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針對油井下的惡劣工作環境，本項目研制成功在溫度180℃、壓力140Mpa環境下穩定工作的高溫無刷直流電機系統，包括電機本體及其驅動器。無刷直流電機具有功率密度大、穩速精度高、控制方便、效率較高等優點。驅動器采用數字控制方式，保證電機系統特性的穩定性。驅動器可以實現穩速控制和恒功率控制兩種控制方式。電機系統可以在有位置傳感器和無位置傳感器兩種方式運行。

? 無刷直流電機以其功率密度高、系統效率高、控制性能好等特點廣為應用。但是為了得到較高的控制性能，需要安裝位置傳感器，一般是霍爾位置傳感器，這樣會增加很多成本。本項目采用DSP為控制核心，通過檢測無刷直流電機的端電壓可以檢測出轉子位置，從而實現無位置傳感器控制。

本實用新型提供一種抗風浪海上漂浮式綜合發電裝置，包括主浮體、副浮體、風力發電機、光伏發 電站、控制系統;風力發電機通過支撐裝置設置在主浮體上;光伏發電站設置在副浮體上，副浮體連接 到主浮;控制系統包括單片機、轉速感應器、液位傳感器、浮力調節裝置。風速超過安全風速時，單片 機根據收集到的轉速數據對浮力調節裝置進行控制，使風力發電裝置下沉從而降低重心，下沉過程也會 牽引漂浮式光伏發電裝置向中部收縮，聚集在支撐裝置旁，提高發電裝置的穩定性。風速低于安全風速 時，單片機控制風力發電裝置上升，從而獲得更好風力，同時漂浮式光伏發電裝置向外展開，進行光伏 發電。

雙碳目標下，我國正逐步構建起以新能源為主體的新型電力系統。風電是其中關鍵一環，發揮著愈加重要的作用。隨著風電機組的高度變高，以節省成本為目的進行結構輕量化設計是當前風電發展的必然方向。其中海工基礎與風電機組由于設計分工不同，國內一直沿用傳統的分離式設計，在塔架底部進行數據交互與迭代設計，導致投資占比增高，設計方法冗余度大，建設階段成本浪費。如何解決分離式設計的弊端，開發更高效的一體化輕量化設計方法是破局痛點的關鍵所在。 針對鋼制塔筒結構，開展失效型式分析，考察不同參數對鋼筒性能的影響；針對海上風電機組基礎結構成本高、材料浪費嚴重的問題，以NREL 5MW海上風電機組的三腳架和導管架基礎結構為例開展拓撲優化輕量化設計研究，最終實現結構輕量化設計，得到性能更優，質量更輕的海上風電機組基礎結構。 創新點 針對鋼制塔筒結構，開展了各類失效型式分析，并考察了設計參數對結果的影響，形成一套鋼制塔筒輕量化設計方法。 以5MW海上風電機組模型作為參考模型，將拓撲優化方法引入海上風電機組三腳架和導管架支撐結構的輕量化設計，并進行模態分析、剛強度計算，得到一套在概念設計階段、考慮結構－載荷耦合效應下海上風電機組三腳架和多導管架的拓撲優化設計及仿真流程。 市場前景 在目前陸上、海上風電機組大型化的趨勢下，結構的安全設計、輕量化設計將會成為制約行業發展的一個重要難題，而將拓撲優化及有限元仿真引入風電機組結構設計中可有效解決此類問題。 應用案例 航天萬源2MW直驅風電機組塔筒，減重10tons； 5MW海上風電機組三腳架支撐結構，減重276.54tons; NREL 5MW海上風電機組導管架支撐結構，最大位移減少14.89%、最大等效應力減小26.66%。 獲獎情況 張承婉、楊曉宇、陳卓；指導教師：龍凱，一帶一路暨金磚國家技能發展與創新技術大賽－工程仿真創新設計賽項（研究生組），團體優秀獎 張承婉；指導教師：龍凱，第三屆中國工業互聯網大賽二等獎 丁文杰，本科生，2020年畢業，論文題目“塔筒法蘭螺栓疲勞失效機理和法蘭輕量化設計”，校級優秀論文 丁文杰、李澤陽、季元、張承婉；指導老師：廖海濤、龍凱，兆瓦級海上風力發電機組三腳架基礎結構設計與強度校核分析APP，第三屆中國工業互聯網大賽，工業互聯網+數字仿真專業賽二等獎 張承婉、陸飛宇、張錦華；指導老師：龍凱，中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽北京賽區一等獎 張錦華，指導老師：龍凱，海上風電機組多導管架的拓撲優化方法研究.2020年北京市普通高校優秀本科畢業設計（論文）

無刷直流電機以電子換向取代機械換向，無機械摩擦、無磨損、無電火花，免維護且具備更好的密封性。無刷直流電動機的永磁體，多采用高磁能積的稀土釹鐵硼材料。因此，稀土永磁無刷電動機的體積比同容量三相異步電動機小。 本項目基于無刷直流電機專用控制芯片MC33035、轉速閉環控制芯片MC33039、功率逆變器集成電路MPM3003自主開發了無刷直流電機驅動技術，并根據道閘閘桿的控制要求，以單片機為控制器，開發了基于無刷直流電機道閘控制系統?；跓o刷直流電機道閘具有高效率、高可靠免維護的技術優勢。

成果簡介：無刷直流電機以其功率密度高、系統效率高、控制性能好等特點廣為應用。但是為了得到較高的控制性能，需要安裝位置傳感器，一般是霍爾位置傳感器，這樣會增加很多成本。本項目采用DSP 為控制核心，通過檢 測無刷直流電機的端電壓可以檢測出轉子位置，從而實現無位置傳感器控制。 項目來源：自行開發 技術領域：新能源 應用范圍：家電及各種驅動系統 技術水平：國內先進 現狀特點：采用無位置傳感器控制算法，總體技術處于國

海上大型絞吸疏浚裝備是遠海島礁大規模高效吹填造陸的國之重器，是南海資源開發、一帶一路港口建設等國家戰略任務和重大工程的緊迫需求。絞吸疏浚裝備具有同步完成海底巖土快速挖掘和長距離管道連續輸送的可靠作業能力，需要作業定位、巖土挖掘、物料輸送和疏浚監控四大系統的高度集成，其核心技術長期被歐洲壟斷并嚴格封鎖。項目組圍繞海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發與產業化，歷經15年產學研用攻關取得如下創新成果：     一、多自由度順應式重載精確定位技術：針對漂浮作業裝備高效穩定定位的挑戰，提出主體、挖掘、定位等系統的多體耦合動力學分析方法，揭示了海洋環境與疏浚作業載荷的復合作用機理，發明了多自由度順應式重載鋼樁臺車定位系統，保障了惡劣海洋環境中“定得穩”的疏浚作業要求，使得作業抗風等級從6級提高到9級，南海作業窗口期從約120天增加到約180天。     二、多參數自適應重型大挖深挖掘技術：針對海底堅硬巖石快速挖掘的挑戰，提出大挖深傾斜彈性結構超長軸系設計方法，解決了機構運動和巖石挖掘的強沖擊載荷導致系統失效的難題，研制出特種重型挖巖絞刀、超長軸驅動裝置及多參數自適應控制技術，實現了36米水深下快速挖掘單軸抗壓強度超過60MPa的堅硬巖石，滿足了國家重大工程“挖得快”的需求。     三、多介質高濃度長距離連續輸送技術：針對大顆粒物料高濃度長距離連續輸送的挑戰，提出多級顆?；旌狭鲬B分析技術，攻克了扭曲葉片型葉輪和對數螺旋線泵殼內流道設計難題，研制出高效輸送大顆粒物料的系列疏浚泵和驅動裝置，實現“排得遠”的強大能力，將高濃度管道連續輸送距離由6公里提高至15公里。     四、多系統集成優化總體設計技術和裝備研制：針對各類型疏浚工程的不同需求，攻克了多系統集成總體設計、多工況功率平衡動力配置、裝備綜合控制與信息化管理等關鍵技術，構建了大型絞吸疏浚裝備數字化集成設計平臺，研制出電軸、變頻等五大類56座絞吸疏浚裝備，形成“系列化”產品自主設計和制造能力。     本項目授權發明專利34項、實用新型專利21項、軟件著作權33項，制修訂國家標準5項，發表論文112篇，構建了我國大型絞吸疏浚裝備自主研發與產業化應用的完整體系，研制的“新海旭”、“天鯨號”、“天麒號”等裝備打破國外技術壟斷、不斷創造中國記錄，中國機械工程學會和機械工業聯合會組織的成果鑒定會認為：“海上大型絞吸疏浚裝備在總體上達到了國際領先水平。”     獲獎等級：特等獎，國家科技進步獎     完成單位：上海交通大學、中交上海航道局有限公司、長江航道局、中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司、中國船舶重工集團公司第七一一研究所、江蘇科技大學、江蘇海新船務重工有限公司

本實用新型具體涉及一種波浪能驅動的海上漂浮式垃圾回收裝置，包括浮式水上垃圾桶以及與浮式水上垃圾桶相連接的一對浮式柵欄，浮式水上垃圾桶通過設置在其底部的抽水管與波浪能水泵相連，波浪能水泵設置在波浪能捕獲裝置上并通過出水管與油污分離池相連。其中一對浮式柵欄，漂浮垃圾和溢油在向港岸靠近的時候被浮式柵欄攔截進入浮式水上垃圾桶，由波浪能捕獲裝置帶動波浪能水泵持續將浮式水上垃圾桶的水抽入油污分離池進行分離。該裝置高效清潔無污染，可應用于內港和近海，且可同時完成對近岸漂浮式垃圾和內港海面油污的回收處理。

本技術采用電化學技術實時監測鋼管樁涂層老化度和陰極保護效率；同時采用膜電阻探針技術監測電子電氣系統的大氣腐蝕速率，以及風電艙室內的鹽霧沉積量，結合遠程網絡和云服務技術，實現電氣裝備腐蝕速率、犧牲陽極保護效率和涂層老化狀態的長期在線監測，及早發現腐蝕隱患并預警，通過預防性維修和養護，將海上風電腐蝕災難降低到最低值，提高海上風電基礎和電氣裝備的防腐蝕管理的自動化和信息化水平。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 隨著我國海上風電的快速發展和投運，部分海上風電基礎生命期已經步入服役中期，海洋環境腐蝕帶來的檢測、評估、修復問題日益顯著，并且隨著海上風電場址選擇的深遠化、技術經濟的精益化，對海上風電基礎和高、低壓電氣裝備的腐蝕與防護智能化水平提出了更高的要求。 本技術采用電化學技術實時監測鋼管樁涂層老化度和陰極保護效率；同時采用膜電阻探針技術監測電子電氣系統的大氣腐蝕速率，以及風電艙室內的鹽霧沉積量，結合遠程網絡和云服務技術，實現電氣裝備腐蝕速率、犧牲陽極保護效率和涂層老化狀態的長期在線監測，及早發現腐蝕隱患并預警，通過預防性維修和養護，將海上風電腐蝕災難降低到最低值，提高海上風電基礎和電氣裝備的防腐蝕管理的自動化和信息化水平。