哈尔滨工业大学科技成果——螺杆泵用节能型永磁变速直接驱动电机系统
哈尔滨工业大学科技成果——变频式智能型电动执行机构
哈尔滨工业大学科技成果——变频式智能型电动执行机构主要研究内容DZM1型变频式智能型电动执行机构是一种直行程阀门电动调节器，它可直接与直行程调节阀进行组合并成为工业管道系统中的控制单元。
也可与二级减速器机构进行组合，形成DZM1/HBC角行程调节型产品，用以控制球阀、蝶阀等90°回转的阀门。
DZM1的设计符合JB/T8219-1999《工业过程测量和控制系统用电动执行机构》的规定，并取得了相关检测站的试验合格报告。
DZM1采用铝质外壳，外观漂亮。
其具有良好的户外防护性能，防护等级为IP67。
产品也可制成隔爆型，其防爆等级为dⅡBT4。
DZM1内部一体化集成我所针对阀门电机专门设计的变频调速器，结合先进的控制策略及人性化操作平台保证了整个装置的优良性能。
技术特点及优势变频控制1、保证力矩输出不会超出设定上限（即使阀门卡死），由最大输出力矩的40%-100%每10%为一挡共7档力矩供用户选择；实时监控输出力矩；2、保证电机电流绝不超过电机允许电流范围，确保任何情况下都不会烧毁电机；3、全面的电机保护功能，包括欠压、过压、过流及过温保护；4、软起关能力：在启动和达到预定位置时会自动降速，以保证阀门有效开关；5、调速能力：提供7档速度选择，可根据实际工况设定开关阀门速度。
智能控制装置采用的快速中央处理单元保证了系统良好的性能。
对初次安装使用DZM1的用户，只需找到阀门全开及全关位置即可自动进行记录，此后DZM1将在此行程内精准运行，其定位精度可达到全行程1%以内（国标1级）。
对应不同应用场合其定位精度分4档可调。
DZM1不但具有本地显示窗口和遥控器，还配备人机界面操作盒，可实现现场及远程的监控与操作。
应用领域化工、石油、冶金、轻工、建材、电力行业。
科技成果——永磁涡流柔性传动节能技术
科技成果——永磁涡流柔性传动节能技术适用范围机械行业，广泛应用于航天、军工、海事、发电、煤炭、冶金、石化、矿山、造纸、天然气、水泥、水处理等行业中的恶劣工况下的大型设备的传动系统中。
行业现状国内电机及负载长期低负荷运行，同时调节方式落后，运行效率比国外先进水平约低10%-20%，每年浪费电能约5000亿kWh，节电潜力巨大。
另外大部分风机、水泵采用的是液力耦合器调速方式，机械效率仅为70%左右。
永磁涡流柔性传动节能技术的节能效率在20%以上，自身不耗电，没有漏油污染，节电率可达20%以上，能在各种恶劣环境下稳定工作，使用寿命长达20年。
成果简介1、技术原理该技术是应用永磁材料产生的磁力作用，实现力或者力矩无接触传递的一种新技术。
负载和电机之间通过气隙相连接。
该技术装置包括永磁磁力耦合器和永磁调速传动装置等，由于电机启动时不需要克服负载惯性，大大减小了峰值电流，缩短浪涌持续时间，从而节约能源，还大幅减少设备磨损，保证设备的可靠运转。
其基本原理就是遵循楞次定律，具体表述为感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化。
感应传动气隙越小磁体与导体间感应越强，导体与磁体间感应力越大，扭矩传输效率可通过调整气隙来控制。
2、关键技术（1）转速范围：0-3000r/min；（2）适配电机功率：4.0-4000kW；（3）调速范围：30%-99%；（4）传递效率：96%-99%；（5）节能效率：20%以上。
3、工艺流程主要技术指标1、转速范围：0-3000r/min；2、适配电机功率：40-4000kW；3、转矩范围：40-30000Nm；4、工作温度苑围：40℃-50℃；5、调速花围：30%-99%；6、传递效率：96%-99%；7、气隙调节范围：3mm-40mm:；8、滑差率：1%-4%；9、安装精度：<1mm；10、节能效率：20%以上。
技术水平该技术已获得10项发明专利和16项实用新型专利，外观设计1项。
科技成果——绕组式永磁耦合调速器节能技术
科技成果——绕组式永磁耦合调速器节能技术适用范围机械行业，电机控制节电领域行业现状风机、水泵等电机驱动设备是我国工业领域的常用装备，用电约占工业领域总电耗的75%。
我国电机驱动设备运行效率比国外先进水平低10-20%，每年电能浪费极其严重。
但由于变频设备价格昂贵、操作复杂和谐波污染等问题，目前很多风机、泵类负载仍采用挡板或阀门的机械节流方式来调节风量或流量，系统调节方式落后。
绕组式永磁耦合调速器是一种新型调速技术，与变频调速技术相比，在较小负载率（较大调速范围）工况下综合节电效率可维持在96%以上，节电率比变频调速提高30%左右；在较大负载率（较小调速范围）工况下综合节电性比变频技术提高2%-4%，并且几乎不产生谐波等二次电磁污染。
成果简介1、技术原理绕组式永磁耦合调速器是一种转差调速装置，由本体和控制器两部分组成。
本体上有两个轴，分别装有永磁磁铁和线圈绕组。
驱动电机与绕组永磁调速装置连在一起带动其永磁转子旋转产生旋转磁场，绕组切割旋转磁场磁力线产生感应电流，进而产生感应磁场。
该感应磁场与旋转磁场相互作用传递转矩，通过控制器控制绕组转子的电流大小来控制其传递转矩的大小以适应转速要求，实现调速功能，同时将转差功率引出再利用，不仅可解决转差损耗带来的温升问题，而且可实电机现高效运行。
2、关键技术（1）电机的离合与调速技术绕组接通，则形成电流回路，绕组中电流产生电磁场与原永磁场相互作用传递扭矩（离合器合）；绕组断开，绕组中无电流不传递扭矩（离合器离），此离合器无机械动作、无摩擦磨损。
通过控制绕组中感应电流大小，即可控制传递扭矩大小，即可实现软起功能，又能达到调速目的。
（2）转差功率回馈技术通过将绕组中产生的转差功率引入反馈回供电端，即可实现电能的回收，又能保证绕组温升始终处于电机正常工作的温升。
对短时间软起调速或小功率的传动，可将引出的转差功率消耗在控制柜内的电阻上。
3、工艺流程（1）设备原理图图1 绕组式永磁耦合调速器工作原理图（2）结构（简）图图2 绕组式永磁耦合调速器结构（简）图主要技术指标1、功率范围：1.5kW-5000kW；2、配套电机极数：2、4、6、8、10、12等；3、调速范围：0-99%；4、振动：≤2.8mm/s；5、效率：98%-96%；6、各类节能方式比较：在低转速（流量）工况时，绕组永磁节电效果与其它方式比较节电优势尤为明显。
智能永磁直驱电机在火力发电厂领域的应用与研究
智能永磁直驱电机在火力发电厂领域的应用与研究摘要：针对于热电厂开式水系统压力偏高，且电机功率大于泵的功率，造成很大的电能浪费，在对开式循环水泵改造为永磁智能直驱系统后，水泵的出口压力降低，减少了电机发热量，降低了电机及水泵的振动，减轻了机封磨损，可延长电机本体、轴承及机械密封等部件的使用寿命，并且节电效果明显。
关键词：开式水泵；永磁；调速；水泵；电机1 项目概述1.1 概述永磁智能调速驱动系统是目前国际上电机调速系统中先进的、最新的调速节能技术，在国家大力倡导“加快新旧动能转换”的节能环保政策背景下，将具有变频器调速能力的永磁智能调速驱动系统应用于电厂主辅机冷却水系统。
通过研究永磁电机的变频调速节能技术，并克服异步电机变频调节（需要减速机）的先天不足，依靠变频调速的诸多优点，丰富调速技术，将永磁调速系统应用于开式水泵组，达到节能环保、提高效益和研究推广价值。
1.2 开式水系统存在的问题热电厂主辅机冷却水系统包括闭式水系统和开式水系统。
开式水系统为主要辅机冷却水源其主要用户为：闭式水系统冷水系统。
开式循环水泵的入口管道接在循环水至凝汽器入口，在机组运行时循环水的压力是一定的，经开式水泵升压后，压力升高至0.38M Pa，开式循环水泵运行时出口门保持全开。
在实际运行中随机组负荷变化和季节环境温度变化为了达到控制油温的目的，还需要进行各级用户的水量调节和水量分配，主要是依靠各组油冷却器回水调节门调节，这样更加剧了油冷却器水侧压大于油压的现象（用户中油冷却器出口调节门9台），一旦油中进水，将严重威胁辅机和主机的设备安全，这样的运行压力给机组安全运行带来极大的安全隐患。
2 技术方案根据目前开式水系统实际情况，结合目前科技发展成果，在保证系统维持正常可靠运行的前提，本着改动小、工期短、投资少、见效快的原则，进一步使开式水系统更趋合理、可靠和经济。
通过分析、论证，采用了优化改进高压水泵运行控制的方案，将高压水泵控制改为永磁智能变频调速系统驱动器，该系统采用永磁电机直接驱动水泵电机。
哈尔滨工业大学科技成果——跑步机专用驱动器
哈尔滨工业大学科技成果——跑步机专用驱动器
主要研究内容
本系统由三个部分组成：电机变频器、上控显示、机体电机升降。
1、电机变频器
驱动对象为三相感应电机（2.2kW、220V）。
控制板部分，控制芯片采用Microchip公司的dsPIC30f4011，可以方便地实现控制程序的在线修改与烧写，并带有写保护编程功能。
控制策略采用V/F控制，基频以下为恒转矩控制，基频以上为恒功率控制。
调制策略采用SPWM数字化算法实现。
通过上控板的调速给定信号，实现跑带的平滑调速。
功率板部分，通过光耦隔离，把控制板产生的驱动信号传送给六路开关。
主电路采用IPM功率模块实现三相电压的分配，直接驱动三相感应电机。
开关电源部分，包括1路5V的控制板电源，1路5V光耦隔离电源，1路15V的IPM控制电源，1路15V的升降电机的控制电源。
2、上控显示部分
变频器的转速等信号通过串口通讯传送到上控显示界面，与调速给定部分，起停部分形成良好的人机界面，实现跑步机的起停，调速，显示。
3、机体升降部分
单相感应电机通过控制继电器，实现正反转，从而达到机体15级升、降。
技术特点及优势
特点是性价比高，变频范围3Hz-150Hz，无电磁噪声，低频起动力矩大，对于200kg的模拟负载足以起动，低频性能良好；硬件部分采用简化的成熟电路，与控制软件结合，降低了硬件成本，可应用于商用、家用跑步机专用驱动场合。
科技成果——超低速大转矩永磁直驱电机系统
科技成果——超低速大转矩永磁直驱电机系统
技术开发单位沈阳工业大学
所属领域先进制造
成果简介
在煤炭钢铁的开采运输、船舶动力装备、石油开采与地质勘探、风力发电、电动汽车、轨道交通等国民经济重要支柱产业（亦是工业耗能大户）中，需要大量的高品质低速大扭矩直驱驱动系统，但是目前大多仍采用传统的“常速感应电机+减速箱+低速大扭矩负载”的驱动模式。
存在系统体积庞大、综合效能低、可靠性差、维护成本高以及噪声和润滑油污染严重的缺点。
采用超低速大转矩永磁直驱电机系统，替代感应电机及减速箱机构，则可实现全域高效节能。
应用范围
该技术可以在矿山机械、曳引设备、石油开采、冶金机械、施工机械、港口机械等众多工业领域低速直驱大功率装备进行推广。
技术特点
低速大转矩永磁直驱电机系统能够满足90-500r/min，20kNm以上的负载要求，尤其适用于转速为200r/min以下的超低速负载，能满足1.5MW以上的功率输出要求。
系统运行平稳可靠，具有性价比高和高效节能的优点。
获奖情况该项目是依托辽宁省科技计划资助研发的新成果。
市场前景
采用超低速大转矩永磁电机直接驱动负载，取消减速机构，简化
传动系统，提高了系统效率。
采用转子磁极优化和谐波抑制控制技术，削弱了转矩脉动影响，有效提升了电机输出稳定性。
合作方式专利转让、技术服务、合资生产
应用情况
已成功应用到石油机械、矿山机械、注塑机械、电梯曳引设备中。
科技成果——动力伺服电机节能系统
科技成果——动力伺服电机节能系统技术类别减碳技术适用范围机械行业，适用于各行业水泵、风机、多电机联动等电机动力源系统行业现状该技术目前已在广东、山东、湖北、黑龙江省造纸、钢铁、石油、化工等行业项目中应用，推广比例约5%。
成果简介（1）技术原理系统控制原理图动力伺服电机转子由永磁体组成，永磁体产生的磁场与驱动器输出的U/V/W三相电形成的电磁场耦合，保障转子在最大磁场力矩下转动；驱动器根据电机自带编码器反馈与目标值比较调整转动角度，实现高精准度控制。
动力伺服电机节能控制系统配合传感技术，根据实际工艺要求配置上位机控制系统，驱动器根据上位机发送指令自动调节转速，使系统能耗降低。
（2）关键技术1、降压软起启动技术动力伺服电机节能系统的驱动器，将输入的三相电源整流成直流电，再通过IGBT逆变成电机实际需要的电压和频率，电机启动时，IGBT 根据电机实际需求转变输入频率和电压，避免电机启动对电网造成冲击。
2、闭环控制技术动力伺服电机配置编码器，在电机运行过程中，驱动器采集编码器的电流值和角度位置，通过空间矢量控制技术对电机转速和位置进行精准控制。
技术工艺流程3、电磁方案设计和控制解耦技术动力伺服电机转子由永磁材料组成，设计保证了永磁体产生的磁力线和驱动器输出电流的磁力线达到正交角度，使电机持续保持在最佳力矩状态，同时也避免了永磁体失磁。
4、DCS数字化控制技术通过压力、流量、温度、速度、位置等工艺参数对动力伺服电机进行控制。
（3）工艺流程电机外观主要技术指标额定功率：5.5kW-500kW；调速范围：0-120%；振动：≤2.8mm/s；稳速精度：±0.01%（FVC）；±0.1%（SVC）；转矩控制：静态精度±1%；动态精度±5%。
技术水平该技术获得国家发明专利2项，实用新型专利4项。
典型案例典型案例：江门明星纸业节能改造项目建设规模：原有电机置换成动力伺服电机，同时配置伺服控制系统。
螺杆泵节能型驱动配套技术研究
螺 杆 泵采 油 举 升 工 艺技 术 具 有 设 备 占地 面积 和密封 井 口。 同时在 电动 机控 制 系统 中采 用 电磁制 小 、安装 方便 、能耗 低等 技 术优 势 ，近 年来 在油 田 动 技术 ，解 决 了螺杆 泵抽油 杆反 转制 动 问题 。 得到 推 广和 应用 。 目前 常规 螺杆 泵 地面 驱动 装 置均
普 通感 应 电动 机加 减速 驱 动方式 利 用 的是 电动 机 的 自然外 特性 ，即使 负载 转矩 很小 ，电动机 的无 功功 率仍 然很 大 ，所 以轻 负 载时效 率也 不高 。直 接
问题 ：螺 杆泵 参 数调 整不 方便 ； 由于皮带 和 减速 器 动 机温 升 高 问题 未 解决 而不 能 广泛 推广 和应 用 。螺 的使 用增 加 了约 ２ ％的功率 损 耗 ； 日常生 产 管理 中 ０ 杆 泵 地 面 直 接 驱 动 工 艺 技 术 的 实 现 必 须 研 发 适 应 于
化 ，显著 降低 了设备 能耗和 Ｅ常 生产 维护 费用 ，提 高了设 备运 行安 全 性能 。 ｌ
关键 词 螺 杆 泵 直接 驱 动 力矩 电动机 ，
Ｄ ： ０． ９ ９ ｉ ｉ ＳＩ２ ９ － ， ３，０ ２． ４．０ ０ｌ １ ３ ６ ／ ． Ｓ Ｖ ０ ５ １ ９ ２ １ ０ ０ ２ ． ４
该 技 术 目前 国 内 只 有 少 数 厂 家 进 行 研 究 ， 但 由
由井 口采 油树 、动力 电动 机 、皮 带 、减 速器 、密封 于采用 直 接驱 动方 式后 一方 面 无法 缩小 驱 动 电动机
盘 根 等 部 件 组 成 。在 近 几 年 的 应 用 过 程 中 存 在 一 些 体 积 ，不 利于 装置 安全 运行 ；另一 方面 由于低 速 电
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哈尔滨工业大学科技成果——螺杆泵用节能型永磁
变速直接驱动电机系统
主要研究内容
由于能源紧张，油田抽油机的节能问题已经成为广泛关注的热点之一。
潜油螺杆泵近年的发展势头良好，但采用的感应电机加机械及皮带减速方式在节能性、可靠性等方面还有待改进。
本项目是根据现有市场的需求，采用新的控制策略和生产工艺而研发的新一代伺服控制系统。
交流永磁同步电机组件是典型的机电一体化产品。
与传统的传动电机如直流电机、感应电机等相比，其主要优点一是结构简单可靠，转子上采用永磁材料后不存在通电和发热问题；二是适宜于变速伺服驱动控制和位置控制，可以做到无级调速；三是可以根据控制对象进行综合结构设计，如采用组装式、分装式、内转子或外转子式，等等；四是与感应电机相比，其高效节能的优势非常突出。
在本系统中，可以通过指令输入对驱动器进行设置，实现速度预置，实时速度调节，驱动转矩调节，软启动，软停机等功能，从而实现对螺杆泵负载的直接驱动。
技术特点及优势
（1）节能效果显著：通过应用的对比数据表明，从单井耗能上效率提高了三分之一以上，线路损耗则节省百分之八十以上，如果形成规模，节能效果会非常显著；
（2）运行高可靠性：取消了机械减速器和皮带减速器，减少了
传动环节，减少了故障发生概率；操作系统实现了软启动和软停机，设计了断电软停机功能，可以防止传动杆的反转冲击，对螺杆泵进行有效保护；良好的启动特性和过载能力可以大大提高系统的适应性；
（3）操作简单灵活：启机停机方便，可以自动实现启机和停机一键操作；实时调速方便，无须停机，只需要在驱动器上根据需要随时调节转速即可；
（4）专利产品，自主知识产权：专利产品“磁阻式多极无刷旋转变压器”构成了电机的位置传感器，其结构简单，运行可靠，便于提高产品在野外的安全可靠性和降低系统整体成本。