合作信息
基于大功率分段供電多相直線感應電動機的電磁發(fā)射裝置
發(fā)布單位：海軍工程大學
所屬行業(yè)：電子信息
合作信息類型：意向合作
機構(gòu)類型：企業(yè)
供求關(guān)系：供應
合作信息期限：2016-2
參考價格：面議
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合作信息簡介
【技術(shù)簡介】針對某電磁發(fā)射的需求，成功研制了一種基于新型大功率分段供電多相直線感應電動機的電磁發(fā)射系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由儲能子系統(tǒng)、動力調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、直線電動機及閉環(huán)控制子系統(tǒng)構(gòu)成，這四個子系統(tǒng)相互之間的連接關(guān)系如圖1所示。
圖1基于直線電機的電磁發(fā)射系統(tǒng)構(gòu)成框圖
系統(tǒng)的工作原理為：儲能子系統(tǒng)通過充電裝置從電網(wǎng)以較長時間、小功率獲取電能，轉(zhuǎn)化為機械能存儲起來；發(fā)射時閉環(huán)控制子系統(tǒng)控制能量儲存子系統(tǒng)瞬時大功率輸出能量至動力調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，動力調(diào)節(jié)子系統(tǒng)將能量調(diào)節(jié)成合適的電壓、電流輸出至直線電機，實時控制直線電機動子上產(chǎn)生的電磁力，按照設定的速度曲線加速發(fā)射負載達到發(fā)射速度，之后控制直線電機產(chǎn)生反向的制動電磁力，對動子進行制動，動子與負載分離，完成發(fā)射任務。
系統(tǒng)有如下技術(shù)突破：
（1）高儲能密度，高功率密度飛輪儲能電機的設計與研制；
?。?）飛輪儲能電機高穩(wěn)定性快速放電勵磁裝置的設計與研制；
?。?）基于電力電子器件串并聯(lián)和多電平技術(shù)的超大容量逆變器的設計與研制；
?。?）大功率分段供電多相直線感應電動機的設計與研制；
?。?）多段直線電機定子分段供電網(wǎng)絡和分段供電技術(shù)的設計與研制；
?。?）完成了系統(tǒng)發(fā)射流程與頂層控制技術(shù)以及控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化總體集成技術(shù)的研究，突破了由多異構(gòu)控制器構(gòu)建復雜控制系統(tǒng)的總體集成技術(shù)難題。
【技術(shù)特點】目前航天器發(fā)射技術(shù)的現(xiàn)狀為：垂直發(fā)射技術(shù)已非常成熟，水平發(fā)射方式處于技術(shù)研究階段。目前水平發(fā)射技術(shù)存在四種技術(shù)途徑:①馱機背負空中分離發(fā)射，主要問題是發(fā)射載荷受馱機能力限制，負載能力較小，準備時間長，成本高；②起落架自主滑跑，主要問題是效費比差，附加起落架負載及其全航程所耗燃料部分占比較大，航天器起飛與著陸重量比達到5-6，成本極高；③地面火箭撬助推，目前性能較好，但體現(xiàn)不出與垂直發(fā)射的優(yōu)勢，燃油成本也較高；④電磁助推，由電磁裝置的輸出電磁力對航天器進行加速，其優(yōu)勢是可以對加速過程的速度、加速度進行準確控制，環(huán)保無污染，有效降低航天器所需攜帶的燃料，大幅降低航天器起飛與著陸重量比，發(fā)射成本大大降低，據(jù)國外文獻估算，平均發(fā)射1千克有效載荷至第一宇宙速度所需電能費用約為1美元，而目前基于傳統(tǒng)火箭方式發(fā)射1千克有效載荷至第一宇宙速度所需費用約為10000美元。
目前本單位所研制的電磁發(fā)射系統(tǒng)在發(fā)射控制技術(shù)、大功率直線電機、大功率動力調(diào)節(jié)裝置以及高儲能密度能量存儲裝置方面均取得了較大的技術(shù)突破，且系統(tǒng)的各個功率裝置均采用模塊化設計方案，所以通過增加儲能裝置和動力調(diào)節(jié)裝置的模塊數(shù)量，增加直線電機的相數(shù)和段數(shù)，就可實現(xiàn)系統(tǒng)功率和發(fā)射速度的提高，滿足航天器電磁發(fā)射的技術(shù)需求。
【技術(shù)指標】
單臺儲能裝置的主要技術(shù)指標：
?。?）最高轉(zhuǎn)速：5000rpm
（2）最大儲能能量：80MJ
?。?）最大發(fā)電功率：70MW
單臺動力調(diào)節(jié)裝置的主要技術(shù)指標：
（1）最大輸出容量：32MVA
?。?）最大輸出電壓：4000V
（3）最大輸出電流：8000A
直線電機子系統(tǒng)主要技術(shù)指標
?。?）最大輸出功率：200MW
（2）最高速度：100m/s
?。?）最大電磁推力：2×106N
【技術(shù)水平】國際先進
【可應用領(lǐng)域和范圍】航天器發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域
【專利狀態(tài)】已取得專利8項
【技術(shù)狀態(tài)】小批量生產(chǎn)、工程應用階段
【合作方式】技術(shù)轉(zhuǎn)讓
【投入需求】3000 萬元
【轉(zhuǎn)化周期】2年
【預期效益】基于新型大功率分段供電多相直線感應電動機的電磁發(fā)射系統(tǒng)的成功研制為航天器電磁發(fā)射技術(shù)的研究和應用提供了有力的技術(shù)支撐，該裝置極大地降低了單次發(fā)射費用，所以將會有效的促進人類太空旅行以及太空貨運的發(fā)展。
【聯(lián)系方式】陳璐珈027-65461908/18771147870
圖1基于直線電機的電磁發(fā)射系統(tǒng)構(gòu)成框圖
系統(tǒng)的工作原理為：儲能子系統(tǒng)通過充電裝置從電網(wǎng)以較長時間、小功率獲取電能，轉(zhuǎn)化為機械能存儲起來；發(fā)射時閉環(huán)控制子系統(tǒng)控制能量儲存子系統(tǒng)瞬時大功率輸出能量至動力調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，動力調(diào)節(jié)子系統(tǒng)將能量調(diào)節(jié)成合適的電壓、電流輸出至直線電機，實時控制直線電機動子上產(chǎn)生的電磁力，按照設定的速度曲線加速發(fā)射負載達到發(fā)射速度，之后控制直線電機產(chǎn)生反向的制動電磁力，對動子進行制動，動子與負載分離，完成發(fā)射任務。
系統(tǒng)有如下技術(shù)突破：
（1）高儲能密度，高功率密度飛輪儲能電機的設計與研制；
?。?）飛輪儲能電機高穩(wěn)定性快速放電勵磁裝置的設計與研制；
?。?）基于電力電子器件串并聯(lián)和多電平技術(shù)的超大容量逆變器的設計與研制；
?。?）大功率分段供電多相直線感應電動機的設計與研制；
?。?）多段直線電機定子分段供電網(wǎng)絡和分段供電技術(shù)的設計與研制；
?。?）完成了系統(tǒng)發(fā)射流程與頂層控制技術(shù)以及控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化總體集成技術(shù)的研究，突破了由多異構(gòu)控制器構(gòu)建復雜控制系統(tǒng)的總體集成技術(shù)難題。
【技術(shù)特點】目前航天器發(fā)射技術(shù)的現(xiàn)狀為：垂直發(fā)射技術(shù)已非常成熟，水平發(fā)射方式處于技術(shù)研究階段。目前水平發(fā)射技術(shù)存在四種技術(shù)途徑:①馱機背負空中分離發(fā)射，主要問題是發(fā)射載荷受馱機能力限制，負載能力較小，準備時間長，成本高；②起落架自主滑跑，主要問題是效費比差，附加起落架負載及其全航程所耗燃料部分占比較大，航天器起飛與著陸重量比達到5-6，成本極高；③地面火箭撬助推，目前性能較好，但體現(xiàn)不出與垂直發(fā)射的優(yōu)勢，燃油成本也較高；④電磁助推，由電磁裝置的輸出電磁力對航天器進行加速，其優(yōu)勢是可以對加速過程的速度、加速度進行準確控制，環(huán)保無污染，有效降低航天器所需攜帶的燃料，大幅降低航天器起飛與著陸重量比，發(fā)射成本大大降低，據(jù)國外文獻估算，平均發(fā)射1千克有效載荷至第一宇宙速度所需電能費用約為1美元，而目前基于傳統(tǒng)火箭方式發(fā)射1千克有效載荷至第一宇宙速度所需費用約為10000美元。
目前本單位所研制的電磁發(fā)射系統(tǒng)在發(fā)射控制技術(shù)、大功率直線電機、大功率動力調(diào)節(jié)裝置以及高儲能密度能量存儲裝置方面均取得了較大的技術(shù)突破，且系統(tǒng)的各個功率裝置均采用模塊化設計方案，所以通過增加儲能裝置和動力調(diào)節(jié)裝置的模塊數(shù)量，增加直線電機的相數(shù)和段數(shù)，就可實現(xiàn)系統(tǒng)功率和發(fā)射速度的提高，滿足航天器電磁發(fā)射的技術(shù)需求。
【技術(shù)指標】
單臺儲能裝置的主要技術(shù)指標：
?。?）最高轉(zhuǎn)速：5000rpm
（2）最大儲能能量：80MJ
?。?）最大發(fā)電功率：70MW
單臺動力調(diào)節(jié)裝置的主要技術(shù)指標：
（1）最大輸出容量：32MVA
?。?）最大輸出電壓：4000V
（3）最大輸出電流：8000A
直線電機子系統(tǒng)主要技術(shù)指標
?。?）最大輸出功率：200MW
（2）最高速度：100m/s
?。?）最大電磁推力：2×106N
【技術(shù)水平】國際先進
【可應用領(lǐng)域和范圍】航天器發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域
【專利狀態(tài)】已取得專利8項
【技術(shù)狀態(tài)】小批量生產(chǎn)、工程應用階段
【合作方式】技術(shù)轉(zhuǎn)讓
【投入需求】3000 萬元
【轉(zhuǎn)化周期】2年
【預期效益】基于新型大功率分段供電多相直線感應電動機的電磁發(fā)射系統(tǒng)的成功研制為航天器電磁發(fā)射技術(shù)的研究和應用提供了有力的技術(shù)支撐，該裝置極大地降低了單次發(fā)射費用，所以將會有效的促進人類太空旅行以及太空貨運的發(fā)展。
【聯(lián)系方式】陳璐珈027-65461908/18771147870
