1.取消機(jī)械減速機(jī),電機(jī)與機(jī)械裝備融為一體,帶來的電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的空間耦合關(guān)系與一體化設(shè)計(jì)問題。我們提出的解決方案,對(duì)于這些大功率的的基本思路就是把電機(jī)不再做成三個(gè),每個(gè)支路是獨(dú)立的,分別由不同的低壓變頻,這個(gè)課題的提出,電機(jī)要采取低速大轉(zhuǎn)矩低壓大功率稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)。過去電機(jī)必須加減速機(jī)才能滿足機(jī)械裝備的要求,那是由于異步電動(dòng)機(jī)沒有辦法做成多級(jí),做成多級(jí)之后,振動(dòng)噪音大,效率低下,其中最重要的原因異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,要讓這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)正旋,而永磁電場(chǎng)的磁場(chǎng)由永磁提供的,因此可以做成多級(jí)。
2.低壓大功率要通過將電機(jī)定子繞組設(shè)計(jì)成多條獨(dú)立并聯(lián)支路,采用多臺(tái)通用低壓變頻器分別為各支路獨(dú)立供電,解決低壓帶來的大電流問題。
通過按照系統(tǒng)實(shí)際需要功率,控制各獨(dú)立支路投入運(yùn)行的數(shù)量,解決大功率系統(tǒng)的容量最大化控制問題。
通過將電機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計(jì),取消動(dòng)力傳輸?shù)娜恐虚g環(huán)節(jié),解決直驅(qū)問題。由于我的電機(jī)可以做成低速,大轉(zhuǎn)矩,能夠直接滿足荷載的需求,因此可以不必再加減速機(jī)。
這個(gè)課題研究的意義,在科學(xué)技術(shù)方面,開辟了大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)研究的新思路。解決大功率電機(jī)采用低壓設(shè)計(jì),大電流的電機(jī)內(nèi)部的我和關(guān)系分析與電磁符合的優(yōu)化問題,以及低壓大電流的問題。它可以大幅度的提高系統(tǒng)的力能指標(biāo)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)與負(fù)載率直接相關(guān)。在各種機(jī)械裝備中,電機(jī)的額定功率都是按照滿足裝備極限能力需要而選定的。而在實(shí)際的運(yùn)行中,大部分機(jī)械裝備的負(fù)載率都是在70%以下,其中石油、礦山等行業(yè)的部分機(jī)械裝備常年負(fù)載率在50%以下。采用永磁電機(jī),可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝備的直驅(qū)。永磁電機(jī)的特性,首先永磁電機(jī)具有這個(gè)特性,也是它天生的。異步電動(dòng)機(jī)的最大效率點(diǎn)通常在0.8到百分之百負(fù)荷之間。大家看這個(gè)曲線,可以在負(fù)載率達(dá)到20%的時(shí)候,只要在20%以上,就可以保證額定點(diǎn)的效率。我們的思路是如果我不需要這么大的功率,部分繞組可以不投入運(yùn)行,就可以作為備用容量,提高系統(tǒng)的可靠性。