【正文】 I X??? ? ? ? ? ? ?? ? ? 對突極同步電動機，則為： 0 d d q qU E I R a + j I X j I X? ? ? ? ?? ? ? 相應的向量圖為圖 22（ a）和圖 23 （ a） 第一章 同步電機概述 （ b） 圖 22 隱極同步電動機的向量圖和等效電路圖 圖 23 突極同步電動機的向量圖 功角特性和功率平衡方程 在同步發(fā)電機的功角特性公式中，功率角θ定義為 0E? 超前于 U? 的角度。 由以上分析可知，同步電動在恒定功率下改變勵磁電流時，曲線 fIfI? （ ） 仍為一條 V 形曲線。因此，從改變電網(wǎng)的功率因數(shù)和提高同步電動機本身的 過載能力來考慮，現(xiàn)代同步電動機的額定功率因數(shù)一般都設計在 （超前），通常都工作在過勵狀態(tài)。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準確的被控異步電動機的參數(shù)，有的通用變頻器在使用時需要準確地輸入異步電動機的參數(shù)，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。 F、 B、 0 與 d、 q、 0 坐標系統(tǒng)：坐標軸放在轉子上并且隨著轉子一起旋轉的坐標系統(tǒng)。但一般來說，假如定子或轉子的某一方面為對稱而另一方面為不對稱，那么較合適的方法是利用把坐標軸放在不對 稱的那一方面的坐標系統(tǒng)。) c o s( 39。 1 2 0 )32 sin ( 39。 1 2 0 ) sin ( 39。 1 2 0 ) sin ( 39。) c o s( 39。以電流為例可得： 212201 ()31 ()31 ()3a b ca b ca b ci i ai a ii i a i aii i i i? ? ?? ? ?? ? ? 反變換為 0 1 220 1 220 1 2abci i i ii i a i aii i ai a i? ? ?? ? ?? ? ? 由于存在復數(shù)這種分量有 時稱為復數(shù)變量，其坐標軸線與定子沒有相對運動。同樣，同一方法在某些情況下應用起來很容易得出結果，而在另一些情況下應用時就較為復雜。同步電動機的控制離不開坐標變換，下面就對同步電機的坐標變化進行分析。矢量控制算法已被廣泛地應用在 siemens， AB， GE， Fuji等國際化大公司變頻器上。 改變勵磁電流可以調(diào)節(jié)同步電動機的功率因數(shù)，這是同步電動機最寶貴的優(yōu)點?！罢！眲畲艜r，電動機的 cos? =1，電樞電流全部為有功電流，其數(shù)量最??；當“欠磁”時， 0E“ ＜ 0E ， 為保證氣隙磁通值金絲不變，除有功電流外，還要出現(xiàn)起增磁作用的滯后的無功電流分量（從發(fā)電機慣例看，仍為超前的無功電流）。端電壓 U? 假設為外施電壓， I? 為此電壓所產(chǎn)生的輸入電流（與發(fā)電機的正方向相反）， E? 為反電動勢。電樞磁動勢作用在 q 軸（交軸）上叫做交軸電樞反應，電樞磁動勢作用 在 d 軸（直軸）上叫做直軸電樞反應。第一章 同步電機概述 第二章 同步電機的工作特性 同步電機的 運行 原理 和異步電機一樣， 同步電機 也主要是由定子、轉子這兩部分構成。對于同步調(diào)相機，則用線端的額定無功功率來表示其容量，以Kvar 或 Mkvr 為單位。 同步電機的定子鐵芯是由 一片片的 硅鋼片 （厚度為 ） 經(jīng)過 沖制后疊裝而成 的 。 主要結構部件 同步 電動 機 主要結構包括： 轉子和定子 兩個基本部分組成。 隱極式轉子為圓柱形，氣隙均勻。按照轉子磁極的形狀的不同，同步機可分為隱極式和凸極式兩種轉子。 同步機主要由定子 、 轉子以及滑環(huán) 、 電刷裝置等部件組成。當同步 機作為電動機運行時， 在定子繞組 （電樞繞組）里通入 三相 交流 電 流 ， 使得電機中產(chǎn)生一個 旋轉的磁場。 然后在本文的最后一章對變頻調(diào)速控制系統(tǒng)進行了 較為詳細 的介紹。 電機是將電能從最初的能源形式轉換過來的重要橋梁，又是再將大部分電能轉換為機械能的裝置。本課題研究了三個方案，通過表格相互對比，最后得出結果分析。本人授權南昌大學可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。同時還可以避免由于不同功率的電機使用不同的定子沖片和轉子沖片尺寸所造成重新設計模具的浪費，可以提高所生產(chǎn)的電機的經(jīng)濟性。盡量減少材料的使用，主要是鐵和銅的耗用量，使之更加經(jīng)濟。 。隨著材料領域方面的發(fā)展，好的材料也將越來越多，價格也將越來越便宜，電機使用的材料也將越 來越好，性能也隨之變好。 隨著科學技術以及經(jīng)濟的發(fā)展，電機制造工業(yè)也將發(fā)生很大的變化，下面就對其作簡要介紹。在總產(chǎn)量中，大中型電機產(chǎn)量為 萬千瓦，增速減緩 個百分點；小型交流電機產(chǎn)量為 萬千瓦，同比增長 %，增速同比減緩 個百分點；直流電機產(chǎn)量 萬千瓦，同比降低 %，增速同比減緩 個百分點。中華人民共和國成立后，電機工業(yè)才獲得迅速的發(fā)展，產(chǎn)品的品種、數(shù)量不斷增加，技術水平逐步提高。 另外，變頻技術也被應用到電磁爐、電飯煲等其他家電以及照明系統(tǒng)中，成 為家電業(yè)的一個嶄新的亮點。三是噪聲低、振動小。 變頻洗衣機變頻波輪式洗衣機于 20 世紀 90 年代初最先由日本三菱公司推出，隨后新西蘭公司也推出了變頻攪拌式洗衣機。即較低速時采用 PWM 控制，保持 U/f 為一定 ；當轉速大于一定值時，將調(diào)制度固定在最大值附近，通過改變直流斬波器的導通占空比，提高逆變器輸入直流電壓值，從而保持變頻器輸出電壓和轉速成比例，這一區(qū)域稱為 PAM 區(qū)。 變頻調(diào)速技術在家電中的應用 通常，家用電器用得最多的是單相異步電動機，靠電容或電阻分相。為此，要在 降頻的同時還要降壓，這就要求頻率與電壓協(xié)調(diào)控制。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為 l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術在很大程度上解決了上述矢量控制方法的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結構、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較小，受定子電阻壓降的影響比較顯著，故造成輸出最大轉矩減小。 變頻調(diào)速技術： 變頻調(diào)速技術的發(fā)展回顧 ： 隨著電力電子技術、微電子技術及控制理論的發(fā)展，變頻調(diào)速技術已被廣泛的應用到電機控制領域。當時，美國為完成電氣化的進程又花了 30 年的時間，而且直至 20世紀 30年代，美國的農(nóng)村配電系統(tǒng)還沒有完成。主要有提高電動機的效率、減少能源的使用，減少 CO2 的排放量，減少電動機所用材料等等，總之，對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的作用 。 電動機將電能轉換成為機械能，用來驅(qū)動各種用途的生產(chǎn)機械。隨著環(huán)境污染的日趨嚴重與人類對高品質(zhì)環(huán)境的要求日趨加劇的矛盾日趨激化，這種獲得動能的模式最終會被完全的取代。 2. 進度表由學生填寫，至少每兩周交指導 教師簽署審查意見，并作為畢業(yè)論文工作檢查的主要依據(jù)。所以電能將被開發(fā)成為 現(xiàn)代社會最主要的能源之一是一種趨勢 。 發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國防，科技及日常生活中 同樣 有廣泛的用途。知道 19世紀 70 年代，托馬斯 *愛迪生為實現(xiàn)真正意義上的電功率分配，以便使電燈進入千家萬戶，開始了商業(yè)目 的直流發(fā)電機的研究。 盡管今天應用的電機學的理論課追溯到 100 年以前，但是其更新和提高的腳步從來沒有停止過。與此同時，變頻調(diào)速控制技術也發(fā)生了由 VVVF 變頻、矢量控制變頻到直接轉矩控制變頻的轉變過程。其中 Im1 相當于直流電動機的勵磁電流 ； It1 相當于與轉矩成正比的電樞電流。它不需要將交流電動 機化成等效直流電動機，因而省去了矢量旋轉變換中的 許多復雜計算 ；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學模型。前兩種方法轉差損 耗大，效率低，對電機特性都有一定的局限性。前者適用于高速小容量電機，后者適用于低速大容量拖動系統(tǒng)。 變頻技術的發(fā)展促進了家用電器的變頻化，變頻家用電器具有省電節(jié)能、舒適、壽命長、安全 可靠、靜音化等優(yōu)點。采用變頻制冷后，壓縮機始終處在低速運行狀態(tài)，可以徹底消除因壓縮機起動引起的噪聲，節(jié)能效果更加明顯。由于采用直接驅(qū)動式變頻電機，其洗滌、脫水速度可調(diào)，可以針對不同衣物的質(zhì)地確定不同的洗滌脫水速度。無錫小天鵝公司是我國最早開發(fā)變頻洗衣機的廠家。有業(yè)內(nèi)人士預計，今年變頻空調(diào)的市場占有率將達到 20%。經(jīng)過 200 多年的發(fā)展，它已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中不可或缺的核心、基礎，是國民經(jīng)濟中重要的一環(huán)。但是電機企業(yè)產(chǎn)量突飛猛進。由于不同的電機具有不同的功能及其優(yōu)勢，為了更好地利用各種電機的優(yōu)勢，就必須生產(chǎn)出不同的電機，在不同的領域使用不同的電機，從而提高能量的利用，減少浪費，同時也將有利于環(huán)境保護。 （四） 積極開展電機理論、測試技術和新型發(fā)電方式的研究 近年來，世界各國對電機繞組、附加損耗、附加轉矩、電機冷卻、大型電機的端部磁場、電機測試技術以及超導體技術在電機中的應用等方面開展了一系列研究，取得不少的成果。 步確定的繞組可以確定每極磁通 p? 。本課題研究了三個方案，方案一為折中方案，在滿足技術要求的基礎上設計的方案。 《電力電子技術》王兆安 黃俊 主編 機械工業(yè)出版社 20xx年 《 交流電機變頻調(diào)速及其應用》張承慧 崔納新 李珂 主編 機械工業(yè)出版社 20xx 年 南 昌 大 學 學士學位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究 所取得的研究成果。 （請在以上相應方框內(nèi)打“√”） 作者簽名： 日期： 導師簽名： 日期： 密級： NANCHANG UNIVERSITY 學 士 學 位 論 文 THESIS OF BACHELOR （ 20xx— 20xx 年） 題 目 40KW6極變頻調(diào)速同步電動機電磁方案及 控制系統(tǒng)的設計 學 院： 信息工程 系 電氣 工程及其自動化 系 專業(yè)班級： 電機電器 062 班 學生姓名： 徐健 學號： 6101106075 指導教師： 黃劭剛 職稱： 教授 起訖日期： 20xx —— 20xx 摘要 40KW6 極 變頻調(diào)速 同步 電動機 電磁 方案及控制系統(tǒng)的設計 專業(yè)：電氣工程及其自動化 學號： 6101106075 學生姓名： 徐健 指導老師：黃劭剛 摘要 本文 對 同步電動機的電磁設計以及 變頻調(diào)速 控制系統(tǒng) 兩個方面進行了詳細的介紹并且對同步電機進行了詳細的設計。 關鍵詞 ： 同步電動機 ； 電機 ； 電機設計 ； CAD； 變頻調(diào)速 ； 控制系統(tǒng) Abstract The Electromagic scheme and control system design of 40KW 6 extremely frequency conversion synchronous motor Abstract Based on the electromagic design and synchronous motor inverter control system on the detailed introduction of synchronous motor and the detailed design 。 電機設計是個復雜的過程，需要確定的尺寸和數(shù)據(jù)很多，這就難免會遇到錯綜復雜的矛盾。同步 電動機 具備許多優(yōu)點，在生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應用。 （保持嚴格的這種關系） 。 同步機與異步機主要的區(qū)別在于轉子的結構上。所以其氣隙磁場波形不夠好，為了改善這一狀況，磁極圓弧的圓心常與定子內(nèi)圓偏心，一般取極尖處的氣隙長度為主磁極軸線處氣息長度的 倍左右。增大電機容量，只得增加轉子長度， 因此轉子成細長圓柱形。 電動機 ： 結構均勻， 氣隙均勻，沒有明顯的磁極， 加工工藝復雜。 2）隱極式：轉子 為 圓柱形，氣隙 分布均勻 。 （ 7）額定功率 39。但當同步電動機帶負載運行時，電樞繞組中將流過三相對稱的負載電流，因而將產(chǎn)生與轉子磁極同步旋轉的電樞磁動勢。 直軸電樞反應會去磁或助磁，而交軸電樞反應會使氣隙磁場波形產(chǎn)生畸變。如用于電動機則功率角θ和電磁功率 emP 均為負值，這種表示方法不方便。圖 25 表示四個不同電磁功