【技術簡介】針對某電磁發射的需求，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射系統，該系統主要由儲能子系統、動力調節子系統、直線電動機及閉環控制子系統構成，這四個子系統相互之間的連接關系如圖1所示。
　　
　　

 
　　
　　圖1基于直線電機的電磁發射系統構成框圖

　　
　　系統的工作原理為：儲能子系統通過充電裝置從電網以較長時間、小功率獲取電能，轉化為機械能存儲起來；發射時閉環控制子系統控制能量儲存子系統瞬時大功率輸出能量至動力調節子系統，動力調節子系統將能量調節成合適的電壓、電流輸出至直線電機，實時控制直線電機動子上產生的電磁力，按照設定的速度曲線加速發射負載達到發射速度，之后控制直線電機產生反向的制動電磁力，對動子進行制動，動子與負載分離，完成發射任務。
　　　　
　　系統有如下技術突破：

　　（1）高儲能密度，高功率密度飛輪儲能電機的設計與研制；
　　（2）飛輪儲能電機高穩定性快速放電勵磁裝置的設計與研制；
　　（3）基于電力電子器件串并聯和多電平技術的超大容量逆變器的設計與研制；
　　（4）大功率分段供電多相直線感應電動機的設計與研制；
　　（5）多段直線電機定子分段供電網絡和分段供電技術的設計與研制；
　　（6）完成了系統發射流程與頂層控制技術以及控制系統的網絡化總體集成技術的研究，突破了由多異構控制器構建復雜控制系統的總體集成技術難題。

　　【技術特點】目前航天器發射技術的現狀為：垂直發射技術已非常成熟，水平發射方式處于技術研究階段。目前水平發射技術存在四種技術途徑:①馱機背負空中分離發射，主要問題是發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，但體現不出與垂直發射的優勢，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，其優勢是可以對加速過程的速度、加速度進行準確控制，環保無污染，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，發射成本大大降低，據國外文獻估算，平均發射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，而目前基于傳統火箭方式發射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射系統在發射控制技術、大功率直線電機、大功率動力調節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突破，且系統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節裝置的模塊數量，增加直線電機的相數和段數，就可實現系統功率和發射速度的提高，滿足航天器電磁發射的技術需求。

　　【技術指標】

　　單臺儲能裝置的主要技術指標：
　　（1）最高轉速：5000rpm
　　（2）最大儲能能量：80MJ
　　（3）最大發電功率：70MW

　　單臺動力調節裝置的主要技術指標：
　　（1）最大輸出容量：32MVA
　　（2）最大輸出電壓：4000V
　　（3）最大輸出電流：8000A

　　直線電機子系統主要技術指標
　　（1）最大輸出功率：200MW
　　（2）最高速度：100m/s
　　（3）最大電磁推力：2×106N

　　【技術水平】國際先進

　　【可應用領域和范圍】航天器發射技術領域

　　【專利狀態】已取得專利8項

　　【技術狀態】小批量生產、工程應用階段

　　【合作方式】技術轉讓

　　【投入需求】3000 萬元

　　【轉化周期】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射系統的成功研制為航天器電磁發射技術的研究和應用提供了有力的技術支撐，該裝置極大地降低了單次發射費用，所以將會有效的促進人類太空旅行以及太空貨運的發展。

　　【聯系方式】陳璐珈027-65461908/18771147870