Предложение к сотрудничеству
Рынок электродвигателей постоянно растет и увеличивает спрос на данную продукцию, как в России, так и в зарубежных странах, что обусловлено их широким применением во многих отраслях промышленности и техники, на транспорте, новым витком развития робототехники и механотроники, все более нарастающим интересом к беспилотным системам, электротранспорту и другим перспективным разработкам.
НТЦ Систэм предлагает компаниям, потенциальным инвесторам, заинтересованным в конечном продукте, рассмотреть предлагаемый перечень тематик НИОКР с целью дальнейшей совместной реализации.
Инициативный план по НИОКР на 2019 – 2020 г.
Предлагаемая тема разработки |
Обоснование |
Ожидаемый результат, цели работ |
Имеющийся задел |
Примечания |
Коллекторный электродвигатель переменного тока с совмещенной функцией якорной обмотки |
Использование продольной составляющей магнитного поля якоря для намагничивания полюсов позволяет отказаться от полюсных катушек на статоре. |
Повышение надежности за счет сокращения числа обмоток. Обеспечение конкурентоспособности изделия за счет снижение затрат на производство. Экономия медного провода. |
Техническое решение подтверждено расчетами и испытаниями макетных образцов мощностью 40 и 1300 ватт. Выработаны критерии оптимизации геометрии активных частей машины. |
Двигатели предназначены для использования в электроинструментах, технологическом оборудовании машиностроения и переработки, в бытовых электроприборах. Ставится задача обеспечить импортозамещения за счет повышения конкурентоспособности отечественных изделий. |
Индукторный генератор |
Использование дробных порядков высших гармоник магнитного поля в воздушном зазоре индукторной машины |
Улучшение эксплуатационных характеристик изделия: -повышение КПД, -снижение весогабаритных показателей, -возможности широкого регулирования выходных параметров. |
Возможность использования дробных порядков высших гармоник магнитного поля в воздушном зазоре машины проверена расчетами. Предполагаемый эффект подтвержден анализом характеристик с компьютерными моделями |
|
Разработка БДПТ с вращающимся магнитопроводом |
Синхронное вращение всех магнитопроводов машины исключает их перемагничивание, обеспечивается в синхронном двигателе, лежащем в основе конструкции любого исполнения бесщеточного двигателя постоянного тока (БДПТ). |
Новая конструкция электродвигателя исключает потери мощности в магнитопроводе машины. Это позволяет существенно повысить КПД изделия, устойчивость к внешним неблагоприятным воздействиям. |
Положительный эффект подтвержден многолетним выпуском коллекторных микродвигателей серии ДПР, имеющими уникальные энергетические характеристики. Теоретически, физическим и математическим моделированием подтверждена возможность реализации идеи. |
Двигатели могут использоваться в различных объектах, где требуется сочетание повышенной удельной мощности с высокой энергетической экономичностью, надежностью, повышенным ресурсом и устойчивостью к внешним неблагоприятным воздействиям. |
Повышение удельной мощности коллекторного электродвигателя |
Часть обмотки якоря машины постоянного тока, постоянно находящаяся между башмаками главных полюсов статора, исключается из цепи протекания якорного тока. |
Решение позволяет соответственно уменьшить потери в обмотке якоря и повысить удельную мощность машины. После соответствующей оптимизации активных частей двигателя повышение мощности может оцениваться на 40-45% без изменения габарита. |
Реализуемость решения проверена расчетами и моделированием электродвигателя серии 2П мощностью 2 кВт. Подтверждено физическим экспериментом с двигателем 1.1 кВт. |
|
Прямой пуск синхронного электродвигателя |
Использование обратной связи по положению ротора позволяет обеспечить прямой пуск синхронного двигателя (СД), подобно асинхронному двигателю. |
Положительный эффект: - упрощенный пуск СД позволяет практически вытеснить асинхронный двигатель из множества электроприводов; - широкое применение СД позволит радикально решить задачу энергосбережения за счет резкого повышения коэффициента мощности; - увеличение вращающего момента входа в синхронизм СД и соответствующее увеличение его мощности в иех же габаритах. |
Реализуемость решения проверена расчетами и испытаниями макетного образца СД с возбуждением от постоянного магнита.
|
Возможность прямого пуска СД позволит существенно расширить применение синхронной машины в двигательном режиме, Одновременно решая вопросы энергосбережения и стабильности режима технологического процесса без использования сложной, дорогостоящей и не всегда надежной регулирующей аппаратуры. |
Двигатель постоянного тока для привода с тяжелым пуском |
В двигателе постоянного тока последовательного возбуждения исключается использование обмоток на полюсах статора при сохранении основных эксплуатационных характеристик. |
Повышение надежности двигателя, снижение затрат на производство, повышение конкурентоспособности на рынке, экономия меди |
Техническое решение подтверждено расчетами и испытаниями макетных образцов мощностью 60 ватт. Выработаны критерии оптимизации геометрии активных частей машины. |
Уменьшение числа обмоток в машине постоянного тока не только позволяет снизить расходы на её производство и эксплуатацию, но и повысить её надежность при сохранении главных эксплуатационных характеристик тягового привода. |
Вентильный индукторный двигатель для транспортного средства |
Выполнение бесконтактного вентильного индукторного двигателя (ВИД) на базе машины с гармониками магнитного поля нетрадиционных (дробных) порядков в сочетании с электромагнитным возбуждением. |
Использование для создания вращающего момента гармоник магнитного поля нетрадиционных (дробных) гармонических составляющих позволяет сохранить высокие тяговые характеристики бесщеточного двигателя постоянного тока, свойственные исполнению с последовательным возбуждением. |
Подтверждено расчетами, а также физическим и математическим моделированием конкретных конструкций. |
Выполнение ВИД с последовательным возбуждением при полной бесконтактности привода позволяет повысить её надежность с сохранением главных эксплуатационных характеристик тягового привода. При этом с переходом от якорного к полюсному регелированию привода соответственно снижается установленная мощность регулипующей аппаратуры. |
Шаговый электродвигатель с высоким быстродействием |
Обеспечение максимально достижимой скорости нарастания токи в обмотке |
Повышение скорости нарастания импульса тока в обмотке ШД позволяет значительно увеличить вращающий момент при повышении частоты сигнала, что приводит к соответствующему увеличению приемистости привода, к увеличению скорости передачи или преобразования цифровой информации |
Выявлено, что чисто параметрическими методами в ряде случаев исключить влияние индуктивности обмотки ШД на его быстродействие. В модернизированном приводе на базе ШД-300-300 удалось повысить частоту приемистости почти вдвое. |
|
Бесщеточные двигатели постоянного тока (БДПТ) для следящего привода |
БДПТ с линейными механическими и регулировочными характеристиками |
Выпускаемые в настоящее время БДПТ с повышением мощности приобретают существенную нелинейность механической и регулировочной характеристик, что ограничивает их использование в следящих системах. Нами разработан параметрический метод линеаризации характеристик БДПТ. Это расширяет возможности их использования в следящих приводах практически независимо от мощности и типа базовой машин. |
Подтверждено расчетами, математическим и физическим моделированием, обсуждением со специалистами и квалифицированными оппонентами. |
ООО НТЦ «Систэм» в ходе реализации НИОКР были разработаны ряд научно-технических решений, повышающих конкурентоспособность осваиваемой продукции:
-
Применение специализированной беспазовой (гладкой) обмотки статора. Данное решение позволяет обеспечить отсутствие пульсационных потерь в магнитном сердечнике и улучшает точностные свойства исполнительного управляемого органа электропривода.
- Технология машинной намотки. Наиболее сложным и трудоемким элементом конструкции электродвигателя является обмотка статора. Применение машинной намотки позволяет существенно сократить производственную себестоимость изделия.
- Оптимизация магнитной системы электродвигателя. Оптимизация магнитной системы электродвигателя позволяет обеспечить наиболее высокие удельные характеристики.
-
Применение датчиков обратной связи собственной разработки. Применяются датчики электромашинного типа (вращающиеся трансформаторы) собственной разработки. Применение данных датчиков позволяет обеспечить применение электродвигателей в более жестких условиях эксплуатации (широкий диапазон температур, радиационная стойкость) по сравнению с цифровыми датчиками.
-
Новые конструкции электродвигателей. Бесконтактный электродвигатель с беспазовой обмоткой и вращающимся магнитопроводом статора (решение позволяет исключить потери в магнитопроводе статора и, как следствие, повысить энергетические характеристики БДПТ; повышение быстродействия БДПТ); коллекторный электродвигатель переменного тока без обмоток возбуждения (решение позволяет обеспечить экономию обмоточного провода от 30 до 50%, снизить трудоемкость изготовления) и др.
Достигнуты следующие результаты:
- Отработана методика расчета и моделирования БДПТ. Адекватность (сходимость расчетных результатов) методики неоднократно подтверждена результатами моделирования и изготовления опытных образцов изделий;
- Разработана методика моделирования датчиков обратной связи электромашинного типа;
- Отработана технология изготовления беспазовых обмоток;
- Проработан вопрос изготовления гладких обмоток статора машинным методом
- Проведены расчеты нескольких десятков исполнений БДПТ;