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1、附件1：计划类别： 科技发展计划 代码： 技术领域： 光机电一体化 代码： 科技计划项目任务书项目名称： 新型小型二极单相发电机 承担单位： 000 所在市（区）： 单位地址： 邮编： 项目负责人： 电话： 主管部门： 申报日期：20 年 月 日 二一二年制一、立项依据1、本项目国内外科技创新发展概况和最新发展趋势；小型发电机主要作为一种备用电源，广泛应用于民用、军工、科研和野外作业等各个领域。近年来，随着工业的快速发展造成电力紧张和全球自然灾害的泛滥的影响，发电机在民用市场需求量猛增。同时对小型发电机的性能指标也在不断提高，（美国在UL2200标准中就率先对小型通用汽油发电机做出了波形正弦变
2、率（THD）8%的要求），到2011年所有出口到欧美国家和地区的发电机的电压波形正弦畸变率必须达到8%以下。目前国内小型发电机行业所生产的产品都达不到此项要求，这将对国内通机出口造成影响，也直接影响地区经济发展。由于现有发电机产品自身的设计的缺陷及制造工艺造成性能的不足，输出电压的波形失真较大，特别是在发电机满负载工作时输出的电压波形失真更大，其波形正弦畸变率均在15%-28%之间，国外同类产品除意大利的MECCALTE及NSM公司生产的发电机能达到6%外均在15%30%之间，由于电压波形中谐波含量太大,容易造成用电器具因发热量过大导致提前损坏,各种精密仪器无法使用。因此，降低电压波形中谐波含
3、量,减小发电机输出电压波形正弦畸变率，提高小型发电机输出电能的质量，拓宽作为备用电源的小型二极发电机的使用范围显得尤其重要和迫切。该项目研发成功，将对国内的通机产品出口产生积极的影响，不但可以直接同欧美的知名发电机企业进行竞争，而且发电机定、转子部件可以单独出口到欧美、日本等发达国家进行国外装配，为我司成为全球知名的小型发电机生产企业夯实基础，对江苏的通机行业发展起到较好的促进作用。目前，全球通机产量正处于迅猛增长时期，我司为了抓住这一大好发展机遇，利用技术研发优势，加大技术投入和研发力度，确保了本项目的可行性。2、本项目研究的目的、意义近年来，世界小型通用汽油机及其终端产品在国际、国内市场上
4、需求量陡増，随着美国B&S、日本本田等通机巨头在中国的采购量加速扩张。目前国际市场通机要求量大，处于高增长阶段。根据中国通机协会的有关资料，全球通机的年需求量在6000万台以上，其中小型发电机年需求量在1620万台，且年增长率保持在7%以上。中国目前的通机产量占世界总需求量的14%-18%。随着通用小型发电机组的应用越来越广泛，国内外各厂家纷纷扩大生产规模，目前中国已经成为全球主要的通用发电机生产国和出口国。小型发电机主要作为一种备用电源，运用在民用、军工、科研及野外作业等各个领域。目前全国具有规模的小型发电机生产厂家不多，且关键技术的优势不强，然而市场对小型发电机的用量和精度要求在不断提高，
5、用户群体也在不断扩大，本项目产业化后主要立足国内外的通机用户群体，为广大机电企业提供配套，以高性能的产品继续提高市场份额。综上所述，国内外小型发电机的市场需求稳定持续增长，年需求量在1620万台左右，我国小型发电机产量在国际上市场占有率为30%左右，我公司的小型发电机产品占有国内市场份额的11%，市场前景广阔。 本项目执行期将新增销售收入1600万元，新增利润300万元，新增税金100万元，本项目正常年可实现利润总额550万元；上交所得税137.5万元；净利润为412.5万元，经济效益显著。二、研究内容1、具体研究开发内容小型二极单相发电机由000自主开发研制，该项目通过改变发电机磁路，削弱发
6、电机工作时产生的负序磁场对输出电压的影响，增加一套阻尼绕组。在保证发电机温升、效率、电压稳态调整率、电压瞬态调整等电压性能指标满足JB/T3320.2-2000等国家、行业等相关标准的基础上，并将发电机电压波形正弦畸变率从15%-25%，降低至5%以内（即发电机空载到额定负载的整个阶段的任意点均5%），不但高出行业标准，也高出欧美国家标准，整体技术水平达到国际领先水平，其输出电压波型为实际正弦波，对容性负载的适用性大大增强，有利于用电器具寿命的延长，使得发电机的适用范围更广泛，填补国内发电机行业的空白。预计项目完成时能够形成发明专利1项，实用新型1项。2关键技术分析本项目产品的技术研发是为了解
7、决现有小型发电机的输出电压波形差，波形正弦畸变率高，使用范围很有限的问题。关键技术点为： 转子的铁芯上设有两套阻尼绕组，每套阻尼绕组由阻尼条和阻尼板组成，阻尼板设置在铁芯两端面上，阻尼条轴向穿过铁芯后两端可靠连接在阻尼板上；锭子上的绕组线圈为等距式二极绕组结构。 转子铁芯上每套阻尼绕组中的阻尼条最好为48条，阻尼条的横截面为圆形且直径在2-8mm之间为最佳，及阻尼板的厚度最好为18mm。 转子铁芯上的绕线槽与钉子铁芯上的嵌线槽成3度-15度夹角。 锭子铁芯外表面分布有轴向的沟槽。该技术中因输出电压波形受磁力分布状态影响，在转子铁芯上加装两套阻尼绕组后，使转子磁力线的分布状态达到最佳，削弱锭子输
8、出绕组产生的负序磁场对波形的影响，并可降低转子的交、直阻抗，使转子的磁滞涡流损耗减小，温升降低，从而达到改善磁路，改良输出波形的目的。而绕组线圈采用等距式二极绕组结构，可使锭子轭部的磁场更均匀，主输出绕组在锭子圆周上所形成的磁场呈正弦分拨，削弱了3、5、7次谐波对输出电压波形的影响，从而使输出电压波形在空载和负载时均更接近正弦波，其波形畸变率与传统小型发电机比较见表2.1-1。表2.1-1 小型发电机技术性能比较类别 负载情况有 负 载 时空 载 时传统发电机23%27%11%13%本发明4.6%4.8%2.6%3%从上表可以看出，在保证其它输出性能的基础上，发电机的输出电压波形正弦畸变率可控
9、制在5%以内，（达到国家标准对“实际正弦波”定义的要求），极大的改善了输出电压波形，使小型二级单相发电机的应用范围更广泛，对容性负载的适应性大大增强，使发电机输出电能质量有极大的改善。该技术为我公司自主研发，已填补了国内该项技术的空白。3、项目的特色和创新之处本项目产品的技术研发是为了解决现有小型二极单相发电机的输出电压波形差，波形正弦畸变率高，使用范围窄的问题。创新点为： 1、该小型二极单相发电机转子的铁芯上设置两套阻尼绕组，用于克服发电机输出绕组负序电流产生的负序磁场对电压波形的影响； 2、锭子上的绕组线圈采用等距式二极绕组的结构等形式，以合理有效的结构布置，使转子磁力线的分布状态达到最佳
10、，从而达到改善磁路、改良输出波形达到低波形畸变率的目的；3、将发电机转子的鼠笼结构原理及迭式正弦绕组运用于发电机技术上，使发电机输出电能质量有极大的改善。该研发技术填补了国内该项技术的空白。4、要达到的主要技术、经济指标及社会、经济效益。4.1技术、质量指标（1）项目计划完成时，产品的主要技术质量指标达到同期国际先进水平，产品的主要技术和性能指标如下：规 格 型 号160系列190系列230系列270系列额 定 功 率（KW）0.652.8388.51212.525额 定 电 压（V）单相：110240单相：110240单相：110240单相：110240额 定 频 率（Hz）50505050
11、60606060功率因子（Cos）1111励 磁 方 式自励磁自励磁自励磁自励磁绝 缘 等 级FFFF波 形 畸 变 率THD5%THD5%THD5%THD5%（2）项目实施期间，企业通过ISO9001质量管理认证及复审，继续保持认证证书。提高项目产品的可靠性，出厂合格率100%，设备可利用率平均不低于98%。（3）技术检测情况000自主开发研制的“新型小型二极单相发电机”SC系列产品，在保证发电机温升、效率、电压稳态调整率、电压瞬态调整等性能指针满足JB/T33201.2-2000等国家、行业等相关标准的基础上，通过改变发电机的磁路，削弱发电机工作时产生的负序磁场对输出电压波形的影响，增加一
12、套阻尼绕组等技术，将发电机输出电压波形正弦畸变率从15%-25%，降低至5%以内。该技术成果通过了国家摩托车质量监督检验中心检测，其结果表明该产品的各项指标达到国际先进水平，填补了国内发电机行业的空白。获得了国家发明专利，专利号为ZL200510020380.6。4.2经济指标本项目实施期为2012年3月2013年3月，预计项目实施期内可累计实现产品产量10万台/年的生产能力，新增销售收入1600万元，利税400万元。通过本项目的实施，能提高000机电公司高性能小型发电机的产量，该类产品预期将占有国内通机配套市场10%的市场份额，占出口市场的6%左右份额。4.3社会效益（1）本项目的实施节能效
13、果明显、环境保护措施有力、能增加当地就业和加快地区经济发展，社会综合效益良好。（2）增加就业，本项目的实施能够解决企业非核心业务富余员工就业，同时吸引当地的劳动力，新增工作岗位40多个。本项目处于开发区内，已有多家外资、内资企业入驻，较好的带动了本地区的经济发展，当地民众具有较好的开放意识，与项目的互适性较好。该项目能促进地方相关配套产业链的发展，增加地方经济发展，具有良好的社会效益。4.4经济效益通过本项目的实施，可达到年产10万台的小型二极单相发电机生产规模，本项目预计在执行期内可新增销售收入1600万元，新增利税总额400万元左右。三、研究试验方法、技术路线以及工艺流程000机电公司针对
14、本项目产品小型二极单相发电机制订了详细的技术路线。在制定过程中进行了广泛的调研和详细的技术论证，公司先后成立了专门负责本项目产业化的工作团队，同时聘请行业内知名专家学者进行咨询和论证，通过多次研讨会对产品的市场和技术进行深入分析，对关键技术点进行重点攻关，最终确定了本项目实施的技术可行性和实施方案。本产品的目标是通过对以低波形畸变率技术为重点的新型小型二极单相发电机技术方法的研究，自主研制开发具有自主知识产权的，达到国际先进水平的小型二极单相发电机。该小型二极单相发电机转子的铁芯上设置两套阻尼绕组，用于克服发电机输出绕组负序电流产生的负序磁场对电压波形的影响；锭子上的绕组线圈采用等距式二极绕组的结构等形式，以合理有效的结构布置，使转子磁力线的分布状态达到最佳，从而达到改善磁路、改良输出波形达到低波形畸变率的目的。本发明定位于通过该项目的研究不仅可以促进我国高性能小型发电机技术的发展，而且可以促进我国小型发电机行业的设计和制造能力的提高，打破国外公司在小型发电机行业的高价垄断等都有着重要的战略意义。根据所定的研究目标，针对该项目进行了以下研究： 通过对小型二极单相发电机输出电压波形的研究，揭示电压波
