国家自然科学基金委员会-2005年度报告

　首页 >>年度报告 >>2005年度报告 >>第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼
　

第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼
　

　　电子-电气-机械一体化是交叉学科研究的热点问题之一。研究的目的是，在要求低速大转矩传动的机械装备中，取消机械齿轮减速机，将电机与机械负载直接融为一体，通过微电子和电力电子组成的电源控制电机运行，即组成电子-电气-机械一体化的传动系统。这种一体化传动系统与传统齿轮减速技术相比，具有效率高、体积小、结构简单、无污染等特点，已经成为现代机械装备传动系统的主要发展方向。在国家自然科学基金的资助下，沈阳工业大学张炳义教授领导的课题组在此交叉学科领域取得如下主要研究成果：

　　1.提出永磁同步电动机内电势波形正弦化理论，以消除低速大转矩无齿轮传动系统低频转矩脉动。通过创新性选择永磁磁极的形式，优化永磁磁极的极弧系数，电枢绕组采用合适的分数槽以及定子适当斜槽，实现了永磁同步电动机内电势波形的正弦化。

　　2.将机械装备的性能水平从以机械特征为主，转变为以电气性能为主。传统机械装备的性能水平，主要通过机械结构来体现，电机仅作为通用配件来选用。该项成果将电机与负载直接融为一体设计，使机械装备性能和水平主要通过电气性能体现，大大增加了机械装备的可控性。

　　该课题组在国内外重要期刊、学术会议发表论文15篇，发明专利1项，实用新型专利2项，获得辽宁省科技进步奖二等奖。该研究成果成功应用于永磁同步无齿轮电梯曳引传动系统并实现了产业化。与相同载重量和梯速的传统蜗轮蜗杆曳引机相比，该系统具有电机的额定功率降低50%、体积减小60%、噪音降低35dB、无润滑油污染、使用寿命提高一倍、可以实现远程维护等特点。与国外相同技术产品相比，在关键的低速平稳性方面使电机的最低恒转矩频率降至0.2Hz，是代表国际先进技术水平的日本安川电机的1/10，其它主要性能指标均达到了国际先进水平。该项研究成果使我国成为继欧共体和日本之后，拥有永磁同步无齿轮电梯曳引机的知识产权的国家之一。

　　该研究成果可以拓展应用到数控机床、石油化工机械、电力机械、矿山机械等多种需要机械减速机来实现低速大转矩传动的领域，具有广阔的发展空间和市场应用前景。