4极变频电动机设计开题报告 唐林杰.docx
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4极变频电动机设计开题报告唐林杰
毕业设计(论文)开题报告
题目:
4极变频电动机设计
学院:
电气信息学院
专业:
电气工程
学生姓名:
唐林杰学号:
201001010103
指导老师:
石安乐
2014年3月12日
开题报告填写要求
1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。
3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇(不包括辞典、手册),其中至少应包括1篇外文资料;对于重要的参考文献应附原件复印件,作为附件装订在开题报告的最后。
4.统一用A4纸,并装订单独成册,随《毕业设计(论文)说明书》等资料装入文件袋中。
毕业设计(论文)开题报告
1.文献综述:
结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述
一交流调速系统的优点
电力拖动系统分为恒速拖动系统和调速拖动系统。
调速拖动系统又可分为直流调速系统和交流调速系统。
随着电力电子技术的发展,近年来交流调速获得飞跃的发展,采用交流电机拖动方式逐步占据了主要地位。
交流调速具有下面几个优点:
(1)交流电机特别是笼型异步电动机的价格远低于直流电动机。
(2)交流电机不易出现故障,维修简单。
(3)使用场合没有限制。
(4)电机的单机容量远大于直流电机。
随着交流调速的发展,交流调速性能已可与直流调速系统技术相媲美,已有取代直流调速系统的趋势,从而进入交流调速系统时代。
变频电机随着电力电子技术、微电子技术的快速发展,变频电机采用“专用变频感应电机+变频器”的交流调速方式,正在以其卓越的性能、可靠性和经济性,在调速领域中引导了一场取代传统调速方式的的变革。
二变频器
1、变频器简介
变频器按装置形式分为交-交变频器和交-直-交变频器。
交-交变频器又叫直接变频器。
它是把某一定压、定频的交流电变换成电压和频率都可调的交流机。
根据输出波形的不同,交-交变频器可分为方波型和正弦型;根据主电路中是否接入滤波电感,交-交变频器可分为电流型和电压型。
交-直-交变频器又叫间接变频器。
它是把某一定压、定频的交流机先经变流器整流成直流电,然后再经逆变器将此直流变换成电压和频率都可调的交流电。
在频率调速中变频器的负载通常是异步电动机,起电流滞后于电压,负载需向电源汲取无功功率,这样在直流环节和负载之间将有无功功传输,为了缓冲无功能量,在直流环节和负载之间须设置贮能元件。
根据主回路缓冲无功能量的贮能元件类型不同,交-直-交变频器分为:
1)交-直-交电压型变频器,它在直流侧并联一个大电容C,有恒
压源的特点。
2)交-直-交电流型变频器,他在直流回路串一个大电感L。
类似于恒
流源。
交直交电压型变频器主要由整流单元(交流变直流)、滤波单元、逆变单元(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、控制单元等部分组成的
2、变频器的基本结构
整流器电网侧的变流器1是整流器,它的作用是把三相交流整流成直流电。
逆变器负载侧的变流器2为逆变器。
最常见的结构形式是利用六个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变器电路。
有规律地控制逆变器中主开关器件的通与断,可以得到任意频率的三相交流输出。
中间直流环节由于逆变器的负载为异步电机,属于感性负载。
无论电动机处于电动或发电制动状态,其功率因数总不会为1.因此,在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。
这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件来缓冲。
所以有常称中间直流环节为中间直流储能环节。
控制电路控制电路常由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路和驱动电路等构成。
其主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护佛那个能等,控制方法可以采用模拟控制或数字控制。
高性能的变频器目前已经要靠软件来完成各种功能。
由于软件的灵活性,数值控制方式靠可以完成模拟控制方式难以完成的功能。
三变频调速技术发展及应用
电机变频调速技术是电子技术在电力拖动上的应用。
它不仅安全可靠,而且还达到了提高工作效率,提高产品质量,节约电能30%以上的综合经济效益。
特别是上世纪80年代以来,该项技术发展更为迅速,应用更为广泛。
纵观电力传动的发展过程,交、直流两种传动方式共存于各个生产领域,随着工业技术的发展,它们相互竞争,相互促进。
过去,由于直流调速系统的性能指标优于交流调速系统,因此直流调速系统一直在调速领域内居首位。
但由于直流电动机具有机械整流器和电刷,因而存在着维护保养工作量大、电动机安装环境受到限制和难以向大容量、高转速及高电压方向发展等缺点。
随着电子技术和自动控制技术的迅速发展以及各种高性能电力电子元器件产品的出现,历来阻碍交流调速技术发展的一些因素相继被克服,原直流调速系统领先的一些技术性能,如宽广的调速范围、较高的稳速精度、快速的动态响应和四象限运行等方面,都能与直流调速系统相媲美。
又由于交流电动机本身具有结构简单、坚固耐用、运行可靠和惯性小等优点,还适用于直流调速无法比拟的场合,如化纤纺丝机等高精度、高速化的生产机械,泵、空压机和电梯等无齿轮化的生产机械以及冶金等大容量的生产机械。
因此,交流调速在电气传动领域中越来越占有重要的地位,它已成为机电一体化的电气传动技术。
参考文献
1汤蕴缪史乃,电机学.机械工业出版社,2003
2何超.交流调速技术.北京:
北京航空航天大学出版社,2006
3胡虔生,胡敏强.电机学.北京:
中国电力出版社,2005
4张燕宾.变频调速应用实践.北京:
机械哦那个也出版社,2000
5石秋洁,张燕宾.变频器应用基础.北京:
机械工业出版社,2002
6胡崇岳.现代交流调速技术[M].北京:
机械工业出版社,1998
7韩安荣.通用变频器机器应用.北京:
机械工业出版社2000
8陈伯时,陈敏逊.交流调速系统.北京:
机械工业出版社,2005
9周志敏,周纪海,纪爱华.变频调速系统设计与维护.北京:
中国电力出版社,2007
10李正熙,白晶.电力拖动自动控制系统.北京:
冶金工业出版社,2000
11吴忠智,昊加林.变频器应用手册[M].北京:
机械工业出版社,2000
12王兆安.黄俊.电力电子技术[M].北京:
机械工业出版社,2000,
毕业设计(论文)开题报告
2.开题报告:
一、课题的目的与意义;二、课题发展现状和前景展望;三、课题主要内容和要求;四、研究方法、步骤和措施
开题报告
一、课题的目的与意义
变频电动机的研究有着巨大的现实意义。
采用变频调速的交流电动机,它以体积小,重量轻,精度高,通用性强,工艺先进,功能丰富,保护齐全,可靠性高,操作简单等优点优于以往任何调速方式。
变频调速电机的优越性表现在两个方面:
一是节电显著,二是提高产品的质量和产量。
采用变频控制后的电机和泵,其转数下降,轴承等机械磨损降低,泵端的密封系统不易损坏,机泵故障率降低,维修工作量大为减少。
正是由于变频电动机在工业生产中的这些优点,所以对其的研究有这重要的意义。
本课题有研究变频器的原理入手,结合变频电动机的结构和其电磁设计方法,在全面掌握变频电动机的设计方法的基础上对其进行优化设计。
二、课题的发展现状和前景
目前,交流调速技术在节能方面已获得了广泛的应用,把一些原有的恒速交流电力传动系统改造成为转速可调的交流调速系统,可以取得明显的节电效果。
因此,交流调速已成为节能方面的一项关键技术,它在工业中的应用将有广阔的前景。
同时国内也研制了各类型交流调速装置。
如冶金自动化开发交流调速技术十多年,1993年正式投入生产的包钢扎梁厂的2.5MW同步电机交变频调速系统是国内自行制造的容量最大的一套,并在此基础上为天津中板厂开发容量为5MW的数字控制的变频调速系统。
在其它各企业中还有许多不同型式、容量的交流调速设备投入运行。
在众多的调速技术中,变频调速之所以在能源危机中应运而生,是因为它能根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速和减速,从而大幅度的提高其工作效率。
尤其是用于风机和水泵,节电率在40%左右。
目前已广泛用于国民经济的各个领域,在众多产品的生产中,除节约用电外,还能明显提高产品质量及运行安全性。
变频电机与逆变器作为一个整体,随着电力电子技术、计算机和控制技术的迅速发展而发展,其发展前景为:
(1)系统化。
即为电力电子元件、电机及控制技术一体化。
国外主要变频电机生产公司早己迅速摆脱了单一电机生产制造模式,而大大扩展了电机的外延和内涵,以成套调速系统的机电产品形式走向市场。
(2)集成化和智能化。
电机的高新技术附加含量越来越多。
调速系统中不仅仅包含变频电机,而且内含电力电子元器件及各种控制线路,使得电力电子、电动机、控制不仅在运行上形成一体,在外观上亦融为一体,具有相当高的“智慧”称之为“SmartMoter”(智慧电机)。
(3)高性能和可靠性。
由于变频电机及控制系统制造成本远远低于其运行成本,所以高性能及高可靠性成为衡量变频电机及其调速系统优劣的首要标准。
高效率、高功率因子、宽频调速范围及高故障容错能力成为现代交流调速系统的重要标志。
(4)新材料、新结构不断拓新。
变频电机中的导电、导磁及绝缘材料已有了很大的变化。
高性能材料的成本价格不断下降,使得变频电机的性价比不断下降,同时,电力电子元器件材料亦不断更新,为变频电机的控制提供了先决的物质条件。
(5)通用性和互换性。
变频电机通用性非常好,安装尺寸符合IEC标准,与一般标准型电机具备可互换性
3、课题主要内容和要求
主要设计内容包括:
1、变频电机系统分析;
2、变频电机调速分析;
3、功率确定;
4、电磁设计及参数分析;
5、实例计算;
6、熟悉和掌握电磁设计程序。
4、研究方法、步骤和措施
通过查阅资料,了解变频电动机的发展情况并掌握变频器的原理,变频电动机的设计都应该从额定电压的确定方法和电机参数设计入手。
再通过在电磁设计方案应该有所选变频器的具体类型,机械负载要求来确定具体的电磁设计方案。
毕业设计(论文)开题报告
指导教师意见:
1.对“文献综述”的评语:
2.对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:
指导教师:
年月日
所在专业审查意见:
负责人:
年月日
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