项目编号I16-2017-023
项目名称基于多物理场永磁电机系统强迫换热关键技术及应用
候选单位北京交通大学
江苏微特利电机股份有限公司
郑州轻工业学院
北京精密机电控制设备研究所
哈尔滨理工大学
候选人李伟力 曹君慈 李 栋 张晓晨 邱洪波 李锦洲 孙需要 宁振雷 沈稼丰 高晗璎 汪家俊
项目简介    永磁电机系统不仅是重要的能源动力装备,而且是交通运输、舰船电力推进、全电/多电飞机、先进制造和国防军工等领域等重大装备的核心基础部件,也是各国在发展高新技术装备中重点研发的关键部件。永磁电机系统虽然运行性能优异,但是在高热、高湿、高功率密度、过载和有限空间内运行时,永磁电机有可能出现失磁问题。轻者导致永磁电机系统运行性能下降,严重时会出现电机系统烧毁的重大事故。本课题组针对永磁电机系统工作在严苛环境、有限空间和高功率密度运行状况的热交换技术进行了近二十年的理论、试验、设计等方面的深入研究,解决了有限空间内永磁电机系统电机运行发热与冷却等技术难题,突破了电磁设计技术瓶颈问题。主要创新成果如下: 1、发明了适合复杂环境和道路等严苛运行工况下定子多路浸泡式及定子串并联水路新型冷却结构,有效地提高永磁电机散热能力,降低了永磁体的工作温度,解决了永磁体的热退磁问题,提高了电机功率密度、工作可靠性及系统效率,相关技术已在新能源电动和混动汽车上得到了应用,并在大容量低转速特殊船舶电力推进系统中得到了应用,构建了永磁电机系统的热控制理论研究体系。 2、发明了长期运行在有限空间内定子自循环冷却结构和转子真空护套结构新型的单路冷却系统,降低了永磁电动机温升,提高电机过负载能力,克服了高功率密度电机发热严重问题。目前,基于发明专利的有关技术已在特种船舶得到了应用。 3、发明了一种提升永磁电机起动性能和稳态性能的新型复合转子结构与冷却结构,通过转子导磁导电与导电合金材料周向交替配置与叠片铁芯复合,实现了永磁电动机起动转矩高、起动电流小和运行性能较好的要求。并通过实心护套和叠片铁芯结构相契合,形成了转子周向的多路通风结构,降低转子护套和永磁体的温度,提高永磁体防退磁能力和性能,开辟研究永磁电机热问题新途径。 项目研究的技术水平达到了国际先进水平,产品已在近几十家企业得到了推广应用,并出口多个国家和地区,在新能源汽车、船舶电推进系统中得到较大应用,三年累计直接经济效益约5.1亿元。 本项目申请发明专利20多项,已获发明专利9项,并申请美国和俄罗斯发明专利各一项。发表SCI期刊论文15篇,EI期刊论文60多篇,代表性论文在IEEE transactions on industrial electronics(影响因子6.5)发表论文1篇,SCI总引24次,他引10次。

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