1、軸直驅永磁同步電機變頻洗衣機控制器技術創新基金項目可行性研究報告XX工程咨詢有限公司二零XX年XX月軸直驅永磁同步電機變頻洗衣機控制器技術創新基金項目可行性研究報告建設單位：XX建筑工程有限公司建設地點：XX省XX市編制單位：XX工程咨詢有限公司20XX年XX月60可行性研究報告編制單位及編制人員名單項目編制單位：XX工程咨詢有限公司資格等級： 級證書編號：（發證機關：中華人民共和國住房和城鄉建設部制）編制人員： XXX高級工程師XXX高級工程師XXX高級工程師XXXX有限公司二XX年XX月XX日目 錄一、總論6（一）項目概述6（二）申報創新基金的必要性7（三）項目實施的優勢和風險9（四）項目

2、計劃目標11（五）主要經濟技術指標對比13二、申報企業概況13（一）申報企業情況13（二）企業人員及開發能力14（三）企業財務經濟狀況18（四）企業管理情況19（五）企業發展思路20三、 項目的技術可行性和成熟性分析20（一）項目的技術創新性論述20（9）產品技術性能35主要技術指標37與國內外同類產品的比較40（二）項目的成熟性可靠性分析41綜上所述：該項目是成熟的、可靠的。42四、項目產品市場調查與競爭能力預測42(一)產品的主要用途，目前主要使用領域的需求量和市場預測42（二）產品國內主要研制單位及主要生產廠家研發情況43（三）產品國內外市場競爭力預測44五、項目實施方案45(一)項目實

3、施計劃45(二）技術方案46（三）生產方案47測試儀器清單49（四）營銷方案50（五）節能環保與勞動安全51六、投資預算與資金籌措51（一）投資預算51（二）資金籌措54（三）資金使用計劃54七、經濟、社會效益分析55（一） 產品成本分析55（二）銷售收入、售價及盈利預測56（三）經濟效益分析57（四）項目投資評價57（五）社會效益分析58八、項目可行性研究報告編制說明59（一）可行性研究報告編制單位59（二）可行性研究報告編制人員59九、項目可行性研究報告的專家論證意見60一、總論（一）項目概述軸直驅永磁同步電機變頻洗衣機控制器是屬于光機電一體化領域電力電子設備中的智能控制模塊。該控制技術是

4、集自動控制理論、電力電子技術、電機技術、數字/模擬信號分析應用技術為一體的高技術集合體。控制系統采用矢量控制模型和永磁同步電動機的弱磁控制算法，解決了控制精度和穩定性的矛盾，使本系統在有高的動態響應的同時又具有高的穩定性。基于超前角控制的永磁同步電動機弱磁增速的方法，極大拓寬了永磁電機的調速范圍。這些為整機的高可靠性奠定了基礎，同時也是本系統的控制核心和技術創新點。該控制器技術及主要性能指標屬于國內領先，國際同期同類產品先進水平。永磁同步電機變頻控制器應用領域廣，市場前景好。本項目擬投資1400萬元，建成我國先進的永磁同步電機變頻控制器中試線，為產業化打下良好的基礎。（二）申報創新基金的必要性

5、1項目發展的需要該項目XX年立項開始研制，已投入研制經費800萬元。在研制過程中，根據用戶山東小鴨電器股份有限公司的需要，研制出性能指標都滿足用戶的要求，提供用戶試用，用戶使用滿意。項目經過技術攻關和技術創新，已于2003年9月21日由北京市科委獎勵辦主持召開鑒定會，專家一致通過該項目科技成果技術鑒定。與會專家和領導希望盡快進行小批量試制。所以根據項目發展的需要，根據市場的需求，申請創新基金得到國家的扶持，建一條中試線，項目從研制階段進入中試小批量生產階段。2產品市場前景好我國家電的變頻化進程剛剛開始，變頻技術正逐步進入家電領域。根據FORWARD CONCEPTS的統計及預測，DSP的市場每

6、年以30%的增長率不斷擴充，增長的速度甚至比整個半導體工業快5%，預計到2007年整個DSP的市場產值將達到500億美元，掀起以DSP發展為基礎的新浪潮，所以新型DSP運動控制技術應用產品市場前景很好。使用永磁同步電動機采用軸直連方式驅動的變頻洗衣機，取消了復雜的行星離合減速器和三角皮帶等易損件，比普通洗衣機具有整機重量輕、耗電量小、噪音低、節水、洗凈率高、智能化、壽命長、免維護等特點，已經成為目前洗衣機發展的趨勢。目前永磁同步電機在我國開始廣泛應用，如在音響設備、計算機設備、儀器儀表、工業機器人、家用電器、微型汽車、電動自行車、數控機床等方面都已獲得應用。采用永磁同步電動機，可以實現高可靠性

7、、長壽命和無須維護。所以控制器的開發和其控制方法的研究無疑有著十分廣闊的發展前景。申請創新基金希望得到國家支持，以滿足市場的需求。3經濟社會效益好本產品不僅有較好的經濟效益，而且有較好的社會效益，當前，我國市場出現的變頻洗衣機使用的變頻控制器都是進口件，山東小鴨電器集團公司2001年采用日本東芝公司的變頻控制器，經使用我公司試制該產品后，決定不使用日本產品，迫切需要國產的DSP變頻洗衣機控制器。所以本產品推向市場可取代從國外進口，可為國家節約創匯。本產品采用的變頻技術與定頻技術相比，節能效果顯著。變頻洗衣機耗電省、噪聲低、控制精度高，并采用模擬控制原理實現系統的最佳運行。本產品具有明顯的經濟效

8、益和社會效益。4符合國家產業政策進入九十年代以來，隨著MCU（微控制器單元）、DSP（數字信號處理器）和功率電子器件的飛速發展，目前MCU、DSP運動控制技術已成為許多新興科技發展的主要動力。特點是帶有運動控制功能的MCU、DSP電機控制專用器件和集成度很高的智能功率模塊（IPM）引入家電器具之后，使家電產品電子化的水平得到空前提高。軸直驅永磁同步電機變頻洗衣機控制器技術是屬于光機電一體化技術。它改變了傳統行業的生產工藝，可產生出功能更強、性能更好的的新一代高新技術產品，可使產品的功能提高、適應領域擴展、體積減小、重量減輕、適應性加強、可靠性提高，使產品具備更加良好的性能價格比。該控制器是屬于

9、科技部2003年度科技型中小企業技術創新基金若干重點項目指南中第58頁電力電子設備中本年度重點支持的第5“智能控制模塊的開發”。國家支持發展這一技術的目的在于：“提高和改變傳統機電產品的性能、質量、品種結構和配套現狀，開發新一代具有國際競爭能力的智能型產品，促進傳統機電產品的升級換代。”GHJL公司的智能模塊控制器研制成功，能提高和改變傳統洗衣機控制器的性能、質量，是屬于我國開發新一代具有國際競爭能力的智能型產品，是傳統洗衣機控制器升級換代產品，是符合國家產業政策的。5帶動推動相關產業的發展軸直驅永磁同步電機變頻用智能控制模塊可以推動傳統洗衣機的升級換代，推動洗衣機產業的發展；該智能控制模塊需

10、要微處理器MCU、DSP芯片，從而可帶動相關集成電路芯片的發展；另外，變頻洗衣機功率轉換部分應用于IGBT、MOSFET等電力電子器件，還需要大量線路板，電子元器件。這些給我國微電子行業的發展提供了廣闊市場，從而促進帶動我國電子行業的發展。綜上所述，申請創新基金是非常必要的。（三）項目實施的優勢和風險1、優勢（1）人才優勢GHJL公司主要技術人才是由匯能公司的一個事業部運動控制事業部的全體研發人員組成的。匯能公司是中國節能投資公司和中國電子信息產業集團第十三所共同組建的有限責任制公司。十三所是技術入股和人才入股。企業領導和主要經營管理者及技術開發人員絕大部分是十三所的科技人才。幾年來為GHJL

11、公司培養了一批懂技術、創新能力強的高科技人才，所以具有人才優勢。（2）技術優勢聶榮琪是十三所從事電力電子技術領域的最元老的專家，98年他帶領一批技術人員從事開發工作，學習國外最先進的DSP技術，在國內率先將DSP變頻技術應用于洗衣機、冰箱等產品中，2003年9月DSP變頻洗衣機控制器在國內率先通過專家鑒定，產品技術先進成熟，技術水平為國內領先水平，達到國外同期同類產品先進水平。所以具有技術優勢。（3）條件優勢北京GHJL公司地處順義林河工業開發區，是匯能公司和GHJL公司的生產基地，有先進的研發實驗室，在寬敞的廠房，不必新建廠房。可以很快建成我國先進的電機變頻控制生產線，水電氣等外部條件均有保

12、障。為新產品產業化創造了良好的條件。2、風險本產品是高新技術產品，用于家電洗衣機中做變頻控制，產品使用需要用戶的認可過程，也需要消費者認可。高新技術產品用于變頻洗衣機中，價格比一般的洗衣機要貴些，需要消費者認可。需要降低成本，提高產品可靠性和性價比，大批量生產才能取得更好的經濟效益。（四）項目計劃目標1、總體目標本項目執行期計劃新增投資1400萬元。其中新增固定資產投資600萬元，流動資金投資800萬元。項目完成后達到中試生產階段，實現年產4萬套變頻洗衣機控制器生產能力，因項目實施新增加就業人員30人，企業職工人數達到108人，企業資產規模達到1669萬元。2、經濟目標在執行期兩年內累計產量達

13、6萬套變頻洗衣機控制器。累計 銷售收入2880萬元累計 稅金總額 164萬元累計 凈利潤 308萬元 工業增加值 762 萬元3、階段目標2003.10-2004.4 廠房改造、訂購設備儀器、市場開拓，落實銀行貸款500萬元。試生產0.6套變頻洗衣機控制器；2004.5-2004.10 可靠性技術研究、人員培訓、安裝調試設備、落實資金480萬元，其中自籌資金100萬元，創新基金80萬元，銀行貸款300萬元。試生產1.4萬套變頻洗衣機控制器；2004.11-2005.4 中試生產1.5萬套變頻洗衣機控制器。落實資金600萬元，其中自籌資金200萬元，銀行貸款400萬元。 2005.5-2005.

14、10 落實資金620萬元，其中自籌資金200萬元，銀行貸款400萬元，撥款20萬元。中試生產2.5萬套變頻洗衣機控制器,達到驗收。4、技術、質量指標（1）主要技術指標輸入電壓： 180-250V 高速范圍：20-1000RPM輸入電流： 5A 控制方式：SPWM波載波頻率： 16KHz 額定功率：200W輸出功率： 700W保護功能：過、欠壓保護，過流保護，啟動保護，過熱保護轉向、轉速選擇功能（2）質量指標 通過IS09001質量體系認證5、資金投入及使用計劃 單位：萬元時時間資金來源2004年2005年合計上半年下半年上半年下半年企業自籌100200200500財政撥款8020100銀行貸款

15、5003004004001600合 計5004806006202200（五）主要經濟技術指標對比1主要技術指標對比2003年主要技術指標2005年主要技術指標額定輸出功率200W額定輸出功率240W調速范圍201000RPM調速范圍201200RPM剎車性能20秒剎車性能3秒2、主要經濟指標對比單位：萬元、萬套經濟指標名稱項目實施前2003年項目實施中2004年項目實施中2005年項目實施后2006年年產量052.3344.5年銷售收入2591085.34179491923繳稅總額04459.85103.81112.6年凈利潤-31145.4326232288.2二、申報企業概況（一）申報企業

16、情況1、企業名稱： GHJL電子技術有限公司2、通訊地址：3、注冊地址：4、注冊時間：2001年10月22日5、注冊資金：1200萬元6、主管單位名稱：（二）企業人員及開發能力1、企業法定代表人：韓直韓*，男，1946年8月生。1968年畢業于北京理工大學，70年分配在電子工業部十三所從事科研工作，多年來，從事高頻可控硅研究，靜電感應晶體管研制及其應用研究，榮獲9項省部級科技進步獎和國家級科技進步獎，發表50余篇論文，95年由電子部評為研究員級高工，擔任國家科委、國家經貿委和河北省政府等科研機構專家。1993年底，他親自帶領十三所一批高科技人才，從事電力電子、光電子和通訊領域的技術研究和產業化

17、事業，做為公司的主要決策人在公司成立初期選準了第一個投放市場的產品通訊電源和市場的切入點，使得公司迅速發展壯大起來，銷售額以每年50%的速度遞增，十年來已經注冊5個子公司，年產值達2億元，產品遍及全國和世界某些國家，公司成為中國各行業上規模綜合效益前200位企業，韓直總經理被評為中國節能投資公司的優秀經理，河北省改革功臣。現任中國節能投資公司常務副總經理兼任GHJL公司董事長、法定代表人,由于工作太忙,經董事會討論通過GHJL公司董事長更換張秦生(現任匯能公司總經理)，變更手續正在辦理中。2、項目負責人：王*王* 男 1957年9月生 1982年畢業中央電大電子專業，工程師。現任GHJL公司副

18、總經理，國家注冊審核員。96年前，任錄音機廠研究所電氣研究室主任，總工辦主任。先后從事工藝技術研究，檢驗標準制定，新品項目開發及技術管理工作。承擔研制LY637型廣播專業磁帶錄音機被河北省人民政府評為“河北省優秀新產品二等獎”，并頒發榮譽證書；作為主要開發人的LYA807=GL2型甲級廣播專業錄音機被國家科委列為國家級重點新產品。（編號：130091382014）。同年列入國家星火計劃。通過省部級專家鑒定，填補了國家甲級錄音機的空白。被廣播電視部指定為同類進口產品的替代產品。王*同志曾擔任中國錄音師協會音頻電路及錄音技術主講教師，在中央人民廣播電臺、國際臺及海峽之聲及全國省級電臺專業錄音技術培

19、訓班上授課，反映良好。96年進入匯能公司工作，并在北京生產基地：北京匯能亞澳通訊設備廠任副廠長，主抓產品技術狀態控制及質量體系受控工作。組織完成了ISO9001：2000國際標準化質量體系認證工作。使公司質量管理體系與國際接軌。他組織編寫了“質量體系程序文件和質量手冊”，97年17種產品通過郵電網認證，并取得廣電網和國際通訊網入網證書。在企業積極推進企標，建立備案，新品生產組織性能驗證工作。加快技術進步提高品質質量，2002年被石家莊市人民政府授予“科學技術進步組織獎”證書。3、項目技術負責人：許*許* 男、1967年10月生。現任公司副總工程師。1989年畢業于西安交通大學電子工程系半導體物

20、理與器件專業，獲學士學位。長期從事電力電子領域的科研及新產品開發工作，主要研究方向為電機變頻控制器及開關電源。作為HRM1S30型通信用高頻開關電源整流器及HRM48-300型一體化通信用開關電源第一完成人，獲1999年度河北省電子行業科技進步一等獎；作為第二完成人，參與研制的HRM1S50 48V/50A型通信用高頻開關整流器，獲得了2002年度河北省科技進步二等獎；完成了國家經貿委下達的HR3S100 48V/100A通訊用太陽能電源行業國家標準；2001年作為項目負責人參與研制了國家經貿委節能環保基金重點新項目HDKB系列冷凍冷藏箱直流無刷壓縮機變頻控制器。在2001年中國家用技術大會上

21、發表了論文一種基于DSP的無傳感器直流無刷壓縮機控制器在變頻冰箱中的應用；在家用電器科技2000年第九期發表直流無刷電機DSP控制器的開發及其在變頻電冰箱中的應用論文；在家用電器科技2003年第3期發表表貼式全自動滾筒洗衣機電腦板的設計開發（已錄用）。在本項目中具體負責永磁同步電機控制器的系統匹配、結構設計及實驗研究工作。4、企業人員基本情況GHJL公司現有職工人數為78人，其中大專以上人員數為36人，占總人數的46.15%；2002年7月31日由北京市科學技術委員會認定為高新技術企業，編號為0211005A0287。（見附件）企業主要管理干部10人，其中大專以上人數9人，平均年齡為40.8歲

22、，是一支比較年青而富有實踐經驗的能干的領導集體。技術研制人員：28人 占總人數的35.9%生產人員： 30人 占總人數的38.5%營銷人員： 6人 占總人數的7.6%管理人員： 14人 占總人數的18%6、新產品開發能力（1）研發組織領導GHJL公司領導非常重視企業技術創新工作和新產品研制工作，總經理親自抓企業的研發方向。在總經理領導下由總工程師和副總工程師制定研發計劃，確定研制項目。總工程師和副總工程師親自參與研發工作，而且組織協調研發工作。每年投入大量資金用于新產品開發，現已投入研究開發經費800萬元，取得了一些研發成果。（2）研發機構GHJL公司有五個新產品開發部：1、 混合勵磁電機控制

23、器開發部2、 低壓永磁同步電機控制器開發部3、 伺服永磁同步電機控制器開發部4、 通用交流感應電機控制器開發部5、 直流無刷電機控制器開發部（3）研發隊伍：本企業在總工程師的具體組織下建立了一批精明能干的研發隊伍。有十三所老專家和青年研發骨干為核心，在社會招聘富有經驗的研發人員；為了培養年青的研發人員，近年來在大學招收有能力的大學生參加研發隊伍，為本項目及其它相關項目技術開發儲備力量。（4）研發成果及技術水平 企業2001年10月份注冊，2002年至今企業從事電機變頻控制器研制開發工作，2003年9月鑒定XQG50-8510F22軸直驅永磁同步電機變頻洗衣機控制器和MDU05Y/36P1低壓永

24、磁同步電機控制器兩項研發成果。成果技術水平為國內領先、國際同期同類產品先進水平。（三）企業財務經濟狀況企業2001年10月注冊。從2002年財務審計報告中利潤表中得知：2002年虧損503萬元，主要原因是企業成立不久，增加部分固定資產、研發經費投入很大，新產品還沒有投入市場，故造成暫時虧損。1、上年（2002年）企業經濟指標企業總資產 1069萬元 總 收 入 36萬元總 負 債 372萬元 固定資產總額 153萬元產品銷售收入 5萬元 凈 利 潤 -503萬元上繳稅費 0萬元 流 動 比 率 246%速動比率 114% 應收收款周轉率 54%2、今后三年企業的財務預測 單位：萬元經濟指標20

25、04年2005年2006年總收入180024002800產品銷售收入180024002800凈利潤200300370上繳稅金100130170（四）企業管理情況1、企業管理制度GHJL公司按現代企業制度進行經營、獨立核算、自負盈虧、法人治理。在人力資源、項目研發、薪酬體制、財務制度、業績考核、生產管理、設備控制等方面均建有整套的管理制度，實施文件化、法治化管理，并建有公司章程。從各方面規范公司的經營行為。 2、質量保證體系GHJL公司實施ISO9001：2000的國際標準質量體系管理，從顧客信息到項目研發、材料采購、供方評價、生產管理、產品交付、用戶培訓全過程，實施程序控制，有法可依，保證了產

26、品質量，滿足了顧客需求。市場不斷擴大，質量體系運行可控有效。3、產權情況GHJL公司成立近兩年來，自主研制開發多種項目。2003.9.21日由北京市科委主持鑒定兩個項目，通過專家鑒定的科技成果，是GHJL公司具有自主知識產權。4、企業信譽匯能公司屬中國建行AAA級信用企業。GHJL公司原匯能公司運動控制事業部，發展后獨立注冊經營。2003年貸款500萬元，按季足額付息，企業信譽較高。5、企業商譽在與小鴨電腦板供貨中，雙方誠信友好，從開始的單一品種試用到一年后，多品種電腦板控制器的獨家供應，其誠信、技術、商譽是起決定因素的。（五）企業發展思路GHJL公司的優勢在于擁有一支強大的開發隊伍和一支團結

27、的領導集體。通過近年來的努力，在電機控制領域和變頻家電領域，已經在國內外享有一定的知名度。今后的發展思路是：以技術求發展、以產品求效益、以效益開發新產品、以新產品擴大市場、立足國內、面向世界。充分發揮優勢，在永磁同步電機和直流無刷電機控制領域始終保持國內領先和國際先進水平。三、 項目的技術可行性和成熟性分析（一）項目的技術創新性論述 1、基本原理及關鍵技術使用永磁同步電動機采用軸直連方式驅動的變頻洗衣機，取消了復雜的行星離合減速器和三角皮帶等易損件，比普通洗衣機具有整機重量輕、耗電量小，噪音低等特點，已經成為目前洗衣機發展的趨勢。洗衣機是一個典型的低速要求大轉矩而高速要求小轉矩的系統，而且由于

28、電動機采用軸直連方式驅動，要求電動機需要有很寬的調速范圍。選用正弦波的永磁同步電動機可以減小洗衣機啟動時低速下的轉距脈動，同時在高速時可以采用弱磁增速的方法來拓寬調速范圍。永磁同步電機（PMSM）因具有顯著的節能、低噪聲等優點，特別適用于家用電器。開發和生產可用于該種洗衣機的小型盤式永磁同步電機，對于現代電機設計與制造技術來說，已不是一件很困難的事。但在數字信號處理（DSP）芯片出現之前,高性能的電機變頻器的設計和實現,幾乎是不可能的事。現在國外一些公司相繼推出了用于電機調速的專用DSP芯片，在洗衣機等家用電器及工業變頻控制中，以其結構緊湊，使用便捷，可靠性高，功能強和成本低等優勢而被人們所采

29、用。我們注意到該技術的應用前景，在陸續進行了一些探索和開發的基礎上，對帶位置傳感器的PMSM變頻控制系統進行了深入研究，開發成功軸直連方式永磁同步電機驅動的變頻洗衣機控制器，取得了十分滿意的使用效果。這樣就解決了永磁同步電機在洗衣機中應用的主要技術難題,為軸直連方式變頻洗衣機的商業化生產鋪平了道路.雖然有了DSP及功率開關模塊（IPM）等硬件基礎,但如果沒有能夠應用于具體硬件結構上的電機控制算法及控制程序,仍然無法使電機運轉.因此,該項目的關鍵技術,乃是一種整體的系統解決方案.具體到產品上,即本公司開發的軸直連方式永磁同步電機驅動的變頻洗衣機控制器。一般地，永磁同步電機變頻控制器硬件部分可由圖

30、1所示的電路組成:圖1 PMSM控制器電路框圖主電路采用交直交這種標準的單相輸入、三相輸出電壓型PWM變頻器。網側用二極管實現不可控整流，根據輸出功率和控制要求，逆變器可選用單管MOSFET、IGBT或IPM模塊等功率器件，根據主電路器件配置相應的驅動及保護電路，綜合考慮噪音、控制性能及功率器件的開關損耗等因素，逆變器的PWM開關頻率可設定在3kHz-20kHz范圍內。利用該控制器，可以方便地構成PMSM的閉環調節控制系統，可以增加上位機控制電路，增加VFD顯示電路。由按鍵設置控制功能或參數，上位機根據設定工況和參數及檢測到的各種參數，控制變頻器的工作頻率，使PMSM的轉速得到實時調節，進而使

31、整個系統工作在最佳狀態。系統預留了與外部計算機的通信接口，必要時可與家用計算機或通訊設備連接而實現自動化控制。在本系統中，選用了ADI公司的ADMCF3xx單片DSP電機控制芯片。該芯片可使電機控制器有價格低，體積小，結構緊湊，使用便捷，可靠性高的特點。智能功率模塊是變頻器的另一核心器件。由于開關頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重，對器件造成的過電壓、過電流毛刺也更大。為提高變頻系統的可靠性，三菱電機推出了一種高性能、多功能和高可靠性的新型集成化智能功率開關模塊PS21353，采用該模塊大大提高了可靠性和操作性能。在完成前面所述硬件電路的基礎上，變頻器控制程序的軟件結構如

32、下。圖2 傳感器信號和電壓波形相位時序圖此控制軟件中最大特點就是利用A、B相位置傳感器檢測永磁同步電機的大概位置，A、B相傳感器和三相相電壓的波形如圖2所示（注：本文中的所有相位角度均以本圖為標準相位作為參考）。把檢測到的位置進行相應的處理，并用處理的結果估計出永磁同步電機轉子位置，這樣的方法就省去了復雜的機械上的轉子位置檢測，但在控制方案中，轉子位置的估計仍是必不可少的關鍵環節。因為從上圖中可以看出，通過位置傳感器只能檢測到4個電機轉子位置，其他的位置仍然需要進行位置估計。 本系統的調節器原理，我們省去了電流調節環節，外環調節器是一個轉速的PI調節器（其中包括電壓調節器和弱磁調節器等兩個調節

33、器），由一個調節器的選擇開關控制啟動哪個調節器。電機啟動后，選擇電壓調節器工作，電機開始升速，當占空比接近滿占空比時，啟動弱磁控制器，同時關閉電壓調節器，對超前角進行調節，弱磁增速；減速時，當調節為0時，即，此時關閉弱磁調節器，啟動電壓調節器，使電機繼續減速。電壓和弱磁調節器的輸出為三相正弦相電壓的最大值u（u）和超前角，其中為當前母線電壓值。電機內環調節為一個快速的相位跟隨調節器。電機的位置傳感器返回互差90度，頻率等于電機當前頻率的方波，通過轉子相位估計調節器，可以獲得當前轉子的精確相位角，、u和三個值經過逆變器計算可以得到輸出給電機的相應占空比的三相SPWM波。軟件部分的總體框圖如圖3所

34、示。圖3 軟件結構框圖 2、創新點-永磁同步電機的弱磁控制解決方案 （1）電機啟動技術由于本系統的永磁同步電動機選擇了A-B相位置傳感器，當電機還處于靜止狀態時，只能檢測到轉子的四個位置，如圖4中1、2、3和4四個大致的位置。圖4 A-B相位傳感器波形而在位置1中的c和d點兩個位置就無法檢測分辨出來。所以對于電機啟動時需要對電機做一次初使定位，保證電機啟動時的初使相位和調節器輸出的三相相電壓的相位一致。（2）調節器選擇開關技術調節器開關是一個二選一的開關選擇程序，它的主要功能是決定使用電壓調節器還是使用弱磁調節器。在電機剛啟動時，采用非弱磁的控制即的調節方法，此時選擇電壓調節器，隨著轉速的上升

35、，電壓調節器接近臨界點，即電壓調節器的輸出u小于且接近時，SPWM輸出的占空比接近滿占空比。這時就必須開啟弱磁調節器，關斷電壓調節器。否則達到滿占空比后，IPM長時間工作在滿占空比的情況下容易導致下橋臂擊穿。同樣，對于弱磁增速后需要減速時，如果超前角調節已經到0度時，即時，就需要關斷弱磁調節器而開通電壓調節器，通過調節輸出電壓使電機減速，否則超前角可能出現負值，分量將會反向，和的方向一致，從而加強氣隙磁通，電機處于“強磁”的狀態，這雖然也可以使電機減速，但是這將以增加電機的功率為代價。 (3)電壓調節器技術 永磁同步電動機用途不同、電動機矢量的控制方法也各不相同。可采用的控制方法主要有：控制、

36、恒磁鏈控制、最大轉矩/電流控制、最大輸出功率控制等。不同的電流控制方法具有不同的優缺點，其中最為簡單，恒磁鏈控制可增大電動機的最大輸出轉矩等。在本系統中，由于對永磁同步電機控制時采用的數學模型為電壓模型，所以電壓調節器可以采用控制，調節器可采用PI調節的簡單控制。時，從電動機端口看，相當于一臺他勵直流電動機，定子電流中只有交軸分量，且定子磁動勢空間矢量與永磁體磁場空間矢量正交。電動機轉矩中只有永磁轉矩分量，其值為圖5 控制時的時間相量圖控制時的時間相量圖如圖5所示。從圖中可以看出，反電動勢相量與定子電流相量同相。對表面凸出式轉子磁路結構的永磁同步電動機來說，此時單位定子電流可獲得最大的轉矩。或

37、者說，在產生所要求轉矩的情況下，只需最小的定子電流，從而使銅耗下降，效率有所提高。這也是表面凸出式轉子磁路結構的永磁同步電動機通常采用控制的原因。采用控制時，電動機的最高轉速，即電機的轉速既取決于逆變器可提供的最高電壓，也決定于電動機的輸出轉矩。電動機可達到的最高電壓越大，輸出轉矩越小，則最高轉速越高。通過上面的分析，可知電機轉速調節的根本就是調節輸出給電機的電壓。可以采用一個簡單的PI調節器來控制電壓的變化以達到控制電機的轉速，響應速度快且調節精度高。電壓調節的思想基本就是當電機需要升速時，就把輸出電壓加大；反之就減小輸出電壓。電壓調節器的輸出為電機三相相電壓的最大值u（其中u），為直流母線

38、電壓。 （4）轉子相位估計永磁同步電動機實際上就是一個交流同步電動機，要想實現在負載變化的情況下穩定和可靠地運行，必須根據瞬時的轉子位置對電機的定子電流進行控制。因此PMSM的控制必須是在已知電機轉子瞬時位置的前提下完成的，由于氣隙磁場的波形是正弦波，所以在電機的三相中依次通入正弦波電流，就可以使電機轉子受到一個恒定大小和轉向的轉矩，使轉子旋轉起來。從前面的圖3可以看出，通過位置傳感器只能檢測到4個電機轉子位置，其他的位置仍然需要進行位置估計。如果對于轉子的相位計算不準，則會使整個系統根本無法穩定而可靠的工作。因為各相相位的控制邏輯象一條“鎖鏈”。一個環節的控制因擾動而出現偏差，則會直接影響下

39、一個環節。一旦轉子位置的估算出現較大的偏差，則控制系統自動消除偏差的能力較弱，如果較大的轉子位置估算偏差不能及時消除而形成積累，會導致整個換相控制邏輯的錯亂，而使電機無法工作。 （5）轉子相位估計算法為了使轉子位置估算出現的偏差能夠及時的自動消除，在相位估計的算法中我們引入了電機的實際相角（），電機的驅動相角（）和相角增量的概念。調節器對相位調整發生在A-B傳感器的每一次電平變化時，即如圖5.1中所示的a、b、c、d四個位置。在這四個位置上，電機的實際相角（）分別為0度，90度，180度，270度。而電機的驅動相角則是通過如下式計算的。（i）（i-1）+ 由于在頻率為的正弦波的一個周期中要進行

40、次相位計算，所以每次相角的增量其中為當前電機的頻率，為PWM的開關頻率。由于電機的實際相角（）和電機的驅動相角（）的引入，轉子位置的估算變成了對這個變量的控制，每個周期中進行四次調節，使其跟隨。因此電機運行各點變成了一個相關的整體。一次轉子位置的估算出現較大的偏差會對造成影響，但是接下來的轉子位置估算會很快發現并消除偏差對造成的影響。故會使電機的穩定運行不會因為運行過程中的擾動而破壞，從而極大的增加了電機運行過程中的穩定性和可靠性，這樣就解決了永磁同步電動機的轉子相位估算。由上面的分析可以看出該算法的核心流程：首先，計算從A-B傳感器獲得當前電機的頻率。由計算，然后再計算出當前的電機驅動相位角

41、（i）（i-1）+ 。 其次，構造由到的調節器。從控制原理上講，這一過程是最重要的環節，需要用一個快速的PI跟隨調節器來完成。最后輸出經過估算和調節后的轉子相位。 （6）逆變控制器技術該部分利用檢測到的母線電壓值把輸入的電機電壓值轉換為相應的PWM波占空比，并在保證死區時間的前提下，按照相應的相序送入功率器件的觸發端子上。此部分的程序一定要保證準確性及可靠性，否則就會造成主電路上下橋臂直通的短路事故。通過前面幾個調節器的工作（包括第六章講的弱磁調節器），逆變控制器獲得了三相正弦相電壓的最大值u，轉子的相位和弱磁超前角a，則可以通過下式計算三相正弦相電壓。所以此時三相SPWM波的占空比分別為：，

42、。把三相占空比再轉換為相應寄存器的值，同時進行死區時間限制和滿占空比限制，然后更新輸出的SPWM波，觸發IPM模塊驅動電機。 （7）故障處理程序在電機運行過程中，如果出現故障，就需要立刻處理故障，并使電機停下來，否則可能毀壞控制電路甚至電機。故障處理程序對檢測的母線電壓進行監視。當直流母線電壓高于360伏或低于220伏，即交流市電高于260伏或低于160伏時。DSP記錄電壓故障，并作故障處理。定子電流可以通過DSP的ISENSE端讀入。當定子電流超過保護設定值，DSP記錄電流故障，同時做故障處理。當電機受外力卡死或導致失步，或是A-B傳感器斷線時，A-B傳感器輸出波形的周期會發生突變，DSP記

43、錄電機故障，并做故障處理。故障處理的主要工作就是保護功率模塊和電機，所以應該立刻關斷IPM使電機停下，然后把上述的故障記錄寫入外接的E2PROM中，然后使DSP進入保護狀態，即禁止所有的中斷和輸入輸出。延時3分鐘后重新復位啟動DSP。 （8）創新的基于超前角控制的弱磁控制算法 A、弱磁控制的基本原理永磁同步電動機弱磁控制的思想來自他勵直流電動機的調磁控制。當他勵直流電動機電樞端電壓達到最高電壓時，為使電動機能恒功率運行于更高的轉速，應降低電動機的勵磁電流，以保證電壓的平衡。換句話說，他勵直流電動機可通過降低勵磁電流而弱磁增速。永磁同步電動機的勵磁磁動勢因由永磁體產生而無法調節，只有通過調節定子

44、電流，即增加定子直軸去磁電流分量來達到弱磁增速的目的。永磁同步電動機的電壓方程式在dq兩相旋轉坐標系下有如下的表示方法：式中和分別為d軸和q軸的電樞電壓分量；和分別為d軸和q軸的電樞電流分量；為電樞電阻，、為電樞電感；為每對永磁磁鐵的電樞磁鏈；為電動機轉子角速度。對永磁式同步電動機系統，通常可令d軸的電樞電流為零。穩態時，永磁式同步電動機的線電壓為永磁式同步電動機的電樞電流由電壓型變頻器控制，其線電壓和電流最大值必須小于逆變器直流環節的電壓和電流最大值（和），否則電樞電流難以控制。所以有一個電流極限圓和一個電壓極限圓：即 隨著電機轉速的增大，減小，又因為為常數，所以，將隨的增大而減小。由上式可

45、以發現，當電動機電壓達到逆變器所能輸出的最高電壓時。要想繼續升高轉速只有靠調節和來實現。增加電動機直軸去磁電流分量和減小交軸電流分量，以維持電壓平衡關系，都可得到“弱磁”效果，前者“弱磁”能力與電動機直軸電感直接相關，后者與交軸電感相關。由于電動機相電流也有一定極限，增加直軸去磁電流分量而同時保證電樞電流不超過電流極限值，交軸電流分量就相應減小。因此，一般是通過增加直軸去磁電流來實現弱磁增速的。如圖6所示表現出了不同值的電壓橢圓軌跡，處于橢圓內的，值可以滿足相應的值。永磁同步電動機的運行范圍是受以滿足電流極限橢圓和電壓極限橢圓為條件限制的，即電機的電流矢量（其分量為，）應處于兩曲線共同包圍的面

46、積內。由圖中可以看出，電機轉速（）升高，分量絕對值趨于增大，相應的分量必須減小，因此，電機的電磁轉矩也隨轉速升高而下降，顯示出恒功率的特性。由上述分析可知，弱磁升速的過程實際上是一個保持線電壓不變的情況下，減低輸出轉矩的過程。也就是調整交軸和直軸的電流分量在受限范圍內的分配關系。圖6 電流和電壓矢量的限制給永磁同步電動機三相對稱的定子繞組通入三相對稱電流會在氣隙內產生一個旋轉磁場，旋轉磁場的同步轉速為，式中f為轉子電源頻率；為電動機極對數。永磁同步電動機轉子由永磁材料構成，在轉子內產生一個恒定磁場，此時，轉子可以看成一塊磁鐵。由電機統一理論知道，兩磁場在電機穩態運行時，必須保持相對靜止，才能產

47、生穩定的電磁轉矩，驅動電動機以同步轉速旋轉。由轉速的表達式可知，改變同步電動機轉速的主要方法是改變供電電源的頻率，即變頻調速。 B、弱磁控制的實現通過以上分析，本文提出了一種基于超前角（Angle Advance）控制的弱磁控制算法，可以如下實現：通過電機的位置傳感器獲得電機的當前電角度，通過前面所介紹的相位校正的方法進行相位的估計和校準。令，。如圖7所示。在正常工作狀態下，一般有0。在弱磁時，適當增大的值，可以增加分量，減弱氣隙磁通，達到弱磁升速的目的。其中角我們稱為超前角（Angle Advance）。在計算中還要保證滿足電流極限圓：，和電壓極限圓：的限制。不能使電壓和電流的最大值超過極限

48、值。保證IPM模塊的安全工作。圖7 電流矢量圖將和進行dq逆變換，變換為三相電流信號。如下式：在做電壓控制中，可以把上式換算為三相電壓信號，如下式所示：其中u為相電壓的最大值，u。通過如上分析可以發現，其實對于程序中弱磁控制的根本就是對超前角a的控制，增大超前角，可以增加轉速；減小超前角則降低轉速。對于超前角的控制，可以采用PI調節器，基本能保證響應速度快調節精度高。 （9）產品技術性能在系統調試過程中，我們選擇了一臺進口永磁同步電動機作為控制對象，電機的參數如表7.1所示。通過上述控制系統對該電機進行控制實驗，我們取得了很好的控制效果。實現電機穩定啟動，低速大轉矩和高速小轉矩電機調速。采用非

49、弱磁控制時，可以在0300r/min實現調速；采用弱磁控制后可以達到01200r/min實現平穩調速。圖8.1至圖8.4給出了不同運行狀態下的電機實測波形, 在圖8.2至圖8.4中（a）圖和（b）圖均相位不相關。電機極對數外轉子，12對極，星型接法電機額定功率400W電機轉速300r/min/300VDC轉矩16Nm/125r/minA-B霍爾傳感器EXE/525反電動勢正弦波電機線電阻13.8歐姆交軸電感136mH直軸電感145mH電流傳感器HDC040G（10A/1V）電流傳感器HDC040G（10A/1V）表7.1 電機參數圖7.1PMSM系統的A-B傳感器波形（a）電壓波形 （b）電流

50、波形圖8.2PMSM系統的設定轉速為50r/min時，電機相電壓、電流波形（a）電壓波形 （b）電流波形圖8.3PMSM系統的設定轉速為300r/min時，電機相電壓、電流波形 （a）電壓波形 （b）電流波形圖8.4PMSM系統的設定轉速為1000r/min時，電機相電壓、電流波形分析圖8.2、圖8.3和圖8.4，特別是由電壓電流波形的正弦性，可以看出該系統對電機轉子位置的估算和調節是非常準確的，控制軟件是可靠的。主要技術指標輸入電壓： 180 - 250 V輸入電流： 5A載波頻率：16KHz輸出功率： 700W保護功能：過壓欠壓保護、過流保護、啟動保、過熱保護轉向、轉速選擇功能綜上所述：軸

51、直連式變頻洗衣機控制器是集自動控制理論、電力電子技術、電機技術、數字/模擬信號分析應應用技術為一體的高技術集合體，其本身的研發就是一個系統工程，是各方面的專家技術人員通力協作的成果。控制系統采用電壓型的控制模型，轉子位置估算方法和永磁同步電動機的弱磁控制算法，解決了控制精度和穩定性的矛盾，使本系統在有高的動態響應的同時又具有高的穩定性。基于超前角控制的永磁同步電動機弱磁增速的方法，極大拓寬了永磁電機的調速范圍。這些都為整機的高可靠性奠定了基礎，同時也是本系統的控制核心和創新點.經信息產業部電子科技情報研究所2003年8月25日完成的2003-071號科技查新報告表明：在本次檢索到的國內外文獻多

52、為研究性質的，未發現國內有產品性能指標優于本課題的文獻報道。本課題主要性能指標與國外同類先進產品的性能指標相當。 經中國電子科技集團公司第十三研究所試驗中心2003年8月29日完成的W2003-56號檢驗報告表明：依據委托要求及國標GB 14536.14-1998、企標Q/CYGHJ106-2003所做的北京GHJL電子技術有限公司生產的直驅變頻全自動洗衣機控制器委托鑒定檢驗，檢驗合格。另據山東小鴨電器股份有限公司出具的使用報告表明：北京GHJL電子技術有限公司生產的直驅變頻全自動洗衣機控制器，經在我公司生產的變頻洗衣機上使用，各項性能指標良好，能夠滿足我公司對變頻全自動洗衣機控制器的要求，達

53、到或高于國外同類產品的水平，能夠替代進口控制器。這說明：該項目目前居于國內領先，國際同期先進水平。 3、本項目技術來源、知識產權歸屬情況 本項目是我公司在電力電子領域多年技術積累的基礎上，應山東小鴨電器股份有限公司要求，歷經一年時間，獨立設計開發的、具有完全自主知識產權的新產品。本產品已通過了2003年9月21日由北京市科委主持的科技成果技術鑒定。 4、本項目國內外發展現狀、存在的主要問題及未來發展趨勢 永磁同步電機（PMSM）因其整機重量輕、耗電量小，噪音低等特點，特別適用于家用洗衣機，早已引起國內外洗衣機行業的重視，但由于微處理器及商用功率器件的限制，直到上個世紀九十年代初才開始出現方波永

54、磁無刷電機直驅式洗衣機。目前，變頻直驅洗衣機已經成為洗衣機發展的一個重要趨勢。1992年，新西蘭F&P公司推出了一款命名為SMART DRIVE 的直驅式攪拌洗衣機，并在澳洲、美洲、歐洲申請了許多專利。90年代初，日本三菱公司推出了8公斤直驅式洗衣機。近幾年日本東芝、夏普、松下等公司都先后研制出類似的直驅式洗衣機面世。日本東芝公司此種新型洗衣機還在中國申請了許多專利。韓國的三星、LG電子公司也陸續推出了直驅式變頻洗衣機。1998年，國內某洗衣機廠商也仿制F&P公司的產品推出了一款直驅攪拌式洗衣機。目前國內該領域的狀況是：業界尚缺乏可達到商業應用層次的成套成熟技術，特別是在電機控制器領域。在電機

55、控制器的技術穩定性、可靠性、抗干擾等方面存在問題，一些研究多停留在理論層次或實驗室臺面上；電機設計制造領域又面臨著諸多國外專利技術的困擾。因此，如果不能夠將新技術迅速轉化成生產力，在洗衣機行業我國將被發達國家越拉越遠。與國際先進水平相比，我公司開發的軸直連方式永磁同步電機驅動的變頻洗衣機控制器在調速范圍、輸出功率、效率、噪聲、動態相應等主要技術性能方面，均不低于國際同類產品水平。與國外早期方波永磁無刷電機(BLDC)或開關磁阻(SR)電機相比，我公司控制器的正弦電流驅動方式，從本質上更好地克服了力矩波動帶來的機械振動和噪音，性能更為優越。 與國內外同類產品的比較廠商新西蘭F&P日本東芝國產XQ

56、JxxxGHJL公司XQG50-8510F洗滌方式攪拌式波輪/滾筒攪拌式滾筒式容量Kg67/855標稱功率W165244180200轉速范圍rpm-20-950-20-1000額定轉矩NM-16/1.6-16/1.6噪聲dB-45-48控制方式方波PWM正弦波SPWM方波PWM正弦波SPWM由此可見：我公司產品目前居于國內領先，國際同期先進水平。隨著洗衣機分級標簽制度在世界范圍內的推廣，洗衣機技術將圍繞洗凈比、噪音、耗電量、含水率、用水量、無故障運行時間六個方面不斷升級。軸直連方式永磁同步電機洗衣機控制器的研制成功無疑將為我國洗衣機技術的更新換代提供一個嶄新的技術平臺。相信在此平臺上，國內企業

57、在成套技術開發、產品設計優化、市場推進方面將會做的更順利。 （二）項目的成熟性可靠性分析本項目自2000年底開始醞釀開發，至2001年底基本完成樣機設計，2002年通過一年與用戶的溝通、完善、測試及優化設計，最終達到了用戶要求并于年底進行了小批量試生產。經過2003年半年來的市場考驗，未發生任何問題。說明該項目是成熟的，在技術上是可靠的。在項目的設計開發階段，我們就非常注意產品的可靠性、安全性、耐久性設計。按照公司運行的ISO9000質量保證體系對總體設計方案、技術路線、軟硬件結構、元器件選型及控制器的工作環境、工作條件等方面進行了認真的設計評審、設計驗證和設計確認。并于2003年8月20至2

58、9日由中國電子科技集團公司第十三研究所試驗中心進行了型式試驗。試驗完成的W2003-56號檢驗報告表明：依據委托要求及國標GB 14536.14-1998、企標Q/CYGHJ106-2003所做的北京GHJL電子技術有限公司生產的直驅變頻全自動洗衣機控制器委托鑒定檢驗，檢驗合格。另據20套小批時生產的控制器試制總結：此次試生產的20套控制器，其中兩套出現故障，一次直通合格率為90%，經修復，所有控制器進行出廠檢驗，最終合格率為100%。20套控制器全部送到山東小鴨電器股份有限公司做型式實驗，各項指標均達到用戶標準要求。說明本產品的質量可靠的，產成品率達到了設計要求。 經山東小鴨電器股份有限公司

59、實際使用半年后出具的使用報告表明：北京GHJL電子技術有限公司生產的直驅變頻全自動洗衣機控制器，經在我公司生產的變頻洗衣機上使用，各項性能指標良好，能夠滿足我公司對變頻全自動洗衣機控制器的要求，達到或高于國外同類產品的水平，能夠替代進口控制器。本產品已通過了2003年9月21日由北京市科委主持的科技成果技術鑒定。鑒定意見認為：該產品是國內率先開發出的軸直驅盤式永磁同步電機控制器，產品處于國內領先，國際同期先進水平該項目技術資料正確、齊全，符合國家標準化要求和Q/CYGHJL06-2003企業標準，可以指導生產。鑒定委員會一致同意該產品通過設計定型鑒定，建議進一步完善生產工藝及工裝設備，盡快進入

60、批量生產，盡早推向市場，推動洗衣機行業的發展。綜上所述：該項目是成熟的、可靠的。四、項目產品市場調查與競爭能力預測(一)產品的主要用途，目前主要使用領域的需求量和市場預測本產品主要用于軸直驅式變頻滾筒洗衣機和套筒洗衣機，功能修改后可用于電動機械、電動工具、電動車輛、室內清潔工具等。中國家電業在全球家電領域占有重要地位，中國家電業發達而且是家電的最大市場，海爾、小天鵝、小鴨、榮士達等企業洗衣機的產銷量很大，各種型號的洗衣機年出口達幾百萬臺，近幾年國際上的知名企業西門子、LG、依萊克斯等紛紛在國內建廠。滾筒洗衣機在整個洗衣機行業仍然處于強勁的發展勢頭。目前滾筒洗衣機的控制器部分按控制器類型劃分有三

61、種方式：（1）全機械式控制器（2）機械電子混合式控制器（3）全電腦全自動控制器；若按電機類型劃分也有三種方式：（1）交流雙速電機（2）直流串勵電機（3）直流無刷和永磁同步電機；若按電機控制方式來劃分有兩種方式（1）可控硅控制調速（2）變頻調速；滾筒洗衣機按傳動方式劃分有兩種方式（1）皮帶傳動方式（2）軸直驅方式。 中國家電業的發展是跟隨國外家電發展起來的，尤其受日本的影響最大，隨著變頻技術的發展和直流無刷及永磁同步電機的發展，目前軸直驅式永磁同步電機變頻滾筒洗衣機成為技術最先進、最節能、最節水、適合洗滌各種衣物、噪音最低的洗衣機。 基于軸直驅式永磁同步電機變頻滾筒洗衣機的特點，國內外主要洗衣機

62、生產企業都在積極開發，但只有日本的東芝、韓國的LG、中國的小鴨開始小批量上市。中國的海爾、小天鵝、榮士達等企業非常希望國內能夠生產用于該類洗衣機的控制器和電機，經過市場調研和用戶座談，該類洗衣機是今后主要發展方向，在未來幾年中國國內的年需求量將達100萬臺，預計2004年10萬臺，2005年25萬臺，2006年60萬臺。510年后將成為滾筒洗衣機的主導產品。該產品的經濟壽命期將達10年以上，目前處于起步階段，市場前景很好。（二）產品國內主要研制單位及主要生產廠家研發情況 該產品國內主要有哈爾濱工業大學、石家莊、蘇州等三、四家單位在研發，但都未形成產品，大都處于研發階段。把軸直驅式永磁同步電機變

63、頻洗衣機控制器進入中試生產并進入市場形成最終的變頻洗衣機，GHJL公司是國內第一家，目前也僅此一家，該產品與傳統的機械式程控器和機械電子混合式控制器不同，需要全新的技術和概念，所以生產傳統程控器的企業在短時間內達到該產品批量生產困難很大。GHJL公司是在成功開發生產系列DSP變頻家電控制器并小批量生產的情況下，應山東小鴨集團的要求開發本產品的。 山東小鴨集團從2000年開始和日本東芝合作開發軸直驅式永磁同步電機變頻洗衣機，合作費800萬元人民幣，但電機和控制器仍需從日本東芝進口，為了控制器的國產化和方便功能優化及機型改進，2001年小鴨集團要求GHJL公司開發該產品，在小鴨沒有投入任何經費的情

64、況下，2002年年底開發成功，性能指標不低于東芝控制器，經過半年的市場驗證，產品性能、可靠性、穩定性、價格令小鴨集團滿意。（三）產品國內外市場競爭力預測 本產品通過在小鴨8510型全自動變頻洗衣機上使用并在國內權威部門測試表明，產品的技術指標不低于進口產品，EMC特性、噪音優于同類進口水平（GHJL采用DSP），價格低于進口產品約25%，因此具有較強的市場競爭力。 GHJL的市場競爭力主要還體現在除了提供軸直驅式永磁同步電機變頻洗衣機控制器外，還可以配套提供永磁同步電機，與合作廠家共同開發的軸直驅式永磁同步電機，已經通過用戶的驗證，2003年11月將進入小批量生產，這大大提高了市場競爭能力，是

65、其他控制器生產廠家無法比擬的。 GHJL公司一批技術人員在匯能公司從事專業開發、生產DSP變頻家電控制器和工業領域直流無刷及永磁同步電機控制器，主要用戶有美國的BGIGGS & STRATTON CORPORATION,中國的海爾、澳柯瑪、四通電機、多元電器、潔神干洗機等，其中美國的BGIGGS & STRATTON CORPORATION 是在全球范圍內尋找了8個月供應商后，才選定GHJL公司作為其永磁同步電機控制器的配套商，現在四種永磁同步電機控制器已經進入美國市場。 五、項目實施方案(一)項目實施計劃2003.10-2004.4 廠房改造、訂購設備儀器、市場開拓，落實銀行貸款500萬元，

66、試生產0.6萬套變頻洗衣機控制器；2004.5-2004.10 可靠性技術研究、人員培訓、安裝調試設備、落實資金480萬元，其中銀行貸款300萬元，創新基金80萬元，自有資金100萬元。試生產1.4萬套變頻洗衣機控制器；2004.11-2005.4 落實資金600萬元，其中銀行貸款400萬元，自有資金200萬元。中試生產1.5萬套；2005.5-2005.10 落實資金620萬元，其中銀行貸款400萬元，自有資金200萬元，創新基金20萬元。中試生產2.5萬套,通過驗收。時間內容2003年2004年2004年2005年03.10-04.404.5-04.100.4.11-05.405.5-05

67、.10訂 訂購設備儀器、廠房改造生產技術研究、試生產0。6萬套安裝調試設備儀器試生產1.4萬套中試生產1.5萬套中試生產2.5萬套、準備驗收(二）技術方案本項目經過了樣機研制、小批試制及各項性能的驗證與確認階段，基本具備了大批量生產的條件，但仍有一些需要進一步完善優化的工作要做，主要包括：（1）自主研發或與電機廠家合作開發高性能的盤式永磁同步電機。由于本項目應用的進口電機已被注冊專利，并在供貨及價格上難以達到整機廠商的要求，因此，電機的國產化已成為當前阻礙整機推廣的一個最大障礙，要規避原專利電機的技術發明，又必須達到原電機的性能要求，確有相當大的技術難度，但又并非是不可能的，通過前一階段的不斷

68、探索，我公司已在該方面做了一些工作，整機產品的性能指標已接近進口產品，但在工藝制造上還存在一些問題，相信在今年年底之前通過改進模具及材料等方法，可以達到用戶的設計要求。（2）進一步改進水位傳感器的測量精度，挖掘整機的節水性能。通過改用新型的電子式水位傳感器取代舊的氣壓節點式水位傳感器，該問題將可很快解決。（3）優化完善軟、硬件性能。特別是在電機制動性能方面，通過增加制動電阻，可望進一步減小剎車制動時間并提高系統的可靠性，從而將該系統應用于波輪式、攪拌式洗衣機或其它工業控制領域。（4）優化工藝設計及工藝流程。例如，通過改進封裝結構，可望把灌封工藝改進為噴漆工藝，從而降低成本，提高生產效率，另外還

69、需要完善測試工裝設備及測試方法，使之更適應大批量生產的要求。總之，本項目仍需按照項目開發計劃的策劃，進一步完善、提高產品設計，使之真正達到規模化生產的要求。（三）生產方案1、生產場地的選擇本項目建設地點本北京市順義區林河工業開發區。GHJL公司是匯能生產基地。現在廠房面積13000平方米，在三樓改造1000平方米廠房，建設我國先進DSP變頻控制器中試線。詳見生產布局平面圖。本項目不需新建公用工程，外部生產配套條件好，保證供電，給排水暢通，水電汽、通信、交通均有保障。2、生產規模的確定根據國內市場的需要和GHJL公司現有條件及人力資源的情況，確定2005年生產4萬套軸直驅永磁同步電機變頻洗衣機控

70、制器，年產值達1795萬元。3、原材料供應及來源該控制器所用原材料多為電力電子功率器件及集成電路，DSP以及其它半導體器件。本公司具有多年從事該領域的研發經驗暢通的供貨網絡。如DSP與美國AD公司聯合開發，并在國內首家批量使用。功率器件與美國IR公司的中國代理具有多年的合作。其余材料、輔料多為國內生產采購。以上各方均可保證中試生產供應。4、設備儀器本項目擬購買34臺生產設備計130.25萬元，其中7臺4種進口設備從國內購買，不使用外匯。購買45臺測試儀器，合計116.7萬元。總計247萬元。建成一條變頻控制器中試生產線，為批量生產打下良好的基礎。詳見生產設備清單和測試儀器清單。 生產設備清單

71、單位:萬元序號設 備 名 稱單位數量單價金額1全自動波峰焊接機（日）臺147472半自動插件機（德）臺13030330工位裝配線條24.89.64IC成型機(日本)臺22.555電阻成形機（日）臺32.256.756跳線成型機臺10.50.57防靜電調溫焊臺臺200.36.08平面輸送生產線條25109智能高溫老化間座1151510絕緣脂噴涂屋座座10.40.4合 計34130.25測試儀器清單 單位:萬元序號名 稱單位數量單價金額1在線測試儀（含針床）套215302雙蹤存儲示波器臺103.5353數字多用表FUL臺50.52.54耐壓測試儀臺20.61.25測動機套210206計算機臺101

72、.2127編程器臺25.0108 專用測試工裝臺120.56合計45116.7（四）營銷方案本企業具有專門營銷隊伍，從事本產品的銷售工作，這些營銷人員具有相當的家電行業營銷經驗對于本產品的技術特點和新產品特點，采取的具體的營銷方案是：（1）對老用戶作好售后服務，設專門的銷售人員和技術人員與用戶溝通，與用戶配合作好新機型洗衣機的開發工作。（2）對新用戶作好產品的宣傳、講解，配合用戶作好洗衣機整機的開發。利用自身的經驗減少用戶開發費用，降低用戶開發成本。（3）充分利用自身可提供控制器和電機的優勢，向新用戶提供整機設計方案。（4）在家電行業的技術刊物上刊登產品信息、廣告。作好網上宣傳。（5）跟隨洗衣

73、機廠家的新產品開發計劃，不失時機地宣傳永磁同步電機洗衣機的優點。（6）積極開拓國際市場，擴大市場影響力。本項目產品的銷售策略是；立足國內，面向國際。公司在青島、濟南已經設立辦事處，產品首先銷售給中國小鴨集團，因為該產品已經與其洗衣機配套，并開始進入小批量生產階段，這是該產品的第一用戶，另外，營銷人員已經與海爾、小天鵝、榮士達溝通多次，使用該產品的洗衣機正在開發中。西門子、依萊克斯是營銷人員在未來半年內主打市場，因為這兩家企業明確表示控制器及電機產品成熟時，會設計開發軸直驅式永磁同步電機變頻洗衣機，盡快打入國際市場。（五）節能環保與勞動安全1、節省能源本項目產品節能，據國家統計局統計，我國洗衣機

74、社會保有量達到1.9億臺。多數是八十年代終后期產品。數量如此之大，耗能十分可觀。推廣新型節能家電能為國家節省能源，對國民經濟很有意義。2、環境保護本項目產品屬電子元器組裝或貼裝，不使用有毒化學藥品，無三廢物品，對環境無污染。3、勞動安全本項目在研制生產過程中，無易燃易爆氣體。為防止因突然中發生事故，可設停電自動裝置并采用不間斷電源。為防止人身事故的發生，研發生產場地安裝火災報警器，防止火災發生。廠房保持良好通風做到文明生產。六、投資預算與資金籌措（一）投資預算1、新增投資本項目已投資800萬元，主要用做研制開發費用，其中購置研制開發設備儀器和新產品試制費試驗費；本項目在執行期內（2003年10

75、月至2005年10月）計劃新增投資1400萬元，其中新增固定資產投資600萬元，流動資金投資800萬元。2、新增固定資產投資估算（1）估算說明本項目新增固定資產投資是根據市場需求和現有條件進行投資估算的；新購設備儀器是根據國內生產廠家最報價估算的，并根據多家報價，貨比三家后進行估算的；其它費用根據國家和本地區有關規定進行估算的。（2）估算結果新增固定資產投資估算結果：序號費 用金額（萬元）比率%1設備儀器購置費2474122設備儀器安裝調試費8133廠房改造費40674工器具家具費35585產品試制、試驗費801336建設利息1282137其它費用22378不可預見費4067合 計600100

76、03、新增流動資金估算本項目需要新增生產流動資金800萬元，是根據生產該產品的新增生產能力，原材料及輔助材料等來源情況及生產周期進行估算的。1.基本數據的確定1應收帳款90天4次2應付帳款60天6次3原材料90天4次4在產品90天4次5產成品90天4次6現金30天12次2.流動資金估算流動資金=應收帳款+存貨（原材料+燃料+在產品+產成品）+現金-應付帳款應收帳款 246.45萬元 存貨 639.3萬元 原材料 156.83萬元 在產品 236.02 萬元 產成品 246.45萬元 現金 26.71 萬元 應付帳款 110.88萬元 流動資金 801.58 萬元 詳見表2 流動資金估算表（二）

77、資金籌措本項目計劃新增投資1400萬元，其中新增固定資產投資600萬元，由申請創新基金100萬元，企業自籌500萬元。可由上年度凈利潤和企業剩余資金投資本項目，能按時足額到位。本項目新增流動資金投資800萬元，申請銀行貸款。2003年已貸款500萬元，月利率為千分之5.07，年付息30.42萬元。2004年和2005年擬分別貸款800萬元，月利率為千分之5.07，兩年付息97.344萬元。三年總共支付貸款利息為128萬元。（三）資金使用計劃序號年 度資 金 及 用 途12004年上半年使用銀行貸款500萬元，主要用于廠房改造和貸款付息及生產技術研究。22004年下半年使用銀行貸款300萬元，自

78、有資金100萬元，創新基金80萬元，主要用于購買設備儀器和貸款付息及試生產流動資金。32005年上半年使用企業自籌資金200萬元和銀行貸款400萬元，用于貸款付息和產品中試生產流動資金。42005年下半年使用銀行貸款400萬元和自有資金200萬元及創新基金20萬元，用于貸款付息和產品中試生產流動資金。詳見表3 投資計劃與資金籌措表注：申請創新基金100萬元，全部用于貸款付息。七、經濟、社會效益分析（一） 產品成本分析1、產品生產規模本項目年產4萬套軸直驅永磁同步電機變頻洗衣機控制器2、項目計算期本項目起止時間：2003年10月至2005年10月 試產期二年 生產期八年 計算期共十年。3、基準收

79、益率根據行業基準收益率，本項目基準收益率定為10%4、產品成本和費用估算依據（1）主要原材料及輔助材料的消耗由本項工藝和生產技術決定。價格由廠家詢價決定。（2）本項目勞動定員42人，員工平均年薪（含福利費）為3.58萬元。（3）本項目固定資產折舊按8年攤銷，殘值按5%預留。（4）其它費用根據有關規定進行估算。5、成本估算及其結果原材料1435.90萬元工資福利費178.80萬元 外協加工費89.74萬元 房租水電費100萬元 折 舊 費71.25萬元 利 息48.67萬元 管 理 費20萬元 市場營銷費用51.28萬元 本項目總成本費用為1523萬元，其中固定成本為383萬元，可變成本為114

80、0萬元。經營成本為1474萬元。詳見 表5人力成本預算表 表6總成本費用估算表、（二）銷售收入、售價及盈利預測根據產品成本和市場分析,本項目產品2003年產品銷售價為545元,由于市場競爭,整個洗衣機也處于逐年降價的趨勢。為了更好的參與市場競爭,從小批量逐漸增加產量,降低成本.提高可靠性和市場占有率,售價也是逐年降低的趨勢.力爭逐年提高盈利能力.根據市場分析和本企業的條件,預測盈利能力如下表:五年經濟預測表單位：萬元；萬套年度2003年2004年2005年2006年2007年產量23344.556售價545525500500500銷售收入1085341794.871923.082136.752

81、564.10總成本1034471523.111678.341818.291995.65利潤總額4543262.32234.51306.90552.50銷售利稅率419%14.61%12.19%14.36%21.55%詳見表7 產品銷售收入和銷售稅金及附加估算表（三）經濟效益分析在2年執行期內銷售收入達2880萬元。累計凈利潤307.75萬元，累計稅金總額為163.66萬元。預計到2013年累計銷售收入可達2.23億無，累計利潤總額可達4164萬元，累計稅金總額可達1456萬元。可見本項目能取得了較好的經濟效益。詳見表10 損益表（四）項目投資評價1、財務評價指標根據前面所述的基礎數據和財務條件

82、，計算出各種財務評價指標：（1） 稅后全資內部收益率 23.70% （2） 年均投資利潤率 33.54% （3） 年均投資利稅率 39.46% （4） 投資回收期 3.32年 （5） 項目凈現值 1326.38萬元 詳見表11 資產負責表 表12主要經濟指標表2、清償能力分析本項目正常年資產負債率為38.65%，流動比率為222.11%，速動比率為100.79%，說明本項目具有較強的償債能力。詳見表11 資產負債表、表12 主要經濟指標表3、項目風險性及不確定性分析（1）項目風險性分析本項目在技術上經過幾年的實踐，解決許多關鍵技術，技術是先進的、成熟的，產品是可靠的。故技術上無風險。本企業技術

83、開發能力強，有一支高素質研發隊伍，有豐富經驗的營銷人員和善管理的年輕化隊伍。故人才風險小。本項目產品能取得較好的經濟效益和社會效益，符合國家產業政策，故政策上無風險。本產品是家電配套產品，有廣闊的市場前景。但是市場競爭較為激烈，洗衣機要求配套產品很嚴，家電產品價格逐年有下降趨勢，所以經濟效益受一定影響，市場有一定風險。（2）盈虧平衡分析和敏感性分析本項目盈虧平衡點為45.26%，說明本項目生產能力達到45.26%，可保本經營，具有較強的抗風險能力。從計算表明，產品銷售價格變化時凈利潤的影響最為敏感，經營成本次之，固定資產投資變化對于凈潤的影響最小。 詳見表13 敏感性分析表綜合評價：本項目盈利

84、能力強，清償能力強，抗風險能力強。因此本項目在經濟上是可行的。（五）社會效益分析1、軸直驅永磁同步電機變頻洗衣機控制器的應用可帶動洗衣機技術的升級換代。用該控制器控制的永磁同步電機與交流感應電機相比，體積可減少1/3以上，重量輕1/3以上，采用軸直驅損耗小，約為感應電機的50%-60%，效率可提高3-7%，具有可觀的節能效果。據國家統計局統計，我國洗衣機社會保有量達到1.9億臺,而且,多數是20世紀80年代中后期進入我國家庭,數量如此之大,能耗十分可觀.目前都到了更新換代的時候,如能使這項技術推廣應用,必定帶來洗衣機技術革命性變革.推廣新型節能家電對節約能源減少環境污染,于國于民意義都是非常重

85、大的。2、帶動相關行業經濟發展應用該控制器可推動永磁同步電機的發展，我國永磁稀土材料的銷售量占世界銷售量的70%，大力發展電機及其控制技術能充分發揮我國的資源優勢，推進電機產業的發展。與該控制器相關的原材料，如線路板、磁性材料、半導體材料、線材等等多數是國內生產的，該項目的大力推廣，不但節約能源、推動技術進步，還能拉動相關行業的發展。因此，它將產生良好的積極的社會效益。八、項目可行性研究報告編制說明（一）可行性研究報告編制單位 本項目可研報告是由GHJL公司在電子系統工程設計院和北方設計院（經濟分析）指導下編寫的。（二）可行性研究報告編制人員姓名年齡學歷所學專業編制分工職務、職稱王*47歲大學

86、電子企業概況分析副總經理、工程師許*37歲大學自動化技術創新副總工程師王*26歲大學會 計經濟效益分析會 計 師王*59歲大學無線電總體設計主任、高工九、項目可行性研究報告的專家論證意見經過技術專家和經濟管理專家對北京GHJL公司編制的軸直驅永磁同步電機洗衣機變頻控制器可行性研究報告進行了充分認真審查，其結論如下：1、本項目可研報告是按照科技部管理中心二00三年三月編制的科技型中小企業技術創新基金項目可行性研究報告編制提綱編寫的。可研報告內容全面、數據準確、分析明確，切實可行。2、本項目產品技術先進， 符合國家產業政策和技術政策， 有較高的創新水平， 有自主知識產權。 能減少從國外進口并打入國

87、際市場， 可以節匯創匯， 能取得較好的經濟效益和社會效益。專家一致認為立項是非常必要的。3、本項目在可行性研究報告中的總體目標、經濟目標、技術目標和質量目標是明確的， 是切實可行的。 產品技術已成熟、技術方案和生產方案是可行的。4、本項目已投資800萬元，新增投資1400萬元，新增固定資產投資600萬元，流動資金800萬元。企業自籌500萬元，申請創新基金貸款貼息100萬元，銀行貸款800萬元。資金籌措落實，結構合理。經過財務經濟效益分析，本項目投資回收期較短，抗風險能力強，能取得較好的經濟效益和社會效益。5、項目承擔單位領導素質高、能力強，項目負責人及研發人員技術創新能力強。企業建立了各種管理制度、有健全的質量保證體系， 企業信譽高。 具有人才優勢、技術優勢和條件優勢。為完成項目的總體目標創造了良好的基礎， 故本項目是可行的。 望項目承擔單位不斷擴大生產規模、降低成本、提高市場占有率，以取得更好的經濟效益和社會效益。