【正文】 該電動機(jī)也就沿用傳統(tǒng)電機(jī)軸向立式的結(jié)構(gòu)。 本文設(shè)計的電機(jī)是用于變頻調(diào)速的同步電動機(jī)。為獲得高性能、高精度的執(zhí)行效果，常常使用變頻器對同步電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動和控制，本文正是針對這樣一種需求產(chǎn)生的。關(guān)鍵詞： 同步電動機(jī)、變頻調(diào)速、設(shè)計 109AbstractThe scheme of electromagnetic design for 16KW6 pole synchronous motor and the design of the control system of the frequency converterAbstractThis article introduces the scheme of electromagnetic design for synchronous motor and the design of the control system of the frequency converter. According to the requirements of the topic,this paper mainly introduces the fundamental characteristic,working mechanism,working method,the basic method of electromagnetic design of a synchronous to the requirements of frequency control This article is also on the motor stator and rotor structure, air gap magnetic field distribution, the motor parameter selection, and many other studies carried out to determine the effective control loop program.In this paper, the process of design is: the basis of the national technical standards, according to the needs of users , we can determine the size of the motor structure.2. To research the noload airgap flux distribution,so as to select the rotor configuration ,which consists of some important parameters,such as the permanent magnet dimension and conductor number per slot get the performance of motor by calculation with known formulas,as a result an adjustment for the motor’s configuration can be practised, we can get three logical and feasible project. The first set of the data the program is selected, according to preliminary calculation program to design a motor to make it consistent with the efficiency of synchronous generator, temperature and other requirements. Second program is the study by increasing the number of conductors per slot to make the material most provinces (mainly refers to the consumption of copper and iron) program. The third set of program is to study reducing the number of conductors per slot to enable the highest efficiency program.4. By paring the three types of design, balance between efficiency, temperature rise, saving materials, and many other requirements, have a material and also enhance the performance of both the province39。⑤運(yùn)用AUTOCAD繪圖軟件，繪制定轉(zhuǎn)子沖片和繞組連接圖。第一套方案是選定各項數(shù)據(jù)按照計算程序來初步設(shè)計一臺電機(jī)，使其符合同步發(fā)電機(jī)的效率、溫升等要求；第二套方案是研究通過增加每槽導(dǎo)體數(shù)來使材料最?。ㄖ饕侵搞~和鐵的耗用量）的方案；第三套方案是主要是研究減小每槽導(dǎo)體數(shù)來使效率達(dá)到最高的方案。②進(jìn)行電機(jī)空載磁場的研究，確定包括磁體的尺寸、每槽導(dǎo)體數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)在內(nèi)的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。根據(jù)變頻調(diào)速的要求，本文也對電機(jī)的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、氣隙磁場的分布、各電機(jī)參數(shù)的合理選擇等多方面的情況進(jìn)行了研究，從而確定有效地控制回路方案。 密級： NANCHANG UNIVERSITY 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文THESIS OF BACHELOR（2006—2010年）題 目 16KW6極變頻調(diào)速同步電動機(jī)的電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 系 電氣工程及其自動化 專業(yè)班級： 電機(jī)電器061班 學(xué)生姓名： 史凌飛 學(xué)號： 6101106019 指導(dǎo)教師： 黃劭剛 職稱： 教授 起訖日期： ~ 摘要16KW6極變頻調(diào)速同步電動機(jī)的電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計專 業(yè)： 學(xué) 號：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：摘 要本文討論的是同步電動機(jī)的電磁設(shè)計方案及其變頻調(diào)速的控制回路的設(shè)計。根據(jù)課題的要求，本論文主要介紹了同步發(fā)電機(jī)的基本特點、工作原理、運(yùn)行方式，及其電磁設(shè)計的基本方法。本文在電機(jī)設(shè)計過程中采用的步驟是：①在國家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶的需求，大致確定電機(jī)的尺寸結(jié)構(gòu)。③根據(jù)電機(jī)工作性能的計算公式計算電機(jī)性能，由計算結(jié)果調(diào)整電機(jī)的結(jié)構(gòu)，得出三套可行的方案。④通過比較三種設(shè)計方案，兼顧效率、溫升、節(jié)省材料等多方面的要求，得到一個既省材又提高性能的綜合方案。最后，選擇合適的變頻調(diào)速控制回路，校驗變頻器的特性，使其符合同步電機(jī)的工作特性。s prehensive plan.5. Using AUTOCAD drawing software, drawing tablet and stator and rotor winding connection diagram.Finally, select the appropriate frequency conversion control circuit, checking the inverter characteristics,to meet the synchronous motor operating characteristics.Keywords: synchronous motor；frequency control； design目錄目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 IV第一章 緒 論 1 1 同步電動機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 2第二章 同步電動機(jī)的概述 3 3 3 3 5 5 5 同步電動機(jī)的主要構(gòu)件 6 6 7 7 8 8 8第三章 同步電動機(jī)的工作特性 10 10 同步電動機(jī)的電磁關(guān)系 11 11 同步電機(jī)的雙反應(yīng)理論 13 同步電機(jī)的電壓平衡方程式及相量圖 15 19 19 21 22 同步電動機(jī)的運(yùn)行 23 26 26　同步電機(jī)的Ｖ形曲線 29 30 同步電動機(jī)為什么不能直接起動？ 30 30第四章 同步電動機(jī)設(shè)計的理論分析 33 電機(jī)設(shè)計的任務(wù)與過程 33 33 33 同步電動機(jī)的電磁設(shè)計 34 同步電動機(jī)主要尺寸確定 34 37 40 電機(jī)的損耗及溫升計算 41 42 42 43 43 44 45 46第五章 電磁設(shè)計方案計算 47 47： 48 49 49第六章 電磁方案結(jié)果分析 66 66 66 66 電機(jī)損耗與效率計算結(jié)果的對比 66 三個方案電磁負(fù)荷的對比 67 三個方案電機(jī)參數(shù)的對比 67 68第七章 變頻調(diào)速控制回路的設(shè)計 69 69 70 70 72 72 同步電動機(jī)的矢量變換控制 73 同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制 77第八章 Autocad 繪圖 81 AutoCAD 2006繪圖軟件的使用方法和常用命令 81，轉(zhuǎn)子沖片圖和繞組連接圖的繪制 82 定、轉(zhuǎn)子沖片圖的繪制 82 繞組連接圖的繪制 83第九章 總 結(jié) 85參考文獻(xiàn)（References） 86致 謝 87附錄 88外文資料原文 89外文資料譯文 99第一章 緒論第一章 緒 論在直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、交流同步電機(jī)三大電機(jī)形式中，同步電動機(jī)因其優(yōu)良的性能和多樣的結(jié)構(gòu)而在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中、航空航天和國防等各個領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。本文所涉及的電機(jī)是由變頻調(diào)速回路控制的同步電動機(jī)，即后文所說的變頻調(diào)速同步電動機(jī)。它的設(shè)計指導(dǎo)思想是除了要符合同步機(jī)適用于電動機(jī)的一般要求外，還應(yīng)符合上文指出的對變頻調(diào)速的特殊要求。這樣可以參考和借用已有的規(guī)格電機(jī)的機(jī)座、定子等部件的結(jié)構(gòu)尺寸，以提高這些部件的通用性，縮短電機(jī)的研制周期，并且節(jié)省研制資金。電機(jī)已是當(dāng)今生產(chǎn)活動和日常生活中最重要的原動力和驅(qū)動裝置。 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)。比如：TYZ系列同步電機(jī)主要特點是結(jié)構(gòu)簡單，遇到一定阻力時能夠自動反向旋轉(zhuǎn)，常用于轉(zhuǎn)向要求不高的恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動場合，如旋轉(zhuǎn)燈具、圣誕樹、廣告畫等。 TYD系列可逆同步電機(jī)同TYZ系列的區(qū)別是：該系列電機(jī)內(nèi)部采用兩組繞組，用電容實現(xiàn)定向旋轉(zhuǎn)。本系列電機(jī)功率比TYZ系列大。電氣傳動系統(tǒng)由控制部分、功率部分和電動機(jī)三大要素組成，成為一個有機(jī)的整體。雖然調(diào)速傳動從電流型上分為直流調(diào)速和交流調(diào)速兩大類，但在交流調(diào)速中，異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已發(fā)展成為兩類占有相當(dāng)比重的調(diào)速系統(tǒng)，且同步電動機(jī)、異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)占主導(dǎo)地位，直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)也并未被淘汰，它在電氣調(diào)速系統(tǒng)中仍占有一席之地。和同容量的直流電動機(jī)相比，它具有效率高、過載能力大、體積小、轉(zhuǎn)動慣量小、省維護(hù)等優(yōu)點，并且可以做到大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓。無論是無刷勵磁還是有刷勵磁，和籠型異步電動機(jī)相比，都要增加維護(hù)工作量。總的來講，在三種調(diào)速系統(tǒng)中，直流電動機(jī)雖然調(diào)速系統(tǒng)歷史悠久，技術(shù)成熟，并且在不斷的完善自己，但由于直流電動機(jī)的固有缺陷，必然被交流調(diào)速系統(tǒng)所取代，與異步電動機(jī)傳動系統(tǒng)相比較，有競爭力的當(dāng)屬同步電動機(jī)傳動系統(tǒng)，它引起了人們的極大興趣，在電氣傳動領(lǐng)域占有很大的比重，從國內(nèi)外研究和國外引進(jìn)設(shè)備來看，同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)越來越受到電氣傳動專家、學(xué)者、工程技術(shù)人員的廣泛重視，相信不久的將來，在取代直流調(diào)速系統(tǒng)方面其作用將超過異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。小到電鐘和記錄式儀表的定時旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，大到大型同步電動機(jī)一直流發(fā)電機(jī)組，無一不是為了發(fā)揮其轉(zhuǎn)速恒定的優(yōu)勢而得到應(yīng)用的。在一個工廠里，只需有一臺或幾臺大容量設(shè)備(例如水泵、空氣壓縮機(jī))采用同步電動機(jī)，就足以改善全廠的功率因數(shù)。而感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是可以變化的。同步電機(jī)還可作為同步調(diào)相機(jī)使用，同步調(diào)相機(jī)實際上是一臺接在交流電網(wǎng)上空載運(yùn)行的同步電動機(jī)，能向電網(wǎng)發(fā)出感性的無功功率，滿足電網(wǎng)對無功功率的要求。對于旋轉(zhuǎn)磁極同步電動機(jī)按照磁極的形狀又可分為凸極式和隱極式，兩者的區(qū)別見下表：磁極的形狀氣隙特性轉(zhuǎn)子形狀結(jié)構(gòu)特性采用條件凸極式不均勻，極弧底下氣隙較小，極間部氣隙較大結(jié)構(gòu)簡單（） 隱極式均勻圓柱形結(jié)構(gòu)復(fù)雜轉(zhuǎn)速較高 同步電動機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)分類按照軸的安裝方式還可分為立式和臥式，按照冷卻方式可分為空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷卻、混合冷卻方式。它的轉(zhuǎn)子做成凸極式的，安裝在磁極鐵芯上面的磁場線圈是相互串聯(lián)的，接成具有交替相反的極性，并有兩根引線連接到裝在軸上的兩只滑環(huán)上面。由于這種同步電動機(jī)不能自動啟動，所以在轉(zhuǎn)子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動機(jī)啟動之用。當(dāng)在定子繞組通上三相交流電源時，電動機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生了一個旋轉(zhuǎn)磁場，鼠籠繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)起來。轉(zhuǎn)子不需要勵磁的同步電機(jī)。這種電動機(jī)中，有一種的定子繞組與分相電動機(jī)或多相電動機(jī)的定子相似，同時有一個鼠籠轉(zhuǎn)子，而轉(zhuǎn)子的