梁杰-永磁同步电机在螺杆泵和柱塞泵等恒力矩负载中的应用 - 图文

项 目 开 发 规 划 书

项 目 名 称：永磁同步电机在螺杆泵和柱塞泵等体积泵

中的应用

项目负责部门：陶瓷工业机电能效事业部 编 写：梁杰 审 核：谢丹 批 准：杨 旭

广州智光节能有限公司

说 明

1．

规划书是项目设计开发过程中的指导性文件，各栏目的填写应认真考虑；

2. 严格按照项目开发规划书要求进行项目的开发和评审，在实际设计开发

过程中，如有变更， 请项目负责人提交项目开发异常报告，并对项目开发的异常过程做出详细的分析及说明；

3. 规划书（或规划书的部分章节）应发至与项目开发相关的部门； 4. 规划书的正文描述一律用宋体小四字体； 5. 规

划

书

应

双

面

打

印

。

项目名称 永磁同步电机在螺杆泵和柱塞泵等体积泵中的应用 高效传动技术研究所 谢丹 新产品开发 引进技术转化 重要技术改进 产品系列化 ? 一般技术改进 合同要求 （?）Ⅰ类项目 （ ）Ⅱ类项目 项目负责部门 项目负责人 项目来源

一、项目立项理由、项目背景分析及立项的意义 立项理由：柱塞泵是依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。螺杆泵是容积式转子泵,它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。工作原理与齿轮泵相似，只是在结构上用螺杆取代了齿轮。与离心泵不同，螺杆泵和柱塞泵等体积泵上推广使用永磁同步电机，可省去中间传动机构，电机直接驱动，可无级调速，软启动，符合螺杆泵和柱塞泵的负载特性、无需功率储备，系统效率可大大提高。 项目背景分析：柱塞泵柱塞往复运动总行程L是不变的，柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程。供油开始时刻不随供油行程的变化而变化。转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量。在实际生产过程中，通常运行的情况下都是以压力或流量来调节工作状态。当实际压力大于需要压力时，都是通过溢流阀来调节，使其工作压力保持稳定让溢流阀施放超出部分。而电机一直处于全速运行反复动作，功耗不变。当采用溢流来调节压力和流量时，有部分的余量溢流回原系统，从而造成柱塞泵存在无用功率，工作效率低。螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间，当主动螺杆旋转时，螺杆泵密封容积在螺牙的挤压下提高螺杆泵压力，并沿轴向移动。由于螺杆是等速旋转，所以液体出流流量也是均匀的。螺杆泵和柱塞泵都是属于体积泵，压头和负载压力有关，和流量无关，即电机在低转速下仍然需要较大的力矩，必须通过变速装置保证足够的力矩。 立项的意义：广州智光节能有限公司为低转速恒转矩负载研发的节能驱动系统，采用永磁同步电机伺服系统，具备良好起动特性，高过载倍数，全速度范围高效率，既覆盖体积泵的特性要求，又适合通过去掉变速比装置，实现高效直驱。既解决了启动问题，又能根据流量需求的不同，实现大范围变速运行，使体积泵的节电效果不再受制于传统变频器的损耗和变速装置的限制。

二、项目研发设计目标 本项目产品为高效高精度节能型体积泵伺服控制节能驱动系统，集先进控制技术和控制策略为一体，符合国标GB/T 7409.1—2008《同步电机励磁系统 定义》，GB/T 22711─2008《高效三相永磁同步电动机技术条件》 和GB/T 22712─2008《变频电机用G系列冷却风机技术规范》的要求，效率超过美国和欧洲的超高效电动机标准。项目产品主要是低速大扭矩永磁同步电机及其驱动系统。 低速大扭矩永磁同步电机及其驱动系统 产品特点：低速大扭矩、多极化设计、风冷散热，中空轴、内置推力轴承；无传感器设计；转矩高达16000Nm。 技术参数：容量范围 45-250KW 极数 8-64极 转矩 1000-16000NM 转速0.01% 20-2000rpm 速度控制范围 1:1000 速度控制精度 其它要求，如安全、包装、运输、维护和使用环境的要求。 适用于低速、大扭矩、快速响应运行要求的体积泵主电机。