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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
-2-
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。
-3-
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
-4-
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：
⑴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，阻尼板设臵在铁芯两端面上，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。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
-5-
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臵两套阻尼绕组，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
理有效的结构布臵，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
-6-
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）0.65~2.83~88.5~1212.5~25
额定电压（V）单相：
110~240单相：
110~240单相：
110~240
额定频率（Hz）
50505050
60606060
功率因子（Cosφ）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，
-7-
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
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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
子的铁芯上设臵两套阻尼绕组，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臵，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：
-9-
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
-10-
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
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
-11-
文献、资料收集，建立资料、专家库
组建工作团队，理论培训
神驰机电公司总工程师
专家秘书组
顶层设计
德尔菲法问卷调研专家调研文献和实地调研
头脑风暴法法+SWOT
市场需求研讨会
德
尔
头脑风暴法+情景分析法
产业目标研讨会
菲
法
问
头脑风暴法技术壁垒研讨会
卷
调
头脑风暴法研发需求研讨会
研
制定、发
放、收集
整理调查
问卷和信
息，技术
向专家反
馈，组织
研讨
技术框架的提出
关键技术点攻关
产业联盟及组织项目实施
4.5顶层设计
1）目标与定位
-12-
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
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：
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
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
-13-
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。
4.6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
-14-
小型二极单相发电机发明
专利技术
通过市场调研以
及产品实用情况客户需求
提出设计方案
不通过不通过
方案论证需求分析论证
通过
通过
反馈反馈
小型二极单相发电机
通过实验分析得出转选择阻尼绕组条数在定子铁芯外表子线圈与嵌在定子中量级最佳直径和阻面不同位置设置
心输出绕组的夹角尼板的最佳厚度轴线沟槽
通过工艺实验对相关参数进行验证
产品试制、小批量生产
实现产业化批量生产
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3、主要工艺说明
①生产工艺流程：
小型发电机主要生产工艺流程为：
定子备料冲片叠压嵌线整形接线浸漆
转子备料冲片叠压绕线浸漆压装
包装入库综合测试
②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。
③绕线和嵌线采用自动绕线机和绑线机进行作业。
④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。
⑤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
4.7、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：
-16-
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。
4.8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
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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。
4.9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。
4.10主要用户群体
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
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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。
4.11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AUTOCA、DPRO-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
升级会员 