Разработка беcколлекторных электрических машин нового поколения с электронным управлением мощностью от 1 до 15 кВт с повышенными показателями энергоэффективностиНИР

Соисполнители НИР

ООО "Валтар" Соисполнитель
ЗАО "ВЗЛ" Соисполнитель
ООО "Валтар Магнит" Соисполнитель
ООО «МЭД» Соисполнитель
ООО "Феррум" Соисполнитель

Источник финансирования НИР

ФЦП: Федеральная целевая программа, «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»

Этапы НИР

# Сроки Название
1 22 мая 2012 г.-25 сентября 2012 г. Разработка эскизного проекта электрических машин мощностью от 1 до 6 кВт (включительно)
Результаты этапа: Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011; на их основании подготовлен «Отчёт о патентных исследованиях» Усовершенствованы методы расчета и моделирования вентильных электрических машин (ВЭМ) с неоднородно намагниченными магнитными системами. Разработан эскизный проект 2-х вентильных электрических машин мощностью от 1 до 6 кВт (ДБУ-М2,5 и ДБУ-М6,0). Разработаны и изготовлены макеты блоков управления ВЭМ мощностью 2,5 и 6 кВт; исследованы их основные характеристики и разработаны элементы их программного обеспечения. Изготовлены макеты отдельных узлов ВЭМ, в том числе макеты статоров и роторов для ВЭМ мощностью от 1 до 6 кВт; макеты магнитных систем, для которых разработаны технологические операции их компактирования и намагничивания. Изготовлены и испытаны 5 макетов ВЭМ мощностью от 1 до 6 кВт в сборе с целью проверки принципов работы ВЭМ. Теоретически и экспериментально определены технические характеристики вентильных электродвигателей (ВЭД) мощностью до 6 кВт, обеспечивающих наиболее эффективную работу управляемых вентиляторов, предназначенных для использования в интеллектуальных вентиляционных системах. Разработана и изготовлена оснастка для конструктивных узлов из магнитомягких материалов для ВЭМ мощностью от 1 до 6 кВт.
2 26 сентября 2012 г.-21 декабря 2012 г. Разработка эскизного проекта электрических машин мощностью от 6 до 15 кВт
Результаты этапа: разработан эскизный проект ВЭМ мощностью от 6 до 15 кВт для вентиляционной системы на основе разработанных ВЭД; разработаны и изготовлены макеты блоков управления ВЭМ мощностью от 6 до 15 кВт (ЭБУ-15 и ЭБУ-17), разработаны элементы программного обеспечения блоков управления ВЭМ, исследованы основные характеристики изготовленных макетов; изготовлены макеты отдельных узлов, в том числе макеты магнитных систем с увеличенным рабочим объемом, статоров и роторов для ВЭМ мощностью от 6 до 15 кВт; изготовлены и испытаны макеты ВЭМ мощностью от 6 до 15 кВт в сборе. Теоретически и экспериментально определены технические характеристики макетов ВЭМ ДБУ-М7.0 и ДБУ-М15.0, обеспечивающие наиболее эффективную работу управляемых вентиляторов, предназначенных для использования в интеллектуальных вентиляционных системах повышенной мощности. Постоянные потери в макетах ВЭМ не превысили значения 280 Вт и 380 Вт, соответственно, при оборотах холостого хода – 1 400 об/мин, а максимальные значения КПД составили 93% и 97% при значениях токового момента более 45 Н*м и 70 Н*м, соответственно. Разработана и изготовлена оснастка для макетов конструктивных крупноразмерных узлов ВЭМ мощностью 6-15 кВт из магнитомягких материалов, включая совершенствование имеющегося технологического оборудования. Разработана, изготовлена и/или закуплена производственная оснастка, оборудование и необходимые материалы для реализации технологических операций изготовления магнитных систем ВЭМ мощностью от 6 до 15 кВт.
3 1 января 2013 г.-15 мая 2013 г. Разработка рабочей конструкторской документации (РКД) и изготовление опытных образцов ВЭМ мощностью 1-15 кВт.
Результаты этапа: Проведено математическое моделирование ВЭМ, которое опиралось на экспериментальные данные, полученные при испытании макетов. Оно позволило определить конфигурацию магнитного поля поперечного сечения магнитной системы методом конечно-элементного анализа, параметры обмотки статора и построить рабочие характеристики ВЭМ. Так же был проведён расчёт надёжности ВЭМ путём определения вероятности её безотказной работы (ВБР). Разработана РКД на 4 опытных образца ВЭМ мощностью 1,5; 4,0; 7,0 и 15,0 кВт, которые практически перекрывали весь заявленный в ТЗ диапазон мощностей, а также на опытные образцы наиболее востребованной вентиляционной системы ВКП100-50ЕС, основным элементом которой являются данные ВЭМ. Для управления рабочими режимами ВЭМ разработаны и изготовлены опытные образцы электронных блоков управления (ЭБУ) вентильными электродвигателями в следующих диапазонах мощностей: 1-1.5кВт - (БУ-ВЭМ-1.5), 1.5-6 кВт - (БУ-ВЭМ-6.0) и 6-15кВт (ЭБУ-17), которые позволяли обеспечить высокие выходные характеристики ВЭМ во всем рабочем интервале. Изготовлены опытные образцы ВЭМ мощностью 1-6 кВт (ДБУ-М1.5 и ДБУ-М4.0) и 6-15 кВт (ДБУ-М7.0 и ДБУ-М15.0). Разработаны процессы изготовления и изготовлены опытные образцы составных частей ВЭМ, а именно статоров, многополюсных редкоземельных магнитных систем с неколлинеарным намагничиванием полюсов, роторов, корпусов и подшипниковых узлов.
4 16 мая 2013 г.-16 июля 2013 г. Проведение испытаний опытных образцов ВЭМ
Результаты этапа: Разработаны и утверждены программы и методики (ПМ) предварительных испытаний (ПИ) опытных образцов ВЭМ и электронных блоков управления (ЭБУ), в их составе - ПМ01 01, ПМ01 02 и ПМ01 03. В соответствии с этими ПМ проведены предварительные испытания трех типов опытных образцов ВЭМ соответствующими блоками управления: ДБУ-М1.5 с БУ-ВЭМ1.5; ДБУ-М7.0 с БУ-ВЭМ6.0; ДБУ-М15.0 с ЭБУ-17. Все предъявленные ВЭМ прошли все стадии ПИ, и по их результатам, была проведена корректировка РКД. Разработаны и утверждены новые ПМ приёмочных испытаний (ПрИ): ПМ02 01, ПМ02 02 и ПМ02 03, на которые было получено положительное заключение монитора. Опытные образцы ВЭМ с блоками управления прошли ПрИ по разработанным и утвержденным ПМ02. Результаты испытаний приведены в протоколах ПрИ. В результате РКД представленных опытных образцов ВЭМ присвоена литера «О1». Проведена метрологическая экспертиза Отчётов по этапам выполнения ОКР.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".