科技计划项目任务书.docx
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科技计划项目任务书
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Ο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，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4—8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1—8mm。
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，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
ф160系列
ф190系列
ф230系列
ф270系列
额定功率（KW）
0.65~2.8
3~8
8.5~12
12.5~25
额定电压（V）
单相：
110~240
单相：
110~240
单相：
110~240
单相：
110~240
额定频率（Hz）
50
50
50
50
60
60
60
60
功率因子（Cosφ）
1
1
1
1
励磁方式
自励磁
自励磁
自励磁
自励磁
绝缘等级
F
F
F
F
波形畸变率
THD＜5%
THD＜5%
THD＜5%
THD＜5%
（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：
⑴通过对小型二极单相发电机输出电压波形的研究，揭示电压波形畸变现象的本质，研究转子线圈与嵌在定子铁中心的输出绕线组之间的夹角参数对输出波形的影响。
⑵通过对输出电压中谐波比重的研究，确定影响输出电压波形最大波谱的比例，获取影响波形的重要参数。
⑶通过研究阻尼槽的数量和截面尺寸对输出波形的影响，提出最佳阻尼条数和截面直径参数和厚度。
⑷研究定子外表面对输出波形的影响，提出定子外表面结构形式，分析计算出定子沟槽的尺寸参数。
⑸完成该研究要点的初步测试后，在专用试验机和本设备上面进行针对不同类型的影响因素，较为系统的逐个进行性能试验研究，得到影响因素的相关资料参数，分析实验结果并提出相关结论。
⑹通过对实验结论的分析，进行样机制作，逐步调整相关参数，最终使输出电压波形畸变率降低到5％以下；之后逐步开展小型发电机的的工程试验和实际应用。
1、总体技术方案
技术原理：
本项目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，消弱锭子输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，改良输出波形之目的。
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布，消弱了3、5及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。
2、本项目的技术路线
000机电公司针对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。
本项目技术路线的制定流程见图3.2-1所示
图3.2-1技术路线的制定流程
2.1顶层设计
1）目标与定位
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。
本产品的定位是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。
2）战略与设计
根据所定的研究目标，针对该项目提出了以下研究战略：
通过对小型二极单相发电机输出电压波形的研究，揭示电压波形畸变现象的本质，研究转子线圈与嵌在定子铁中心的输出绕线组之间的夹角参数对输出波形的影响。
通过对输出电压中谐波比重的研究，确定影响输出电压波形最大波谱的比例，获取影响波形的重要参数。
通过研究阻尼槽的数量和截面尺寸对输出波形的影响，提出最佳阻尼条数和截面直径参数和厚度。
研究定子外表面对输出波形的影响，提出定子外表面结构形式，分析计算出定子沟槽的尺寸参数。
完成该研究要点的初步测试后，在专用试验机和本设备上面进行针对不同类型的影响因素，较为系统的逐个进行性能试验研究，得到影响因素的相关资料参数，分析实验结果并提出相关结论。
通过对实验结论的分析，进行样机制作，逐步调整相关参数，最终使输出电压波形畸变率降低到5%以下；之后逐步开展小型发电机的的工程试验和实际应用。
3）控制与执行
顶层设计的目标确定后，不仅具有引导作用，而且具有约束作用，即凡是与核心目标不相符的因素，即使可能有某种短期效益，也会被制度化屏蔽掉。
在研究战略的执行过程中，要关注细节，严格按照实验规程执行，通过分析实验数据，以得到可靠的实验结果。
在后期产业化执行过程中要体现精细化管理和全面质量管理战略，强调执行，注重各环节之间的互动与衔接。
2.2技术框架
根据小型二极单相发电机产品的顶层设计规划的目标定位和研究战略制定产业化生产的技术框架，见图3.2-2所示。
图3.2-2小型发电机产业化技术框架
000机电公司针对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。
3、主要工艺说明
生产工艺流程：
小型发电机主要生产工艺流程为：
定子和转子的硅钢片采用高速冲床加工，以提高部件的精度和质量要求。
绕线和嵌线采用自动绕线机和绑线机进行作业。
绕线完成后，对于质量要求较高的产品浸漆采用真空浸漆机完成，同时配备连续滴漆机、沉浸机，以提高工作效率。
装配在线配备综合检测设备，对装配工序质量进行实时在线检测，做到产品质量的可追溯性。
⑥装配下线后的产品，对发电质量等参数全部进行检测，不合格产品返修后再检测。
四、工作基础和条件
4.1、企业基本概况
000是一家专业生产小型单/三相发电机的高新技术企业（证书编号：
GR201132000161），公司2011年利润总额1140万元，应交所得税285万元,高新技术企业申报成功后,减按15%交税,实交税金171万元,享受优惠，少交税金114万元
，积累了生产、技术、质量、管理等相关经验。
现有生产设施齐备，目前拥有数控车床、线切割、高速冲床、电机生产流水线，真空浸漆机等专业设备200多台（套）。
目前公司生产运行状况良好，软硬件设施完全能保证新产品研发的顺利开展。
000机电公司目前技术研发力量处于国内领先地位、市场开拓能力强和经营管理团队整体素质高，整个企业呈现出蓬勃发展的良好势头。
4.1.1项目负责人、技术负责人及团队情况
总经理刘吉海，在本项目中为项目总负责人，该同志带领公司全体员工，先后完成了新型小型二极单项发电机的研发和技术改进。
他非常重视企业人才队伍建设和高新产品开发，坚持以人为本，建立团结奋进的工作氛围，围绕着高科技、围绕着信息产业，追求企业快捷持续发展，为顾客提供一流的产品；为员工提供满意的职位，形成了较强企业凝聚力。
现有工作人员170名，其中研发人员29人,占公司总人数的17%）。
产品研发人员29人全部具有大专以上学历，平均年龄38岁，其中高级职称2人；博士2人、硕士2人。
研发人员中电气工程专业15人，软件专业6人，机械专业8人。
公司技术开发团队是由长期从事电力电子产品研发，既具有丰富的专业理论知识，又具有实际工作经验的专业配套的技术人员组成，其技术开发人员中75%的人员具有多年从项目同类产品技术研发经验，其中具有10年以上经验的人员有2人，占25%。
因此，公司具有较强的技术开发实力。
公司技术开发人员知识梯度和年龄结构合理，集经验与活力于一体。
4.1.2公司资产状况
公司现有总资产为5042万元,资产负债率为18%。
2011年企业实现销售8480万元、净利润969万元、上缴税收340万元。
企业每年研发投入占销售额的比例为4%以上，公司目前拥有技术过硬的技术骨干和先进的自动化生产设备，研发和加工能力强，在国内机电产品中处于领先地位。
4.1.3主要用户群体
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，用户群体也在不断扩大。
000机电公司在全国具有完善的市场销售网络和售后服务体系，产品主要配套通用发电机组企业，与各用户群体建立了长期稳定的供应关系。
其产品国内客户主要为江苏里斯特通用机械有限公司、江苏力帕特动力科技有限公司、盐城市江动汽油机制造有限公司、上海势创动力机械有限公司、山东华盛中天动力机械有限公司、重庆大江动力设备制造公司、重庆力帆内然机有限公司等。
国外客户主要为日本Daishin株式会社、美国科勒公司、英国B&S公司、意大的奔马富利有限公司、德国Hans公司、美国沃尔玛公司等。
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。
4.1.4企业经营管理情况。
（1）企业管理制度
000机电公司拥有一批专业素质高、技术能力优、凝聚力强的领导管理团队，为该项目产品的产业化发展提供力有力的各项保障。
公司严格按照《公司法》运作，000公司建立了完善的企业管理制度。
如：
办公现场管理制度，销售管理制度，销售业务方针及处理标准制度，合同评审，客户投诉管理制度，售后服务管理制度，生产管理制度，安全管理制度，生产车间管理制度，采购作业，产品质量管理制度，质量办质量管理制度技术部业务方针及处理标准，图样及设计文件完整性和产品图样设计文件更改办法等规章制度。
000公司非常重视企业信息化建设，目前已搭建完成企业技术中心研发开发平台，并初步实现了企业ERP系统。
企业技术中心建有发电机设计制造开发平台，技术人员均使用计算机辅助设计软件进行设计开发。
除通用的AUTOCAD、PRO-E、UG等专业性设计软件，中心还搭建了ERP管理系统、PDM系统、OA文件管理系统。
（2）质量管理及环保体系
质量管理：
000机电公司质量管理体系健全，已通过了ISO9001：
2000质量体系的认证、欧盟CE认证和ROSH认证，UL认证正在进行中，完全能保证产业化批量生产的质量控制。
同时公司在生产组织上严格按一流生产和实行全面质量管理，生产成本得到有效的控制，产品质量得到了有效的控制。
环保体系：
企业严格按照国家环境保护法律法规要求，建立了健全的环境保护管理体系，包括管理团队、管理制度、污水处理、固废处理及可回收废物处理等。
（3）企业信用等级、产品品牌、企业商誉、企业获奖等情况。
000公司有000集团做坚实的后盾无银行贷款记录，000品牌产品一直以“凝聚人才，精益管理，开拓创新；优质高效，顾客满意，争创第一”为企业质量方针，公司成立两年来从未收到客户投诉，客户满意率100%。
通过不懈努力000公司先后获得“江苏省民营科技企业”、“11市高港区质量诚信单位”、“优秀供应商”等称号。
2011年被认定为新标准高新技术企业，公司多项产品被认定为江苏省高新技术产品。
（4）知识产权状况及权属
000公司具有很强的研发能力，在小型发电机行业中走在技术前沿，公司拥有国家发明、实用新型、外观专利及国外专利42项，而且成功研发出“节能型智能变频电机逆变装置”技术，该技术可与国际顶尖水平的HONDA、YAMAHA相当。
目前是国内行业中唯一全面拥有发电机核心技术的厂家。
本项目小型高电能质量发电机的技术发明人为江苏000机电公司董事长艾纯，公司对该产品具有完全的自主知识产权，获得了国家发明专利，专利授权号：
ZL200510020380.6。
4.2、本项目现有的研究工作基础（包括与本项目研究有关的主要论文、专著情况，小试或中试成果情况，现有装备条件等）。
4.2.1企业从事该产品生产的条件，基础设施。
本公司是一家生产小型单/三相发电机的专业企业，积累了生产、技术、质量、管理等相关经验。
现有生产设施齐备，目前拥有数控车床、线切割、高速冲床、电机生产流水线，真空浸漆机等专业设备200多台（套），其中检测设备93台（套）。
目前公司生产运行状况良好，软硬件设施完全能保证新产品研发的顺利开展。
4.2.2与项目实施相关的已有主要生产设备和检测设备情况
序号
固定资产名称
型号
单位
数量
原值
1
剥线机
W37117
台
1
14500.00
2
钻床
伟建物资
台
1
2400.00
3
焊机
11世纪电器高行
台
1
3212.00
4
桥架
扬中市金益开
批
1
15350.00
5
压力机
J76-200B
台
1
1085400.00
6
压力机
J31G-160
台
1
320000.00
7
硬度计
HR150-A
台
1
4300.00
8
车床
CDS6132/750
台
1
23000.00
9
匝间耐压仪
SM-5KZ
台
1
9000.00
10
直流电阻测试仪
SM2512B
台
1
2520.00
11
三
升级会员 