毕业设计

2020-03-0311:37:35 发表评论
摘要毕业设计rn__毕业设计论文____题目25kw高频交流电动机设计及工艺分析____(院)系电气信息学院__专业电气工程及其自动化班级200801010411__学生姓名米焱__导师姓名彭晓__完成日期2012年6月1日______湖南工程学院__毕业设计(论文)任务书姓名系别电气与信息工程系专业电气工程及其自动化班级学号指导老师教研室主任__一、基本任务及要求:设计(论文)题目:……高频交流电动机设计及工艺分析__三相交流电动机在工业领域有广泛的用途。通过毕业设计要求学生熟悉及掌握__该技术领域的相关知识,为学生今后的工作打下良好的基础。__设计的主要内容如下:__1分析高频交流电动机特点及基本原理__2掌握高频交流电动机设计的基本方法__3分析和掌握高频交流电动机的工艺特点__4完成高频交流电动机电磁设计。____二、进度安排及完成时间:__12月20日至3月10日:查阅资料;撰写文献综述和开题报告;确__定总体方案。__23月13日至3月24日:毕业实习、撰写实习报告。__33月27日至5月30日:毕业设计__13月27日-4月7日完成分析各类调速方法、特点及基本原理__分析__24月8日-4月30日完成变频调速控制糸统的实现、糸统分析__35月1日-5月20日完成变频调速同步电动机的电磁设计__45月21日-5月29日完成变频调速同步电动机的主体结构设计。__46月1日至6月12日:撰写毕业设计论文__56月12日至6月14日:指导老师评阅、电子文档上传FTP。__66月15日至6月18日:毕业设计答辩。____目录____摘要错误!未定义书签。__第一章概论错误!未定义书签。__一、同步电动机的发展错误!未定义书签。__二、同步电动机的几种类型错误!未定义书签。__三、同步电动机的基本结构错误!未定义书签。__第二章同步电动机的调速系统错误!未定义书签。__一、变频调速系统的发展错误!未定义书签。__二、变频调速的优点错误!未定义书签。__三、同步电动机调速的基本概念错误!未定义书签。__31同步电动机的变频调速原理错误!未定义书签。__32同步电动机调速系统的分类及特点错误!未定义书签。__四、同步电动机调速系统的几种典型结构及应用领域错误!未定义书签。__第三章高频交流电机的工艺分析错误!未定义书签。__一、高频交流电机结构与制造工艺的特点错误!未定义书签。__二、高频交流电机铁心的制造工艺错误!未定义书签。__三、高频交流电机绕组的嵌线工艺错误!未定义书签。__四、高频电机装配的技术要求错误!未定义书签。__五、高频电机制造工艺的发展趋势错误!未定义书签。__参考文献错误!未定义书签。__摘要:简单的叙述了交流变频调速系统的发展现状。分析了各种交流调速方法,得出变频调速是目前最理想的交流调速方法的结论。介绍了交流变频调速系统的基本原理、构成,其中包括变频器的工作原理,调速系统中对专用变频电机的必要性。分析变频电源中的时间谐波成分及时间谐波对电机的影响。探讨了适合变频调速系统的电机电磁设计的主要尺寸公式。最后探讨了变频调速电动机设计方法及特点。__关键词:高速;感应电机;变频调速;电磁设计__ABSTRACT:RecountthepresentdevelopmentofthealternatingVVVF’sdrivesystemAnalyzingeverykindsofvariablespeedmethodandgettingtheconclusionthatVVVFisthebestmethodofallalternatingvariablespeedIntroducethebasicprincipleandthecomposingofthesystem_includingtheworkprincipleofthemachineofvariablefrequencyandthenecessityofusingvariablefrequencymotorAnalyzingthecompositionofthetime-harmonicsinvariablefrequencypowerandthetime-harmonics’sinfluencetomotorInquiriedintothemainsizeformulathattheelectricalengineeringelectromagnetismofthesystemdesignwhichsuittoVVVF’sdrivesystemfinally_inquiriedintotheVVVF’smotordesignsmethodandcharacteristicses____Keywords:high-speedintroductionmotorvariablefrequencyandadjustablespeed__第一章概论____一、同步电动机的发展__电气传动是以电动机的转矩和转速为控制对象,按生产机械工艺要求进行电动机转速或位置控制的自动化系统根据在完成电能”机械能的转换过程中所采用的执行部件——直流电动机或交流电动机的不同,工程上通常招电气传动分为直流电气传动和交流电气传动两大类。__纵观电气传动的发展过程,交、直流两大电气传动并存于各个行业领域,虽然由于各个时期科学技术的发展使得它们所处的地位、所起的作用不同,但它们始终是随着工业技术的发展,特别是随着电力电子学和微电子学的发展,在相互竞争、相互促进中完善着自身,发生着变更。由于历史L最早出现的是直流电动机,所以在19世纪80年代以前,直流电气传动是唯一的电气传动方式。到__19世纪末出现了交流电,且解决了三相制交流电的输送和分配问题,并制成了经济实用的笼型异步电动机,这就使得交流电气传动在工业中逐步得到了广泛的应用.并把电气传动应用技术推向一个新的阶段,在不调速的电气传动领域,交流电动机占主要地位。由于大量使用三相异步电动机,交流电网的功率因数普速偏低,为了改善功率因数,同步电动机诞生并开始得到发展和使用。__随着生产技术的发展,特别是精密机械加工和冶金、交通等工业生产过程的进步,对电气传功在起制动、正反转以及调速精度、调速范围等、静态待性和动态响应方面部提出丁更高的要求,直流电动机比交流电动机在技术上更容易满足上述要求,所以20世纪以来.在需要可逆、可调速与高性能的电气传动技术领域中,相当长的时期内几乎都是采用直流电气传动系统。虽然这期间,人们曾__对异步电动机的调运方法进行了持久而详细的研究,希望能够找到一种有效的方法取代复杂R昂贵的直流电气传动系统,但由于条件的限制,并没有取得太大的进展。__由于直流电动机具有电刷和机械换向器,存在着自身的弱点,必须经常进行维修检变,使用环境也受到限制(如不能用于易燃易爆场合,并且限制直流电动机向高转速、高电压、大容量方向发展,加之世界范围内的能源短缺,人们又开始了新一轮的交流调速传动的研究热潮。自60年代以后,随着电力电子学、微电子技术和现代电机控制理论的发展,为交流电气传动产品的开发创造了有利条件,使得交流传动逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能,并实现了交流调速装置的产品系列化,取代直流电动机调运传动已是必然的发展趋势。__交流电气传动又由同步电动机传动和异步电动机传动两大部分组成。由于同步电功机的转速是由定子电流频率和松对数决定的,电动机在固定频率下将恒速运转,当负载转矩加到同步电动机铀上时,几乎是瞬时便建立起相应的拖动转矩,以维持电动机的稳定运行。又__由于合同步电动机中,磁场采峭直流励磁,因此允许电动机在任何功率因数下工作,可超前滞后,或等3:1,所以最初的同步电动机只用于拖功恒速负载或用于改善功率因数的场合。在固定频率运行的大型同步电动机又存在着容易发生失步和振荡的危险,以及起动困难等问题,因此,在没有变频电源的情况下,很难想象对同步电动机的转速进行控制。__从本世纪30年代的后期,人们开始研究向步电动机的调速问题。检测转子磁吸的位置,以适当的顺序控制与电枢线圈相连的闸流管的泞通,代替直流电动机的换向和电刷的功能。在那个时期可以得到的间流管即热阴极充气放电管是难以适应变流器工作的,因此,由变流器供电的同步电动机传动系统未曾得到足够的重视。自从有了半导体固态变流器唇,逐渐升频起动完全可以取代过去的一套起动装置,是种很妊的起动方法;自控式调频则从根本广解决了振荡、大步问题。因此,向步电功机变频调度的应用范围越来越广阔,同步电动机调速控制的研究才有了长足的进步。__1969年肥公司研制成功世界上第一台6400kw交—文变频同步电动机传动装置,用作法国伦伯尔基水泥厂水泥球磨机无级调速传动。70年代初,随着交流电机矢量控制理论的产:生及其应用技术的推广,世界各大电气公司都投入大量人力、物力对交—交变频同步电动机传动进行研究,期望这一技术可以应用于高性能要求的轧机主传功及矿井提升机传动。1981年西门子公司研制成功世界上第一台4220kw交—交变颇同步电动机矢量控制系统,用31矿井提升机[;__传动,问年该公司又研制成功第一台4000kw韧轧机交—交变频同步电动机传动系统,使大容量交流调速系统谷上了高性能调速的舞台,标志着这一技术的成熟。__二、同步电动机的几种类型__1.有刷励磁的同步电动机它是最常见的—种、容量均比较大。转子直流励磁电流叮由静小励磁装置通过集电环和电刷送到绕组中,由于电刷和集电环的存在,增加了检修维护的上作量,并限制了电动机在恶劣环境下的使用。__2.无刷励磁的同步电动机这种同步电动机容量也比较大。在同步电功机轴上安装一台交流发电机作为励破电源,经过固定在轴上的整流器变换成直流电供给同步电动机的励磁绕组。这样就无需集电环和电刷,励磁电流的凋节可以通过控制交流励战机定子上的磁场来实现。因此,这种同步电动机维护简单可用于防爆等特殊场合。我国引进曲化工设备中,同步电动机均采用无刷励磁。__3.永久磁铁励磁的同步电动机此种电动机转子采用稀土水磁材料励磁,加侈铭5mco合金、铁锈硼NdFeB合金等,使电动机体积和重量大为减小,结构简单,维护方便,运行可靠,且效率比向容量异步电动机提高4%一13%,功率固数提高5%一20%。在千瓦级的伺服系统中.用以取/t直流电动机,成为真正的无刷直流电动机。__4.开关滋阻电动机它是由反应式步进电动机发展起来的,突破了传统电动机的结构模式和原理。定转子采用双凸结构,转子上没有绕组,定子为集中绕组,虽然转子上多丁一个位置检测器,但总体__上比笼型异步电动机简单、坚固和便宜,更重要的是它的绕组电流不是交流,而是直流脉冲,因此变流器不但造价低,而且可靠件也高得多。其不足之处是低速时转矩脉动较大。目前国内外已有开关磁阻电动机调速系统的系列产品,单机容量可达200kw__三、同步电动机的基本结构__同步电动机也是由定子和转子组成的,其定子和异步电功机的定子结构基本相同,都是由定子铁心、三相对称的绕组以及固定铁心用的机座和端孟等部件组成。生间上三相对称绕组通入时间上对称的二柏电流就会产生一个空间旋转磁场,旋转磁场的同步转速为同步电动机的转子按共磁极形状可分为隐极式和凸根式两种结构型式。凸胶式转子有明显的磁极,气隙不均匀、造成直流磁阻小,与之垂直的交流磁阻大,因此两铀的电感不等。同步电动机的转子由磁极铁心和励磁绕组等组成。磁极铁心内钢板冲片叠压而戊,磁极上套有励磁绕组,励磁绕组两出线端接到两个集电环亡,再通过与集电环相接触的静电刷向外引出。励磁绕组由直流励磁电源供电,其正确连接应使相邻磁极的极性呈N与s交替排列。对大、中型同步电动机而言,小容量同步电动机转子常用永久磁铁励磁,其磁场可视为恒定。__凸极转子的磁极极靴上装有阻尼绕组,同步电动机在恒频运行时,阻尼绕组主要用作起动和抑制重载时容易发生的振荡。当同步电动机在转速闭环下变频调速运行时,对于变频器供电的同步电动机无须用阻尼绕组进行起动,此时,阻尼绕组主要用抑制变频器引起的谐波和负序分量。此外,阻尼绕组还能减少同步电动机的哲态电抗,加速换__

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