电流档。 5．电压表：V D ?26型电压表及MF-10万用表。本次测试采用上述两表的300伏档和50伏档，分别用于测量测试电路中的1U 值和2U 值。 6．电流表：A D ?26型电流表，本次测试采用该表的0.5安档。 3 测试方法 1． 实验装置的电路原理图如下： 2． 在测试中，在改变f 值时应始终保持m B 值不变。
永磁电机项目可行性研究报告
永磁电机项目可行性研究报告 规划设计/投资分析/实施方案
摘要 该永磁电机项目计划总投资8733.42万元，其中：固定资产投资 6915.92万元，占项目总投资的79.19%；流动资金1817.50万元，占项目 总投资的20.81%。 达产年营业收入14055.00万元，总成本费用11224.66万元，税金及 附加161.41万元，利润总额2830.34万元，利税总额3382.14万元，税后 净利润2122.76万元，达产年纳税总额1259.39万元；达产年投资利润率32.41%，投资利税率38.73%，投资回报率24.31%，全部投资回收期5.61年，提供就业职位261个。 消防、卫生及安全设施的设置必须贯彻国家关于环境保护、劳动安全 的法规和要求，符合相关行业的相关标准。项目承办单位所选择的产品方 案和技术方案应是优化的方案，以最大程度减少建设投资，提高项目经济 效益和抗风险能力。项目承办单位和项目审查管理部门，要科学论证项目 的技术可靠性、项目的经济性，实事求是地做出科学合理的研究结论。 全球经济随着信息技术的快速发展，各国先后已进入工业自动化、办 公自动化、家庭现代化、农业现代化及军事武器装备现代化的技术阶段和 普及阶段。永磁电机作为这些技术和系统中重要的基础元件，需求量不断 增加，市场空间逐年扩大，发展势头良好。 报告主要内容：基本情况、项目建设背景分析、市场研究、建设规划、选址科学性分析、土建工程说明、工艺可行性分析、环境保护和绿色生产、
项目职业安全管理规划、风险防范措施、节能评价、实施进度计划、投资估算、经济收益分析、项目总结、建议等。
关于Ansoft maxwell中电机铁耗和涡流损耗计算的说明
考虑到最近很多人在问这个问题，因此专门整理出来，供新手参考。 先谈一下什么情况下需要做铁耗分析。对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。注意，B-P 曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/set core loss，对定子铁心勾选才行。此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。后处理中，通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。 再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。现以永磁电机为例，具体阐述。对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/set eddy effect，对永磁体勾选。注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和set eddy effect。后处理中，通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skin depth based refinement 网格剖分才行。 以上方法，适用于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本，并适用于所有电机种类。 一、 MAXWELL分析磁场时，电气设备或电气元件（无论是电机还是变压器）主要包括两个部分，一个是励磁线圈，另外一个是磁性材料。所以总的损耗包括线圈损耗（也叫铜损）和磁芯损耗（也叫铁损）两个部分。其中线圈损耗还包括直流损耗（也就是直流电阻的损耗）和交流损耗（交流电流下的趋肤效应和邻近效应产生的损耗），这个交流损耗也叫做涡流损耗，在涡流场和瞬态场中可以通过设置EDDY EFFECTS来计算。而铁损只能在瞬态场中计算。铁损的计算，主要是由磁芯材料供应商提供的各种频率和工作磁感应强度下的测试数据为基础，使用STEINMETZ方程式，采用插值法得到的。这个铁损已经包含了磁芯的所有损耗，即：磁滞损耗，涡流损耗和剩余损耗。铁损的计算分两种，一种主要是软磁铁氧体（POWER FERRITE),另外一种主要是矽钢片（ELECTRICAL STEEL)，两种计算公式不同。 二、 SOLIDLOSS（实体导体损耗)是指任何导体材料的损耗，既可以包含源电流，又可以有涡流电流。 SOLID CONDUCTOR(实体导体）又包含两种，一种是主动导体，即有外加电流的导体，另外一种 是被动导体，即没有外加电流。被动导体又有两种情况，短路和开路。定子和转子其实就是被动导体 ，当然有涡流存在，也就是一种SOLIDLOSS。其实应该还有一种导体损耗，DISPLACEMENT (位移电流），但是通常都很小，一般用于交变电场分析，磁场中很少用。 三、关于powerloss和coreloss
节能项目效果分析评价报告
X X节能改造项目 节能效果分析评价报告 企业名称 二零一一年三月 节能改造项目 节能效果分析评价报告 项目名称： 承担单位： 地址： 编制单位：
目录 一、项目承担单位基本情 (1) 二、项目名称、主要建设内容、总投资、设计年综合能耗等 (3) 三、项目建设的必要性、先进性和可行 (5) 四、分析依 (7) 五、项目建设内容分 (8) 六、项目节能措施以及节能效果分 (9) 七、节能评估结论和合理用能建 (16) 一、项目承担单位基本情况 1.1承办单位 1、单位名称： 2、建设地点： 3、项目负责人： 项目联系人： 1.2承办单位概况 公司位于XXXXX经济开发区内，公司现有总资产XXXXX万元，其中固定资产XXXXX万元，流动资产XXXXX万元，资产负债率XXX%。公司现为国家级高新技术企业，银行信用等级为AA+。公司始建于2XXXXXXXXXXXX2年，现有职工XXX人，其中技术人员XXX人，占职工总数XXX。 公司主导产品有 XXXXX 系列产品，XXX吨/年氨基酸系列产品，XXXX年实现销售收入XXXXX元，利润XXXX万元，税金XXX万元。 公司于XXXX年建成技术开发中心，现为东营市市级技术开发中心。目前技术开发中心拥有各类专业人才86名，拥有各种仪器72台，经过近几年的发展，公司技术开发中心已经能独立开发新产品，同时，公司每年拿出销售收入的3%-5%作为研发经费，积极开发新产品。公
司技术开发中心XXXXX年开发成功XXXXXXX吨/年精氨酸产品，于XXXX4年建成投产； XXXXX4年成功开发出XXXXXXXXXXXX吨/年通用型硅胶系列产品，于2XXXXXXXXXXXX5年底投产，2X年成功开发出XXXX 系列产品。目前这些项目经营状况良好。XXXXX9年公司技术开发中心开发出2XXXXXX吨/年改性天然石墨球产品，公司生产和服务质量管理体系于2XXXXXX年12月通过ISO9XXXX1：2XXXXXXXXXXXXXXXXXX 国际质量管理体系认证，精细硅胶系列产品的生产质量管理体系于2XXXXXXX9年2月13日通过ISO9XXXXXXXXXXXX1：2XXXXXXXXXXXXXXXXXX国际质量管理体系认证。公司严格按ISO9XXXXXXXXXXXX1：2XXXXXXXXXXXXXXXXXX国际质量管理体系进行管理，管理能力较强。 二、项目名称、主要建设内容、总投资、设计年综合能耗等 2.1 项目性质及建设内容 项目名称：节能改造项目 建设地点： 项目性质及类型：节能技术改造项目 2.2 项目建设内容 本项目利用国内成熟、先进的工艺技术，进行如下技术改造： 1、该项目主要通过增加烘干隧道，与原有隧道进行串联，将原 来的三级隧 道改为六级隧道，同时将隧道采用保温层保温； 2、更换隧道换热器，提高隧道烘干热效率； 3、烘干的热源蒸汽产生的低压、低温蒸汽采用蒸汽喷射式热泵提温、提压后循环回用，降低烘干过程热源蒸汽用量。 2.3 项目投资概况及经济技术指标 本项目总投资2258万元。其中工程费用1795万元（包括设备购
风电节能减排环境经济效益分析
风电节能减排环境经济效益分析 ［摘要］本文基于能源危机及环境恶化等背景下,从风电工程与传统能源相比的优势出发,对风电的环境效益和经济效益进行计算评估,通过建立数学模型,定量分析效益成果。最后结合国华东台海上风电三期工程实例,将数据代入模型中,测算出环境效益和经济效益的具体结果值。 ［关键词］风电项目；环境效益；经济效益；综合评估 1引言 自然环境是人类赖以生存和发展的基础,人类维持正常生产、生活的所有物质及能量均来自于自然环境。但是,随着人口数量的激增,人类消耗自然资源的速度呈指数化增长。与此同时,爆发式的工业化扩张也给社会带来了严重后果,如全球变暖引起的海平面升高、气候异常以及物种灭绝,还有全球大面积的酸雨、土地荒漠化等环境问题,这些问题已经引起了国际社会的广泛关注。目前,人类迫切需要开发新能源来解决上述问题。 在面临诸多全球化问题的情况下,对风能的利用已受到各国的普遍关注。风能作为一种清洁的可再生能源,蕴藏量巨大,全球风能约为274亿兆瓦(MW,1MW=1000kW),其中可利用的风能为2000万兆瓦,是地球上可开发利用的水能总量的10倍。此外,由于风能在利用过程中不产生有害废弃物和温室气体,因此被认为是当前最廉价、技术最可靠的可再生资源。就我国实际情况来看,目前我国自然资源总量丰富,排世界第7位,能源资源量约为4万亿t标准煤,居世界第3位。然而,由于人口众多、能源技术不够成熟所带来的使用率不高和浪费,人均能源资源占有量非常匮乏,我国人口占世界总人口的22%,已探明煤炭储量仅占世界储量的11%,人均常规能源资源占有量为135t标准煤,仅为世界平均水平264t 标准煤的1/2。人均能源资源占有量相对不足,成为制约我国社会经济可持续发展的一个因素。节能减排被提上政治日程,《“十二五”节能减排综合性工作方案》中明确了“十二五”期间万元GDP能耗比2010年下降16%的目标［1］,节能减排工作刻不容缓。 中国继2009年超越美国成为全球新增风电装机容量最多的国家以后,2010年中国累计风电装机容量也实现了对美国的超越,成为全球风电装机容量最多的国家,累计装机容量418GW,约占全球总容量的215%。我国的风能资源储量丰富,且国际上技术比较成熟,风电产业化发展时机已经到来。2012年,中国风电并网总量达到6083万千瓦,发电量达到1004亿千瓦时,风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。《可再生能源法》的实施对风电产业的发展也有了很大的促进作用,人们对风能利用的环境效益也有了一致性认可,如风电的“减排”效益、节约能源效益、改善水质和生态效益。在全球环境日益恶化和节能减排的背景下,环境效益成为风力发电最突出的效益［2］。江苏省风能资源相对丰富,风电产业具有广阔的发展空间。综上所述,当前尝试对风电节能减排的环境、经济效
电机损耗计算
Power loss：这个名词，出现在11及之前的版本。指的是感应电流对应的铜耗。比如鼠笼式异步电机转子导条铜耗，永磁体涡流损耗等。在12及更高版本中，该名词已更名为Solidloss。 Solidloss：如上解释，出现在12及更高版本中，指的是大块导体中感应电流产生的铜耗。Coreloss：铁耗。指的是根据硅钢片厂商提供的损耗曲线，求得的铁耗。 Ohmic_loss：感应电流产生的损耗的密度分布。也就是Powerloss或Solidloss的密度。Stranded Loss R：电压源（非外电路中的）对应的绞线铜耗。 Stranded Loss：电流源，外电路中的电压源或电流源，对应的绞线铜耗。 铜耗问题，阐述如下。 铜耗分为2部分，一是主动导体产生的，比如异步和同步电机定子绕组；二是被动导体产生的，比如鼠龙式异步电机转子导条。主动导体一般是多股绞线（也就是stranded），被动导体一般是大块导体（solid）。它们分别对应stranded loss(R)和solid loss。 主动导体损耗：需要设置导体为stranded，并施加电压源，电流源或外电路。当施加的是电压源时，并且给定电机相电阻和端部漏电感（此处针对二维模型）值，则后处理中results/create transient report/retangular report/stranded loss R就是主动导体的损耗，比如异步或同步电机的定子铜耗。当施加的是电流源，外电路中的电压源或电流源时，后处理中results/create transient report/retangular report/stranded loss就是主动导体的损耗。建议选用电压源方法计算铜耗，因为电阻值是由用户指定的，而不是软件根据截面积和长度自动计算出来的，这样可以算得比较准确。 被动导体损耗：只需要给定被动导体的电导率，并且set eddy effect，则后处理中solidloss 即是被动导体的损耗，比如鼠龙式异步电机转子导条。这有点类似于涡流损耗的计算方法，因为涡流损耗和被动导体损耗，都是在非零电导率的导体上产生的。 以上方法，基于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本，并且适用于任何电机。 铁耗分析 对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。注意，B-P曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/set core loss，对定子铁心勾选才行。此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。后处理中，通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。 再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。现以永磁电机为例，具体阐述。对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/set eddy effect，对永磁体勾选。注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和set eddy effect。后处理中，通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skin depth based refinement 网格剖分才行。
低速大转矩永磁电机技术研究报告
低速大转矩稀土永磁同步电动机技术研究报告 大连钰霖电器有限公司 2007年3月
1. 项目背景与研究目的 [1] 项目背景 21世纪人类面临的三大难题是：能源危机，环境污染和人口爆炸。而工程技术界的主题无疑应该是能源危机和环境污染。 目前，在机械装备制造业，诸如：机床、重矿机械、建筑机械、电力机械、石油机械等需要低速大转矩传动的系统，仍主要采用减速机-电机的传统驱动模式。一方面，由于减速机齿轮等机械的原因降低了系统的整体传动效率；另一方面，由于减速机的存在使驱动系统的整体体积较大，或者说系统的传输力能密度较低。近年来出现的机电一体化技术，虽然在力能密度方面有所提高，但由于其在理论思想方面仅限于机械减速机构与电机配合的结构尺寸减小，仍未跳出减速机-电动机传动模式的桎梏，所以其效率和力能密度亦未能令人满意。这种传动模式的主要弊端在于：减速齿轮效率低，尤其是在需要大减速比的传动系统，效率更低；功率密度低，机械减速机的存在，使机械装备体积庞大、设备笨重；环境污染，机械转速机不仅存在噪声污染，同时存在润滑油造成的环境污染；机械加工工艺环节共时多，加速机齿轮加工工艺复杂，工艺环节多，并且精确度要求严格，给机械装备的加工制造带来难度和增加了工艺成本。所以，使用低速大转矩传动，取消机械减速机，实现无齿轮传动是时代的要求，发展的需要。 本项目在国家自然科学基金和辽宁省自然科学基金资助下，由沈阳工业大学和大连钰霖电器有限公司共同研制成功，并在2005年获得辽宁省科技进步二等奖。 [2] 研究目的 在低速大扭矩无齿轮传动系统中，采用稀土永磁电机取代传统的异步电动机是各国专家的共识，其技术关键是如何消除电机在低频时的转矩脉振问题。芬兰学者J. Salo, T.等人报导了一种新型低速大扭矩内嵌式磁极结构的永磁同步电动机（PMSM），对不同转子磁极结构利用计算和仿真的方法进行了研究，尽管其理论结果可使电机的转矩纹波减小至5%，但其气隙磁密中仍含有严重的齿谐波。显然在超低速情况下，这些齿谐波的存在仍然会产生转矩脉振。瑞典的Nicola Bianchi等人，采用移动转子磁极位置的方法消除PMSM的转矩纹波，仅适用于8极以下，且要求电机的转子要具有足够磁极摆放空间。德国的N. Bianchi等人，利用供电电流波形调制来削弱PMSM转矩纹波[3]，是一种依赖于电机外部控制的方法，尽管部分地减小了PMSM的输出转矩纹波，但由于电机内电势波形和气隙磁场谐波的存在，使电机损耗加大，影响了电机的效率。瑞士的P. Lampola等人，分析了多极低速PMSM，但其样机仅局限于12极以内的情况。 综观上述文献报导，其共同之处在于没有注意到PMSM在现代正弦波脉宽调制（SPWM）电源供电情况下，如何从低速大转矩传动系统最佳的角度来研究PMSM的分析和设计问题，并且其分析和解决问题的出发点都是从针对电机的转矩，而忽视了产生转矩脉振的根本原因，即电机内电势波形的设计和研究。 本项目研究低速大转矩稀土永磁同步电动机，与电力电子技术、高集成的机电一体化技术一同，组成的电子-电气-机械一体化驱动技术的理论和技术。从低速大转矩传动系统最优化的角度，重点解决低速大转矩稀土永磁同步电动机的最优化设计问题；消除低频转矩脉动问题；转子嵌入式磁极结构的漏磁问题。并成功地在工厂大机械无齿轮传动系统中得到应用。
Maxwell 铁耗计算和涡流损耗
Maxwell help文件 为Maxwell2D/3D的瞬态求解设置铁芯损耗 一、铁损定义（core loss definition） 铁损的计算属性定义（Calculating Properties for Core Loss(BP Curve) 要提取损耗特征的外特性（BP曲线），先在View/EditMaterial对话框中设置损耗类型（Core Loss Type）是硅钢片（Electrical Steel）还是铁氧体（Power Ferrite）。 以设置硅钢片为例。 1、点击Tools>Edit Configured Libraries>Materials. 或者，在左侧project的窗口中，往下拉会有一个文件夹名为definitions，点开加号，有个materials文件夹，右击，选择Edit All Libraries.，“Edit Libraries”对话框就会出现。 2、点击Add Material，“View/Edit Material”对话框会出现。 3、在“Core Loss Type”行，有个“Value”的框，单击，会弹出下拉菜单，可以拉下选择是硅钢片（Electrical Steel）还是铁氧体（Power Ferrite）。 其他的参数出现在“Core Loss Type”行的下面，例如硅钢片的Kh,Kc,Ke,and Kdc，功率铁氧体的Cm,X,Y,and Kdc。如果是硅钢片，对话框底部的“Calculate Properties for”下拉菜单也是可以使用的，通过它可以从外部引入制造厂商提供的铁损曲线等数据（Kh,Kc,Ke,and Kdc）确定损耗系数（Core Loss Coefficient）。 4、如果你选择的是硅钢片，按如下操作： ①从对话框底部的“Calculate Properties for”下拉菜单中选择损耗系数的确定方法（永磁铁permanent magnet、单一频率的铁损core loss at one frequency、多频率的铁损core loss versus frequency）,然后会蹦出BP曲线对话框。 单一频率的损耗：点击图表上面的“Import from file.”可以直接导入BP曲线数据文件，但要“*。Tab”格式文件。如果纵横轴错了，可以点击“Swap X-Y Data”按钮，调换B轴和P 轴的数据，但是B轴和P轴的方向不变。或者直接在左侧的表格中填入对应的B值和P值，行不够了可以点击“Add Row Above”按钮，和“add row below”分别从上面和下面添加行，“append rows”是一口气加好几行，或者删除行“delete rows”。表下面的“frequency”表示当前的BP曲线是在什么频率下的性能。“Thickness”表示硅钢片的厚度，“conductivity”是电导率。点击“OK”确定。 多频率的损耗：打开对话框后左下方有个“Edit”窗口，是添加要设定BP曲线的频率的。分别加上几个频率，如1Hz和2Hz。每填写一个赫兹点一下“Add”按钮，就会把频率添加到上面的表格中。在相应的频率后面有“Edit dataset”按钮，点击可进入BP曲线编辑页面。与单一的相同，可以导入文件或者自己填写BP曲线数据。填完点击“OK”按钮。右侧的图中就会出现设定的BP曲线。在图标下面选择“select frequency”显示单一的左侧亮蓝色的频率下的BP曲线，选择“All frequencies”显示所有频率下的BP曲线。选择“original curve”则BP曲线的第一个点需要从0开始。选择“Regression Curve”则，图中不仅显示设定的BP曲线，还会附加一条BP值的增长趋势曲线。 ②确定BP曲线 ③在“Core Loss Unit”对话框里选择BP曲线的单位 ④输入频率Frequency、硅钢片质量密度Mass Density、导电率Conductivity、厚度Thickness 的值和单位。 Kh——滞后系数（Hysteresis Coefficient） Kc——经典涡流系数（Classical Eddy Coefficient） Ke——过量系数（Excess Coefficient） Kdc——考虑直流偏磁效应的系数
既有建筑节能改造决策优化及效益分析
既有建筑节能改造决策优化及效益分析 发表时间：2018-07-20T15:38:37.800Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第7期作者：李银兰[导读] 我国既有建筑节能改造起步较晚，在节能改造管理实践方面多借鉴一般工程项目的节能改造管理经验 李银兰 上海江南建筑设计院上海市 201800 摘要：我国既有建筑节能改造起步较晚，在节能改造管理实践方面多借鉴一般工程项目的节能改造管理经验，理论研究也仅仅停留在风险识别、评价及控制等层面，基于EPC模式下多主体合作共赢的风险共担理论与实践更鲜有涉及。基于此，本文主要阐述了既有建筑节能改造项目基本特征、既有建筑节能改造项目风险共担机理研究框架、国内工程项目风险分担理论研究，以供参考。关键词：既有建筑；节能改造；决策优化 一、既有建筑节能改造项目基本特征 合同能源管理模式的应用为既有建筑节能改造项目带来了许多独有的特性，同时也决定了其合理风险共担的必要性。EPC模式下既有建筑节能改造项目基本特征主要体现在以下三个方面:第一，EPC模式的内涵决定了ESCO需要承担项目中的大部分风险，项目风险的不合理配置直接影响到既有建筑节能改造项目整体效益的提升，因此，合理的风险分配能达到资源的有效配置、提高项目风险管理效率。第二，EPC模式下ESCO通过与业主共享节能改造收益来收回成本并获取利润，业主的用能行为是否规范是ESCO能否正常获取收益的决定性因素，合理的风险共担能有效规制业主用能行为，保证ESCO正常获取收益。第三，在维护原有建筑质量的基础上提高其能耗利用率使得既有建筑节能改造的施工难度增大，施工过程中的风险因素复杂，大量不确定风险的存在决定了项目参与主体间合理的风险共担是提高项目风险管理效率的必要手段。因此，EPC模式下既有建筑节能改造项目的基本特征决定了合理风险共担的必要性，在考虑既有建筑节能改造项目特征的基础上，借鉴一般工程项目风险分担理论研究成果，对探索既有建筑节能改造项目风险共担机理的研究内容具有重要的科学价值与实际意义。 二、既有建筑节能改造项目风险共担机理研究框架 2.1风险共担机理研究框架构建目标 合理的风险共担是明确界定项目参与主体责、权、利关系的重要工具，构建既有建筑节能改造项目风险共担机理研究框架的目标在于引导项目主体实现科学的风险共担决策。在实际的风险共担决策过程中，对项目潜在风险与参与主体特性的识别是风险共担决策的基础，管理者在不了解项目中存在什么风险、各个参与主体风险偏好与控制能力如何的情况下，根本无法达到合理的风险共担，即使达到了风险共担的决策结果，也无法保证其结果的科学性与公平性，这样势必会导致项目参与主体之间利益纠纷与责任推诿现象的发生。因此，既有建筑节能改造项目风险共担是一个系统的过程，实现科学的风险共担决策需要解决“谁参与共担”、“共担什么风险”、“如何共担”以及“共担策略如何”等一系列问题，也就是要实现“WHO”、“WHAT”、“HOW”等关键操作。而系统构建既有建筑节能改造项目风险共担机理研究框架就是要为实际的风险共担决策解决以上问题，旨在为项目参与主体科学的风险共担决策提供理论支撑。 2.2风险共担机理研究框架构成 风险共担机理研究框架构成内容以实现科学的项目风险共担决策为目标，分别从风险共担构成要素、影响关系、风险共担决策、策略评价与优化等方面构建既有建筑节能改造项目风险共担机理研究框架，并具体指出各方面研究的关键内容。 2.2.1风险共担构成要素分析 项目参与主体与风险是构成风险共担的两个基本要素，对项目主体与风险性质的分析是实现风险共担决策的基础。首先，对项目潜在风险因素识别应遵循准确性与系统性的原则，保证对项目发展全寿命周期内的所有风险进行识别，在此基础上，剖析其各项风险因素间的关联关系与相对重要性程度，有利于系统把握项目风险性质及其传导演变规律，并最终实现合理的风险共担决策。其此，EPC模式下既有建筑节能改造项目参与主体众多，层次结构复杂，明确各主体的风险偏好、风险控制能力以及其风险预期收益是实现风险共担科学决策的关键，通过设立主体行为约束制度与行为导向制度来确保管理者对项目参与主体的风险偏好与风险控制优势有所了解，并以此来保证项目风险共担达到合理决策。因此，项目风险共担构成要素分析对于达到合理风险共担决策具有重要意义。 2.2.2风险共担影响因素分析 在对风险共担构成要素分析的基础上，实现风险共担科学决策的必要前提是对风险共担影响因素的分析。从风险共担的两个关键构成要素出发，既有建筑节能改造项目内外部环境因素对风险共担决策的影响主要有两种类型。第一，以项目参与主体的行为动机为中介，项目内外部环境因素通过影响主体价值诉求与行为动机而间接作用于项目风险共担决策。第二，以项目风险性质为载体，项目内外部环境因素的变化导致风险性质发生改变，进而影响项目风险共担决策。因此，系统识别既有建筑节能改造项目内外部环境因素对风险共担的影响，定量分析其各个因素的影响强度、影响路径以及各影响因素间的关联关系是实现项目风险共担科学决策的必要前提。 三、国内工程项目风险分担理论研究 3.1风险分担影响因素研究 工程项目风险分担受到主体行为策略选择、组织环境变化等内外部因素的交互影响。穆尉鹏基于组织行为学视角下的角色认知理论，从参与者对PPP项目融资模式的理解误区、政府角色的转变、参与方风险偏好等几个方面分别讨论了各因素对合理风险分担的影响规律；董宇、王垚等基于关系治理理论下组织间信任因素的影响机理，分别利用仿真模拟与实证分析探讨了承发包双方信任关系对工程项目风险分担过程的影响机理；杜亚灵等则从社会资本对风险分担的影响机理出发，将风险分担过程划分为初始分担与再分担，利用结构方程模型讨论了不同社会资本情景对风险初始分担完备性与再分担实施效率差异性的作用过程；尹贻林等则在识别风险分担影响因素的基础上，利用系统工程的ISM方法构建了工程项目风险分担影响因素的递阶结构模型，揭示了影响风险分担过程各因素之间存在的互动关系与传导机理。 3.2风险分担结构演化研究
永磁电机项目申请报告
永磁电机项目 申请报告 一、项目提出的理由 当前时期经济社会发展必须坚持的基本理念：实现当前时期发展目标，破解发展难题，厚植发展优势，必须牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，把创新作为引领发展的第一动力，把协调作为持续健康发展的内在要求，把绿色作为永续发展的必要条件，把开放作为繁荣发展的必由之路，把共享作为和谐发展的本质要求，将五大发展理念贯穿于全面建成小康社会的全过程。 永磁电机产品因其用途广泛而具有广阔的市场，根据国家统计局数据，2017年，我国永磁电机行业销售收入便已超过880亿元，同比增长1.10%；预计2018年，销售收入将超过930亿元。 虽然我国永磁电机行业发展较快，但全球范围内来看，日本、德国、美国、英国、瑞士、瑞典等国家知名品牌公司凭借其数十年的永磁电机生产制造经验和关键工艺技术，仍然影响着世界永磁电机的发展，掌控者大部分高档、精密、新型永磁电机的技术和产品。
尤其是日本，凭借精密加工技术在中小电机具有较大优势，代表世界先进水平，引领着高档精密永磁电机的技术发展，单独处第一梯队。目前，日本主要永磁电机制造厂商有日本电产株式会社、日本阿斯莫株式会社、日本电装株式会社、日本万宝至马达株式会社等。 另外，美国的军用永磁电机也居于国际最顶端位置。美国在军用永磁电机的研发和生产方面，为了达到武器设备的互换性和三军使用的统一性，长期以来在军用微电机标准化和系列化方面，不惜重金开展多方研究工作，形成了以美军标准为基础的统一标准。目前，美国永磁电机市场上的主要制造厂商Gettys、A-B、I.D、OdawaraAutomarion和Magtrol等。 近年来，由于技术的扩散逐步向发展中国家转移，我国永磁电机行业也有长足发展，成为了全球永磁电机的主要生产国和出口国，掌控着国际社会中低端永磁电机市场。根据国家统计局数据，截至2017年底，全国永磁电机制造行业规模以上企业有285家。 不过，国内永磁电机企业开发能力不强，自主创新能力不足，而且永磁电机专用设备整体水平与国外先进水平有较大差距，高精密永磁电机用的精密专用设备仍依赖进口。同时，永磁电机行业主要集中在东部沿海地区，呈现“东强西弱”格局。
永磁同步电机永磁体涡流损耗计算与研究解读
密级：内部高速电主轴永磁同步电机永 磁体涡流损耗计算研究 The calculation and analysis of high-speed spindle permanent magnet motor eddy current losses in the permanent magnet 学院：电气工程学院 专业班级：电气工程及其自动化0903班 学号： 学生姓名： 指导教师：（副教授） 2013 年 6 月
摘要 永磁同步电机是由永磁体建立励磁磁场的同步电机，电机结构较为简单，降低了加工和装配费用，提高了电机运行的可靠性；又因无需励磁电流，省去了励磁损耗，提高了电机的效率和功率密度。当外磁场发生变化时，永磁体就会产生涡流导致发热。因此，很有必要对转子永磁体内的涡流进行计算和分析，并采取相应的解决办法。 本文主要运用了有限元软件对高速电主轴永磁电机永磁体的涡流损耗进行分析，以得到永磁体涡流损耗的大小和分布规律，并研究永磁体涡流损耗的影响因素，从而为减小永磁体涡流损耗提供依据。 首先建立高速电主轴永磁电机有限元模型，对模型进行激励源加载和剖分，为涡流损耗的分析奠定基础；然后采用上述模型，计算得到永磁体内涡流损耗的大小和分布；分析正弦波供电和变频器供电下永磁体涡流损耗的特点；最后着重研究不同极槽数、转子磁路结构对永磁体涡流损耗的影响，提出减小涡流损耗的措施，为提高电机性能奠定基础。 针对永磁同步电机自身的特点，通过二维电磁场有限元方法分别求解了空载时和负载时电机永磁体内的涡流。采用了瞬态分析，根据瞬态计算出的数据绘出了涡流损耗波形，并得出永磁体内的涡流损耗分布图。最后通过分析波形得出了影响永磁体内涡流的因素以及应采取的措施。 关键词：永磁同步电机；永磁体；涡流损耗；有限元法 I
高速永磁电机转子结构与强度分析
2019年第1期 第54 ( 206期）（EXPLOSION-PROOF ELECTRIC MACHINE) 高速永磁电机转子结构与强度分析 王雨 (中国石油吉林石化分公司乙烯厂，吉林吉林132000) 摘要分析了高速永磁电机的转子结构、材 性能 关系，并转子的强度计算进行 详细介绍，并 了高速永磁电机转子支撑、转结构、表 转 度以及内置式转子强度 的分析方法。 关键词咼速永磁电机;转子支撑技术;转子结构;转子强度分析 DOI $ 10.3969/J. ISSN. 1008-7281.2019.01.09 中图分类号:T M351 文献标识码:A文章编号：1008-7281 (2019)01 -0030-003 Structure and Strength Analy s es of High-S peed Permanent-Magnet Motor Rotor Wang Yu (Ethylene Plant，Jilin Petrochemical Branch of CNPC，Jilin 132000,China) A bstra c t This paper analyzes the relationship am ong structure，m aterial and perform ance of high-speed perm anent-m agnet m otor rotor，introduces the strengtli calculation of rotor in tail，and puts forw ard the analysis m etliods of rotor supporting technology，rotor structure，sur- face-m ounted rotor strengtli and built-in rotor strengtli of h igh-sjD eed perm anent-m agnet m otor. K e y w ords H igh-sjD eed perm anent-m agnet m otor；rotor supporting technology；rotor struc- ture；rotor stren g th i analysis 0引言 高速永磁电机具有功率密度高、可靠、运行成 本低等优点，在石化工领域应用 ，然而由 于电机转 承受很大的离 较大 ， 因此转子的设 关键。本文 此情况 了转子离、电机散热面积、功 度大所带来的 的分析与计算，这对转子结构与强度非。 1转子支撑技术 转子支撑技术关键是轴承技术的研究，只有 到长期稳定运行，才能够在高速永磁电机 ：行 用，目前主要有两大类，第一类是高速滚 珠轴承，第二类是磁 空气轴承。 图1为速轴承，成低、，技术成熟，这是应用最为 的轴承，其速运行的主性能指标B V值，由轴承内径B(mm)与转速 @( r/min)的乘积表示，普通值在50 以下，速值在100 以⑴。 30 图1滚珠轴承 图2为空气轴承，利用的是轴承与轴 的 支撑转子，分为动 两种，优点是 用磁场即可。这样在电磁环境求高的 ，空气轴承显示出很大优，是空气轴承间隙小，精度要求尚。图3为磁 轴承，分为主动和被动两种磁 轴承，主动磁 轴承优点无 滑油，能够实现无接，而 成本低，是刚度较低，技术尚未成熟，应用 受到局限制。 图2 空气轴承
(完整版)2019年永磁电机研究.doc
前不久，国家财政部、国家发改委联合出台《关于印发节能产品惠民工程高效电机推广实施细则的通知》，表示将通过加大财政补贴等方式推广高效电机。据悉，这是继去年10月两部委将高效电机纳入节能产品惠民工程实施范围，采取财政补贴方式进行大力推广后，“政策即将落地的表现”。 据了解，2011年全国高效电机的推广任务是3177万千瓦，约占全年国内电机销售量比重的30%，其中低压高效电机2000万千瓦、高压高效电机1000万千瓦、稀土永磁电机177万千瓦。 两部委通知提出，生产企业是高效电机推广的主体，中央财政将补贴资金拨付给高效电机生产企业，由生产企业按补贴后的价格销售给水泵、风机等成套设备制造企业。同时，要求申请推广企业的低压三相异步电机和高压三相异步电机年推广量不少于30万千瓦，或稀土永磁电机年推广量不少于1万千瓦。因此，推广任务分别由湘潭电机、卧龙电气、南阳防爆等50家电机生产企业承担。 目前，工业用电占据我国社会用电的“大头”，而电机耗能在工业用电中又占据主导地位。统计数据显示，我国电机系统总容量约7亿千瓦，但高效电机占比尚不足3%。 为使电机推广“立竿见影”，财政部和发改委决定加大对高效电机的财政补贴力度。其中，低压高效电机根据功率档次每千瓦分别补贴58元和31元；高压高效电机每千瓦补贴26元；稀土永磁电机每千瓦补贴100元。同时，两部门还决定，新上项目必须全部使用高效电机等节能设备和产品。 而在去年6月出台的《关于印发节能产品惠民工程高效电机推广实施细则的通知》中，电机的补贴为每千瓦12-60元之间，今年与去年相比增长近一倍。 财政部副部长张少春表示，为加快推广应用高效电机，我国将抓紧建立以财政补贴政策为核心的高效电机推广机制，其中财政补贴力度将进一步加大，鼓励用户大规模采购高效电机，并加快淘汰高能耗老旧电机。 东莞市五金机电商会有关负责人告诉本报记者，由于目前政策倾向于补贴源头企业，市场推广具有明显的“引导性”，通过上游补贴中下游，从而将高效电机推广“遍地开花”。 意义 效率提5%可节电一个三峡 事实上，目前市场上电机过于耗能与低效，也是国内出台高效电机补贴的重要原因。据一份《电动机调速技术产业化途径与对策的研究报告》显示，我国发电总量的66%消耗在电动机上，去年年底电动机总装机量约为7.62亿千瓦，但高效电机市场不足3%，电机拖动系统拖动整体运行效率比发达国家低20%。 根据欧洲制定有关标准，电机效率分为IE1(最低)、IE2、IE3、IE4(最高)四个等级。但据国家中小电机质量监督检验中心对国内重点企业198台电机的抽样调查，其中达到2级以