科研平臺介紹

1.P1中心簡

高節能電機及控制技術國家地方聯合工程實驗室、教育部電能質量工程研究中心、安徽省工業節電與教育部電能質量工程研究中心,均依托安徽大學建設。

高節能電機及控制技術國家地方聯合工程實驗室是國家發改委2011年依托安徽大學建設的一個國家級科技創新平臺,主要圍繞電機節能、新型特種電機及其控制技術等方向,開展電機逆向多目標優化、高功率密度電動汽車驅動電機、新型機器人關節電機等先進技術的研發與推廣應用。

教育部電能質量工程研究中心是教育部依托安徽大學設立的我國唯一專業研究電能質量工程技術的研究機構,屬于國家產業和技術重點支持領域。長期致力于電能質量測試技術、測試儀器設計制造技術、測試分析與評估技術、電能質量控制技術、電能質量控制產品及工程的設計技術、工業節電技術的基礎研究及工程應用開發與推廣。

安徽省工業節電與電能質量控制協同創新中心以安徽大學牽頭,聯合東南大學、安徽省電力公司、馬鋼(集團)控股有限公司、安徽皖南電機股份有限公司、合肥通用機械研究院等作為核心共建單位,共同致力于提升科技創新能力和拔尖創新人才培養能力,服務和引領工業節電與電能質量控制領域的技術創新,進行相關共性與關鍵技術的應用和推廣。

近年來,本中心在高節能電機及控制技術、電能質量、工業節電和用電安全等重點領域,集聚和培養了一批高層次技術人才,共承擔國家級科研支撐計劃項目、國家重大科學儀器專項、國家自然科學基金項目、省級科技攻關項目等30多項,大中型企業委托項目60多項,獲得省部級科技進步一等獎2項、二等獎3項、三等獎1項。形成了一大批核心技術和科研成果。

2.P2 Introduction

Anhui University established and supported following institutes

  • Combining National and Local Engineering Laboratory on Energy-Saving Motor & Control Technique;

  • Educational Ministerial Engineering Research Center on Power Quality ;

  • Provincial Collaborative Innovation Center on Industrial Energy Saving & Power Quality Control ;

 

Combining National and Local Engineering Laboratory on Energy-Saving Motor & Control Technique” is a national platform for sci-tech innovation, which was initiated by National Development and Reform Committee in 2011, and founded in AnHui University. This Engineering Laboratory focuses on motor energy saving and new-model special electric machine & control. The laboratory develops and promotes advanced technology in multi-objective optimization of motor reverse operations, driving motor of high power-density electric automobiles and the motor for the joints of new robots.

Educational Ministerial Engineering Research Center on Power Quality” is a unique professional research institute for power quality technology, initiated by the Ministry of Education. It is largely sponsored by the government. The center works at power quality measuring & testing, designing & production of testing instruments, testing analysis & evaluation, power quality control technology & products, and basic research & promotion of industrial designing as well as industrial energy saving.

Provincial Collaborative Innovation Center on Industrial Energy Saving & Power Quality Control” is led by Anhui University and jointly established by Southeast University, Anhui Electric Power Company, Magang (Group) Holding Co., Ltd., Anhui Wannan Electric Co., Ltd. and Hefei General Machinery Research Institute. The center organizers make concerted efforts to improve sci-tech innovation technology and develop the training of innovative talents. They aim to lead the technological innovation in the field of industrial energy saving and power quality control. Besides, the organizers apply and promote the technology with common features as well as key technology.

In recent years, the institutes have gathered and cultivated innovative talents in the major fields of energy-saving motor& control, power quality, industrial energy saving and electrical safety. These high-level researchers have undertaken dozens (more than 30) of national major or key projects from National Science Supporting Planning Project, National Major Scientific Instrument Special Project, National Natural Science Foundation and provincial key scientific and technological projects. The centers have also implemented more than 60 authorized projects from large and medium-sized enterprises. The core technology and scientific achievements are recognized by winning Provincial Prize for Progress in Science and Technology for several times: 2 First Prizes, 3 Second Prizes and 1 Third Prize.

3.P3研究領域及核心技術(宣傳冊目錄中只有各研究方向大標題)

  1. 新能源汽車驅動電機及控制器

  • 混合動力汽車驅動電機

  • 純電動大巴驅動電機

  • 純電動大巴輪邊電機

  • 電動汽車驅動電機控制器

  • 無速度傳感器矢量控制器

  1. 電能質量監測分析

  • 便攜式電能質量分析儀

  • 電能質量遠程監測儀

  • 電力諧波分析儀

  • 交直流電流鉗

  1. 電力電子系列產品

  • APF

  • SVG

  • 小功率光伏逆變器

  1. 電機優化設計

  • 電機多目標逆向優化系統

  • 球形電機

  1. 機器人

  • 反恐排爆機器人

  • 消防偵察機器人

  1. 過程控制

  • 公共機構分體空調節能群控系統

  • 工業窯爐監控系統

      

     

  • 4.P4 1.新能源汽車驅動電機及控制

     

針對新能源汽車用驅動電機及其控制器,采用電磁設計、結構設計、熱分析相結合的方法,優化電機電磁設計和機械結構,進行仿真分析,并制作電機樣機,通過了電機性能檢測試驗。

混合動力汽車驅動電機

技術指標

電機型式

永磁同步電機

額定功率

10kw(≥60s

峰值功率

20kw(≥10s

額定扭矩

100Nm(≥60s

峰值扭矩

150Nm(≥2s)

最高工作轉速

5500rpm

電機最高效率

平均效率>85%NEDC循環工況下)
最高效率≥93%

高效區域

系統高效區(效率>80%)≥75

尺寸限制

外徑≤300mmm,軸向長度≤62mm

轉矩密度

12.5Nm/kg

功率密度

1.67kw/kg

研發&設計

 

樣機&產品

 

 

 

5.P5純電動大巴驅動電機

技術指標

 

額定功率

100 Kw

峰值功率

250 Kw

額定電壓

400 V

過載電機電壓

440 V

額定扭矩

1005 Nm

峰值扭矩

2400 Nm

基頻

50Hz

額定轉速

950 rpm

極限轉速

2400 rpm

電機尺寸

490mm×560mm(不包括軸伸)

最大過載時間

1 min

重量

650 Kg

繞組接法

效率

0.82

功率因數

0.82

工作制

S1

研發&設計

樣機&產品

 

6.P6純電動大巴輪邊電機

技術指標

電機型式

三相交流鼠籠式感應電動機

額定功率

65kW

峰值功率

120kW

最高工作轉速

8000rpm

電機最高效率

0.85

尺寸限制

250mm×250mm×350mm

冷卻系統

水冷,入口溫度≤60℃

注:表中為熱態時測量數據

研發&設計

 

樣機&產品

7.P7電動汽車驅動電機控制器

技術指標

電機型式

異步電機

額定功率

110kw(≥60s

峰值功率

200kw(≥10S

額定扭矩

1200Nm(≥60s

峰值扭矩

2000Nm(≥2s)

最高工作轉速

2500rpm

恒轉矩區轉速精度

3%

弱磁區轉速精度

5%

轉矩響應時間

50ms

 

研發&設計

 

轉速波形 勵磁電流id波形

轉矩電流id波形 電壓軌跡

樣機&產品

 

 

8.P8無速度傳感器矢量控制技術

技術指標

電機型式

異步電機

工作模式

PG轉速模式/PG轉矩模式

穩定運行區域

全狀態(電動,低速發電,帶速重投)

轉速精度

1%

轉矩精度

5%

最低辨識轉速

0.5HZ

低速帶載能力

0.5HZ150%轉矩運行

參數辨識功能

互感,定子電阻,轉子電阻,定子漏感,轉子漏感

轉矩響應時間

50ms

研發&設計

 

樣機&產品

 

 

 

 

 

 

9.P9 2.電能質量監測分析

針對新能源接入后電網電能質量下降的現狀,開展供配電系統建模與仿真、電能質量測試評估技術的研究。

便攜式電能質量分析儀

技術指標

儀器直接輸入的最大標稱量程

480Vrms

數據采集卡

16A/D轉換

電壓的頻率范圍

DC5 kHz

接口箱電流通道輸入

有效值是0.16V/1A

滿量程的10%110%內電流測量精度

0.5%

小于滿量程10%以內的電流測量精度

1.0%

測量電流的頻率范圍

25 - 5 kHz

錄波數據采樣率

12.8k

全標度240~480V120V~240V60~120V

精度等級0.2

全標度60V以下

精度等級0.5

諧波電壓3%允許誤差

5%

諧波電壓<3%允許誤差

0.15%

諧波電流≥3%允許誤差

5%

諧波電流<3%允許誤差

0.15%

注:為額定電流,為諧波電流,不包括外置傳感器精度

樣機&產品

 

電能質量遠程監測儀

樣機&產品

電力諧波分析儀

樣機&產品

 

10.P10交直流電流鉗

技術指標

額定電流

10A rms(額定電流范圍可從0.5Arms1Arms2Arms5Arms10Arms20Arms50Arms根據需要標定)

輸出靈敏度

0.16 V/A (范圍可從0.02 V/A to 0.2 V/A標定)

頻帶寬度

30Hz to 50 kHz (-3 dB)

各次諧波總畸變率

%

輸出精度( 45 to 66 Hz)

±0.3% f.s. (20mA10A)

相位精度

±0.3° (45 to 66Hz, 2Ato10A)

位置誤差

±1 mV

環境操作溫度

-10 to 50°C

輸出電阻

< 25

研發&設計

 

 

樣機&產品

 

11.P11 3.電力電子系列產品

針對配電網中負荷非線性或負荷變化引起的電力諧波和無功損耗,研發了具有自主知識產權的有源電力濾波APF和靜止同步補償器SVG,實現了對電能質量中的諧波和無功功率的綜合治理;并開展系列小功率光伏逆變器的開發,裝置達到相關檢測和認證標準。

有源電力濾波(APF)

技術指標

額定電壓

380V/690V

電網頻率

50*(1±2%)Hz

電氣接線

三相三線制

拓撲結構

三相半橋/二極管鉗位三電平

單機容量

100A/200A/500A

補償方式

諧波補償、無功補償或諧波無功同補

可濾除諧波次數

2次~50(消除全部或選定次數的諧波)

濾波程度設定

可對每次諧波進行單獨設定

諧波補償率

95%

全響應時間

10ms

開關頻率

10kHz/20 kHz

顯示功能

三相系統電壓,三相系統電流,裝置補償電流,功率因數,負荷特性,電流總畸變率,系統電流頻譜圖,補償模式設定,故障信息追憶

故障記錄

有,500

保護方式

輸入過壓,輸入欠壓,輸出過流,輸出速斷,直流母線過壓,模塊溫度過高

冷卻方式

強制風冷

通訊模式

RS485

 

研發&設計

 

 

負載電流穩定的濾波效果圖 負載電流變化的濾波效果圖

樣機&產品

 

12.P12-13靜止同步補償器(SVG)

技術指標

電壓等級

6kV /10kV/35kV

裝置容量

±10Mvar(容量對于10kV)

接線方式

星型

主回路拓撲結構

鏈式H橋逆變單元級聯

高壓輸出電壓電流諧波總含量

<5%

控制系統

全數字式DSP+FPGA控制系統

輸入濾波器

不需要

輸出濾波器

不需要

輸入側熔斷器保護

輸入電壓

-10%+10%額定電壓,頻率48Hz~52Hz

過載能力

1.1

3min保護報警;1.2

1min保護停機;1.25

2s1.25倍以上立即保護停機

調節范圍

 

100%100%

裝置整體效率

平均損耗:<3%

響應時間

5ms

顯示功能

三相系統電壓,三相系統電流,裝置補償電流,功率因數,負荷特性,補償模式設定,故障信息追憶

故障記錄

有,500

保護方式

輸入過壓,輸入欠壓,輸出過流,輸出速斷,三相不平衡,直流母線過壓,模塊溫度過高

噪聲水平

65db

控制方式

無功電流、電壓

調節方式

三相平衡負載的電壓、無功綜合控制

控制電源

三相四線制交流380V,容量5kVA

UPS型號

1000VA/在線式

控制信號連接方式

光纖電纜

防護等級

IP20

冷卻方式

強制風冷

風機數量

4

操作方式

全中文觸摸屏

運行室內溫度

0℃40℃

運行環境濕度

0~95%不結露

運行海拔高度

<1000m

安裝地點

室內柜裝式

接地要求

現場提供裝置專用控制系統接地極,接地電阻不大于1

注:裝置容量可平滑雙向調節,系統進線輸入熔斷器保護,裝置整體效率為額定輸出情況下參數,也可適用直流電源,風機安裝在柜頂,需配備空調以降低環境溫度

研發&設計

 

 

樣機&產品

13.P14 3KW混合型光伏逆變器

技術指標

太陽能額定輸入功率

3000W

太陽能輸入電壓

400V

蓄電池欠壓保護

165V

蓄電池浮充電壓

207V

蓄電池額定電壓

180V

直流母線電壓

400V

逆變器離網額定輸出功率

3000W

逆變器離網輸出電壓

220V(有效值)

逆變器離網輸出電壓頻率

50Hz

并網時適應電網頻率范圍

49.4~50.4Hz

逆變器并網功率

3000W

 

研發&設計

 

樣機&產品

 

14.P15 10KVA三相離網光伏逆變器

產品指標

直流輸入

額定直流輸入電壓(V)

220

額定直流輸入電流(A)

48

允許輸入電壓范圍(V)

180—300

交流輸出

額定容量(KVA)

10

額定輸出功率(KW)

10kW

額定輸出電壓(V)

AC380

額定輸出頻率(Hz)

50Hz

開關頻率(kHz)

3

輸出電壓精度

±3%

輸出頻率精度

±5%

波形失真(線性負載)

5%

功率因數

0.8

過載能力

150%10

峰值系數

3:1

逆變效率

95%

三相負載不平衡能力

20%

使用環境溫度(℃)

-20—50

使用海拔(m)

5000

防護等級

IP20

 

研發&設計

 

 

實物圖

 

15.P16控制逆變一體機

光伏控制逆變一體機是集光伏控制和逆變于一體的智能電源。設備可控制太陽能電池對蓄電池進行智能充電,同時,將蓄電池的直流電逆變成額定電壓輸出的正弦波交流電,供用戶負載使用,具有GPRS數據遠程監控功能,實時監控系統工作狀況和發電數據,可為手機、家庭照明、電腦、電風扇、電冰箱等提供穩定電源。

技術指標

充電部分

允許太陽能最大充電電流(A)

15

允許太陽能開路電壓(VDC)

50

均充電壓(VDC)

28.8

均充恢復電壓(VDC)

26.4

欠壓電壓(VDC)

21.6

欠壓恢復電壓(VDC)

25.6

浮充電壓(VDC)

27.6

過充電壓(VDC)

31

交流輸出

額定容量(KVA)

0.5

額定電壓及頻率

220VAC50HZ

額定電流(A

2.27

輸出電壓精度(V

2203%

輸出頻率精度(HZ)

501%

波形失真率(THD)線型負載

<3%

動態響應(負載0—100%

<4%

過載能力

120%60S150% , 3S

峰值系數(CF)

3:1

逆變效率(80%阻性負載)

90%

絕緣強度(輸入和輸出)

1500VAC1分鐘

噪音(1)

40dB

使用環境溫度

250C~+55OC

濕度

0~90%,不結露

使用海拔(m

6000

機械尺寸(mm)(長××高)

630×402×640

重量(kg

20(不含蓄電池)

保護功能

輸入接反保護、輸入欠壓保護、輸入過壓保護、輸出過載保護、輸出短路保護、過熱保護

 

研發&設計 樣機&產品

 

 

16.P17智能光伏控制器(MPPT型)

MPPT控制器是一款先進的充放電控制器,控制器內部擁有靈敏的最大功率點跟蹤算法,能夠迅速并準確的找到光伏電池最大功率點以獲取更多的光伏能源,提高效率,降低系統成本,適用于非晶硅型、并網型等多種光電池組件。

技術指標

額定系統電壓

12/24/36/48自適應

額定蓄電池電流

50A

額定負載電流

50A

蓄電池端最大允許電壓

48V

最大光伏電池輸入電壓

150V

最大光伏電池輸入功率

2500W

自損耗

<20mA(24V)

溫度補償

-5mA/℃/2V

外形尺寸

440x231x110mm

工作環境溫度范圍

-35-55℃

儲存溫度范圍

-35-80℃

濕度范圍

10%-90%無凝結

研發&設計

樣機&產品

 

 

17.P18太陽能路燈智能控制器

太陽能路燈智能控制器是針對太陽能照明系統開發的一款高智能產品,它能根據蓄電池的剩余電量,自動調整負載的功率,可增加太陽能路燈的亮燈時間和天數。采用全密封防水技術,恒電流輸出,可分多個時間段調節輸出電流。且具有ZigBee通信功能的控制器可以實現整條道路太陽能路燈的一致性控制和遠程監控,有效節約資源消耗。

技術指標

普通升壓/降壓恒流型

ZigBee升壓/降壓恒流型

額定工作電壓

DC12V/DC24V自適應

自身功耗

靜態功耗<8mA

最大充電電流

15A

最大輸出功率

升壓恒流12V時最大輸出85W 24V時最大輸出150W

降壓恒流12V時最大60W24V時最大120W

工作環境溫度

-40℃~+85℃

充電模式

自動追蹤電池板最大充電電流

工作模式

光控+時控+晨亮+恒流調節

過充電壓保護

14.5V/29.0V(常溫)(可使用紅外配置器或遠程設定)

過放電壓保護

可使用紅外配置器或遠程設定(出廠設定為10.8V/21.6V

過放電恢復電壓

可使用紅外配置器或遠程設定(出廠設定為12.5V/25V

輸出電流

可使用紅外配置器或遠程設定(出廠設定為300mA

防護等級

IP67

保護功能

 

光伏電池反接保護、蓄電池過充電保護、蓄電池過放電保護、輸出過載保護、輸出短路保護

重量

控制器:250gZigBee通信器:150g

外殼尺寸

控制器:85×80×20mmZigBee通信器:65×80×20mm

研發&設計

樣機&產品

 

18.P19 4.電機優化設計

電機多目標逆向優化系統

針對異步電機、直流電機、無刷電機、變壓器等,利用AnsoftMotosolveEasiMotor等專業軟件,開展電機優化設計的研究,并研發了具有自主知識產權的電機多目標逆向優化系統,該技術在2013年獲得安徽省科技進步二等獎。

 

研發&設計

 

樣機&產品

 

 

19.P20球形電機

針對機器人、機械手、人體假肢關節、小型艦船電力推進器、多坐標機械加工中心等制造業和工業控制中的多維空間伺服控制領域,開展球形結構電動機的結構與控制技術的研究,開發的具有自主知識產權的永磁球形電機在國內居領先水平。

技術指標

電機型式

永磁球形電機

轉子結構

轉子殼半徑

64mm

磁極

圓柱形NdFe35型永磁體

磁極分布

4層均勻分布,每層10個,共40

磁極長度

12mm

磁極半徑

10mm

定子結構

定子線圈

0.5mm銅質漆包線并列繞制

定子芯

非鐵磁材料

定子分布

2層均勻分布,每層12個,共24

線圈匝數

1200

線圈內徑

4mm

線圈外徑

14mm

線圈高度

25mm

氣隙厚度

2mm

最大輸出軸工作角度

750

研發&設計

 

樣機&產品

 

 

 

 

 

 

 

20.P21 5.機器人

針對反恐排爆、消防偵察等特殊應用領域,以行走底座為機械核心,采用直流電機驅動技術,結合嵌入式計算機控制、無線通信、遠程遙控等手段,研制了具有自主知識產權的多關節機械臂式遠程遙控排爆機器人和消防偵察機器人。

反恐排爆機器人

技術指標

總 重 量

150.5Kg

底座體積

110cm×65cm×35cm

手 爪

三自由度,最大提重20Kg

手爪最大夾持直徑

20cm

機 械 臂

二自由度,伸展長度2米,伸展高度2.3

電 源

DC12V36AH4

運動速度

空載≤4Km/h

爬坡角度

40

遙控距離

空曠地帶500米以上

續航時間

1h

研發&設計

樣機&產品

 

 

21.P22消防偵察機器人

技術指標

行走方式

履帶式

運動速度

6Km/h

驅動功率

1600W

電源

48V35HA鋰電池

控制方式

遠程遙控

爬坡角度

50º

遙控距離

100m

底座尺寸

100cm×70cm×35cm

續航時間

2h

總重量

75Kg

研發&設計

樣機&產品

 

 

22.P23 6.過程控制

公共機構分體空調節能群控系統

針對公共機構分體空調高能耗、難管理的特點,充分利用傳感器、通訊、智能控制等技術,研發了具有自主知識產權的公共機構分體空調節能群體控制系統,實現了分體空調的綜合節能控制。

技術指標

系統控制策略

可修改/添加

運行方式

無需人工干預

/無仿真系統

自帶仿真系統與智能控制系統的有效結合

節能方式

柔性控制使空調處于工作和待機狀態,避免壓縮機頻繁啟動

通訊方式

CAN通訊方式

 

研發&設計

 

樣機&產品

23.P 24工業窯爐監控

本產品從工業窯爐的節能燃燒與減排的自動檢測和控制技術研究作為切入點,以基于知識的專家智能控制系統為策略架構。在長期的現場調研和工作基礎上,應用數據庫、總線系統、標準現場通信協議,采集不同生產線上不同工業窯爐的各種輸入輸出數據,如噴煤量、喂料量、給風量、各工段溫度、壓力、濕度、廢氣中COCO2SO2NOx等成分含量。

 

技術指標

技術指標

參數值/系統狀況

動態鏈接庫

實現燃燒過程氣體成分濃度定量化反演和燃燒二維溫度場的精確計算

數據庫系統

燃燒過程數據庫專家分析系統

軟件模塊

開發儀器自適應建庫軟件模塊

校準

儀器動態校準

錄入方式

動錄入不同工況下高溫光譜數據庫

界面軟件

適用于復雜應用目標的友好人機界面軟件

研發&設計

 

 

樣機&產品

 

24.獲獎&知識產權