30kw-4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)的電磁方案及控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（含外文翻譯）

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　?。üた萍安糠掷砜茖?zhuān)業(yè)適用）</p><p>　　題目：30kw-4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)</p><p>　　題目來(lái)源：□省部級(jí)以上 □市廳級(jí) □橫向 √自選</p><p>　　題目性質(zhì)：□理論研究 √應(yīng)用與理論研究 □實(shí)際應(yīng)用研究</p

2、><p>　　學(xué) 院：信息工程學(xué)院 系：電氣與自動(dòng)化工程系 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電機(jī)電器06級(jí)1班 </p><p>　　學(xué)生姓名： *** 學(xué)號(hào) *** </p><p>　　起訖日期： 2010.3.24~2008.6.13 </p>

3、<p>　　指導(dǎo)教師： *** 職稱(chēng)： 教授 </p><p>　　指導(dǎo)教師所在單位： 電氣與自動(dòng)化工程系 </p><p>　　學(xué)院審核（簽名）： </p><p>　　審核日期： </p><p>

4、<b>　　二0 一0年制</b></p><p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　題 目：30kw-4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)</p><p>　　學(xué) 院： 信工學(xué)院 系 自動(dòng)化系 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：

5、 電機(jī)電器 </p><p>　　班 級(jí)： 061班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： *** </p><p>　　姓 名： </p><p>

6、　　指導(dǎo)教師： *** </p><p>　　填表日期： 2010 年 3 月 22 日</p><p><b>　　選題的依據(jù)及意義</b></p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)中，電能是現(xiàn)代社會(huì)最主要的能源之一。在電能的生產(chǎn)、輸送和使用等方面，電機(jī)起著重要的作用。電機(jī)主要包括發(fā)

7、電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)等類(lèi)型。電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種用途的生產(chǎn)機(jī)械。機(jī)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)及其他各種礦企業(yè)中，廣泛地應(yīng)用各種電動(dòng)機(jī)。例如，在交通運(yùn)輸中，鐵道機(jī)車(chē)和城市電車(chē)是由牽引電機(jī)拖動(dòng)的；在航運(yùn)和航空中，使用船舶電機(jī)和航空電機(jī)；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，電力排灌設(shè)備、打谷機(jī)、榨油機(jī)等都是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的；在國(guó)防、文教、醫(yī)療及日常生活中，也廣泛應(yīng)用各種小功率電機(jī)和微型電機(jī)。</p>

8、<p>　　同步電動(dòng)機(jī)歷來(lái)是以轉(zhuǎn)速與電源頻率保持嚴(yán)格同步著稱(chēng)的，只要電源頻率保持恒定，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就絕對(duì)不變。小到電鐘和記錄式儀表的定時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，大到大型同步電動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)</p><p>　　組，無(wú)一不是為了發(fā)揮其轉(zhuǎn)速恒定的優(yōu)勢(shì)而得到應(yīng)用的。除此以外，同步電動(dòng)機(jī)還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，就是可以控制勵(lì)磁來(lái)調(diào)節(jié)它的功率因數(shù)，可使功率因數(shù)高到1.0，甚至超前。在一個(gè)工廠里，只需有一臺(tái)或幾臺(tái)大容量設(shè)備

9、(例如水泵、空氣壓縮機(jī)) 采用同步電動(dòng)機(jī)，就足以改善全廠的功率因數(shù)。但是，由于同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)費(fèi)事、重載時(shí)有振蕩乃至失步的危險(xiǎn)，過(guò)去除了上述特殊情況外，一般工業(yè)設(shè)備很少采用同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。自從電力電子變壓變頻技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用以后，情況就大不相同了。采用電壓一頻率協(xié)調(diào)控制，同步電動(dòng)機(jī)便和異步電動(dòng)機(jī)一樣成為調(diào)速電動(dòng)機(jī)家族的一員，原來(lái)由于供電電源頻率固定不變而阻礙同步電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用的問(wèn)題都已迎刃而解。</p><p&g

10、t;　　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）</p><p>　　20世紀(jì)40年代以前，我國(guó)電機(jī)制造行業(yè)極端落后。中華人民共和國(guó)成立后，電機(jī)工業(yè)才獲得迅速的發(fā)展，產(chǎn)品的品種、數(shù)量不斷增加，技術(shù)水平逐步提高。50年代以仿制國(guó)外產(chǎn)品為主，60年代起即走上自行設(shè)計(jì)的道路；50年代初只能生產(chǎn)一般中小型電機(jī)，不久即能制造大型發(fā)電設(shè)備和特殊用途電機(jī)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家還具有很大的差距。</p><p>　

11、　國(guó)外公司注重新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在電機(jī)的安全、噪聲、電磁兼容等方面很重視。國(guó)外的先進(jìn)水平主要體現(xiàn)在電機(jī)的可靠性高，壽命長(zhǎng)，通用化程度高，電機(jī)效率不斷提高，噪聲低，重量輕，電機(jī)外形美觀，絕緣等級(jí)采用F級(jí)和H級(jí)，而且也考慮電機(jī)制造成本的降低等國(guó)內(nèi)雖有部分產(chǎn)品已達(dá)90年代初的國(guó)際水平，但相當(dāng)部分的產(chǎn)品可靠性差，重量重，體積大和噪聲大，綜合水平只相當(dāng)于80年代初期國(guó)際水平，其主要原因是制造工藝落后，關(guān)鍵材料的質(zhì)量和品種不能滿(mǎn)足要求，科研和設(shè)計(jì)工作沒(méi)有

12、跟上，科研投入少，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)資金匱乏，企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力較弱。</p><p>　　電機(jī)行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的行業(yè)。經(jīng)過(guò)200多年的發(fā)展，它已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中不可或缺的核心、基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的一環(huán)。作為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，我國(guó)發(fā)展電機(jī)制造業(yè)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。到目前為止，我國(guó)的電機(jī)制造業(yè)已經(jīng)具有一定規(guī)模。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2008年上半年，全行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值180.5億元，同比增長(zhǎng)19.7%。累計(jì)產(chǎn)量6805萬(wàn)千瓦

13、，同比增長(zhǎng)11.1%。在總產(chǎn)量中，大中型電機(jī)產(chǎn)量為2878.7萬(wàn)千瓦，增速減緩3.5個(gè)百分點(diǎn)；小型交流電機(jī)產(chǎn)量為3224.8萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)5.6%，增速同比減緩8.8個(gè)百分點(diǎn)；直流電機(jī)產(chǎn)量284.2萬(wàn)千瓦，同比降低20.9%，增速同比減緩21.7個(gè)百分點(diǎn)。上半年全行業(yè)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入178.5億元，同比增長(zhǎng)17.7%。</p><p>　　2008年以來(lái)，雖然我國(guó)經(jīng)受了全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，部分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈下降趨勢(shì)。但

14、是電機(jī)企業(yè)產(chǎn)量突飛猛進(jìn)。其主要原因是，企業(yè)積極實(shí)施國(guó)家節(jié)能政策，風(fēng)電生產(chǎn)項(xiàng)目的效果顯著。</p><p>　　小型交流電機(jī)同比小幅增長(zhǎng)，大中型電機(jī)增勢(shì)明顯，這與國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)拉動(dòng)有關(guān)；直流電機(jī)產(chǎn)量同比降幅加大，主要是用戶(hù)如軋鋼機(jī)行業(yè)的需求量減少。隨著交流變頻器電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，依靠性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，替代部分直流電機(jī)，使直流電機(jī)市場(chǎng)萎縮。例如，以起重冶金、中型高壓大功率變頻調(diào)速特種電機(jī)為發(fā)展核心的江特電機(jī)有限公司，預(yù)計(jì)到

15、2009年公司產(chǎn)能將由目前的120萬(wàn)千瓦增加至255萬(wàn)千瓦。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電機(jī)制造工業(yè)也將發(fā)生很大的變化，下面就對(duì)其作簡(jiǎn)要介紹。</p><p>　　產(chǎn)品品種、規(guī)格不斷增加，單機(jī)容量迅速增大，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐步提高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電量的增加和設(shè)備所需要的動(dòng)力增大等因素的影響，單機(jī)容量將迅速增大，這樣才能更好地為經(jīng)濟(jì)作出貢獻(xiàn)，兩者相輔相成，互相促進(jìn)對(duì)方的

16、發(fā)展。由于不同的電機(jī)具有不同的功能及其優(yōu)勢(shì)，為了更好地利用各種電機(jī)的優(yōu)勢(shì)，就必須生產(chǎn)出不同的電機(jī)，在不同的領(lǐng)域使用不同的電機(jī)，從而提高能量的利用，減少浪費(fèi)，同時(shí)也將有利于環(huán)境保護(hù)。</p><p>　　積極采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝。</p><p>　　在采用新技術(shù)方面，首先應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行電機(jī)的電磁計(jì)算以及磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)計(jì)算和零部件機(jī)械計(jì)算。其他像感應(yīng)電機(jī)的單繞組多速繞組和三

17、角形—Y混合聯(lián)接繞組，同步電機(jī)的無(wú)刷勵(lì)磁、靜止半導(dǎo)體勵(lì)磁、諧波勵(lì)磁和整塊磁極，直流電動(dòng)機(jī)的晶閘管供電和無(wú)槽電樞以及雙冷水技術(shù)。</p><p>　　在絕緣材料方面，目前在電機(jī)生產(chǎn)中，主要采用E、B兩級(jí)，F(xiàn)、H級(jí)僅在要求較高或特殊用途的電機(jī)上應(yīng)用，但前者正積極地分別向B、F級(jí)過(guò)渡。隨著材料領(lǐng)域方面的發(fā)展，好的材料也將越來(lái)越多，價(jià)格也將越來(lái)越便宜，電機(jī)使用的材料也將越來(lái)越好，性能也隨之變好。</p>&

18、lt;p>　　在工藝水平和機(jī)械化、自動(dòng)化程度方面，小型電機(jī)的基座與轉(zhuǎn)軸加工、靜電噴漆、總裝試驗(yàn)等自動(dòng)線均已采用；級(jí)進(jìn)式?jīng)_模、大型壓鑄機(jī)、定子繞組自動(dòng)下線機(jī)、插槽絕緣機(jī)、端部整形機(jī)、自動(dòng)繞線機(jī)等新設(shè)備及真空壓力浸漬、中型感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條環(huán)氧粉末涂敷、基座射壓造型等新工藝的應(yīng)用，也都使工效大大提高，電機(jī)質(zhì)量進(jìn)一步改善。</p><p>　?。ㄈ?biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度不斷提高</p><

19、p>　　在電機(jī)零部件和安裝尺寸、基座號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化方面也進(jìn)行了大量工作，形成了自己的體系，還只定了許多國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　積極開(kāi)展電機(jī)理論、測(cè)試技術(shù)和新型發(fā)電方式的研究</p><p>　　近年來(lái)，世界各國(guó)對(duì)電機(jī)繞組、附加損耗、附加轉(zhuǎn)矩、電機(jī)冷卻、大型電機(jī)的端部磁場(chǎng)、電機(jī)測(cè)試技術(shù)以及超導(dǎo)體技術(shù)在電機(jī)中的應(yīng)用等方面開(kāi)展了一系列研究，取得不少的成果。此

20、外，還對(duì)原子能、磁流體、地?zé)?、太?yáng)能、風(fēng)力和燃?xì)廨啓C(jī)用于發(fā)電方面進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究工作。</p><p>　?。ㄎ澹C(jī)電一體化、智能化</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，同時(shí)，各種高新技術(shù)也為電機(jī)產(chǎn)品注入了新的活力，制造工藝和管理信息化技術(shù)通過(guò)微電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，國(guó)家政策的鼓勵(lì)、各企業(yè)對(duì)科技的重視，使新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期逐漸縮短，機(jī)電一體化、智能

21、化電機(jī)（如交流變頻調(diào)速電機(jī)是一種無(wú)級(jí)調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)）應(yīng)運(yùn)而生，調(diào)速制造、虛擬制造等先進(jìn)制造技術(shù)推廣應(yīng)用。我國(guó)的電機(jī)的技術(shù)性能水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的水平相當(dāng)。</p><p><b>　　1.永磁同步電機(jī)</b></p><p>　　近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機(jī)控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁同步電動(dòng)機(jī)得以迅速的推廣應(yīng)用。</p><

22、p>　　永磁式同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、損耗小、效率高，和直流電機(jī)相比，它沒(méi)有直流電機(jī)的換向器和電刷等缺點(diǎn)。和異步電動(dòng)機(jī)相比，它由于不需要無(wú)功勵(lì)磁電流，因而效率高，功率因數(shù)高，力矩慣量比大，定子電流和定子電阻損耗減小，且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測(cè)、控制性能好；但它與異步電機(jī)相比，也有成本高、起動(dòng)困難等缺點(diǎn)。和普通同步電動(dòng)機(jī)相比，它省去了勵(lì)磁裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了效率。永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動(dòng)態(tài)性能、大范圍的調(diào)速或

23、定位控制，因此永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。 </p><p>　　近年來(lái)，隨著永磁材料性能的不斷提高和完善，特別是釹鐵硼永磁的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性的改善和價(jià)格的逐步降低以及電力電子器件的進(jìn)一步發(fā)展，加上永磁電機(jī)研究開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的逐步成熟，經(jīng)大力推廣和應(yīng)用已有研究成果，使永磁電機(jī)在國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等方面獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。正向大功率化(高轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩)、高功能化和微型化方面發(fā)展。目前，

24、稀土永磁電機(jī)的單臺(tái)容量已超過(guò)1000KW，最高轉(zhuǎn)速已超過(guò)300000r/min，最低轉(zhuǎn)速低于0.01r/min，最小電機(jī)的外徑只有0.8mm，長(zhǎng)1.2mm。</p><p>　　我國(guó)是盛產(chǎn)永磁材料的國(guó)家，特別是稀土永磁材料釹鐵硼資源在我國(guó)非常豐富，稀土礦的儲(chǔ)藏量為世界其他各國(guó)總和的4倍左右，號(hào)稱(chēng)“稀土王國(guó)”。稀土永磁材料和稀土永磁電機(jī)的科研水平都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。因此，對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，永磁同步電動(dòng)機(jī)有很好的應(yīng)用前景

25、。充分發(fā)揮我國(guó)稀土資源豐富的優(yōu)勢(shì)，大力研究和推廣應(yīng)用以稀土永磁電機(jī)為代表的各種永磁電機(jī)，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鋼的幾何形狀不同，使得轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在空間的分布可分為正弦波和梯形波兩種。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在定子上產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)波形也有兩種：一種為正弦波；另一種為梯形波。這樣就造成兩種同步電動(dòng)機(jī)在原理、模型及控制方法上有所不同，為了區(qū)別由它們組成

26、的永磁同步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)，習(xí)慣上又把正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)稱(chēng)為正弦型永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)調(diào)速系統(tǒng)；而由梯形波(方波)永磁同步電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)，在原理和控制方法上與直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)類(lèi)似，故稱(chēng)這種系統(tǒng)為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，則電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性、控制系統(tǒng)等也不同。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上的位置的不同，永磁同步電動(dòng)機(jī)主要可分為：表面式

27、和內(nèi)置式。在表面式永磁同步電動(dòng)機(jī)中，永磁體通常呈瓦片形，并位于轉(zhuǎn)子鐵心的外表面上，這種電機(jī)的重要特點(diǎn)是直、交軸的主電感相等；而內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，永磁體外表面與定子鐵心內(nèi)圓之間有鐵磁物質(zhì)制成的極靴，可以保護(hù)永磁體。這種永磁電機(jī)的重要特點(diǎn)是直、交軸的主電感不相等。因此，這兩種電機(jī)的性能有所不同。</p><p>　　縱觀交流調(diào)速的發(fā)展過(guò)程和現(xiàn)狀，可以看出現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)今后的發(fā)展趨勢(shì)和動(dòng)向。&l

28、t;/p><p>　　以取代直流調(diào)速系統(tǒng)為目標(biāo)的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)。</p><p>　　十年來(lái)的實(shí)踐表明，矢量控制理論及其他現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用尚待隨著交流調(diào)速的發(fā)展而不斷完善，從而進(jìn)一步提高交流調(diào)速系統(tǒng)的控制性能。各種控制結(jié)構(gòu)所依據(jù)的都是被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，因此，為了建立交流調(diào)速系統(tǒng)的合理適用的控制機(jī)構(gòu)，仍需對(duì)交流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)、特點(diǎn)及內(nèi)在規(guī)律作深入研究和探討。特別是

29、交流調(diào)速系統(tǒng)的綜合與校正理論及工程設(shè)計(jì)方法是今后交流調(diào)速系統(tǒng)的重要研究課題。</p><p>　　近幾年來(lái)，不依賴(lài)電機(jī)模型的模糊自尋優(yōu)控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能化控制方法開(kāi)始引入到交流調(diào)速系統(tǒng)中，成為交流調(diào)速控制理論、控制技術(shù)新的研究發(fā)展方向。取消通過(guò)機(jī)械連接的測(cè)速發(fā)電機(jī)及其他測(cè)速傳感器，實(shí)現(xiàn)無(wú)硬件測(cè)速傳感器的交流調(diào)速系統(tǒng)一有應(yīng)用，但是轉(zhuǎn)速推算精度和控制的實(shí)時(shí)性有待于進(jìn)一步深入研究與開(kāi)發(fā)。</p>&

30、lt;p>　　新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功率變換器的研究與開(kāi)發(fā)。</p><p>　　目前，電力電子逆變器正朝著高頻化、大功率方向發(fā)展，這使裝置內(nèi)部電壓，電流發(fā)生劇變，不但使器件承受很大的電壓、電流應(yīng)力，而且在輸入、輸出引線及周?chē)臻g里產(chǎn)生高頻電磁噪聲，引發(fā)電氣設(shè)備誤動(dòng)作，這種公害成為電磁干擾。抑制電磁干擾的有效方法也是采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。具有軟開(kāi)關(guān)功能的諧振變流器在國(guó)內(nèi)外都在積極進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)。今后幾年內(nèi)串并聯(lián)諧振式變頻器

31、將有商品化的產(chǎn)品推出。</p><p>　　針對(duì)交-交變頻器輸出頻率低的缺點(diǎn)，與20世紀(jì)80年代人們開(kāi)始研究矩陣式變流器。矩陣式變化器是一種可供選擇的交-交變化器結(jié)構(gòu)，其輸出頻率可提高到45Hz以上。近期以來(lái)，已有研究成果發(fā)表，可望在不久的將來(lái)能達(dá)到實(shí)用化階段。</p><p>　　PWM模式的改進(jìn)和進(jìn)化。</p><p>　　近年來(lái)，隨著中壓變頻器的興起，對(duì)于電壓

32、空間矢量控制PWM模式進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化研究，其中為解決三電平中壓變頻器中點(diǎn)電壓偏移問(wèn)題，研究了電壓矢量合成PWM模式（不產(chǎn)生中點(diǎn)電壓偏移時(shí)的電壓長(zhǎng)矢量、短矢量、零矢量的組合），已取得了具有實(shí)用價(jià)值的研究成果；用于級(jí)聯(lián)式多電平中壓變頻器的脈沖移相PWM技術(shù)已有應(yīng)用。</p><p>　　中壓變頻裝置（我國(guó)稱(chēng)為高壓變頻裝置）的研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)。</p><p>　　中壓是指電壓等級(jí)為2300~1

33、0000V，中、大功率是指公率等級(jí)在300KW以上。中壓、大容量的交流調(diào)速系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)實(shí)踐已有20多年了，逐步走上了實(shí)際應(yīng)用階段尤其高壓全控型功率器件產(chǎn)生以來(lái)，中壓變頻器的應(yīng)用趨勢(shì)迅速加快了。其中，目前應(yīng)用較多的是采用IGBT、IGCT三電平中壓變頻器及級(jí)聯(lián)式多電平中壓變頻器。當(dāng)今多電平中壓變頻器已成為交流調(diào)速研究的新領(lǐng)域，是熱點(diǎn)課題之一。</p><p>　　中壓變頻器今后發(fā)展方向和研究課題為：</p&

34、gt;<p>　　裝置安全技術(shù)方面有，功率器件串聯(lián)技術(shù)，隔離技術(shù)，絕緣技術(shù)，保護(hù)技術(shù)，遙控技術(shù)及通信技術(shù)，電磁兼容技術(shù)，諧波抑制技術(shù)等。</p><p>　　控制技術(shù)方面有，將矢量控制技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)引入中壓變頻器，以及研究開(kāi)發(fā)使用與中壓變頻器的PWM技術(shù)。</p><p>　　中壓變頻技術(shù)的發(fā)展受到了電力電子器件耐壓等級(jí)不高的限制。當(dāng)前，美國(guó)Cree公司、德國(guó)西門(mén)子公

35、司、日本東芝公司，還有歐洲ABB公司等投入巨資研制一種碳化硅（SIC）電力電子器件，其中PN耐壓等級(jí)可達(dá)10KV以上。預(yù)計(jì)今后10年內(nèi)，碳化硅器件會(huì)有突破性的發(fā)展，新一代的中壓變頻器將隨之誕生。</p><p><b>　　本課題研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　本課題主要是研究設(shè)計(jì)30kw同步電動(dòng)機(jī)。首先根據(jù)給定的功率，功率因數(shù)，相數(shù)，頻率及額定相電壓確定同步電

36、動(dòng)機(jī)的主要規(guī)格，即：容量，額定相電壓，額定相電流，同步轉(zhuǎn)速。其次，進(jìn)行電樞繞組的選擇：1.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:.2.根據(jù)公式確定每槽導(dǎo)體數(shù),即：.3.根據(jù)槽滿(mǎn)率，確定電樞繞組的線規(guī)，即，。再次，確定電機(jī)鐵心的長(zhǎng)度。1.先確定硅鋼片磁密，使硅鋼片充分的利用。2.根據(jù)第二步確定的繞組可以確定每極磁通。3.根據(jù)每極磁通及氣隙磁密,可確定鐵心的長(zhǎng)度.最后,根據(jù)前兩步確定的數(shù)據(jù),進(jìn)行電機(jī)參數(shù)的計(jì)算.</p>

37、<p>　　本課題的主要計(jì)算過(guò)程如下：</p><p><b>　　1.主要規(guī)格的確定</b></p><p><b>　　2.主要尺寸的確定</b></p><p><b>　　3.磁場(chǎng)波形的確定</b></p><p>　　4.電樞鐵心及電樞繞組的確定<

38、/p><p><b>　　5.磁路計(jì)算</b></p><p><b>　　6.穩(wěn)態(tài)電抗計(jì)算</b></p><p><b>　　7.短路比計(jì)算</b></p><p><b>　　8.勵(lì)磁繞組計(jì)算</b></p><p>　　9.短路

39、電流，過(guò)載能力及暫態(tài)電抗計(jì)算</p><p>　　10.諧波繞組的計(jì)算</p><p>　　11.額定負(fù)載時(shí)的損耗及效率計(jì)算</p><p>　　12．主要材料重的計(jì)算</p><p><b>　　13．溫升計(jì)算</b></p><p><b>　　本課題研究方案</b>&l

40、t;/p><p>　　本課題的研究方案主要有三個(gè)，方案一，是根據(jù)計(jì)算程序，首先選擇電樞繞組的規(guī)格和每槽導(dǎo)體數(shù),然后算出定子鐵心長(zhǎng)度,最后計(jì)算出符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求的電機(jī)參數(shù)；方案二：在方案一的基礎(chǔ)上,通過(guò)減小每槽導(dǎo)體數(shù),在保持磁密不變的情況下,相應(yīng)的增加電機(jī)鐵心的長(zhǎng)度,從而達(dá)到減小銅耗,最終達(dá)到提高效率的目的.方案三：在方案一的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加每槽導(dǎo)體數(shù)，減小電機(jī)的鐵心長(zhǎng)度，從而達(dá)到在滿(mǎn)足技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，節(jié)省

41、材料，主要是節(jié)省硅鋼片的用量的目的。</p><p>　　方案二與方案一主要是通過(guò)增加材料耗用來(lái)提高效率的目的，方案三與方案一主要是通過(guò)犧牲效率來(lái)達(dá)到節(jié)省材料的目的。采用的方法主要是手算和計(jì)算機(jī)程序算相結(jié)合的方法。</p><p>　　研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度</p><p><b>　　1.研究目標(biāo)：</b></p><

42、;p>　　根據(jù)用戶(hù)提出的產(chǎn)品規(guī)格，技術(shù)要求，設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足用戶(hù)要求的性能好，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠的電動(dòng)機(jī)。盡量減少材料的使用，主要是鐵和銅的耗用量，使之更加經(jīng)濟(jì)。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。</p><p><b>　　2.主要特色：</b></p><p>　　進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)時(shí)，既釆用手算的方法，又釆用計(jì)算

43、機(jī)編程的方法進(jìn)行計(jì)算。本課題研究了三個(gè)方案，方案一為折中方案，在滿(mǎn)足技術(shù)要求的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的方案。方案二，為效率最高方案，在滿(mǎn)足技術(shù)要求的基礎(chǔ)上使電機(jī)的效率的達(dá)到最高。方案三，為材料最省方案，在滿(mǎn)足技術(shù)要求的基礎(chǔ)上使電機(jī)的所用材料最省。方案齊全便于用戶(hù)選用，且對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并做出了分析比較。</p><p>　　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(hù)所要求功率的電動(dòng)

44、機(jī)，這有利于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。同時(shí)還可以避免由于不同功率的電機(jī)使用不同的定子沖片和轉(zhuǎn)子沖片尺寸所造成重新設(shè)計(jì)模具的浪費(fèi)，可以提高所生產(chǎn)的電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。</p><p><b>　　3. 工作進(jìn)度：</b></p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]．《電機(jī)設(shè)計(jì)》 陳世坤編 機(jī)械工業(yè)

45、出版社 </p><p>　　[2]．《電機(jī)學(xué)》 李發(fā)海等合編 科學(xué)出版社 </p><p>　　[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</p><p>　　[4]．《AUTOCAD2004 入門(mén)與提高》 張躍峰等編 清華大學(xué)出版社</p><p>　　[5].上海電器科學(xué)研究所《中小型電機(jī)手

46、冊(cè)》編寫(xiě)組.中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994</p><p>　　[6].徐廣人,唐任遠(yuǎn),安忠良. 永磁同步電動(dòng)機(jī)氣隙磁場(chǎng)分析[J]沈陽(yáng)電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào), 2001,(02) .</p><p>　　[7].李燁,嚴(yán)欣平. 永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]微電機(jī)(伺服技術(shù)), 2001,(04) </p><p>　　密級(jí)：

47、 </p><p>　　學(xué) 士 學(xué) 位 論 文</p><p>　　THESIS OF BACHELOR</p><p>　　（2004—2008年）</p><p>　　題 目 30kw-4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) </p><p>　　學(xué) 院： 信息工

48、程學(xué)院 系 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電機(jī)電器061班 </p><p>　　學(xué)生姓名： *** 學(xué)號(hào)： *** </p><p>　　指導(dǎo)教師： *** 職稱(chēng)： 教授 </p><p>　　起訖日期：

49、 2010.3.13 ~ 2010.6.9 </p><p>　　30kw-4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)</p><p>　　專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào)：*** </p><p>　　學(xué)生姓名：*** 指導(dǎo)老師：***</p><p><b

50、>　　摘要</b></p><p>　　本文從同步電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)的基本理論和特性入手，簡(jiǎn)單的介紹了同步電機(jī)的基本特點(diǎn)、型號(hào)、用途、工作特性，主要結(jié)構(gòu)，技術(shù)指標(biāo)等，這些都是為同步電機(jī)電磁設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備的。電機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，在電機(jī)計(jì)算中我花去了大量的時(shí)間，在數(shù)據(jù)參數(shù)的選擇上做了多次的調(diào)整，得到相對(duì)比較接近的數(shù)據(jù)。所以應(yīng)該全方面的看待問(wèn)題，在計(jì)算中上下連接，在一切都符合技術(shù)指標(biāo)要求的前提下作。在本次

51、設(shè)計(jì)的三個(gè)方案中，在滿(mǎn)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發(fā)電機(jī)以及一臺(tái)節(jié)省能源效率最高的同步發(fā)電機(jī)。第一套方案是選定各項(xiàng)數(shù)據(jù)按照計(jì)算程序來(lái)初步設(shè)計(jì)一臺(tái)電機(jī)，使其符合同步發(fā)電機(jī)的效率、溫升等要求，第二套方案是在方案1的基礎(chǔ)上重新選擇數(shù)據(jù)使同步發(fā)電機(jī)的效率和溫升達(dá)到最佳，最后一套方案是在方案2的基礎(chǔ)上再想辦法使同步發(fā)電機(jī)的使用材料最節(jié)省。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn):一臺(tái)最省材料的電機(jī)往往不是效率最高而效率最高的電機(jī)所用

52、的材料卻是最多的。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。同時(shí)對(duì)控制回路的設(shè)計(jì)。</p><p>　　通過(guò)這三個(gè)方案，使我更深入了解了同步電機(jī)設(shè)計(jì)的步驟和方法，同時(shí)對(duì)CAD軟件的應(yīng)用，制圖等的一系列的細(xì)節(jié)操作更加熟練。</p><p>　　關(guān)鍵詞：同步電機(jī)、設(shè)計(jì)、CAD、變頻調(diào)速、控制回路</p><p>　　30kw

53、-4 pole synchronous motor electromagnetic frequency control scheme</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design from the synchronous motor electromagnetic characteristics of the bas

54、ic theory and start with a simple introduction to the basic characteristics of synchronous motors, model, use, work characteristics, primary structure, technical indicators, which are designed for the synchronous motor e

55、lectromagnetic preparation. 電機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，在電機(jī)計(jì)算中我花去了大量的時(shí)間，在數(shù)據(jù)參數(shù)的選擇上做了多次的調(diào)整，得到相對(duì)比較接近的數(shù)據(jù)。 Motor design is a complex process, the calculation in the motor I have spent a lot of time, the choice of paramet</p><p>

56、　　通過(guò)這三個(gè)方案，使我更深入了解了同步電機(jī)設(shè)計(jì)的步驟和方法，同時(shí)對(duì) CAD 軟件的應(yīng)用，制圖等的一系列的細(xì)節(jié)操作更加熟練。 Through these three programs, made me a better understanding of the synchronous motor design steps and methods, while the application of CAD software, graphi

57、cs and other details of operation of a range of more skilled. </p><p>　　Keywords: synchronous motor, design, CAD, frequency control, control loop</p><p><b>　　目 錄</b></p><

58、;p><b>　　摘要II</b></p><p>　　AbstractI</p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　第一章 同步電機(jī)概論1</p><p>　　1.1同步電機(jī)基本特點(diǎn)1</p><p>　　1.2同步電機(jī)主要類(lèi)型和用途

59、2</p><p>　　1.3主要結(jié)構(gòu)部件4</p><p>　　1.4同步電機(jī)型號(hào)和額定值5</p><p>　　第二章同步電機(jī)的工作特性6</p><p>　　2.1 同步電機(jī)的工作原理6</p><p>　　2.2同步電機(jī)的基本電磁關(guān)系7</p><p>　　2.3同步電機(jī)對(duì)稱(chēng)

60、負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng)8</p><p>　　2.4同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性9</p><p>　　第三章 同步電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)基本理論11</p><p>　　3.1總體設(shè)計(jì)內(nèi)容11</p><p>　　3.2電機(jī)設(shè)計(jì)中對(duì)參數(shù)影響的因素11</p><p>　　3.3 基本尺寸的確定14</p>&

61、lt;p>　　3.4電機(jī)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程14</p><p>　　3.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18</p><p>　　第四章 電磁設(shè)計(jì)方案計(jì)算19</p><p>　　4.1 計(jì)算思路19</p><p>　　4.2 計(jì)算步驟20</p><p>　　第五章 電磁設(shè)計(jì)結(jié)果及分析40</p>

62、<p>　　5.1數(shù)據(jù)對(duì)比40</p><p>　　5.1.1 基本數(shù)據(jù)40</p><p>　　5.1.2材料用量40</p><p>　　5.1.3損耗和效率41</p><p>　　5.1.4電磁負(fù)荷41</p><p>　　5.1.5電機(jī)參數(shù)42</p><p>　

63、　5.2結(jié)果分析42</p><p>　　第六章 AUTO CAD 2006繪圖43</p><p>　　6.1定子沖片圖44</p><p>　　6.2 轉(zhuǎn)子沖片圖45</p><p>　　6.3 繞線圖45</p><p>　　第七章變頻調(diào)速及其硬件設(shè)計(jì)47</p><p>

64、　　第八章控制回路設(shè)計(jì)48</p><p>　　第九章 論文總結(jié)53</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)54</b></p><p><b>　　致 謝55</b></p><p>　　外文資料原文及譯文56</p><p>　　30kw-4極變頻調(diào)速同步電

65、動(dòng)機(jī)的電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　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(lèi)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(lèi)生活方式的進(jìn)步。</p><p>　　將電能從最初的能源形式轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的重要橋梁

66、，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(pán)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。</p><p>　　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(mǎn)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

67、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。</p><p>　　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(chēng)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。</p>&

68、lt;p>　　第一章 同步電機(jī)概論</p><p>　　1.1同步電機(jī)基本特點(diǎn)</p><p>　　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==60f/p，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)：</p><p>

69、　　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；</p><p>　　運(yùn)行穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的過(guò)載能力；</p><p>　　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；</p><p>　　運(yùn)行效率高，低速運(yùn)行時(shí)尤為明顯；對(duì)于大容量電

70、動(dòng)機(jī)，同步電動(dòng)機(jī)體積反而比異步電動(dòng)機(jī)??；</p><p>　　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)。</p><p>　　1.2同步電機(jī)主要類(lèi)型和用途</p><p>　　同步電機(jī)的分類(lèi)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

71、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。</p><p>　　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。</p><p>　　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)

72、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(lèi)。</p><p>　　通常,同步電機(jī)的主要類(lèi)型有：</p><p>　　１．汽輪發(fā)電機(jī) 　　定子大

73、體上與異步電機(jī)相同，定子鐵心由0.35mm,0.5mm或其它厚度的電工鋼片疊成。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(mǎn)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

74、多槽，勵(lì)磁繞組嵌放在這些槽內(nèi)。 勵(lì)磁繞組為同心式繞組，以銅線繞制，并用不導(dǎo)磁的槽楔將繞組緊固在槽內(nèi)</p><p><b>　　２．水輪發(fā)電機(jī)　</b></p><p>　　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

75、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(kāi)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。</p><p><b>　?。常行⌒屯诫姍C(jī)</b></p><p>　

76、　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。</p><p>　　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(kāi)口槽；小容量低電壓多用半閉口槽。</p><p>　　中小型電機(jī)

77、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。</p><p>　　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。</p><p>　　中小型同步電

78、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。</p><p>　　同步電機(jī)的主要用途有:</p><p>　　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?！　⊥诫姍C(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)。同步電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)調(diào)節(jié)礪磁來(lái)改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。</p>

79、;<p>　　此外，同步電機(jī)還可以人微言輕同步補(bǔ)償機(jī)使用，它實(shí)際上是一臺(tái)按在交流電網(wǎng)上空轉(zhuǎn)的同步電動(dòng)機(jī)，專(zhuān)門(mén)向電網(wǎng)發(fā)出戌感性或容性的無(wú)功功率，滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)無(wú)功功率的要求。</p><p>　　近十多年來(lái)，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，將變頻器和同步電動(dòng)機(jī)聯(lián)合起來(lái)，組成了無(wú)換向器的電動(dòng)機(jī)，它沒(méi)有直流電機(jī)的機(jī)械換向器，用電子換向來(lái)代替，可以得到與直流電機(jī)同樣的性能，而且可以做到比直流電機(jī)容量更大，電壓和轉(zhuǎn)速更記

80、，在工業(yè)上開(kāi)辟了新的用途。</p><p><b>　　1.3主要結(jié)構(gòu)部件</b></p><p>　　同步電動(dòng)機(jī)的定子與異步電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)基本相同，由機(jī)座、定子鐵芯、電樞繞組等組成。      于大型同步電動(dòng)機(jī)，由于尺寸太大，硅鋼片常制成扇形，然后對(duì)成圓形。同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子  &

81、#160;   由磁極、轉(zhuǎn)軸、阻尼繞組、滑環(huán)、電刷等組成，在電刷和滑環(huán)通入直流電勵(lì)磁，產(chǎn)固定磁極。      根據(jù)容量大小和轉(zhuǎn)速高低轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分凸極和隱極兩種。凸極特點(diǎn)：      氣隙不均勻，有明顯的磁極，轉(zhuǎn)子鐵芯短粗，適用于轉(zhuǎn)速低于1000r/min，極對(duì)數(shù)p≥3的電動(dòng)機(jī)。隱極特

82、點(diǎn)：      氣隙均勻，無(wú)明顯的磁極，轉(zhuǎn)子鐵芯長(zhǎng)細(xì)，適用于轉(zhuǎn)速高于1500r/min，極對(duì)數(shù)p≤2的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　圖1直線同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　同步電動(dòng)機(jī)的定子由機(jī)座、定子鐵心和電樞繞組等組成。機(jī)座是支

83、承部件，其作用是固定定子鐵心和電樞繞組，大型同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座都采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)；定子鐵心是構(gòu)成磁路的部件，由刷漆的硅鋼片疊裝而成，目的是減少磁滯和渦流損耗；定子沖片分段疊裝，每段之間有通風(fēng)槽片，以形成徑向通風(fēng)；大型同步電動(dòng)機(jī)的定子沖片為扇形沖片，扇形沖片外圓上的鴿尾槽嵌裝在機(jī)座的定位筋上，鐵心兩端用壓板把鐵心壓緊；電樞繞組為三相對(duì)稱(chēng)交流繞組，多為雙層疊繞組，嵌裝在定子槽內(nèi)，其端部用綁扎繩和絕緣墊塊將線圈伸出鐵心的部分綁扎成喇叭形整體，并

84、用端箍固定在機(jī)座上，其目的是防止電機(jī)起動(dòng)和沖擊大電流產(chǎn)生的巨大的電動(dòng)力造成線圈的振動(dòng)和變形?！　⊥诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)根據(jù)轉(zhuǎn)速高低和容量大小分為凸極式和隱極式兩種。一般同步電動(dòng)機(jī)多采用凸極式轉(zhuǎn)子，而高速運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)則采用隱極式。 </p><p>　　凸極同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通常由轉(zhuǎn)軸、磁極、磁軛、阻尼繞組和滑環(huán)等組成。</p><p>　　轉(zhuǎn)軸是支承轉(zhuǎn)子和

85、輸出轉(zhuǎn)矩的部件，一般由鍛造的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼加工而成；磁極是建立轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的部件，它由磁極鐵心、勵(lì)磁繞組和極身絕緣組成，磁極鐵心通常由磁極沖片疊成，沖片材質(zhì)為1、1．5mm低碳鋼板，除疊片磁極外，還可采用實(shí)心磁極，其極身和極靴巾鍛鋼或鑄鋼制成，實(shí)心磁極具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和起動(dòng)性能，可省去阻尼繞組；磁極卜套有勵(lì)磁線圈，各磁極上線圈按一定方式連接起來(lái)構(gòu)成勵(lì)磁繞組，在勵(lì)磁繞組中通人直流電流，使磁極依次產(chǎn)生N、S極；磁軛足轉(zhuǎn)子磁路的一部分，它用4-8m

86、m鋼板沖片疊成，也有用整體鍛鋼加上而成，磁軛的另一個(gè)作用是固定磁極，其外表面有鴿尾槽，用于固定磁極并使磁極準(zhǔn)確定位；阻尼繞組的作用一是對(duì)磁鏈變化起阻尼作用，二是同步電動(dòng)機(jī)以異步方式起動(dòng)時(shí)作起動(dòng)繞組(鼠籠繞組)用，阻尼繞組安放在極靴表面圓形半開(kāi)口槽內(nèi)，阻尼條多為黃銅圓形導(dǎo)條，在槽內(nèi)與磁極不絕緣，阻尼端環(huán)將阻尼條連接在一起，通常采用釬焊方式?！　‰[極同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子為圓柱體，勵(lì)磁繞組安裝在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，隱極式同步電動(dòng)機(jī)的空氣隙是均勻的?！　⊥?/p>

87、步電動(dòng)機(jī)滑環(huán)的作用是給轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通人直流勵(lì)磁電流，有一個(gè)滑環(huán)為正極，另一個(gè)為負(fù)極，滑環(huán)的材質(zhì)多為鍛鋼。</p><p>　　1.4同步電機(jī)型號(hào)和額定值</p><p>　　1.型號(hào) 例如： W6-30KW-4</p><p><b>　　極數(shù)</b></p><p><b>　　額定容量30KW</

88、b></p><p><b>　　2.額定值</b></p><p>　　同步電動(dòng)機(jī)的主要額定數(shù)據(jù)為：額定容量：指電動(dòng)機(jī)軸上輸出的有功功率，單位：kw額定電壓：指定子三相繞組上的線電壓，單位：V；額定電流：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，流過(guò)定子繞組的線電流，單位：A；額定轉(zhuǎn)速： 指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的同步轉(zhuǎn)速，單位：r/min；額定功率因數(shù)：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的功

89、率因數(shù)；額定頻率：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行規(guī)定的頻率，單位：Hz額定效率：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的效率；額定勵(lì)磁電壓：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電壓，單位：V額定勵(lì)磁電流：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流，單位：A</p><p>　　3.額定值之間的關(guān)系：</p><p><b>　　同步電機(jī)的工作特性</b></p><p>　　長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)為通

90、過(guò)調(diào)節(jié)功率因數(shù)，可以改善電機(jī)的運(yùn)行特性。本章在敘述了電機(jī)原理、繼承了前人成果的基礎(chǔ)上，建立了數(shù)學(xué)模型并作了相應(yīng)推導(dǎo)。 </p><p>　　2.1 同步電機(jī)的工作原理</p><p>　　磁場(chǎng)的建立：勵(lì)磁繞組通以直流勵(lì)磁電流，建立極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)，即建立起主磁場(chǎng)。 載流導(dǎo)體：三相對(duì)稱(chēng)的電樞繞組充當(dāng)功率繞組，成為感應(yīng)電勢(shì)或者感應(yīng)電流的載體。 切割運(yùn)動(dòng)：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)

91、（給電機(jī)輸入機(jī)械能），極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組（相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵(lì)磁磁場(chǎng)）。 交變電勢(shì)的產(chǎn)生：由于電樞繞組與主磁場(chǎng)之間的相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)，電樞繞組中將會(huì)感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三相對(duì)稱(chēng)交變電勢(shì)。通過(guò)引出線，即可提供交流電源。 交變性與對(duì)稱(chēng)性：由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極性相間，使得感應(yīng)電勢(shì)的極性交變；由于電樞繞組的對(duì)稱(chēng)性，保證了感應(yīng)電勢(shì)的三相對(duì)稱(chēng)性。</p><p>

92、;　　2.2同步電機(jī)的基本電磁關(guān)系</p><p>　　1．同步發(fā)電機(jī)的空載運(yùn)行</p><p>　　發(fā)電機(jī)不接負(fù)載時(shí)，電樞電流為零，稱(chēng)為空載運(yùn)行空載運(yùn)行是同步發(fā)電機(jī)最簡(jiǎn)單的運(yùn)行方式,其氣隙磁場(chǎng)由轉(zhuǎn)子磁勢(shì) (勵(lì)磁磁勢(shì))單獨(dú)建立,稱(chēng)勵(lì)磁磁場(chǎng). 此時(shí)電機(jī)定子的三相繞組只有勵(lì)磁電流感生出的空載電動(dòng)勢(shì) (三相對(duì)稱(chēng))，其大小隨的增大而增加。但是，由于電機(jī)磁路鐵心有飽和現(xiàn)象，所以?xún)烧卟怀烧?。反映?/p>

93、載電動(dòng)勢(shì)與勵(lì)磁電流關(guān)系的曲線稱(chēng)為同步發(fā)電機(jī)的空載特性。一,空載氣隙磁場(chǎng) 1．主磁通：既與轉(zhuǎn)子交鏈,又經(jīng)氣隙與定子交鏈的磁通，為一以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁密波形沿氣隙圓周近似作正弦分布，其基波分量的每極磁通用表示，參與電機(jī)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。 2．漏磁通：除外的所有諧波成分，及勵(lì)磁磁場(chǎng)中僅與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組交鏈而不與定子交鏈的磁通，漏磁通不參與電機(jī)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換二,空載特性 = f()或 = f() 1．空載運(yùn)

94、行時(shí)， 勵(lì)磁電勢(shì)隨勵(lì)磁電流變化的關(guān)系，稱(chēng)為同步發(fā)電機(jī)的空載特性。轉(zhuǎn)子同步速為n1。三相基波電勢(shì)有效值為=4.44fNkN1 0 。 　2．= f()：改變If，可改變 0及，由此得空載特性曲線。</p><p>　　空載特性與電機(jī)磁路的磁化曲線具有類(lèi)似的變化規(guī)律：勵(lì)磁電流較小時(shí)，由于磁通較小，電機(jī)磁路沒(méi)有飽和，空載特性呈直線(將其延長(zhǎng)后的射線稱(chēng)氣隙線)，E0 隨著勵(lì)磁電流的增大，磁路逐漸飽和，磁化曲線開(kāi)始進(jìn)

95、入飽和段。為合理利用材料，空載額定電壓一般設(shè)計(jì)在空載特性的彎曲處。 3．空載特性可以通過(guò)計(jì)算或試驗(yàn)得到.試驗(yàn)測(cè)定的方法與直流發(fā)電機(jī)類(lèi)似，同步電機(jī)的空載特性也常用標(biāo)么值表示，空載電勢(shì)以額定電壓為基值，此時(shí)的勵(lì)磁電流 (稱(chēng)為額定勵(lì)磁電流)為勵(lì)磁電流的基值。用標(biāo)么值表示的空載特性具有典型性，不論電機(jī)容量的大小，電壓的高低，其空載特性彼此非常接近。 4．空載特性在同步發(fā)電機(jī)理論中有著重要作用:</p><p&g

96、t;　　空載特性結(jié)合短路特性(在后面介紹 )可以求取同步電機(jī)的參數(shù)；</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)好的電機(jī)的空載特性,可判斷該電機(jī)的磁路是否過(guò)于飽和或者材料是否充分利用；</p><p>　　發(fā)電廠通過(guò)測(cè)取空載特性來(lái)判斷三相繞組的對(duì)稱(chēng)性以及勵(lì)磁系統(tǒng)的故障。</p><p>　　5．飽和系數(shù)； 飽和電機(jī)中一定時(shí)，氣隙線上的橫坐標(biāo)為氣隙磁動(dòng)勢(shì)空載特性上的橫坐標(biāo)為為勵(lì)磁磁

97、動(dòng)勢(shì)。飽和系數(shù)k =勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)/氣隙磁動(dòng)勢(shì)=ac/ab= /。</p><p>　　2.3同步電機(jī)對(duì)稱(chēng)負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng)</p><p>　　同步電機(jī)帶上負(fù)載后，定子三相對(duì)稱(chēng)繞組中流過(guò)三相對(duì)稱(chēng)電流，定子繞組會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁動(dòng)勢(shì)，簡(jiǎn)稱(chēng)電樞磁動(dòng)勢(shì)，它改變了電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)單獨(dú)由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生氣隙磁通的情況，這時(shí)將由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和電樞磁動(dòng)勢(shì)合成一個(gè)總磁動(dòng)勢(shì)來(lái)產(chǎn)生氣隙磁通，在定子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電樞磁

98、動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的影響就叫做電樞反應(yīng)。 </p><p><b>　　1.空載: </b></p><p>　　負(fù)載：---對(duì)的影響，成為電樞反應(yīng)。</p><p>　　2.和性質(zhì)比較：①均是幅值不變的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；</p><p>　?、诰请A梯波，基波為正弦波；</p><p><b>

99、;　　③轉(zhuǎn)速為n1。</b></p><p>　　結(jié)論：和在空間相對(duì)靜止。</p><p><b>　　3.幾個(gè)概念</b></p><p>　?、賰?nèi)功率因數(shù)角Ψ：空載電動(dòng)勢(shì)E0和電樞電流Ia之間的夾角，與電機(jī)本身參數(shù)和負(fù)載性質(zhì)有關(guān)；</p><p>　?、谕夤β室驍?shù)角φ：與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)；</p>

100、<p>　?、酃β式牵ü牵│模篍0和U之間的夾角；且有Ψ=φ+δ（電感性負(fù)載）</p><p>　?、苤陛S（d軸）：主磁極軸線（縱軸）；</p><p>　?、萁惠S（q軸）：轉(zhuǎn)子相臨磁極軸線間的中心線為交軸（橫軸）</p><p>　　當(dāng)Ψ為不同值的電樞反應(yīng)性質(zhì)：</p><p>　　2.4同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性</p&g

101、t;<p>　　表征同步電動(dòng)機(jī)性能的主要是空載特性和負(fù)載運(yùn)行特性。這些特性是用戶(hù)選用發(fā)電機(jī)的重要依據(jù)。</p><p>　　空載特性 　發(fā)電機(jī)不接負(fù)載時(shí)，電樞電流為零，稱(chēng)為空載運(yùn)行。此時(shí)電機(jī)定子的三相繞組只有勵(lì)磁電流If感生出的空載電動(dòng)勢(shì)E0(三相對(duì)稱(chēng))，其大小隨If的增大而增加。但是，由于電機(jī)磁路鐵心有飽和現(xiàn)象，所以?xún)烧卟怀烧?圖1)。反映空載電動(dòng)勢(shì)E0與勵(lì)磁電流If關(guān)系的曲線稱(chēng)為同步發(fā)電機(jī)的空

102、載特性。</p><p>　　電樞反應(yīng) 　當(dāng)發(fā)電機(jī)接上對(duì)稱(chēng)負(fù)載后，電樞繞組中的三相電流會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，稱(chēng)電樞反應(yīng)磁場(chǎng)。其轉(zhuǎn)速正好與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)均可近似地認(rèn)為都按正弦規(guī)律分布。它們之間的空間相位差取決于空載電動(dòng)勢(shì)E0與電樞電流I之間的時(shí)間相位差。電樞反應(yīng)磁場(chǎng)還與負(fù)載情況有關(guān)。當(dāng)發(fā)電機(jī)的負(fù)載為電感性時(shí)，電樞反應(yīng)

103、磁場(chǎng)起去磁作用，會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的電壓降低;當(dāng)負(fù)載呈電容性時(shí),電樞反應(yīng)磁場(chǎng)起助磁作用,會(huì)使發(fā)電機(jī)的輸出電壓升高。</p><p>　　負(fù)載運(yùn)行特性 　主要指外特性和調(diào)整特性。外特性是當(dāng)轉(zhuǎn)速為額定值、勵(lì)磁電流和負(fù)載功率因數(shù)為常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓U與負(fù)載電流I之間的關(guān)系,如圖2所示。調(diào)整特性是轉(zhuǎn)速和端電壓為額定值、負(fù)載功率因數(shù)為常數(shù)時(shí),勵(lì)磁電流If與負(fù)載電流I之間的關(guān)系，如圖3所示。圖2中還顯示出電阻性、電容性和電感性3

104、種負(fù)載的情況。由于電樞反應(yīng)磁場(chǎng)影響的不同，三者的曲線也不一樣。在外特性中，從空載到額定負(fù)載時(shí)電壓的變化程度稱(chēng)為電壓變化率△U，常用百分?jǐn)?shù)表示為</p><p>　　同步發(fā)電機(jī)的電壓變化率約為20～40%。一般工業(yè)和家用負(fù)載都要求電壓保持基本不變。為此，隨著負(fù)載電流的增大,必須相應(yīng)地調(diào)整勵(lì)磁電流。圖3所示為 3種不同性質(zhì)負(fù)載下的調(diào)整特性。雖然調(diào)整特性的變化趨勢(shì)與外特性正好相反，對(duì)于感性和純電阻性負(fù)載，它是上升的，而

105、在容性負(fù)載下，一般是下降的。</p><p>　　2.6 同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性</p><p>　　1.電動(dòng)機(jī)的基本方程式和相量圖</p><p>　　方程式：發(fā)電機(jī)慣例：隱極機(jī)：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)慣例：隱極機(jī)：</p><p><b>　　凸極機(jī)：</b></p><

106、;p>　　2.功角特性：凸極機(jī)：</p><p><b>　　隱極機(jī)：</b></p><p><b>　　3.功率平衡：</b></p><p>　　4.三種激磁狀態(tài)：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）； </p><p>　　③

107、欠激運(yùn)行狀態(tài)：滯后，吸有功P，吸感性Q（發(fā)容性Q）；</p><p>　　結(jié)論：同步電動(dòng)機(jī)最可貴的優(yōu)點(diǎn)：調(diào)If可改變它的無(wú)功輸出。</p><p>　　第三章 同步電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)基本理論</p><p><b>　　3.1總體設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　?。?）準(zhǔn)備階段</b>&

108、lt;/p><p>　　首先是熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，收集相近電機(jī)的產(chǎn)品樣本（或樣機(jī)）和技術(shù)資料（包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)），并聽(tīng)取生產(chǎn)和使用單位的意見(jiàn)與要求；然后在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定及分析相應(yīng)資料的基礎(chǔ)上，編制技術(shù)任務(wù)書(shū)或技術(shù)建議書(shū)。</p><p><b>　?。?）電磁設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本階段的任務(wù)是根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書(shū)（技術(shù)建議書(shū)）的規(guī)定，參照

109、生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算和方案比較，來(lái)確定與所設(shè)計(jì)電機(jī)電磁性能有關(guān)的尺寸和數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算其電磁性能。</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件尺寸、加工要求與材料的規(guī)格及性能要求，包括必要的機(jī)械計(jì)算及通風(fēng)和溫升計(jì)算。</p><p>　　通常，首先根據(jù)技術(shù)條件或

110、技術(shù)任務(wù)書(shū)（技術(shù)建議書(shū)）中規(guī)定的防護(hù)型式、安裝方式與冷卻方式，再考慮電磁計(jì)算中所選負(fù)荷的高低，來(lái)選取合適的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)；然后安排產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)，繪制總裝配草圖。然后分別繪制部件的分裝配圖和零件圖，并對(duì)總裝配草圖進(jìn)行必要的修改。</p><p>　　3.2電機(jī)設(shè)計(jì)中對(duì)參數(shù)影響的因素 </p><p>　　1、 性能指標(biāo)