各位朋友大家好!
重庆宇磁机电设备有限公司是专业研究开发开关磁阻电机的专业公司,我公司从2004年着手研究开关磁阻电机及控制器。经过多次失败,多少艰辛于2007年初见成效,并进行了装车试验其效果令人非常满意。现将重庆宇磁机电设备有限公司的开关磁阻电机的可行性报告借该网站发布与大家分享。若贵公司需要开关磁阻电机可以与我公司联系。我公司现已开发有2.2~5.5KW的产品.
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开关磁阻电机应用的可行性报告
一、 开关磁阻电机由来:开关磁阻电机(Switched reluctance motor)一词源于美国学者S.A.Nasar1969年所撰论文。他描述了这种电机的两个基本特征:
(1)、开关性——电机必须工作在一种连续的开关模式状态下,这是因为在各种新型功率半导体器件获得发展后这种电机才得以发展的主要原因。
(2)、磁阻性——它是真正的磁阻电机,定(转)子都具有可变磁阻回路,更确切地说,是一种双凹极电机。
开关磁阻电机不同于交流异步电机,也不同于有刷、无刷直流电机。
二、开关磁阻电机的特点:开关磁阻电机,结构简单、性能优越、可靠性高,作为调速驱动应用呈现出显著的性能优越。
A、较低的电机及其控制系统制造成本。
B、转子及其简单、既无永磁钢又无绕组。
C、更宽广的速度范围内均具有高效率。
D、具有最高的故障容错能力,无直通事故。
E、很强的高温环境适应能力。
F、使用于电力拖动,不受燃油紧张及高油价的影响,不造成环境污染。
G、无谐波污染,不会影响家用电器及电子产品的正常工作。
这些优点使得开关磁阻电机不仅适用于电动车“四象限”运行的要求而且在许多潜在的应用领域,在各种需要调速和高效率的场合,无论功率大小,均能提供所需性能要求。
三、 开关磁阻电机的应用:开关磁阻电机问世以来在世界各国特别是发达国家得到广泛应用,美国、英国、法国、日本、德国、瑞士等发达国家先后将开关磁阻电机应用于汽车工业,生产出混合动力(燃油、电动)汽车,纯电力驱动汽车。超大功率电力驱动机车。由于开关磁阻电机的显著特性也应用于航空工业,目前美国波音公司将开关磁阻电机应用于波音飞机的起落架驱动和涡轮发动机启动、发电。我国政府在“十五”、“十一五”计划及“863”项目中以列入,促进我国电动汽车的发展。电动车辆不仅在道路交通上发展前景可观,而且在军事上也有很重要作用,这是由于电力驱动热辐射微弱,接近目标时不易被远红外雷达探发现。这归功于开关磁阻电机优良的技术特性。
四、 当前应用于开关磁阻电机有良好的市场前景和技术条件:目前我国先后研制开发了纯电力驱动汽车,纯电力驱动摩托车、电动艇、混合动力汽车等。开关磁阻电机的发展已经初见端倪,是发展开关磁阻电机的绝佳时期。当前在我国发展电力驱动汽车和混合动力汽车的技术条件以基本具备,例如:
1、 世界能源供应日趋紧张,油价持续上涨,电动车、混合动力车更能满如人们日益增长的物质生活需要。
2、 车辆购置税减免30%,电动车购置另有优惠,养路费全免。
3、 汽车排放法规的出台,北京地区2005年已经实行欧安“Ⅱ”排放标准。由于2008年奥运会的召开北京地区在2008年将实行欧安“Ⅲ”的排放标准。
4、 养路费并入油价,节油和尾气排放以受重视,电动车零排放无污染。
5、 政府的优惠政策(有消息称国家将对电动车生产企业进行政策性补贴按车辆补贴20%)。
6、 纯电动车、混合动力车,“十一五”期间已写入我国汽车工业产业政策。
7、 汽车产品燃油公示制度出台,对电动车辆电费减免50%.
8、 欧安“Ⅱ”与“Ⅲ”发动机价格差距较大,电动驱动较好地解决这一问题。
9、 电池技术日趋成熟,镍氢电池、锂电池、燃料电池均已上市。
10、 国际上电动车产业化技术相对成熟,并有规模销售,可以借鉴,发展我国本土高新技术。
11、 城市公交客车、小吨位轻便货车、旅游景区代步车、高尔夫球场运载车等无环境污染的特殊要求,开关磁阻电机是首选。
12、 奥运会、世博会及许多国家性会议在中国召开的机遇,电动车可大显身手。
五、 “SR” 开关磁阻电机具有的特点:
1、 电机结构简单而坚固,性价比高,其定转子铁芯采用冷扎硅钢片叠压而成,强度高可工作于极高转速,定子线圈为集中绕组,线圈端部短而牢固,工作可靠,能适应于各种恶劣的高温或强烈振动环境。
2、 机壳端盖均采用铝镁合金,机体轻而坚固。
3、 技能损耗只产生于定子,电机易冷却,而转子无永磁钢体,可允许有较高的温升。
4、 转矩方向与电流方向无关,从而减少控制系统功率变换开关模块(或晶闸管)器件数量,降低了系统成本。
5、 控制系统功率变换采用电力电子模块,可靠性高,不会出现直通故障。
6、 启动力矩大,低速性能好。无异步电动机在启动时出现的冲击电流现象。
7、 调速范围宽,控制灵活,易于实现特殊要求的转矩——速度特性,在宽广转速和功率范围内都具有高效率。
8、 “SRD”开关磁阻电机及其控制系统最适用于电动道路车辆,能四象限运行。它具有较强的再生制动能力和能源反馈功能。
开关磁阻电机的各种突出优点,使“SRD”已成为交流电机驱动系统、直流电机驱动系统、无刷直流电机驱动系统的有力竞争者。
六、 开关磁阻电机的市场前景
开关磁阻电机的应用范围非常广泛,他不仅适用于国防工业、矿山机械、纺织工业、特别是汽车工业的产业革命。开关磁阻电机应用于汽车制造上,将使汽车的整体结构简单,大大减轻汽车自身重量,从而减少汽车能耗,同时在运行过程中没有废气排放,达到零排放的标准,是理想的汽车驱动装置。开关磁阻电机是在无刷电机的基础上研制的一种取代他励直流电机的一种恒转矩电机。开关磁阻电机的转矩是相对恒定的,启动相当平稳,躁声小<6868dB,经装车路试其指标为:
(1)、在超载20%情况下时速30Km/h,爬15%长坡,小丘陵地带最高时速65 Km/h(四象限运行)。
(2)、爬长坡中途人为停车三次再启动时电机无堵转、无强震,启动时限0.8~1.2s(启动时顺利)。
(3)、经2小时连续路试,电机温升40°C。
(4)、急刹车距离5.2~5.5M(超载20%情况下)。
(5)、电机在空载情况下连续运行24小时,温升25°C(空载电流20%、是额定电流的1/5)。
(6)、电流回馈OK,能量消耗低,节能显著。
(7)、开关磁阻电机他既是一台电动机(作为动力驱动装置),同时他也是一台发电机(势能驱动)。
路试论证:开关磁阻电机运行特性曲线已经达到并超过内燃机车特性曲线其效果显著。
从上述指标看开关磁阻电机特别适用于汽车动力驱动。特别是在当今世界能源供应特别紧张、油价暴涨、环境污染日趋严重的情况下。开关磁阻电机的应用将会带来广阔的商机,随着国家政策对电动汽车的不断开放,开关磁阻电机的春天将到来。
本公司现已投产或即将投产品种规格见下表。
额定功率(千瓦) 2.2 4.0 5.5 7.5 10 备注
额定电压(伏) DC、48、60、72、90、115、230 根据用户需要
额定转速(转/分) r/min 1000、1500、3000、6000、12000 根据用户需要
安装形式 卧式底座联接、立式法兰盘联接 根据用户需要
旋转方向 可逆
过载能力 1.5~2.5倍(当控制器允许时) 按用户要求
轴伸接口型式 6齿标准花键或渐开线标准齿键 按用户要求
传感器装置 电机设置有密封式传感器室,不需拆开端盖,即可调整,检查传感元件.
噪声、调速范围 小于68dB(A).0~105(有电子限速限流设置)
本公司根据用户的需要将开发350W、500W、750W开关磁阻电机。重点开发轮股式开关磁阻电机,以适应电动车市场的需要。
七、 开关磁阻电机及控制器成本
2.2KW开关磁阻电机的制造成本大约是1500元/台。控制器制造成本大约是1500元/台。合计制造成本大约是3000元/台套。销售价格:3000(成本)×30%(毛利)+3000×8%(管理费)+[3000(成本)×30%(毛利)+3000×8%(管理费)]×17%=3900+240+704=4844元/台套。
八、投资金额及利润回报
开关磁阻电机和控制器的投入是一个较为漫长的事情,要想短期见效益是不可能的事情。就汽车工业的发展和国际上对环境污染的要求不断提高。我国将在“十一五”期间逐步发展纯电动车,混合动力车。据“十一五”863工程计划,对我国汽车工业发展规划要求,给中国电动车产业一个比较合理而且较为可行的目标是:到2010年电动车保有量占汽车总产量5~10%,初步预计年生产电动道路车辆150~250万辆(不含电动摩托车和电动自行车)。到2030年电动车辆生产要求占汽车保有量50%以上,及年度生产销售电动车辆1450~1900万辆(这当中纯电动车占相当比例)。从以上数据可以看出:开关磁阻电机和控制器要使用在汽车上还有一段时间,但是一但形成气候,市场前景是非常宽阔的。要启动开关磁阻电机和控制器的生产并形成一定规模前期资金投入大约人民币200万元。形成年生产能力1万~3万台套。按初期成本核算单台套毛利900元计算,实际利润为:900×30%=270元。其中开关磁阻电机占40%及270×40%=108元、控制器占60%及270×60%=162元。
1、全年按2万台套计算,开关磁阻电机的利润为108×20000=216万元。控制器的利润为162×20000=324万元。一年内可收回投资。
2、全年按5000台套计算,开关磁阻电机的利润为108×5000=54万元。控制器的利润为162×5000=81万元。两年内可收回投资。
以上计算方法仅仅是初约估算,具体情况要根据国家政策、电动车的发展趋势才能确定。
重庆宇磁机电设备有限公司
郝渝南
2008-6-19