磁場調製永磁電機系統基礎理論及套用技術研究

《磁場調製永磁電機系統基礎理論及套用技術研究》是依託華中科技大學，由曲榮海擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：磁場調製永磁電機系統基礎理論及套用技術研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：曲榮海
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

傳統永磁電機的轉矩與極數無關，受限於其轉矩產生原理，進一步提高其轉矩密度的難度非常大。磁場調製永磁電機突破了傳統電機的運行原理，相比於傳統永磁電機，其轉矩密度可以大幅甚至成倍地提高，能夠滿足各種高精尖套用場合的技術需求，同時在工業領域也有著良好的套用前景，若能實現大規模推廣套用，其節能降耗效益將十分可觀。磁場調製永磁電機是近年來國際電機領域中逐漸變熱的研究領域，其研究剛剛開始，尚不夠深入。本項目系統地研究磁場調製電機基礎理論和關鍵套用技術。研究磁場調製電機的基礎理論和特性分析方法，構建該電機的基礎理論體系；研究其設計與最佳化方法，提出通用的設計準則；提出一種新型結構，重點研究解決減速型磁場調製電機的功率因數問題；提出全新的增速型磁場調製電機拓撲，並深入研究其原理與設計技術；研究磁場調製電機的高性能控制技術。最終形成磁場調製電機的基礎理論體系和設計準則，為拓展其套用領域提供理論和關鍵技術支撐。

結題摘要

磁場調製永磁電機作為一種新原理的電機結構，其工作原理、性能特點與傳統電機均不同，且分析理論不完善，阻礙了其進一步發展和工程套用。本課題圍繞磁場調製永磁電機，通過拓撲創新、理論分析、仿真和樣機實驗驗證，全面地研究了這種電機的工作特性及原理，及在不同領域的套用潛能，為這種電機更好在工業及民用領域的套用打下了堅實基礎。在國家自然科學基金委的資助下，本項目取得了一系列成果。在學術成果方面，本項目已發表SCI收錄的學術論文39篇，EI收錄的學術論文33篇，獲獎論文3篇。申請發明專利40項，已授權13項，並有兩項PCT專利正在申請。製作了樣機共30台並完成了相關測試，測試結果均達到預期。在套用成果方面，採用本項目研究成果的武漢華大新型電機科技股份有限公司生產銷售了磁場調製非重疊繞組伺服電機28.9萬多台，廣泛套用於3C加工的高速鑽攻中心、高檔數控工具機、工業機器人等領域。項目成果經中國機械工業聯合會專家鑑定，專家委員會一致認為：“研究成果具有自主智慧財產權、創新顯著，整體技術處於國際先進水平，在磁場調製電機技術方面處於國際領先水平。”最終本項目獲得了2017年湖北省科技進步一等獎。在人才培養方面，本項目負責人因在磁場調製電機方面的傑出貢獻入選了2018年IEEE Fellow和2019-2020年IEEE工業套用協會傑出講師獎。此外，在本項目負責人指導下的博士論文入選了湖北省優秀博士論文，項目負責人指導的學生獲得了“博士後創新人才支持計畫”3人次、中國科學技術學會青年托舉人才2人次。在合作交流方面，項目負責人受邀進行國際學術報告6次，項目組總計邀請專家來訪交流40次，同時在30個會議上宣讀磁場調製電機相關論文，獲得了國內外學者的一致好評。