【正文】 。這種電動(dòng)機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，需要籠式繞組提供異步啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)牽入同步，牽入同步以后轉(zhuǎn)子上籠式繞組在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)不再起作用。對(duì)于使用變頻電源的反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)，從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始即可以按照同步運(yùn)行方式加速，直接啟動(dòng)性能已不重要。三、同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制方式簡(jiǎn)介同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)分為它控式變頻器供電和自控式變頻器供電兩種不同方式。自控式變頻器供電的變頻調(diào)速系統(tǒng)其輸出頻率不由外界調(diào)節(jié)而是直接受同步電動(dòng)機(jī)自身轉(zhuǎn)速的控制。由于這種自控式同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)是通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)輸入電壓進(jìn)行調(diào)速的，其特性類似與直流電動(dòng)機(jī)，但無(wú)電刷及換向器，所以習(xí)慣上被稱之為無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)。四、本課題研究?jī)?nèi)容 本課題主要是研究設(shè)計(jì)50kw4極同步電動(dòng)機(jī)及其變頻調(diào)速。其次，進(jìn)行電樞繞組的選擇：根據(jù)線負(fù)荷的范圍,確定繞組的每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)，即:.根據(jù)公式確定每槽導(dǎo)體數(shù)，即：根據(jù)槽滿率，確定電樞繞組的線規(guī)，即。根據(jù)第二步確定的繞組可以確定每極磁通。最后，根據(jù)所設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)選擇合適的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以使其達(dá)到最佳的效果。 ：①正常激磁狀態(tài)：與同相，吸有功P，Q=0；②過(guò)激運(yùn)行狀態(tài)：超前，吸有功P，吸容性Q（發(fā)感性Q）； ③欠激運(yùn)行狀態(tài)：滯后，吸有功P，吸感性Q（發(fā)容性Q）；五、研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度： 1. 研究目標(biāo)：根據(jù)用戶提出的產(chǎn)品規(guī)格，技術(shù)要求，設(shè)計(jì)出滿足用戶要求的性能好，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠的同步電動(dòng)機(jī)。主要研究通過(guò)增加材料的耗用來(lái)達(dá)到提高效率和以犧牲效率來(lái)達(dá)到節(jié)省材料的目的。本課題研究了三個(gè)方案，方案一為折中方案，在滿足技術(shù)要求的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的方案。方案三，為材料最省方案，在滿足技術(shù)要求的基礎(chǔ)上使電機(jī)的所用材料最省。 本課題的另一重要特色，是指在定子沖片和轉(zhuǎn)子沖片尺寸給定的情況下，設(shè)計(jì)出用戶所要求功率的電動(dòng)機(jī)，這有利于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。3. 工作進(jìn)度：起訖日期工作內(nèi)容備注第一周—第三周論文的開(kāi)題報(bào)告第四周—第五周畢業(yè)實(shí)習(xí)第六周—第九周復(fù)算電機(jī)的各種參數(shù)第十周—第十二周上機(jī)設(shè)計(jì)三個(gè)優(yōu)化方案第十二周—第十三周用Autocad制圖第十四周—第十五周寫(xiě)畢業(yè)論文第十五周—第十六周論文答辯六、參考文獻(xiàn)：[1] 《電機(jī)設(shè)計(jì)》 陳世坤編 機(jī)械工業(yè)出版社[2] 《AUTOCAD2004 入門(mén)與提高》 李躍峰等編著 清華大學(xué)出版社[3] 《電機(jī)學(xué)》 辜承林 陳橋夫 熊永前 華中科技大學(xué)出版社[4] 《電機(jī)學(xué)》 李發(fā)海等合編 科學(xué)出版社 南 昌 大 學(xué)學(xué)士學(xué)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(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 保密□，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 密級(jí)： NANCHANG UNIVERSITY學(xué) 士 學(xué) 位 論 文THESIS OF BACHELOR（2006 —2010 年）題 目 50KW4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué) 院： 信息工程 系 自動(dòng)化系 專業(yè)班級(jí)： 電機(jī)電器062班 學(xué)生姓名： 張亮 學(xué)號(hào)： 6101106080 指導(dǎo)教師： 黃劭剛 職稱： 教授 起訖日期： ~ 50KW4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào)：6101106080學(xué)生姓名：張亮 指導(dǎo)老師：黃劭剛 摘要本文開(kāi)始于同步電機(jī)及電機(jī)設(shè)計(jì)的基本理論，簡(jiǎn)單介紹了同步電機(jī)的基本特性、類型、用途、主要結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標(biāo)、工作特性、變頻調(diào)速等。電機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要考慮的因素、確定的尺寸和數(shù)據(jù)很多。在本次設(shè)計(jì)的三個(gè)方案中，在滿足效率的前提下,根據(jù)不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)分別設(shè)計(jì)出一臺(tái)重量輕和最省材料的同步電動(dòng)機(jī)以及一臺(tái)節(jié)省能源效率最高的同步電動(dòng)機(jī)。因此，在實(shí)際的電機(jī)設(shè)計(jì)中必須全面照顧，綜合考慮,最后得到一個(gè)既省材料效率又高的最優(yōu)方案。關(guān)鍵詞：同步電機(jī)原理、設(shè)計(jì)、變頻調(diào)速、CAD.、Electromagnetic design and control system of the50KW4 pore frequency control synchronous motor AbstractThis article begins from the basic theory of the synchronous motor and motor design , simply introduces the basic characteristics of synchronous motor, type, usage, main structure, technical indicators, working characteristics,frequency control and so no. These all are the preparation of electromagnetic design of synchronous motor. Electrical motor design is a plex process which needs to consider size, data and many other factors . Therefore, we should have a prehensive looking of the issue and according to conditions, make different situationspecific solutions. In this three options of the design, under the condition of efficiency, depending on the design objectives designs a most lightweight lest materials synchronous generator and a saving energy most synchronous generator with maximum efficiency . After the design I have found that the most provincial motor mostly dose not hvae the maximum efficient and the maximum efficient motor use the most materials. Therefore, in the actual design the motor must have prehensive consideration so the the optimal programme not only use fewer material but also have a relatively high efficiency . In addition, this article makes a presentation and of rendering graphics software AUTOCAD and puter programmingaided design .keywords: the theory of Synchronous motor, frequency control,the design ,CAD.目錄摘要 IAbstract II緒論 IV第一章 同步電機(jī)概述 1 1 同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1 同步電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的基本技術(shù)要求 2第二章 同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理及特性 5 同步電動(dòng)機(jī)的工作原理 5 同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式 5 電樞反應(yīng) 5 同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 7 同步電動(dòng)機(jī)的基本電磁關(guān)系與電壓方程式（凸極式為例） 10第三章 同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制 12 同步電機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換 12 自控式同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)及硬件控制電路 15 同步電動(dòng)機(jī)矢量變換控制及硬件控制電路 20第四章 電機(jī)設(shè)計(jì)的基本理論 25 25 電機(jī)參數(shù)對(duì)電機(jī)的影響 25 電機(jī)氣隙大小對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)的影響 25 槽滿率對(duì)電機(jī)的影響 26第五章 同步電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程 27第六章 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)果分析 46 46 關(guān)于損耗與效率的對(duì)比 46 關(guān)于電磁負(fù)荷的對(duì)比 46 關(guān)于電機(jī)參數(shù)的對(duì)比 47 電磁設(shè)計(jì)結(jié)果分析 47第七章 AUTO CAD 繪圖 4轉(zhuǎn)子沖片圖的繪制 49 50第八章 設(shè)計(jì)總結(jié) 52參考文獻(xiàn) 53致謝 54外文翻譯 55緒論電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的同步電機(jī)，由于同步電機(jī)可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使它在超前功率因數(shù)下運(yùn)行，有利于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，因此，大型設(shè)備，如大型鼓風(fēng)機(jī)、水泵、球磨機(jī)、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)等，常用同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。此外，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速完全決定于電源頻率。這一特點(diǎn)在某些傳動(dòng)系統(tǒng)，特別是多機(jī)同步傳動(dòng)系統(tǒng)和精密調(diào)速穩(wěn)速系統(tǒng)中具有重要意義。同步電動(dòng)機(jī)一般是在過(guò)勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行，其過(guò)載能力比相應(yīng)的異步電動(dòng)機(jī)大。當(dāng)電網(wǎng)電壓突然下降到額定值的80％左右時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩往往下降為64％左右，并因帶不動(dòng)負(fù)載而停止運(yùn)轉(zhuǎn)；而同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩卻下降不多，還可以通過(guò)強(qiáng)行勵(lì)磁來(lái)保證電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。大型同步電動(dòng)機(jī)和超大型抽水蓄能電動(dòng)發(fā)電機(jī)的變頻起動(dòng)亦屬于同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速之列。第一章 同步電機(jī)概述同步電機(jī)按用途可分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和補(bǔ)償機(jī)；按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為凸極式的和隱極式的，立式的和臥式的；按通風(fēng)方式可分為開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式的；按冷卻方式可分為空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷卻和混合冷卻式的；按放電機(jī)的原動(dòng)機(jī)來(lái)分可分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和其他原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)；按電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的負(fù)載來(lái)分可分為均勻負(fù)載、交變負(fù)載或沖擊負(fù)載的電動(dòng)機(jī)。在現(xiàn)代社會(huì)機(jī)里，械制造工業(yè)、冶金工業(yè)、煤炭工業(yè)、石油工業(yè)、輕紡工業(yè)、化學(xué)工業(yè)及其他各工礦企業(yè)中，廣泛地應(yīng)用各種同步電機(jī)，除了工業(yè)，在農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及國(guó)防、文教、醫(yī)療等等中也都廣泛地應(yīng)用著各種同步電機(jī)。其繞組結(jié)構(gòu)和定子鐵心與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一致，當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比較低時(shí)，級(jí)數(shù)也相應(yīng)較多，此時(shí)由于定子圓周所能開(kāi)的槽數(shù)是有限定的，定子繞組通常采用分?jǐn)?shù)槽繞組。 同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)等構(gòu)成。像這樣主磁極旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)稱為旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)。因?yàn)橹鞔艠O有明顯凸出所以稱之為凸極式轉(zhuǎn)子。為了改善氣隙磁場(chǎng)的波形磁極圓弧的圓心常與定子內(nèi)圓圓心偏心。為了能夠得到啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及提高動(dòng)態(tài)性能，需要在凸極式轉(zhuǎn)子主磁極的極靴表面開(kāi)槽，以便裝設(shè)啟動(dòng)繞組。由于同步電動(dòng)機(jī)大多轉(zhuǎn)速比較低，因此基本上均為凸極式結(jié)構(gòu)。勵(lì)磁繞組為同心式繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，在大齒部分形成磁極。為了給轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通入直流勵(lì)磁電流，需要設(shè)置電刷和滑環(huán)，以便勵(lì)磁繞組和外部直流勵(lì)磁電源相連接。電磁設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括同步電動(dòng)機(jī)的主要尺寸、磁場(chǎng)波形、電樞鐵心、電樞繞組、磁路、穩(wěn)態(tài)電抗、短路比、勵(lì)磁繞組、短路電流、過(guò)載能力、暫態(tài)電抗、諧波繞組、負(fù)載時(shí)的損耗及效率。同步電動(dòng)機(jī)定子三相繞組接通三相電源后，定子繞組中就會(huì)產(chǎn)生三相電流，從而在定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高至95%同步轉(zhuǎn)速時(shí)投入勵(lì)磁，產(chǎn)生主極磁場(chǎng)，在主極磁場(chǎng)與氣隙合成磁場(chǎng)之間產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)矩的作用下，使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)牽入同步。實(shí)際上，只有在轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)才能產(chǎn)生平均電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，彈簧處于自由狀態(tài)，這時(shí)B0與B的軸線重合，電磁轉(zhuǎn)矩為零；當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，彈簧被拉伸，B0與B的軸線之間被拉開(kāi)一個(gè)角度從而會(huì)產(chǎn)生一定的同步電磁轉(zhuǎn)矩。B0與B的軸線之間的電角度稱為功率角。因同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)與氣隙合成磁場(chǎng)之間的磁拉力而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩稱為同步轉(zhuǎn)矩。負(fù)載越大，電磁轉(zhuǎn)矩越大，功率角越大，電動(dòng)機(jī)輸出功率越大，同時(shí)，電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)輸入的電功率也就越大。當(dāng)功率因數(shù)等于1時(shí)，無(wú)功電流分量為0，電樞電流最小，這時(shí)的勵(lì)磁電流稱為正常勵(lì)磁；當(dāng)功率因數(shù)小于1時(shí)，無(wú)功電流分量大于0電樞電流大于正常勵(lì)磁時(shí)電樞電流。因此，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流便可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，過(guò)勵(lì)時(shí)功率因數(shù)超前，欠勵(lì)時(shí)功率因數(shù)滯后，這時(shí)一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。提供同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的