【正文】 ...................................................................................... 45 繞線圖 ............................................................................................................... 45第七章 變頻調(diào)速及其硬件設(shè)計(jì) ............................................................................ 47第八章 控制回路設(shè)計(jì) ............................................................................................ 48第九章 論文總結(jié)...................................................................................................... 53參考文獻(xiàn)...................................................................................................................... 54致 謝.......................................................................................................................... 55外文資料原文及譯文.................................................................................................. 56 30kw4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)的電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30KW4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)的電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)緒論能量的一種形式。與各種形式的能量相比，電能具有明顯的優(yōu)越性，適宜用于大量生產(chǎn)、集中管理、遠(yuǎn)距離傳輸和自動(dòng)控制。人類對(duì)能量利用和控制的能力決定著社會(huì)的生產(chǎn)潛能，從而又影響著人類生活方式的進(jìn)步。將電能從最初的能源形式轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的重要橋梁，又是再將大部分電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。電機(jī)的歷史可追溯到1831年邁克爾法拉第發(fā)明的盤式電機(jī)，這事一種真正的直流電機(jī)。同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)一樣是一種常用的交流電機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同。同步電動(dòng)機(jī)是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同的交流電動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N與磁極對(duì)數(shù)P、電源頻率F之間滿足N=F/P。轉(zhuǎn)速N決定于電源頻率F，故電源頻率一定時(shí)，轉(zhuǎn)速不變，且與負(fù)載無(wú)關(guān)。具有運(yùn)行穩(wěn)定性高和過(guò)載能力大等特點(diǎn)。常用于多機(jī)同步傳動(dòng)系統(tǒng)、精密調(diào)速穩(wěn)速系統(tǒng)和大型設(shè)備(如軋鋼機(jī))等。同步電動(dòng)機(jī)是屬于交流電機(jī)，定子繞組與異步電動(dòng)機(jī)相同。它的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是一樣的，所以稱為同步電動(dòng)機(jī)。正由于這樣，同步電動(dòng)機(jī)的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)容性負(fù)載。為此，在很多時(shí)候，同步電動(dòng)機(jī)是用以改進(jìn)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)的。第一章 同步電機(jī)概論同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)一樣是一種常用的交流電機(jī)。其特點(diǎn)是：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間又不變得關(guān)系n=ns=60f/p，ns成為同步轉(zhuǎn)速。若電網(wǎng)的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時(shí)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)而與負(fù)載的大小無(wú)關(guān)。與異步電機(jī)相比,同步電動(dòng)機(jī)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：1． 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速恒定(同步速)，只與電源頻率有關(guān)，不隨負(fù)載和電壓的變化而變化；130kw4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)的電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2． 運(yùn)行穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的過(guò)載能力；3． 功率因數(shù)較高，因?yàn)橥诫妱?dòng)機(jī)可以通過(guò)調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流提高功率因數(shù)，可在功率因數(shù)為1的狀態(tài)下運(yùn)行；還能改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，即在領(lǐng)先的功率因數(shù)下運(yùn)行；4． 運(yùn)行效率高，低速運(yùn)行時(shí)尤為明顯；對(duì)于大容量電動(dòng)機(jī)，同步電動(dòng)機(jī)體積反而比異步電動(dòng)機(jī)小；5． 隨著電力電子技術(shù)與控制技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，同步電動(dòng)機(jī)也能實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，在大容量電力拖動(dòng)場(chǎng)合，同步電動(dòng)機(jī)的控制性能優(yōu)于異步電動(dòng)機(jī)。同步電機(jī)的分類有多種。如按用途分，有發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)。按結(jié)構(gòu)形式分，有旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。前者在小容量同步電機(jī)中得到某些應(yīng)用，后者廣泛用于高電壓、中大容量的同步電機(jī)，并成為同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式。在旋轉(zhuǎn)磁極式中，按磁極形狀又可分為隱極同步電機(jī)和凸極同步電機(jī)兩種。隱極同步電機(jī)的氣隙是均勻的，轉(zhuǎn)子成圓柱形；凸極同步電機(jī)的氣隙是不均勻的，極弧范圍氣隙較小，極間部分氣隙較大。按打點(diǎn)機(jī)的原動(dòng)機(jī)來(lái)分，有汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，拖動(dòng)他們的原動(dòng)機(jī)分別為汽輪機(jī)、水輪機(jī)和柴油機(jī)等。由于汽輪機(jī)是告訴的原動(dòng)機(jī)，故火電站中的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一般做成二級(jí)隱極式。水輪機(jī)是低速原動(dòng)機(jī)，所以水輪發(fā)電機(jī)一般都做成凸極機(jī)。由內(nèi)燃機(jī)拖動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)一般都做成凸極式。還可按通風(fēng)方式、冷卻方式及電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的負(fù)載形狀來(lái)進(jìn)行分類。通常,同步電機(jī)的主要類型有：１．汽輪發(fā)電機(jī)定子大體上與異步電機(jī)相同，,。定子外徑較小時(shí)，采用圓形沖片，當(dāng)定子外徑大于1m 時(shí)，采用扇形沖片。定子鐵心固定在機(jī)座上，機(jī)座常由鋼板焊接而成，它必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)還必須滿足通風(fēng)和散熱的需要。汽輪發(fā)電機(jī)的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣強(qiáng)度，一般采用 B 級(jí)或 F 級(jí)絕緣。 為了減少高速旋轉(zhuǎn)引起的離心力，一般采用隱極式轉(zhuǎn)子，其外形常做成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的圓柱體。轉(zhuǎn)子鐵心表面圓周上銑有許多槽，勵(lì)磁繞組嵌放在這些槽內(nèi)。 勵(lì)磁繞組為同心式 230kw4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)的電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)繞組，以銅線繞制，并用不導(dǎo)磁的槽楔將繞組緊固在槽內(nèi)２．水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是：極數(shù)多，直徑大，軸向長(zhǎng)度短，整個(gè)轉(zhuǎn)子在外形上與汽輪發(fā)電機(jī)大不相同。大多數(shù)水輪發(fā)電機(jī)為立式。水輪發(fā)電機(jī)的直徑很大，定子鐵心由扇形電工鋼片拼裝疊成。為了散熱的需要，定子鐵心中留有徑向通風(fēng)溝。轉(zhuǎn)子磁極由厚度為1～2mm的鋼片疊成；磁極兩端有磁極壓板，用來(lái)壓緊磁極沖片和固定磁極繞組。有些發(fā)電機(jī)磁極的極靴上開有一些槽，槽內(nèi)放上銅條，并用端環(huán)將所有銅條連在一起構(gòu)成阻尼繞組，其作用是用來(lái)擬制短路電流和減弱電機(jī)振蕩，在電動(dòng)機(jī)中作為起動(dòng)繞組用。磁極與磁極軛部采用 T 形或鴿尾形連接。３．中小型同步電機(jī)中小型同步電機(jī)，是指容量在幾十、幾百到幾千kw的同步電機(jī)，它們可以作為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)或補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，它們之間的差別不大。中小型同步電機(jī)多做成臥式的。定子鐵心也是由硅鋼片疊裝成的。當(dāng)鐵心外徑小于１m時(shí)骼整圓沖片，大于1m時(shí)，用扇形片。定子槽形根據(jù)容量和電壓大小的不同而不一樣。大容量高電壓多用開口槽；小容量低電壓多用半閉口槽。中小型電機(jī)的轉(zhuǎn)子多做成凸極式的，勵(lì)磁饒組除了幾十kＷ以下的，都采用扁銅線邊繞而成。在容量較大的電機(jī)里，磁軛仍用鋼板沖成的扇形片疊成；在小容量或高速電機(jī)里多用鑄鋼鑄成。只有幾kw的同步電機(jī)，有時(shí)把磁極放在定子上，電樞繞組放在轉(zhuǎn)子上，用三個(gè)集電環(huán)把三相交流電從轉(zhuǎn)子引出來(lái)。它的優(yōu)點(diǎn)是可以提高硅鋼片的有效利用率，并把定子磁軛和機(jī)座合二為一，以節(jié)省鋼材。中小型同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩種支承方法：一種是座式軸承；一種是端蓋軸承。軸承也有兩種：滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承。同步電機(jī)的主要用途有:同步電機(jī)主要用來(lái)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，現(xiàn)代社會(huì)中使用的交流電能，幾乎全由同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。同步電機(jī)還可以作為電動(dòng)機(jī)使用，對(duì)不要求調(diào)速的大功率生產(chǎn)機(jī)械，常用同步電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)