科创中国
VZ 高功率因数变载变压智能控制器
成果类型：: 新技术
发布时间: 2023-03-14 15:40:11
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 黄利婷 | 2023-03-14 15:40:11
①项目：VZ 高功率因素变载变压智能控制器②控制对象：非变频变速大功率异步电动机③性能：负载变化，以功率因素的最优化作为控制因子，以 AC-AC 模式在原电压的 73%-100%范围内实时调节，输出波形、频率、相位与原电压相同。④意义：变频器 VF 特性是变频变压，本项目 VZ 特性是变载变压，两者可互为“补角”。本项目可颠复、取代传统的“△-Y”、“无功补偿”和“可控硅相控节电”等装置，还可平衡三相电和防浪涌。
“降压运行”的关键是输出波形质量、响应速度和制造成本。半个多世纪以来的无数实践可规纳为三类：①串联电抗器，输出正弦波，笨重损耗大；②AC-DC-AC 逆变器，输出正弦波，成本昂贵；③可控硅相控节电器，输出波形畸变，谐波严重，对电机和电网不利；①②③无一可取，本项目的效果正是弥补了这 3 类的缺限。本项目涉及到实时采样运算、锁存、镜像、择优、PWM、退耦等技术。关键之一，保证输出波形是同频同相的正弦波；关键之二，输出电压的幅度（电压）使功率因素最优；关键之三，突加重载时，输出电压上升的响应速度在 1.5 微秒内。
电机系统节能改造是国家发改委启动的十大工程之一。实施方案：①电机本身的技术革新②外控节能技术革新。到目前为止，对于①，我国节能型电机有了很大进步，但还存在明显的国际差距，节能效果和性价比是影响市场销售的主要原因；对于②，国际专家公认的“降压运行”理论在国内外的实践中遇到的瓶径问题持续了半个多世纪，直至本项目才开始得到解决。
从某电机行业协会了解到，自从国家出台了鼓励推广应用节能型电机的政策以来，企业仍然希望找到一条更省钱省事的途径：保持原有系统不变，一次性投资不大，节能效果显著，投资回收期较短。
△本项目的制造成本是相同功率变频器的 34%左右，性价比很高。
△本项目可颠复、取代传统的“△-Y 转换装置”、“无功补偿装置”、“可控硅相控节电器”等以及其它许多外控节能技术。此外还具有平衡三相电、防浪涌等保护措施。
△本项目安装简便，对原系统不需要任何调整。
鉴于上述特点，本项目在未来可以与变频器、节能型电机并驾齐驱，共同构建一个完整的电机系统节能体系，市场前景非常看好。
2021 年 8 月被国家科技部作为颠复性技术征集。由于该技术可以扩展应用，例如大功率无芯调压器，舞台灯光控制等。具体的应用产品成功后再申请专利。
一. 经济效益方面：工业生产、矿藏开采、建筑等行业现有的 4KW-110KW
异步电机数量加上每年新产出的电机数量可谓数以亿计。
以 11KW 为例：售价 680 元（可保证用户 1 年内收回投资），税前利润 260 元。如果每年销售 100 万台，则每年的产值 6.8 亿元，税前利润 2.6 亿元。
二.社会效益方面：本项目输出的是正弦波，不会对电网造成污染；我国总电量的 70%是火力发电，全国电机运行的功率因素每提升 1%就可以节电 260 亿度，有利于环保，有利于企业降低成本提高效益。
希望通过技术服务、产品交易的方式进行成果转化
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