电机广泛应用于我国能源、化工、冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施、家用电器以及电力拖动等多个行业和领域，是我国工业基础的基础。我国电机保有量19亿千瓦，总耗电量3.8万亿度，占全社会总用电量的64%，其中工业领域电机总用电量为2.9万亿度，约占工业用电的75%，是名副其实的“用电大户”。

　　伴随我国“全国电机能效提升计划”的实施，高效电动机的市场占有率稳步提升，缩小了与发达国家在存量电动机效率方面的差距，电机产品效率比国外先进水平低2%～3%。由于电机生产企业、配套机械制造企业和电机的最终用户普遍缺乏推进电机系统节能意识和手段，尚不具备按照实际运行负荷条件优化设计电机及系统的条件，导致我国电机系统的实际运行效率比国外先进水平低10%～20%。

　　解决电机系统节能问题，对于提高企业经济效益和保护环境等方面均有重要的意义，是实现节能减排目标的重要途径。

　　小编今天就为大家详细介绍下我院动力传动应用技术研究所是如何通过电机系统节能设计仿真服务来实现电机的节能降耗的。

科技研发

首先小编给大家介绍一下什么是电机系统节能设计仿真服务？

　　电机系统节能设计仿真是针对电机永磁化、高速化、集成化、智能化、高效节能化的发展趋势和相关技术挑战，提供集成化设计解决方案和流程，高效实现电机从磁路法到有限元、从部件到系统、从电磁到多物理场耦合的多领域、多层次、集成化电机及驱动/控制系统技术咨询、委托开发、合作开发、技术转让、人才培养等服务。

您是否还在为电机系统节能设计问题所困扰？

　　是否还在为如何满足客户不断提升的产品能效要求而束手无措？

　　如何在电机设计时就考虑控制电路和控制算法对系统效率的影响？

　　如何在优化电机性能的同时控制电机合理的成本？

选择电机系统节能设计仿真服务让您不再烦恼！

电机系统设计仿真服务能帮您解决什么问题？

01电机设计分析

　　根据设计指标和应用场合通过磁路法完成电磁方案的初步设计，借助参数化设计功能完成方案优化。通过电磁场有限元准确分析电机磁场分布、磁场谐波、绕组电感、漏磁系数等电磁参数，进一步优化磁路结构。

02虚拟样机测试

　　通过电机虚拟试验平台，用户无需制作样机，就能够对电机的实际工况进行各种试验，针对不同的电机类型，可以通过磁路法结果自动生成可求解的虚拟试验模型进行空载试验、负载试验、堵转试验、突加或突卸负载及三相短路等各种状态下的电机性能测试试验，从而精确预测电机性能，分析试验中难以获得的参数。

03机电系统协同仿真

　　应用于电机、控制器与机械负载在复杂应用场合的分析，解决电机驱动系统或伺服机构仿真分析，生成电机集中参数模型、多回路模型和有限元联合仿真模型，通过机电系统协同仿真接口完成电机、控制器、机构的多物理场协同仿真，解决电机系统优化问题。

技术创新与优势

　　目前，国际上先进的电机可实现电机系统的自我诊断、自我保护、自我调速、远程控制等智能化、自动化操控。针对工业领域使用的中小型电机系统，研究电机、负载、调速控制系统的合理匹配、优化设计及节能控制等技术，开发新型电机节能控制装置、电机系统能效分析及管理软件等，实现电机系统控制、传感、驱动等功能的集成设计制造，满足不同工况及负载特性的需求，已经被越来越多的科研机构和企业所接受。

　　我院动传所具有多年从事动力传动与控制、电机系统节能设计仿真及产品研发实践经验，下面小编带您进一步了解在电机系统节能设计仿真服务领域我们的技术创新与优势：

1.稀土永磁同步电机

　　永磁同步电机采用稀土永磁作为转子的励磁材料，从结构上消除了转子的能量消耗，电机的能效比异步感应电机平均提高 5-10 个百分点，功率因数提高 10-15 个百分点，同功率替换后带来的节能效果平均达到 10%以上。

永磁同步电机电磁场与温度场设计仿真

2.低转速大扭矩稀土永磁减速电机

　　由中速稀土永磁电机和 X 型行星减速器组成的一体化驱动装置，其输出转速 n≤200rpm,输出转矩 T=0.15～ 5502kN.m。具有体积小、效率高、转矩大等特点，可广泛替代《异步电机+齿轮箱+液力偶合器》的传统低速大转矩国外驱动装置。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　永磁同步减速电机运行特性

3.能量回馈型电磁耦合调速系统

　　技术优势

　　1.系统效率比变频调速系统还要高；

　　2.重载起动能力强，起动转矩倍数达2.2；

　　3.非接触传动，有效隔离振动和噪声；

4.无弧换向永磁直流电机

　　技术优势

　　1.利用电子续流电路辅助机械换向无电弧产生；

　　2.大幅度提高永磁直流电机的转矩和功率密度；

　　电机系统易制造、成本低、损耗小，效率高。

5.变频调速永磁同步电动(PMSM)机无位置传感器矢量控制软件

　　通过软件仿真、模型计算、实验验证等途径，实现对变频调速永磁同步电动(PMSM)机无位置传感器矢量控制软件的开发，形成具有自主知识产权的变频调速永磁同步电动机无位置传感器矢量控制软件，并可以移在多种控制芯片上。重点解决低速段的转子位置观测精度，低速转矩补偿等问题，帮助企业实现产品中国外控制软件的优化替代。

全局斩波PFC波形图

产业应用

应用在沙钢2500kW绕组式永磁耦合调速器

为国电开发的1500kW，750-1500r/min 感应式电磁耦合调速器

皮带输送机用永磁同步减速电机

动力传动应用技术研究所

　　我院动力传动应用技术研究所成立于2016年11月，依托电机工程与应用电子技术系、电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室综合技术实力，与国内外电机设计仿真开发机构及企业建立广泛的合作关系。团队由清华大学电机工程与应用电子技术系资深专家柴建云教授领衔担任所长，团队核心成员来自国内外知名高校和企业，具有多年从事动力传动与控制、电机系统节能设计仿真及产品研发实践经验，致力于高性能永磁减速电机、旋转调频调压岸基电源、新能源车动力总成、新型风电装备、碳化硅半导换流系统等产品设计开发，科研成果已经应用于电力、石油、橡塑、造纸、运输、机械等行业，与山东、河北、江苏、安徽、陕西等地多家企业建立了技术合作关系。

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来源|动力传动应用技术研究所

编辑|王肖

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