開題報(bào)告4極變頻電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)

1、附件5：邵 陽(yáng) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告書課題名稱 4極變頻電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 院（系）、專業(yè) 機(jī)械與能源工程系 指導(dǎo)教師 2007年5月3日一、 課題的目的與意義變頻電動(dòng)機(jī)的研究有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。采用變頻調(diào)速的交流電動(dòng)機(jī)，它以體積小重量輕，精度高，通用性強(qiáng)，工藝先進(jìn)，功能豐富，保護(hù)齊全，可靠性高，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)優(yōu)于以往任何調(diào)速方式。變頻調(diào)速電機(jī)的優(yōu)越性表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是節(jié)電顯著，二是提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。采用變頻控制后的電機(jī)和泵，其轉(zhuǎn)數(shù)下降，軸承等機(jī)械磨損降低，泵端的密封系統(tǒng)不易破壞，機(jī)泵故障率降低，維修工作量大為減少。正是由于變頻電動(dòng)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的這些優(yōu)點(diǎn)，所以對(duì)其的

2、研究有著重要的意義。本課題由研究變頻器的原理入手，結(jié)合變頻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和其電磁設(shè)計(jì)方法，在全面掌握變頻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)！2課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望20世紀(jì)90年代以來，越來越多的注意力投向變頻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)研究中。變頻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)都從額定電壓的確定方法和電機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì)入手，但在文獻(xiàn)1中還有一些特殊考慮，比如轉(zhuǎn)子不斜槽，以避免由于斜槽產(chǎn)生的漏磁通造成的損耗;定子繞組采用多股并繞，以減小定子集膚效應(yīng)影響;采用他冷式風(fēng)扇通風(fēng)結(jié)構(gòu)等等。有些設(shè)計(jì)在分析了變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性后，總結(jié)了變頻變壓調(diào)速給電機(jī)帶來的效率、溫升以及對(duì)頻繁起制動(dòng)的適應(yīng)能力等問題，并對(duì)電機(jī)進(jìn)行了電磁設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計(jì)，還重點(diǎn)考慮了變頻器供電對(duì)電機(jī)的影響，從分析靜止變頻電源的特點(diǎn)以及電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性，對(duì)在非正弦波電源系統(tǒng)上運(yùn)行的電機(jī)存在的問題進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。在變頻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，有學(xué)者根據(jù)“變頻電機(jī)的額定電壓一般應(yīng)確定為逆變器的最大輸出電壓”之原則，將電壓分解為基波相電壓和各奇次諧波相電壓，設(shè)電機(jī)磁路不飽和，采用“疊加原理”分別計(jì)算它們對(duì)電機(jī)的作用。由于這種假設(shè)的限制性，該設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用存在局限。1999年國(guó)內(nèi)學(xué)者首次建議電機(jī)制造廠同時(shí)供應(yīng)變頻電源裝置，做配套試驗(yàn)后出廠。他對(duì)變頻電動(dòng)機(jī)進(jìn)行全面分析，給出了轉(zhuǎn)子電阻、定、轉(zhuǎn)子電抗隨頻率變化的規(guī)律和曲線，采用簡(jiǎn)化公式來估算變頻電動(dòng)機(jī)的高速最大轉(zhuǎn)

4、矩、低速起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流能否適應(yīng)調(diào)速要求，然后對(duì)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)提出意見。應(yīng)用電子技術(shù)系的趙爭(zhēng)鳴教授對(duì)異步電機(jī)的優(yōu)化作了大量的工作，特別針對(duì)變頻電動(dòng)機(jī)提出了從電機(jī)轉(zhuǎn)子槽形到整體體積優(yōu)化的新方法，編制了一套包括設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、仿真和結(jié)構(gòu)繪圖4部分功能的軟件包。由于變頻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子槽形對(duì)電機(jī)性能影響較大，通過優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)子槽形就可以提高變頻電動(dòng)機(jī)的電磁性能。一般，變頻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子槽形采用直槽、上寬下窄，槽形宜淺不宜深 o隨著變頻電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的深入，對(duì)電機(jī)性能的分析和參數(shù)計(jì)算顯得尤為重要，它為電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。對(duì)變頻電動(dòng)機(jī)性能的分析，主要是對(duì)脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩、損耗、效率、溫升和電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分

5、析。安徽機(jī)電學(xué)院的陳其工教授對(duì)變頻電動(dòng)機(jī)作了具體的設(shè)計(jì)與性能分析，提出了采用軟件技術(shù)來抑制諧波電流和脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的思想。變頻電動(dòng)機(jī)與逆變器作為一個(gè)整體，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)的迅速發(fā)展而發(fā)展，其主要特點(diǎn)為:1.電力電子、電動(dòng)機(jī)及控制技術(shù)的一體化。國(guó)外主要電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)公司早己迅速擺脫了單一電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造模式，而大大擴(kuò)展了電動(dòng)機(jī)的外延和內(nèi)涵，以成套機(jī)電產(chǎn)品形式走向市場(chǎng)。2.集成化和智能化。電動(dòng)機(jī)的高新技術(shù)附加含量愈來愈高。電動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)不僅僅包含原來電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子，而且內(nèi)含電力電子元器件及各種控制線路，使得電力電子、電動(dòng)機(jī)、控制不僅在運(yùn)行上形成一體，在外觀上亦融為一體，具有相當(dāng)高的“智能”稱之

6、為“Smart Motor(智能電動(dòng)機(jī))。3高性能和高可靠性。由于電動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)制造成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其運(yùn)行成本，所以高性能及高可靠性成為衡量電動(dòng)機(jī)及其系統(tǒng)優(yōu)劣的第一標(biāo)準(zhǔn)。高效、高功率因數(shù)、寬調(diào)速范圍及高故障容錯(cuò)能力成為先進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的重要標(biāo)志。目前，各種交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)被廣泛用于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、各種自動(dòng)機(jī)械設(shè)備、紡織、印刷、輕工系統(tǒng)的各種柔性生產(chǎn)線、軋鋼、礦山、機(jī)車拖動(dòng)、航空航天、船舶等領(lǐng)域三、課題主要內(nèi)容和要求；主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：1、變頻電機(jī)系統(tǒng)分析。2、變頻電機(jī)調(diào)速分析。3、功率確定。4、電磁設(shè)計(jì)及參數(shù)分析。5、實(shí)例計(jì)算。6、熟悉和掌握電磁設(shè)計(jì)程序本課題要求設(shè)計(jì)三相4極變頻電動(dòng)機(jī)

7、，變頻電動(dòng)機(jī)由變頻器和電動(dòng)機(jī)組成，轉(zhuǎn)子采用籠型繞組。該電動(dòng)機(jī)能無(wú)級(jí)調(diào)速，在須調(diào)速的場(chǎng)合中，起動(dòng)、節(jié)能效果好。該電動(dòng)機(jī)主要用在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中作調(diào)速原動(dòng)機(jī)。四、研究方法、步驟和措施 經(jīng)過查閱資料，了解變頻電動(dòng)機(jī)的發(fā)展情況并掌握變頻器的原理。變頻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)都從額定電壓的確定方法和電機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì)入手。再通過在電磁設(shè)計(jì)方案應(yīng)該由所選變頻器的具體類型，機(jī)械負(fù)載要求來確定。在設(shè)計(jì)時(shí)可以已機(jī)械負(fù)載為750KW來具體的選擇變頻器類型并確定電磁設(shè)計(jì)方案五、指導(dǎo)教師審查意見指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日 六、教研室審查意見教研室主任（簽名） 年 月 日 七、院（系）審查意見院（系）主任（簽名） 年 月 日 備 注t

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