【正文】 電樞電阻和磁路不飽和的隱極電機(jī)為例分析?！罢！眲畲艜r，電動機(jī)的=1，電樞電流全部為有功電流，其數(shù)量最小；當(dāng)“欠磁”時，＜，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(jī)慣例看，仍為超前的無功電流）。 由以上分析可知，同步電動在恒定功率下改變勵磁電流時，曲線仍為一條V形曲線。其中，的那條曲線對應(yīng)于同步調(diào)相機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。因此，當(dāng)勵磁電流減到一定的數(shù)值，角就增大到，同步電動機(jī)就不能穩(wěn)定運(yùn)行而失去同步。 改變勵磁電流可以調(diào)節(jié)同步電動機(jī)的功率因數(shù)，這是同步電動機(jī)最寶貴的優(yōu)點(diǎn)。因此，從改變電網(wǎng)的功率因數(shù)和提高同步電動機(jī)本身的過載能力來考慮，（超前），通常都工作在過勵狀態(tài)。矢量控制實(shí)現(xiàn)的基本原理是通過測量和控制異步電動機(jī)定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機(jī)的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。矢量控制算法已被廣泛地應(yīng)用在siemens，AB，GE，F(xiàn)uji等國際化大公司變頻器上。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準(zhǔn)確的被控異步電動機(jī)的參數(shù)，有的通用變頻器在使用時需要準(zhǔn)確地輸入異步電動機(jī)的參數(shù)，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。因此，無需對定子電流進(jìn)行解耦，免去矢量變換的復(fù)雜計(jì)算，控制結(jié)構(gòu)簡單。它的控制效果不取決于異步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡化，而是取決于轉(zhuǎn)矩而是取決于轉(zhuǎn)矩的實(shí)際狀況，它不需要將交流電動機(jī)與直流電動機(jī)作比較、等效、轉(zhuǎn)化，即不需要模仿直流電動機(jī)的控制，由于它省掉了矢量變換方式的坐標(biāo)變換與計(jì)算和為解耦而簡化異步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型，沒有通常的PWM脈寬調(diào)制信號發(fā)生器，所以它的控制結(jié)構(gòu)簡單、控制信號處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速且無超調(diào)，是一種具有高靜、動態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。同步電動機(jī)的控制離不開坐標(biāo)變換，下面就對同步電機(jī)的坐標(biāo)變化進(jìn)行分析。F、B、0與d、q、0坐標(biāo)系統(tǒng)：坐標(biāo)軸放在轉(zhuǎn)子上并且隨著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)?？v軸及橫軸（d、q）坐標(biāo)：坐標(biāo)軸以給定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的左邊系統(tǒng)。每個坐標(biāo)系統(tǒng)都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，所以要根據(jù)具體的情況選擇合適的坐標(biāo)系統(tǒng)以分析系問題的過程盡量簡單。同樣，同一方法在某些情況下應(yīng)用起來很容易得出結(jié)果，而在另一些情況下應(yīng)用時就較為復(fù)雜。但一般來說，假如定子或轉(zhuǎn)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(biāo)軸放在不對稱的那一方面的坐標(biāo)系統(tǒng)。再如，異步電機(jī)在正常情況下轉(zhuǎn)子方面是對稱的，因此，在分析其定子方面不對稱的運(yùn)行問題時，則利用坐標(biāo)系統(tǒng)α、β、0或1,2,0就比較方便。鑒于以上原因，本節(jié)將對其他各種坐標(biāo)系統(tǒng)以及它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行一些必要的討論，以便進(jìn)一步利用其中的一些坐標(biāo)系統(tǒng)來研究同步電機(jī)的某些實(shí)際運(yùn)行問題 本節(jié)下面將要詳細(xì)的介紹以上列舉的坐標(biāo)系統(tǒng)。以電流為例可得： 反變換為 由于存在復(fù)數(shù)這種分量有時稱為復(fù)數(shù)變量，其坐標(biāo)軸線與定子沒有相對運(yùn)動。其反變換為： 分量與分量間的關(guān)系式為： 同步電動機(jī)矢量變換控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)下面是感應(yīng)電機(jī)閉環(huán)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理圖（圖331）圖 331上圖為感應(yīng)電機(jī)閉環(huán)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成原理圖。整流電路這一部分采用了單相橋式整流模塊，這樣可以使結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。本方案采用的IPM模塊是三菱公司的隔離型功率模塊Pm300cla060, 該模塊內(nèi)部包含有一個三相逆變橋的6個IGBT和6個快恢復(fù)功率二極管。它將IGBT作為功率開關(guān)元件，不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動電路集成到一起，而且還將過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路包含在里面，具有開關(guān)速度快，低功耗，不易擊穿，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。應(yīng)該用一段來講述編碼器。在給出系統(tǒng)框圖后，應(yīng)撰寫不少于兩張紙，用來解釋框圖中各個部分的功能與作用。編碼器簡介：編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號的一種裝置。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。增量式編碼器特點(diǎn)：增量式編碼器轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，有相應(yīng)的脈沖輸出，其計(jì)數(shù)起點(diǎn)任意設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)多圈無限累加和測量。需要提高分辨率時，可利用 90 度相位差的 A、B 兩路信號進(jìn)行倍頻或更換高分辨率編碼器。為了實(shí)現(xiàn)勵磁電流（磁通）的閉環(huán)控制，通常需要經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算，并且控制精度與電機(jī)模型直接相關(guān)，如果電機(jī)的連線長度、布置方式、溫度、磁路參數(shù)、實(shí)際工作頻率等發(fā)生變化，都有可能使點(diǎn)擊的電阻、電感等參數(shù)發(fā)生變化，造成控制誤差。第四章 電機(jī)設(shè)計(jì)基本方法1． 確定主要尺寸的步驟：① 根據(jù)電機(jī)要求確定電機(jī)槽的參數(shù)；② 根據(jù)要求選定電樞繞組線規(guī)并算出電機(jī)鐵芯長度；③ 根據(jù)點(diǎn)數(shù)繞組線規(guī)及鐵芯長度算出點(diǎn)數(shù)繞組耗材以及銅耗；④ 選定勵磁繞組線規(guī)使之符合要求并計(jì)算出勵磁繞組耗材和銅耗；⑤ 根據(jù)電機(jī)的參數(shù)算出電機(jī)電樞齒電樞軛耗材及鐵耗；⑥ 算出電機(jī)總的損耗，并求出電機(jī)的效率，檢查效率是否符合要求；⑦ 由于本次設(shè)計(jì)給出了對應(yīng)于特定功率電機(jī)的電機(jī)內(nèi)徑，外徑。⑧ 對于不同的線規(guī)及氣隙磁密可以有不同的耗材以及效率。額定數(shù)據(jù)額定電壓: UN(V)，同步電動機(jī)額定運(yùn)行時，加在電機(jī)定子繞組上的電壓；額定電流：IN(A),同步電動機(jī)額定運(yùn)行時，加在電機(jī)定子繞組上的線電流；額定功率:（我國為 50Hz)；額定效率：同步電動機(jī)額定運(yùn)行時輸出地機(jī)械功率與輸入的電功率的比值。但是氣隙不能選取的過小，否則不僅會影響機(jī)器的可靠性，還會使諧波磁場及諧波電抗增大，導(dǎo)致啟動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩減小，諧波轉(zhuǎn)矩和附加損耗增加，進(jìn)而造成較高溫升和較大噪聲。因?yàn)闄C(jī)座、端蓋、鐵心等在加工和裝配時都有一定偏差；而軸直徑和軸承間距離決定了軸的高度；定轉(zhuǎn)子裝配在一起后，定子鐵心內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子外圓的不同心度決定了氣隙的不均勻度，其值對電機(jī)運(yùn)行性能有很大影響。對功率較小的電機(jī)，可用這個公式——為定子內(nèi)徑，單位m。對于大、中型電機(jī)，2P=2~16，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式求式中單位m由于本次設(shè)計(jì)電機(jī)的內(nèi)徑，外徑以及氣隙長度都已經(jīng)事先給出，所以不涉及氣隙長度的計(jì)算，以上公式僅供產(chǎn)參考。槽滿率的計(jì)算：選取繞組并聯(lián)支路數(shù)（取1或者2）估算每槽導(dǎo)體所占面積：選擇每槽導(dǎo)體數(shù)：（選取一個整數(shù)）估算每根導(dǎo)體的截面積：選取線規(guī)與每根導(dǎo)線并繞根數(shù)驗(yàn)證電樞繞組電密：計(jì)算每槽導(dǎo)線實(shí)際所占面積：驗(yàn)證槽滿率：（=~）（注：與為初選線規(guī)時的參數(shù)，可以選取800900之間的數(shù)值）定子槽在符合規(guī)定的范圍內(nèi)因該選取足夠大的截面積，這樣可以使每槽所有導(dǎo)體能比較容易地嵌進(jìn)去。槽滿率是導(dǎo)線有規(guī)則排列所占的面積與槽的有效面積之比。槽滿率太高了嵌線容易引起絕緣損傷。第五章電磁設(shè)計(jì)方案計(jì)算 電磁設(shè)計(jì)方案概述本課題設(shè)計(jì)方案主要有兩個關(guān)鍵點(diǎn)，一個是定子繞組的確定，另外一個是鐵心長度的確定。由于前面已近選取了合適的，這樣就可以順利的算出每極磁通，在選取了氣隙磁密后就可以得出鐵心長度了。 繼續(xù)往下計(jì)算，下面最重要的就是勵磁繞組了。 最后，根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果可以算出所用的鐵才以及鐵耗并由此算出所設(shè)計(jì)的電機(jī)的效率，看看是否符合課題的要求。由表格一可知，耗材方案三最少，其次是方案一，耗材最多的是方案二。方案三是在方案一得基礎(chǔ)上增加氣隙磁密而得出的，可知增加氣隙磁密可以減小鐵芯的長度在選取同樣電樞線規(guī)的情況下可以可以節(jié)省銅和鐵材料，但是方案三的效率要比方案一得小，由表格2可知增加材料消耗可以減小勵磁損耗以及機(jī)械損耗齒部額部鐵耗從而使得電機(jī)的效率升高，由此可知電機(jī)效率的提高時一增加消耗材料為代價的。但是，有些情況下（方案二與方案三），減少用材反而會使電機(jī)的效率上升。所以在設(shè)計(jì)電機(jī)時，一定要根據(jù)需要，設(shè)計(jì)出一個既省材料有能提高效率的方法。AutoCAD有以下經(jīng)常使用的命令：繪線命令：直線線段、射線、構(gòu)造線、多行平行線、弧、樣條曲線、多義線。填充圖元命令：點(diǎn)、圓環(huán)、填充直線、填充多邊形。變更圖形位置命令：移動、旋轉(zhuǎn)、對齊。綜合命令：刪除、分解、中斷、取消、恢復(fù)。快速編輯方法：夾點(diǎn)（或稱穴點(diǎn)）編輯。線型管理器：線型類型加載、線型比例、線型刪除、設(shè)為當(dāng)前線型。顏色管理器：創(chuàng)建線型的顏色。二、尺寸標(biāo)注： 1) 概述：尺寸標(biāo)注基礎(chǔ)、尺寸標(biāo)注命令、尺寸標(biāo)注變量。3) 特殊符號：特殊符號的標(biāo)注與對齊方式。 第八章 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生培養(yǎng)過程中必不可少的一步，也是學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一個重要環(huán)節(jié)，在學(xué)生從校園走向社會工作起到很好的承前啟后的作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和求實(shí)的工作作風(fēng)，掌握科學(xué)的方法論，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決與本專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問題的能力，訓(xùn)練和提高學(xué)生檢索中外文資料、閱讀和翻譯本專業(yè)外文資料、繪圖、運(yùn)算、測試和表達(dá)能力。不僅要從畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)鞏固專業(yè)知識，還要在這種基礎(chǔ)上得到擴(kuò)充，因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)在符合要求的前提上自由發(fā)揮自己的才能，得出自己獨(dú)特的感想。 歷時三個多月的摸索研究，終于完成了設(shè)計(jì)并撰寫了論文。在設(shè)計(jì)初期階段，反復(fù)的手算枯燥而乏味,.一度讓我覺得望不到頭。有的時候不只是算一兩遍就能夠通過，甚至要算十幾遍，有很多次我都有放棄的念頭。這次電機(jī)設(shè)計(jì)得出來了三個方案，因?yàn)橐郧皼]有這么詳細(xì)的計(jì)算這些復(fù)雜的程序，所以第一遍手算花了很長時間。所以畢業(yè)設(shè)計(jì)不要怕麻煩，只要學(xué)到了其中的奧妙，再難的的事也變得簡單了。不僅發(fā)現(xiàn)自己專業(yè)學(xué)得不好，還發(fā)現(xiàn)自己做事很浮躁，總想一步登天。總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，對我畢業(yè)后有很大的幫助。在此，對在設(shè)計(jì)過程中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)致以我最誠摯的感謝。無刷同步發(fā)電機(jī)交流勵磁機(jī)電磁設(shè)計(jì)軟件開發(fā)》何東霞 , 黃守道 , 高劍 , 期刊論文 電機(jī)技術(shù)[12]《同步發(fā)電機(jī)的電磁模擬設(shè)計(jì)》穆鼎源 期刊論文[13] 《基于電磁場數(shù)值分析的隱極同步電機(jī)CAD系統(tǒng)》 林鶴云，劉海濱，樓雪 期刊論文 大電機(jī)技術(shù)[14]《無刷雙饋電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)分析》章瑋，賀益康 期刊論文 電工電能新技術(shù)[15]《電機(jī)學(xué)》 戴文進(jìn) 徐龍權(quán) 主編 清華大學(xué)出版社 2008年[16]《電機(jī)設(shè)計(jì)》 陳世坤 主編 西安交通大學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 2008年[17] 交流電機(jī)變頻調(diào)速及其應(yīng)用 張承慧 崔納新 李珂 編著 機(jī)械工業(yè)出版社 2008年[18] 《電動機(jī)控制》 黃培立 主編 清華大學(xué)出版社20