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德國AK創(chuàng)新型永磁電機(jī)

所屬分類:外部項(xiàng)目


德國 AK 公司專注于將機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械負(fù)載與永磁電機(jī)一體化的 新型永磁同步電機(jī)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)、定制、生產(chǎn)和測(cè)試等,同 時(shí)推動(dòng)電機(jī)部件標(biāo)準(zhǔn)化,產(chǎn)品定制能力強(qiáng)。其核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)有近 20 多年永磁電機(jī)的研發(fā)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),擁有新型永磁同步電機(jī)、永磁直驅(qū) 電機(jī)、永磁扭矩電機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)等先進(jìn)技術(shù)。

完全機(jī)電一體化的 AK 創(chuàng)新型同步永磁電機(jī)及永磁發(fā)電機(jī),與傳 統(tǒng)結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)及發(fā)電機(jī)相比,體積更小、高效更高,大量減少軸 承的使用數(shù)量及機(jī)械部件。直驅(qū)、控制性能好、低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩、可通 過頻率變化進(jìn)行調(diào)速等優(yōu)勢(shì)。


廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶電力推進(jìn)(主推進(jìn)和輔助推進(jìn))、船 只側(cè)推、電動(dòng)車輛、軌道列車、發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵、電梯、空調(diào)、 風(fēng)電、液壓、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域。隨著各領(lǐng)域電動(dòng)化的快速發(fā)展和對(duì)體 積小、重量輕的強(qiáng)烈需求,對(duì)于一體化高集成度的新型永磁電機(jī)市場(chǎng) 需求量將激增。Enercon, Vestas, Nordex 公司是 AK 公司的長期合作 伙伴。


一、德國 AK 新型同步永磁電機(jī)的特點(diǎn)


1.  與傳統(tǒng)永磁電機(jī)相比,AK 新型永磁電機(jī)具備以下主要優(yōu)勢(shì):
1)  AK 新型永磁電機(jī)機(jī)電一體化集成度高、綜合效率高、部件少體積小、用材少重量輕、噪音低、震動(dòng)輕、材料成本低、維護(hù)成本 低。永磁電機(jī)經(jīng)常取代機(jī)械減速機(jī)、聯(lián)軸器、法蘭連接、推進(jìn)軸。 當(dāng)永磁電機(jī)被集成在機(jī)械系統(tǒng)內(nèi),減速比完全被永磁電機(jī)代替。
2) 永磁電機(jī)與機(jī)械負(fù)載融合一體化集成,大量減少了軸承和部件, 體積小,重量輕,使整體應(yīng)用系統(tǒng)總效率大于 99%。安裝簡便、 保養(yǎng)費(fèi)用低、系統(tǒng)成本降低超過 40%。同樣尺寸的電機(jī)箱體,功 率至少比傳統(tǒng)永磁電機(jī)提高一倍,功率密度比可提高一倍以上。
2. AK 永磁電機(jī)的定子是由可以分段安裝的獨(dú)立繞組組成。當(dāng)一段獨(dú) 立繞組出現(xiàn)故障,電機(jī)的其余部分可以在降低功率的情況下繼續(xù) 工作,即保證不停機(jī)和緊急運(yùn)行。
3. AK 抗震能力極強(qiáng)的 AK 永磁電機(jī)在劇烈震動(dòng)(晃動(dòng))情況下仍能 穩(wěn)定運(yùn)行。AK 永磁電機(jī)制造時(shí)在定子和轉(zhuǎn)子之間留有巨大的空氣 間隙。轉(zhuǎn)子采用埋入式磁鐵密封,因此可以滿足所有要求。
4.  AK 水下永磁電機(jī),采用 IP69 密封標(biāo)準(zhǔn);
5.  AK 船舶側(cè)推輪圓電機(jī)已實(shí)現(xiàn)長年批量供貨,其優(yōu)勢(shì)為:
1)  緊湊型設(shè)計(jì)、鹽水冷卻
2)  高功率密度> 0,7kW/Kg、低扭矩轉(zhuǎn)換 (< 0,5%)
3)  直流耐壓 > 1100V、尖峰可達(dá) 11000 V/µs
6. AK 永磁同步發(fā)電機(jī)的制造不受尺寸的限制,符合 2018 年 11 月 頒布的歐洲法律供電標(biāo)準(zhǔn) VDE-AR-N4110:2018-11. (功率因數(shù)容 量 (~ 1),  效率 > 97%)
7.  AK 永磁同步發(fā)電機(jī)輸入恒定電壓時(shí)產(chǎn)生的電能可直接輸入電網(wǎng)
(DOL)。AK 永磁同步發(fā)電機(jī)輸入可調(diào)電壓,配套變頻器調(diào)壓整 流后輸入電網(wǎng)。兩種 AK 永磁同步發(fā)電機(jī)的均符合防短路要求(所 有 3 相)。
8.  AK 獨(dú)立完成電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的定制開發(fā)、設(shè)計(jì)、樣品生產(chǎn)全部工 作,從而保證產(chǎn)品長期的產(chǎn)品質(zhì)量及功能。
9.  使用標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化部件的設(shè)計(jì)理念和經(jīng)驗(yàn),大幅降低成本。


二、當(dāng)前 AK 產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)


AK 有技術(shù)沉淀和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),有能力制造比以下技術(shù)指標(biāo)更高、 功率更大的產(chǎn)品。

1.  當(dāng)前主要技術(shù)指標(biāo)
1)  功率范圍:0,5kW - 1.2MW  (低壓)、1.2 MW - 20MW (中 壓)
2)  轉(zhuǎn)速:16 r.p.m.至 6.000 r.p.m
3)  扭力:高達(dá) 5,0MNm
4)  電機(jī)類型:內(nèi)轉(zhuǎn)子+外定子,以及內(nèi)定子+外轉(zhuǎn)子

2.  技術(shù)秘訣
1)  使用創(chuàng)新的線圈纏繞方法,功率密度增加至 3kw/kg。
2)  采用 3D 設(shè)計(jì)軟件包括 CFD 仿真工具,實(shí)現(xiàn)部件一致性高的優(yōu) 化設(shè)計(jì)制造方案。
3)  齒形線圈纏繞法及傳統(tǒng)的圓形繞線法
4) 溝槽填充因數(shù)達(dá)到 85%,而不僅僅是 40%。體積降至 65%, 效率高達(dá) 99%,功率強(qiáng)度超過 1000VDC,高達(dá) 11000V/µs, 無需外部過濾技術(shù)。降低了工作成本,降低了保養(yǎng)費(fèi),優(yōu)化能 源平衡。


三、德國 AK 新型永磁電機(jī)應(yīng)用案例列舉


1.  永磁扭矩電機(jī)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用: 代替感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng),無需聯(lián)軸器、軸承支架和減速機(jī),大幅降低 軸承的使用數(shù)量,系統(tǒng)總長度從 3-4 米降至 1 米,工作頻率-400
(逆時(shí)針) – 0 - +400Hz(順時(shí)針) 2.  在工程船上的應(yīng)用:
永磁電機(jī)代替感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng),可減重 42%,占地空間降低 2/3。 AK 永磁電機(jī)配套變頻器運(yùn)行,船上不需要特殊的網(wǎng)濾系統(tǒng),但這 取決于特殊的繞組隔離系統(tǒng)。
3.  大型工業(yè)磨床案例:
永磁電機(jī)代替感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng),設(shè)備總高度縮短 20 余米。
4.  風(fēng)機(jī)和泵等領(lǐng)域: 代替感應(yīng)電機(jī),大幅減重。永磁電機(jī)與風(fēng)機(jī)或水泵安裝在一個(gè)空 間,大幅降低了設(shè)備總高度。
5.  海工裝備的移動(dòng)供電系統(tǒng),發(fā)電機(jī)代替調(diào)速輪。
6.  模塊化永磁電機(jī) | 主推進(jìn)器: 將永磁電機(jī)安裝到現(xiàn)有箱體內(nèi),節(jié)省離合器,減速機(jī),耗能發(fā)動(dòng)機(jī)等,同時(shí)大幅降低重量、體積和成本。
7.  模塊化永磁電機(jī) | 碾磨機(jī): 將永磁電機(jī)與機(jī)械負(fù)載一體化融合集成,如將永磁電機(jī)與工業(yè)磨 床一體化融合集成等,可大幅降低整體應(yīng)用系統(tǒng)的體積和高度。 例如:額定功率達(dá) 20MW,使用 AK 緊湊型及模塊化永磁電機(jī)解 決方案,總效率高達(dá) 99%。傳統(tǒng)永磁電機(jī)總效率最高為 95%
8.  永磁電機(jī)與螺旋槳一體化集成 | 側(cè)推輪圓電機(jī): 大幅降低整體側(cè)推系統(tǒng)的體積和尺寸,符合船舶空間小的特點(diǎn)。
9.  可為電動(dòng)軌道交通設(shè)計(jì)定制專用電機(jī)。


四、德國 AK 公司在中國的合作模式


1.  可提供產(chǎn)品定制設(shè)計(jì)及研發(fā)等技術(shù)服務(wù)
2.  可開展技術(shù)使用授權(quán)合作
3.  可進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造工藝的技術(shù)轉(zhuǎn)移
4.  也可探討在中國成立中德合資等

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