沈阳工业大学科技成果——低速大转矩低压大功率直驱稀土永磁电动机
沈阳工业大学科技成果——钕铁硼稀土永磁节电型自动起重电磁铁
沈阳工业大学科技成果——钕铁硼稀土永磁节电型自动起重电磁铁项目简介利用稀土永磁产生的剩磁吸力能吸持铁磁重物的原理，在普通起重电磁铁中嵌装永久磁铁，通过合理的结构设计，运用优化设计方法，保证整机配合的合理性。
吸重时由永久磁铁产生吸力完成，线圈不需通电。
运行时，不需断电保护装置；卸料时，线圈瞬间通电，在工作气隙产生与永久磁铁相反的磁通，使气隙中合成磁通趋于零，吸力接近零，重物卸下。
线圈供电由装入电磁铁上部的蓄电池供给，由相应控制系统完成自动、手动装卸重物及报警提示功能。
运行时不需外加电源，可适应各种场合，尤其是没有电源的地方装卸重物。
吸重规格：1.5T、2.5T、3.5T，可吸板材、型材、角钢及加工件。
应用范围起重电磁铁主要用于冶金、机械、矿山、港口、铁路、运输等场合，用于吊装钢铁材料及零部件。
节电型自动起重电磁铁除具有上述功能外，更适合大型机械加工场合，用于吊装大型机械加工零件，对于没有电源的地方，由于自带蓄电池，使用更具有明显优势。
技术特性由于采用永磁吸重，在吸重及吊运过程中不用电，最大限度的节省电能，且具有下述特点：1、不需外接直流电源，操作方便，使用场合广泛；2、具有自动、手动两种工作方式，可满足不同使用条件的需要；3、不需断电保护装置，电控装置简单，降低整套装置成本，使用维修方便；4、与同型号普通电磁铁相比，节电80%，省铜70%，成本低，性能好，安全可靠。
该项目申请专利，专利号为：01210744.8。
通过省级技术鉴定，评为辽宁省机械厅科技进步二等奖。
市场及经济效益预测该系列产品主要用于冶金企业、机械加工行业、港口、铁路运输等场合，用以吊装钢材、钢铁制件。
全国每年需要量为几千台，如果每台平均2万元，则总产值为几亿元人民币的市场份额，效益可观。
用户使用该系列产品，安全可靠，又可节省大量电费。
生产条件原材料国内可满足供应。
普通的机械、电器类工厂，具有一般的机械加工设备均可完成，个别部件可外协加工，较容易形成批量生产。
低速大转矩永磁同步电动机设计
和功率因数特性 ， 有着异步电机无法比拟的优势。 低速 大转 矩永 磁 同步 电动机 为 取 消 减 速机 ， 实现 低速大转矩直驱提供可能性。低速大转矩永磁同 步 电动 机 设计 的关键 是消 除 各种谐 波 引起 的转 矩 脉动¨ 。本文研究低速大转矩永磁同步电动机设 ｊ 计的一般方法 ， 并讨论如何消除 各种谐波引起的
ｓ ａｃ ｅ ｅ ｒｈ ｄ．Ｉ ｒ ｅ ｏｅ ｉ ｎ ｔ ｏｑ ｅ ｆ ｃｕ ｔｏ ｔｌｗ ｐ ｅ ｎ ｏｄ ｒｔ ｌ ｍｉ ａｅｔｒ ｕ ｕ ｔ ａｉｎ ａ ｏ ｓ ｅ ｄ，ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒｓｓ ｃ ｓｆａ ｔ ｎ ｌ ｌ ｈ ａ ｕ ｅ ｕ ｈ ａ ｒｃｉ ａ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃｏ ｉ ｇ ｗｉ ５ Ｗ ｉｅ ｔｄ ｉｅ Ｐ Ｓ ｆｒｏｌｄ ａ ｕｍｐ ａ ｐ ｉａｉｎ，ａｕ ｓｒ ｃ ｍｂ ｎ ｔ ａ １ ｋ ｄｒｃ — ｒｖ Ｍ Ｍ ｏ ｉ ｒ ｗｎ ｐ ｈ － ｐ ｌｃ ｔｏ — ｎ ｖ ｒａ ｔｏ ｆｄ ｓｇ ｉ ｇｌｗ－ｐ ｅ ｉｈ ｔｒ ｕ Ｍ Ｓ ａ ｄ ｉ ｏ ｒｌｔｖ ｒ ｂｅ ｒ ｅ ｉｅｓ ｌｍｅｈ ｄ ｏ ｅ ｉｎ ｎ ｏ ｓ ｅ ｄ ｈ ｇ －ｏ ｑ ｅ Ｐ Ｍ ｎ ｔ ｃ ｒｅａｉｅ ｐ ｏ ｌｍｓｗｅ ｅ ｒ・ ｓ －
摘 要 结合 一台 １ｋ 抽油机用直驱式永磁 同步 电动机 ， ５Ｗ 研究了低速 大转矩永 磁 同步 电动 机 的一般 设计方法和相 关 问题 ； 消除低 速时 的转 矩脉动 ， 用了分 数槽 绕组 、 为 采 合理 设计 极弧 系 数、 定子斜槽等措施 ； Ａ ｓｆ软件对气隙磁密波形 、 用 ｎｏ ｔ 磁场 分布 、 反电动势波形 的仿真结 果表明 ， 这 些措施可以有效消除气隙磁场的高次 谐波 ， 而消除 低速时 的转矩脉 动 ； 进 实际样 机的 工作特性 曲 线及反电势波形表明的设计方法是正确有效 的。 关键词 低速大转矩 ； 永磁 同步 电动机 ；直驱 ； 转矩脉动
稀土永磁电机报告
稀土永磁电机报告2008年，稀土永磁同步电机的开发与应用扩大了永磁同步电动机在各个行业的应用，稀土永磁电机最显著的性能特点是轻型化、高性能化、高效节能。
高性能稀土永磁电机是许多新技术、高技术产业的基础。
它与电力电子技术和微电子控制技术相结合，可以制造出各种性能优异的机电一体化产品，如数控机床，加工中心，柔性生产线，机器人，电动车，高性能家用电器，计算机等等。
1821年，问世的世界第一台电机就是永磁电机，由于早期的永磁材料磁能积很低，性能较差，体积笨重，且容量小，不久就被电动磁电机所取代。
后来，由于铁氧体和铝镍钴磁体的出现，使永磁电机又有了新的进展。
2009年随着钕铁硼永磁材料的热稳定性、耐腐性的改善和价格的逐步降低以及电力、电子器件技术的进一步提高，使稀土永磁电机的开发和应用进入了一个新的阶段。
逐步向大功率化(高转速、高转矩)、高性能化和微型化等新品种宽领域扩展。
稀土永磁直流无刷调速电机是现代材料科学、电子电力科学及电动机控制理论相结合的产物。
稀土永磁电机是利用稀土永磁材料产生磁场，替代传统电机由电流励磁产生的磁场，使得稀土永磁电机具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻、损耗低、效率高，电动机的外型和尺寸可以灵活多变等显著特点，所以稀土永磁电机近几年来发展很快。
由于我国稀土资源丰富，稀土永磁在国内的飞速发展，使得稀土永磁材料的产品质量不断提高、成本价格不断降低，为制造较大功率的稀土永磁电机奠定了坚实基础，使得我们开发出的稀土永磁电机在国内外市场必然有一定的竞争优势。
1．完善和发展了稀土永磁电机的理论研究体系稀土永磁电机性能优异，结构特殊而多种多样，传统电机的设计理论、计算方法和设计参数已不能适应设计研制高性能电机的要求，近年来，运用现代设计方法完善和发展了稀土永磁电机的设计理论、磁路结构、计算方法，检测技术和制造工艺。
在此基础上建立了工程实用的电磁设计计算程序和计算机辅助计算软件包，包括电磁场分析计算，电感参数计算、动态性能仿真和优化设计。
低速大转矩永磁电机技术研究报告剖析
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。
低速大转矩永磁电机的转子散热问题
低速大转矩永磁电机的转子散热问题陈丽香;解志霖;王雪斌【摘要】In this paper,the temperature rise was calculated by finite element method with a low speed and high torque permanent magnet motor,and the accuracy of the calculation method was verified by the experiment.The temperature rise of the motor was low,so the design was improved,the length of the iron core was shortened,the torque density was increased,and the material was saved.But in the improved motor,the high temperature of the rotor and permanent magnet(PM)can lead to PM demagnetization.Therefore,this paper has carried out the researching on this problem,the theoretical analysis and the calculation of fluid solid coupling method were used to solve the problem that the heating of the rotor of the improved motor.Firstly,the factors that affect the intensity of convective heat transfer were analyzed,and then the heating problem was solved by the installation of cooling wind thorn and rotor axial/radial ventilation duct.The heat dissipation effect of PM with different size of wind thorn was studied.The heat dissipation effect and temperature rise distribution of PM with the rotor axial/radial ventilation duct was studied.The accuracy of the research and the validity of the method were verified by the experiment.The research on the heat dissipation problem of the rotor has a certain guiding role for the design of the low speed and high torque permanent magnet motor%对一台低速大转矩永磁电机进行有限元温升计算,并在保证电机性能参数基本不变的情况下对电机进行改进设计,缩短了铁心长度,提高了转矩密度,节省了材料.但改进后电机的转子和永磁体温度过高,易使永磁体退磁.结合fluent流固耦合计算方法,首先理论分析影响对流换热强弱的因素,然后研究加装散热风刺的不同尺寸对永磁体散热效果的影响规律,以及开设转子轴向、径向通风道对永磁体散热效果和温升分布的影响.最后进行样机试验,与理论分析结果进行对比,验证了所提转子散热方法的有效性及计算的准确性.该方法对低速大扭矩永磁电机的设计有借鉴意义.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2017(032)007【总页数】9页(P40-48)【关键词】低速大转矩;永磁电机;转子散热;流固耦合;风刺;通风道【作者】陈丽香;解志霖;王雪斌【作者单位】沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心沈阳 110870;沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心沈阳 110870;中航工业贵阳万江航空机电有限公司贵阳 550018【正文语种】中文【中图分类】TM315电机在传统水冷或者自然风冷的冷却方式下，定子产生的热量更容易被冷却介质带走，转子和永磁体由于处在电机内部，散热远比定子困难。
矿用直驱永磁电机磁热双向耦合分析
微电机MICROMOTORS第53卷第12期2020年 12月Vol. 43. No. 12Dec. 2022矿用直驱永磁电机磁热双向耦合分析孙重阳，冯桂宏(沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110877)摘 要：对于矿用直驱电机，因为其转矩密度大、发热量高，同时工况条件存在大量的煤粉，所以在电机设计时准确计算其稳态运行温度尤为重要，首先建立电机等效热网络模型，分析电机热传导与热对流过程的等效热阻与热源，利用Msoc-CAD 软件建立电机轴向水冷模型，采用有限元法求解电机电磁场，热网络法求解电机温度场，并 进行双向耦合迭代，求解岀电机稳态运行温度。
最终通过样机实验验证电机冷却系统设计的合理性以及磁热双向耦 合分析电机温度方法的准确性。
关键词：直驱永磁电机；热网络法；有限元分析；磁热双向耦合中图分类号：TM351 文献标志码：A 文章编号：1021-6848(2020)126212-26Magneto-Thermal BiOirectionaU Coupling Analysit oO Mine Direci DrivePermanevi Magnei MotorSUN Chonayana , FENG Guinond(School of Elechin Engineering , Shenyang University of Technolofy , Shenyang , 119872, China )Abstract : Foo midv d irect drive motorc ,of V s 山妙 tOTquv dssity ,山妙 0x 1: nevxPiod , and alarav 1X100-0 of pulveozeV coal in worlind condidods , it is xpvciply importadh th accaratelz calcalatv the 31x 1,21:00 overatind temperature duond motoc desivnind- The 6X111^16x 0 themial detworl moVel was estad- lisheV , and thethemnal resistaaco and hedt sonmo in the process of hevt conduction and hedt con vection were analyze ；. TU c axial water-coolind moVel was estadlisUeV by Motor-2 A D ,止1 finite elemevtmethoV was nseV la solw the electromapdetlc fielU and the themnal dfwom methoV is nseV 1h solw the motoc Wmperatnro fielU . The bidirectional covnUnd was carmed ont h solw the steady-state overatind temperatureof the motoc. Finally , the rationalite of the coolind system desicd and the accamcy of the mapdeto-themnalbidirectional conplina methoV foc analyzina the temperature were vemfief throvud prototype ;卩；1!1；1:(.Key words ： direct c H w pemnaaevt m apaet motoc ； thermal aetwom methoV ； finite elemevt analysis ； mapsaeto-thermal bidirectional cevnUnao 引言煤炭是我国的重要资源，随着近年来电力电子技术及装备制造业的快速发展，越来越多的煤矿企 业也在追求着采煤工作的高效化、智能化。
沈阳工业大学科技成果——单植磁钢的永磁同步电动机
沈阳工业大学科技成果——单植磁钢的永磁同步电动机项目简介永磁同步电动机具有轻型化、高性能化、高效节能等特点，具有广泛的市场空间，但是实际运行的永磁同步电动机数量所占比例甚少。
现有永磁转子结构须在每个磁极下植入与相邻磁极极性相反的磁钢，从而使得磁钢用量增加、成本增加，且转子机械强度低、抗去磁能力差，影响运行稳定性和可靠性，直接限制了使用和推广。
为了解决上述存在的问题，发明一种永磁同步电动机。
特征在于：转子铁心上开有放置永磁磁钢的槽空间，该槽空间数量与电机的极对数相等，只需在各个槽空间内按照相同的极性方向装配永磁磁钢，以实现一种单植磁钢的永磁转子结构，克服永磁转子磁极结构的不足，在保障实现高效率和高功率因数的前提下，提高转子机械强度，增加抗去磁能力，提高运行稳定性和可靠性。
大大简化了永磁同步电动机的制造工艺、降低了成本、提高了性价比，利于推广应用。
应用范围各类具有永磁磁极的电动机和发电机。
技术特性本发明的样机实例是对现有的三相六极800W异步电动机进行改造，在三个V形磁钢槽内单植入钕铁硼永磁磁钢，电磁场分析计算可见所建立的磁场磁力线呈现出鲜明的六极特征。
样机实验表明，电机效率提高了10%，功率因数提高了29.6%，节能效果显著。
获奖情况该项目是依托辽宁省科技进步一等奖深度研发的新成果。
专利情况发明专利：ZL200710157598.5，实用新型专利：ZL200720015427.4。
技术水平国际先进所属领域先进制造生产及使用条件（含环保要求）电机传统生产工艺，不产生三废排放。
市场及经济效益预测结构简单、成本低廉、市场广阔、节能显著、易于推广，替代普通高能耗电机节能环保，具有显著的经济和社会效益。
合作方式专利转让、技术服务、合资生产已使用推广情况本技术已应用在高效节能纺织电动机批量生产中。
沈阳工业大学科技成果——高性能交流永磁伺服电动机
沈阳工业大学科技成果——高性能交流永磁伺服电动机成果简介本项目针对目前国内高性能伺服电机研发的瓶颈问题，从极槽配合技术、永磁体结构型式的优化设计、电磁计算方法、软件工程、试验方法等方面进行了攻关。
开发的110SJT、130SJT、175SJT系列电机转矩波动小于2.5%；电机采用高精度轴承和转子高精度动平衡工艺，低速运行平稳，高转速时运行可靠，噪声小振动低；过载能力达3倍以上；产品寿命长，性价比高。
永磁伺服电机本课题的研究成果不仅能够打破国外对高端交流永磁伺服电机技术的垄断，形成具有自主知识产权的交流永磁伺服电机和主轴电机技术，而且随着电机生产线的建立，对于推动我国就业和经济发展都起着重要作用。
学科领域电气工程服务领域装备制造业应用范围交流永磁伺服电机主要配套数控机床设备，如数控车床、数控铣床、加工中心等数控机床以及工业机器人、工业装备等场合。
技术特性（1）110SJTG系列4个规格1.3kW、1.7kW、2.1kW、2.5kW，额定转速4000r/min；最高转速5000-6000r/min；过载能力＞3倍；转矩波动＜3%。
（2）130SJTG系列3个规格2.1kW、4.2kW，额定转速4000r/min；最高转速5000r/min；过载能力＞3倍；转矩波动＜3%。
（3）175SJTG系列4个规格4.5kW、7kW、9.5kW、12kW，额定转速3000r/min；最高转速4000-4500r/min；过载能力＞3倍；转矩波动＜3%。
获奖情况2007年获辽宁省科技进步二等奖技术水平国际先进生产使用条件国内各类中小型电机厂均可生产市场经济效益预测该类产品市场需求量很大，仅在数控机床行业，年需求永磁伺服电机在50万台左右。
而且国内工业机器人未来三年复合增长率将达到40%，工业机器人市场高增长带动伺服系统市场规模不断上升。
由于永磁伺服电机属高附加值产品，投资回报率较高，预计可达25%以上。
典型应用案例该项目产品已在广州数控有限公司规模生产。
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。
辽宁省人民政府关于奖励2008年科技成果转化项目的决定
辽宁省人民政府关于奖励2008年科技成果转化项目的
决定
文章属性
•【制定机关】辽宁省人民政府
•【公布日期】2008.11.14
•【字号】辽政发[2008]40号
•【施行日期】2008.11.14
•【效力等级】地方规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】科学技术综合规定
正文
辽宁省人民政府关于奖励2008年科技成果转化项目的决定
（辽政发〔2008〕40号）
各市人民政府，省政府各厅委、各直属机构：
为激发广大科技人员投身经济建设主战场的积极性和创造性，促进科技成果向现实生产力转化，推进全省经济又好又快发展，省政府决定对2008年取得重大经济和社会效益的62项科技成果转化项目的承担单位、合作单位和做出突出贡献的科技成果创造者、转化实施者给予表彰和奖励。
授予“中华骏捷轿车”等5个项目辽宁省科技成果转化奖一等奖；授予“装配与检测自动化生产线”等12个项目辽宁省科技成果转化奖二等奖；授予“超高压直流换流变压器系列产品”等45个转化项目辽宁省科技成果转化奖三等奖。
省政府希望获奖单位和个人再接再厉，继续发扬团结合作、开拓创新的精神，充分发挥示范和带动作用，在新的一年里再创佳绩。
全省企业、科研院校和科技人员要以获奖单位和个人为榜样，认真落实科学发展观，大力开展科技创新，加速科技成果转化，为把我省建设成为国家新型产业基地，实现辽宁全面振兴做出更大的
贡献。
附件：2008年辽宁省科技成果转化奖获奖项目名单
二○○八年十一月十四日附件：
2008年辽宁省科技成果转化奖获奖项目名单。
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沈阳工业大学科技成果——低速大转矩低压大
功率直驱稀土永磁电动机
项目简介
该项目针对传统大型机械装备传动系统复杂和电压等级高的问题，提出采用低速大转矩低压大功率稀土永磁电动机直接驱动机械负载的方法，简化传动结构的同时降低了电压等级，提高了大型电气传动系统的性价比和可靠性。
围绕该技术已经申请多项发明专利。
永磁电机直驱泥浆泵系统样机
应用领域
该技术可以在大型矿山机械、石油机械、水泵压缩机、冶金机械、施工机械、起重机械、港口机械、鼓风机械、农用机械、注塑机械、船舶动力机械等众多工业领域进行推广。
技术特性
采用电力电子电源供电的低速大转矩永磁电机直驱系统能够满足200-500r/min，1000Nm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。
低压大功率永磁直驱系统采用1KV以下电压等级，并能满足1MW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。
石油钻机绞车用直驱永磁电机
专利情况一种用于无齿轮曳引机的交流永磁伺服电动机，CN200620092601.0；一种低压大功率多支路永磁同步电动机，CN200810010920.6；低压大功率多支路交流电动机的多变频器调速系统，CN200810011050.4。
创新内容
采用多极低速大转矩永磁电机直接驱动负载，取消减速机，简化
传动系统。
采用多支路控制方法，巧妙解决了传统低压大功率系统电流过大给系统控制带来的难题。
成熟程度
已成功应用到石油机械、矿山机械、注塑机械、农用机械、电梯传动机械上；其中“永磁同步无齿轮电梯曳引机”，“电动修井机”和“永磁直驱式螺杆泵”已实现大规模产业化。
合作方式技术转让、技术开发。