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1、附件5：邵 阳 学 院毕业设计（论文）开题报告书课题名称 4极变频电动机设计 学生姓名 学 号 04308190014 院（系）、专业 机械与能源工程系 指导教师 2007年5月3日一、 课题的目的与意义变频电动机的研究有着巨大的现实意义。采用变频调速的交流电动机，它以体积小重量轻，精度高，通用性强，工艺先进，功能丰富，保护齐全，可靠性高，操作简单等优点优于以往任何调速方式。变频调速电机的优越性表现在两个方面：一是节电显著，二是提高产品的质量和产量。采用变频控制后的电机和泵，其转数下降，轴承等机械磨损降低，泵端的密封系统不易破坏，机泵故障率降低，维修工作量大为减少。正是由于变频电动机在工业生产
2、中的这些优点，所以对其的研究有着重要的意义。本课题由研究变频器的原理入手，结合变频电动机的结构和其电磁设计方法，在全面掌握变频电动机的设计方法的基础上对其进行优化设计！2课题发展现状和前景展望20世纪90年代以来，越来越多的注意力投向变频电动机的设计研究中。变频电动机的设计都从额定电压的确定方法和电机参数的设计入手，但在文献1中还有一些特殊考虑，比如转子不斜槽，以避免由于斜槽产生的漏磁通造成的损耗;定子绕组采用多股并绕，以减小定子集肤效应影响;采用他冷式风扇通风结构等等。有些设计在分析了变频电动机的转矩转速特性后，总结了变频变压调速给电机带来的效率、温升以及对频繁起制动的适应能力等问题，并对电
3、机进行了电磁设计和结构设计，还重点考虑了变频器供电对电机的影响，从分析静止变频电源的特点以及电动机运行特性，对在非正弦波电源系统上运行的电机存在的问题进行了分析，提出了相应的设计方案。在变频电动机的设计中，有学者根据“变频电机的额定电压一般应确定为逆变器的最大输出电压”之原则，将电压分解为基波相电压和各奇次谐波相电压，设电机磁路不饱和，采用“叠加原理”分别计算它们对电机的作用。由于这种假设的限制性，该设计方法的应用存在局限。1999年国内学者首次建议电机制造厂同时供应变频电源装置，做配套试验后出厂。他对变频电动机进行全面分析，给出了转子电阻、定、转子电抗随频率变化的规律和曲线，采用简化公式来估
4、算变频电动机的高速最大转矩、低速起动转矩和起动电流能否适应调速要求，然后对变频调速电动机的设计提出意见。应用电子技术系的赵争鸣教授对异步电机的优化作了大量的工作，特别针对变频电动机提出了从电机转子槽形到整体体积优化的新方法，编制了一套包括设计、参数计算、仿真和结构绘图4部分功能的软件包。由于变频电动机转子槽形对电机性能影响较大，通过优化电机转子槽形就可以提高变频电动机的电磁性能。一般，变频电动机转子槽形采用直槽、上宽下窄，槽形宜浅不宜深 o随着变频电动机设计的深入，对电机性能的分析和参数计算显得尤为重要，它为电机的优化设计提供了参考依据。对变频电动机性能的分析，主要是对脉动转矩、损耗、效率、温
5、升和电机绝缘结构等进行分析。安徽机电学院的陈其工教授对变频电动机作了具体的设计与性能分析，提出了采用软件技术来抑制谐波电流和脉动转矩的思想。变频电动机与逆变器作为一个整体，随着电力电子技术、计算机和控制技术的迅速发展而发展，其主要特点为:1.电力电子、电动机及控制技术的一体化。国外主要电动机生产公司早己迅速摆脱了单一电动机生产制造模式，而大大扩展了电动机的外延和内涵，以成套机电产品形式走向市场。2.集成化和智能化。电动机的高新技术附加含量愈来愈高。电动机机体内不仅仅包含原来电动机定、转子，而且内含电力电子元器件及各种控制线路，使得电力电子、电动机、控制不仅在运行上形成一体，在外观上亦融为一体，
6、具有相当高的“智能”称之为“Smart Motor(智能电动机)。3高性能和高可靠性。由于电动机及控制系统制造成本远远低于其运行成本，所以高性能及高可靠性成为衡量电动机及其系统优劣的第一标准。高效、高功率因数、宽调速范围及高故障容错能力成为先进电动机系统的重要标志。目前，各种交流变频调速电动机系统被广泛用于数控机床、工业机器人、各种自动机械设备、纺织、印刷、轻工系统的各种柔性生产线、轧钢、矿山、机车拖动、航空航天、船舶等领域三、课题主要内容和要求；主要设计内容包括：1、变频电机系统分析。2、变频电机调速分析。3、功率确定。4、电磁设计及参数分析。5、实例计算。6、熟悉和掌握电磁设计程序本课题要
7、求设计三相4极变频电动机，变频电动机由变频器和电动机组成，转子采用笼型绕组。该电动机能无级调速，在须调速的场合中，起动、节能效果好。该电动机主要用在电力拖动系统中作调速原动机。四、研究方法、步骤和措施 经过查阅资料，了解变频电动机的发展情况并掌握变频器的原理。变频电动机的设计都从额定电压的确定方法和电机参数的设计入手。再通过在电磁设计方案应该由所选变频器的具体类型，机械负载要求来确定。在设计时可以已机械负载为750KW来具体的选择变频器类型并确定电磁设计方案五、指导教师审查意见指导教师（签名） 年 月 日 六、教研室审查意见教研室主任（签名） 年 月 日 七、院（系）审查意见院（系）主任（签名） 年 月 日 备 注16