高速永磁同步发电机设计研究毕业设计
浅析高速永磁同步发电机设计
浅析高速永磁同步发电机设计摘要:本文介绍高转速、高功率密度永磁同步发电机的关键技术及设计特点,采用场路耦合法设计一台额定转速100000r/min、额定功率1kW、功率密度3.73kW/kg的永磁同步发电机,建立二维电磁场仿真模型,仿真计算电机的空载反电动势及整流后的直流电压、负载工况下的输出电流和电压等电磁性能,计算电机定子铁耗、铜耗,转子的涡流损耗。
计算结果表明,高速永磁发电机设计合理,输出功率、电压、电流达到设计要求。
关键词:高速永磁;同步发电机设计一、技术指标及主要尺寸本文设计的高速永磁发电机主要用于战斗机、无人机等航空发电机系统。
发电机由飞机发动机拖动发出交流电,经电源变换器整流后,给机载机电设备供电。
该发电机的主要技术指标是经过电源变换器输出的直流功率、直流电压、直流电流。
电机的主要尺寸和计算功率、转速、电磁负荷有关,即:式中:为定子内径;为额定转速;L为计算长度;P'为计算功率;为计算极弧系数;是气隙磁场波形系数;为绕组系数;A,分别为电机电负荷和气隙磁密。
本文采用Ansys RMxprt模块完成电机的电磁设计,电机主要尺寸及技术指标如表1所示。
二、关键技术研究2.1高转速技术发电机最高转速为100000r/min,而永磁磁钢在高速下受到很大的离心力。
为防止磁钢出现高速下的损伤故障,在电磁及结构设计方面,主要采取以下技术:(1)极对数的选择。
极对数多使单块磁钢质量减小,离心力减小,转子能够承受更高的转速,但极对数的增加会使频率成倍增加,铁耗急剧增大。
本设计综合考虑,取极对数为2;(2)普通永磁材料抗压强度较大,但抗拉强度偏小,对高速旋转的表贴式永磁电机,需要采取一定措施保护永磁体。
因此,在磁钢外层加一层非导磁的钢护套,护套与磁钢之间紧配,并对磁钢施加一定预压力,增加磁钢的抗拉强度,保护磁钢不被甩出去。
(3)适当减小转子外径。
在保证电机性能前提下,尽量减小转子外径,可使磁钢线速度减小,离心力减少,使转子能承受更高的转速。
永磁同步电动机设计及结构的设计(论文)【范本模板】
毕业设计论文题目永磁同步电动机的设计及结构的研究(院)系电气与信息工程系专业电气工程及其自动化班级0 学号0 号学生姓名高富帅导师姓名完成日期2005年6月8日目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1永磁性材料简述 (3)1。
1。
1 稀土永磁材料 (3)1.1。
2 其它永磁材料 (4)1.1.2。
1 铝镍钴永磁 (5)1.1。
2.2 铁氧体永磁材料 (6)1。
1。
2。
3 粘结永磁材料 (6)1。
2永磁同步电机的发展概况 (6)1。
2.1永磁同步电机在国内的发展概况 (7)1。
2.2永磁同步电机在同外的发展概况 (7)1。
3永磁同步电动机的分类 (8)1.3.1永磁同步电动机简介 (8)1。
3.2永磁同步电动机的分类 (8)1.4永磁同步电动机的主要特点和应用 (9)第2章永磁材料的性能和选用 (11)2.1 永磁材料磁性能的主要参数 (11)2。
1.1退磁曲线 (11)2.1.2 回复曲线 (12)2.1。
3 内禀退磁曲线 (13)2。
1。
4 稳定性 (14)2.2 永磁材料的选择和应用注意事项 (15)2。
2.1永磁材料的选择 (15)2.2.2 永磁材料的应用注意事项 (16)第3章永磁同步电动机的结构和基本理论 (16)3.1永磁同步电动机的结构 (18)3.1。
1永磁同步电动机的总体结构 (18)3。
1。
2永磁同步电动机的转子磁路结构 (19)3。
1。
2.1表面式转子磁路结构 (20)3.1.2.2内置式转子磁路结构 (21)3.1.2。
3爪极式转子磁路结构 (23)3.1.3隔磁措施 (23)3.2 永磁同步电动机的基本理论 (23)3.2。
1 稳态运行和相量图 (23)3。
2。
2永磁同步电动机的稳态性能分析和计算 (25)3。
2。
2。
1电磁转矩和矩角特性 (25)3。
2.3 工作特性曲线 (27)3.3永磁同步电动机的磁路分析与计算 (27)3。
3.1磁路计算特点 (27)3。
(完整版)永磁同步电动机的矢量控制毕业论文设计
优秀论文审核通过未经允许切勿外传永磁同步电动机的矢量控制1 绪论1.1 电气伺服系统发展现状和动向自从上个世纪60年代,电气伺服系统取代了大部分的电液伺服传动系统成为伺服系统的主要形式。
按驱动装置的执行电动机类型来分,通常分为直流(DC)伺服系统和交流 (AC)伺服系统。
直流伺服系统发展早,70年代已经实用化,在各类机电一体化产品中大量使用各种结构的DC伺服电动机。
直流伺服系统控制简单,灵活实现正反转,调速范围宽,稳定性高,响应速度快,无超调,定位精度和跟踪精度高。
但是直流伺服系统也有难以克服的缺点;直流电动机转子绕组的发热大,影响与其相连接的丝杠精度;采用机械换向会产生电火花,直流伺服系统难以工作在易燃、易爆的工作场合;高速运行和大容量设计受到机械换相器的限制;电刷和换向器易磨损,日常维护工作量大;结构复杂,制造困难,成本高等。
机械换向器的存在是造成以上问题的主要原因。
交流电机没有机械换向器,克服了直流电机的缺点。
进入20世纪80年代后,功率电子器件和微电子技术水平得到迅速提高,基于先进控制理论、电力电子器件和微处理器的发展,交流伺服控制技术日趋成熟。
交流伺服系统以其体积小,转动惯量最小,耐高速,可频繁起制动,过载能力强,瞬时输出转矩大,对环境适应性强,运行可靠性高,无需维护等特点而广泛适用于CNC和工业机器人等工业领域。
到了90年代,交流伺服系统己经在许多场合取代了直流伺服系统,某些性能甚至超过了直流伺服系统,从而出现了取代直流伺服系统成为电气伺服系统主体的趋势。
目前国内外交流伺服系统研究正向着数字化、智能化、网络化、绿色化的方向发展:高性能和全数字化伺服系统是当代交流伺服系统发展的趋势,这种系统被广泛应用在高精度数控机床、机器人、特种加工装备和精细进给系统中。
由于微电子技术的发展,微处理器的运算速度不断提高,功能不断增强,特别在电机控制专用DSP芯片出现后,全数字伺服系统在实现电流控制、速度控制和位置控制全部数字化的同时,极大的增强了伺服系统设计和使用的灵活性。
毕业设计(论文)永磁同步电机控制系统的研究
西京学院本科毕业设计(论文) 题目:永磁同步电动机控制系统的研究教学单位:机电工程系专业:自动化学号:0811060109姓名:指导教师:2012年5月摘要在进入80年代后较低价格的钦铁硼永磁材料的出现,使永磁同步电动机能够进入普通民用的市场提供了可能,几十瓦到几百瓦永磁同步电动机开始在医疗器械、仪器仪表、化工、纺织以及家用电器等民用领域初显身手。
永磁同步电动机的最本质特征就是没有机械换向结构,取而代之的是逻辑电路和功率开关线路共同组成的电子换相器,它把直流电逆变成交流电并按一定的次序通入电动机的定子绕组中以产生与定子磁场正交的转子磁场。
在使用中永磁同步电机相比有刷电机有许多的优点,比如:能获得更好的扭矩转速特;性高速动态响应;高效率;长寿命;低噪声;高转速。
本文主要研究了永磁同步电动机调速系统的基本方法,主要内容有永磁同步电机的基本原理,脉宽调速系统的原理和控制方法,在此基础上重点研究了永磁同步电动机的换相控制,并对永磁同步电动机调速系统进行设计。
最后利用MATLAB\Simulink面向电气原理结构图的仿真技术,设计了一个转速单闭环永磁同步电机可逆脉宽调速系统,对其进行仿真,并根据仿真结果分析研究永磁同步电动机。
关键词:调速;PWM控制;永磁同步电动机;仿真AbstractChin-Fe-B permanent magnet materials at lower prices in the 1980s, the permanent magnet synchronous motor can provide the possibility to enter the ordinary civilian market, tens of watts to several hundred watts of permanent magnet synchronous motors in medical devices, instruments instruments, chemicals, textiles and home appliances and other civilian areas debuts.No mechanical change to the structure of the most essential characteristic of permanent magnet synchronous motor is replaced by the electronic commutation logic circuit and the power switching circuit composed of DC reverse into AC power and press a certain sequence which leads to the motor stator winding to produce the stator magnetic field orthogonal rotor field. In the use of permanent magnet synchronous motor compared to the brush motor has many advantages, such as: Can you get better torque speed special; sexual high-speed dynamic response; high efficiency; long life; low noise; high speed. This paper studies the basic method of permanent magnet synchronous motor speed control system, the main content of the basic principle of the permanent magnet synchronous motor, PWM System principles and control methods, on this basis, focuses on the exchange of permanent magnet synchronous motor control, and permanent magnet synchronous motor speed control system design. Last use of MATLAB \ Simulink simulation technology for the electrical schematic block diagram, design speed of a single closed loop permanent magnet synchronous motor reversible PWM System, its simulation and study of permanent magnet synchronous motor according to the analysis of simulation results.Keywords: speed control;PWM control;permanent magnet synchronous motor目录1 绪论 (1)2 永磁同步电动机原理 (2)2.1 永磁同步电动机的概述 (2)2.2永磁同步电动机本体 (3)2.2.1 电动机定子 (3)2.2.2 电动机转子 (4)2.2.3 有关电动机本体设计的问题 (5)2.3 转子位置检测 (6)2.3.1 位置传感器检测法 (6)2.3.2 无位置传感器检测法 (7)2.4 PWM调制技术 (9) (12)2.5.1三相半控电路 (12)2.5.2三相全控电路 (13)永磁同步电机的基本方程 (14)3 永磁同步电机控制系统的设计 (17)3.1主电路供电方案选择 (18)3.2逆变电路的选择 (19)3.3基于MC33035的永磁同步电机调速系统 (19)3.3.1 MC33035永磁同步电机控制芯片 (19)3.3.2基于MC33035的永磁同步电机调速系统设计 (21)4 永磁同步电动机调速系统的MATLAB仿真 (23)4.1 电源、逆变桥和永磁同步电动机模型 (24)4.2 换相逻辑控制模块 (26)4.3 控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计 (28)4.4 系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析 (30)4.4.1 起动,阶跃负载仿真 (30)4.4.2 可逆调速仿真 (33)5 结论 (34)6 致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论在进入80年代后较低价格的钦铁硼永磁材料的出现,使永磁同步电动机能够进入普通民用的市场提供了可能,几十瓦到几百瓦永磁同步电动机开始在医疗器械、仪器仪表、化工、纺织以及家用电器等民用领域初显身手。
调速永磁同步电机的设计 毕业设计全文
毕业设计题目:调速永磁同步电动机的电磁设计系:电气与信息工程专业:电气工程班级:学号:学生姓名:///导师姓名:完成日期:2011年6月诚信声明本人声明:1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料;3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。
作者签名:日期:年月日毕业设计(论文)任务书题目: 调速永磁同步电动机的电磁设计姓名 系 电气系 专业 电气工程及其自动化 班级 .. 学号 ..指导老师 .. 职称 副教授 教研室主任 ..一、基本任务及要求: 1、基本技术要求:1)额定功率 N P =15KW ; 2)额定电压 V U N 380=3)额定转速 min /1500r n N =; 4)额定效率%94=N η; 5)相数m=36)Hz f N 50=; 7)额定功率因数92.0cos =N ϕ; 8)绕组形式:单层,交叉Y 接9)失步转矩倍数 8.1=*Npo T ; 2、本毕业设计课题主要完成以下设计内容:(1)调速永磁同步电动机的电磁设计方案;(2)阐述永磁同步电动机的运行与控制原理;(3)电机主要零部件图的绘制;(4) 说明书的编制二、进度安排及完成时间:3 月1 日——3 月 30日:查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 4月1 日—— 4月30 日:毕业实习、撰写实习报告 5月 1日—— 5月20 日:毕业设计(电磁设计)5月 21日——5 月30 日:毕业设计(永磁同步电动机的运行与控制 )5月上旬:毕业设计中期抽查6月1日——6月12日:撰写毕业设计说明书(论文)6月13日——6月14日:修改、装订毕业设计说明书(论文),并将电子文档上传FTP。
1、6月15日——6月18日:毕业设计答辩,进行毕业答辩。
超高速高效率永磁同步发电机的研究_硕士学位论文 精品
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘
要
高速电机因其具有转速高、体积小、功率密度大等优越性能,正在被广泛 应用于能源、工业、航空航天和医疗等诸多领域,受到了越来越广泛的关注。 本文采用的方法将解析分析和有限元计算相结合,对高速永磁同步发电机的磁 场及损耗进行了分析,研究了电机关键尺寸参数的变化对电机损耗及效率的影 响。 首先,总结了对于电枢开槽影响的分析方法。通过气隙相对磁导函数的引 入来表示开槽的影响,将其与光滑电枢表面下的磁场相结合,解析分析了电机 的空载气隙磁场。通过有限元法对定子铁心磁场进行了分析,包括定子齿部和 轭部磁场。将电枢绕组等效为面电流层,对电枢反应磁场进行了解析。 其次,在磁场解析的基础上,对高速永磁同步发电机的损耗进行了计算。 基于Bertotti分离铁耗模型,计算了定子铁耗。考虑直流损耗和涡流损耗,计算 了定子铜耗。在对比分析几种转子涡流损耗计算方法的基础上,计算了转子涡 流损耗。考虑高转速时空气摩擦损耗,计算了转子风摩耗。 然后,对高速永磁同步发电机的设计方法进行了研究。基于效率最优的原 则,对电机最佳裂比进行了分析,同时还对转子长径比进行了优化分析。 最后,在理论分析的基础上,对高速永磁同步发电机样机进行了实验研 究,实验结果与仿真结果基本吻合。 关键词:高速永磁同步发电机;磁场解析;损耗;优化;裂比
I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
High speed motor is used more and more widely in the field of energy, industrial, aerospace and medical because of its superiority of high speed, small size and high power density.So high speed motor has received wider and wider attention. Based on the combination approach of analysis method and finite element method (FEM), this paper analyzes the magnetic field distribution and the loss of the highspeed permanent magnet synchronous generator, and researches the effect of the critical dimensions of the motor parameters on the motor losses and efficiency. First,we summarize the methods of analyzing the stator slotting.Through the introduction of air gap relative permeability function,we can combins it to the the magnetic field distribution under the armature with the smooth surface.Then,we can receive the no-load air-gap magnetic field.Through the finite element method we can analyze the magnetic field of stator core magnetic field, including the stator teeth and yoke.We equivalence armature winding to the surface current layer and the magnetic field of armature reaction were resolved. Second, on the basis of the magnetic field the loss of high-speed permanent magnet synchronous generator is calculated. Based on the Bertotti model of iron loss, the stator iron loss is calculated. Considering the current losses and eddy current losses, the stator copper loss is calculated. In the comparative analysis of several rotor eddy current loss calculation method, the rotor eddy current loss is calculated. Considering air friction losses, the rotor wind abrasion is calculated. Then, the design methods of high-speed permanent magnet synchronous generator were studied. Based on the principle of optimal efficiency, the best split ratio of the motor was analyzed. Also, the ratio of the length to diameter was optimized. Finally, based on the theoretical analysis, the experiment is done and the experimental results agree with the simulation ones. Keywords: High-speed permanent magnet synchronous generator, magnetic field analysis, loss, optimization, split ratio
电动汽车用永磁同步电动机的设计与研究
电动汽车用永磁同步电动机的设计与研究摘要:本文介绍了电动汽车用永磁同步电动机(PMSM)的设计与研究。
通过对PMSM的基本原理和特点进行分析,选用了一种适合电动汽车的轴向通风式PMSM作为研究对象。
在电机结构设计过程中,采用有限元仿真对电机各项指标进行了优化设计。
同时,对电机的制造工艺和系统控制进行了探究,提出了一种基于矢量控制的电机控制算法。
实验结果表明,设计的PMSM具有较高的效率和动态响应性,能够满足电动汽车的实际需求。
关键词:永磁同步电动机;电动汽车;有限元仿真;矢量控制;效率1. 引言随着环保意识的增强和新能源政策的推出,电动汽车的市场需求逐渐增加。
作为电动汽车的核心部件之一,永磁同步电动机越来越受到关注。
与传统的感应电动机相比,PMSM具有高效率、高功率密度、响应快等优点,已成为电动汽车最优选择。
因此,对PMSM的设计与研究具有重要意义。
2. PMSM的基本原理和特点PMSM是一种由永磁体和定子线圈组成的电机。
其工作原理基于永磁体和定子磁场之间的相互作用,产生转矩和运动。
与感应电动机相比,PMSM具有永磁体磁通恒定、固有磁场较大、电机结构简单等特点。
3. PMSM的设计在选定轴向通风式PMSM作为研究对象之后,进行了电机结构设计。
通过有限元仿真,对电机的电磁特性进行了分析和优化,确定了最优的设计参数。
同时,对电机的机械结构和散热系统进行优化设计,保证电机的可靠性。
4. PMSM的制造工艺在制造过程中,采用了先进的加工技术和材料,确保电机的精度和品质。
通过调试和检验,对电机进行了质量保证。
5. 系统控制为了保证PMSM的高效率和动态性能,设计了基于矢量控制的电机控制算法。
该算法以电机的转矩和转速作为控制对象,通过磁场定向和PWM调制控制电机的运行状态。
实验结果表明,该算法具有较高的控制精度和稳定性。
6. 结论通过本文的研究,成功地设计了电动汽车用的PMSM,并对其制造工艺和系统控制进行了探究。
永磁同步电机控制系统设计与仿真毕业论文
永磁同步电机控制系统设计与仿真目录摘要IABSTRACT II1 绪论11.1 永磁同步电机的发展概况与研究现状11.2 永磁同步电机的研究意义21.3 论文主要研究容32 永磁同步电机系统42.1 永磁同步电机的分类和结构42.2 永磁同步电机的工作原理和特点42.3 永磁同步电机数学模型63 永磁同步电机控制策略83.1 恒压频比控制83.2 矢量控制93.2.1 矢量控制的组成和原理93.2.2 矢量控制的控制方式113.2.3 矢量控制的坐标变换123.2.4 矢量控制的基本方程173.3 直接转矩控制173.3.1 定子磁链控制193.3.2 空间矢量控制213.4 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较213.5 小结224基于Matlab/Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真23 4.1 电压空间矢量脉宽调制原理244.1.1 电压空间矢量244.1.2 零矢量的作用264.1.3 空间电压矢量控制算法264.2 坐标变换模块274.3 SVPWM模块284.3.1 扇区选择284.3.2 计算X、Y、Z和TX 、TY定义294.3.3 计算矢量切换点Tcm1,Tcm2,Tcm3294.4 PMSM闭环矢量控制仿真模型314.5 仿真结果314.6 结束语325 结论335.1 研究总结335.2 未来研究方向和展望34致35参考文献36永磁同步电机控制系统设计与仿真摘要由于永磁同步电机具有体积小、功率密度大、效率和功率因数高等明显特点,从70年代末开始,永磁同步电机就得到广泛重视。
随着高性能永磁材料的发展和价格的不断下降,永磁电机的应用越来越广泛。
尤其是近年来,随着永磁材料的迅速发展和电力电子和控制技术的进步,永磁同步电机将越来越多地替代传统电机,应用前景非常的乐观,永磁电机与其驱动控制器设计也成了电机领域研究的热点课题,因而对永磁同步电机的研究是非常有意义的。
本文先对永磁同步电机与其相关技术的发展过程、研究现状和趋势进行了一个比较全面的阐述,然后对永磁同步电机的结构、性能进行了简要介绍,最后讲述了几种永磁同步电机控制系统常用的控制策略。
高速永磁同步发电机设计研究毕业设计
湖南工程学院应用技术学院毕业设计说明书题目:高速永磁同步发电机设计研究专业班级:电气工程1183学生姓名:欧阳贝尔学号:201113010323 完成日期:2015年6月5日指导教师:谢卫才评阅教师:谢卫才2012年6月湖南工程学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:高速永磁同步发电机设计研究姓名欧阳贝尔系别电气信息专业电气工程及其自动化班级1183 学号23 指导老师谢卫才教研室主任谢卫才一.基本任务及要求:高速永磁同步发电机在发电领域有重要的用途。
通过毕业设计要求学生熟悉及掌握该技术领域的相关知识,主要的设计内容如下:1.掌握各种高速永磁同步发电机性能及应用;2.掌握高速永磁同步发电机基本原理及特性;3.分析、比较高速永磁同步发电机结构及特征;4.完成一高速永磁同步发电机的电磁设计;5.完成一高速永磁同步发电机结构设计。
二.进度安排及完成时间:3月1日——3月20日:查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告3月21日:查文献综述、开题报告撰写情况3月23日——4月5日:毕业实习、撰写实习报告4月6日——5月29日:毕业设计4月底:毕业设计中期抽查5月30日——6月10日:撰写毕业设计说明书6月10日——6月15日:毕业设计答辩目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1 概述 (3)1.2 永磁电机的发展 (3)1.2.1 永磁材料的发展近况 (3)1.2.2 周边技术的发展 (4)1.2.3 永磁电机的最新发展动向 (5)1.3 永磁发电机的主要特点及运用 (6)第2章永磁发电机的基本知识 (8)2.1 概述 (8)2.2 高速永磁发电机的结构 (8)2.2.1 高速永磁发电机的结构特点 (8)2.2.2 转子结构的选取 (11)2.3 高速永磁同步发电机的性能、参数和特性 (11)2.3.1 电抗参数和矢量图 (12)2.3.2 外特性和电压调整率 (13)2.3.3 短路特性 (14)2.3.4 功角特性 (14)2.3.5 损耗与效率 (15)第3章高速永磁同步发电机设计 (16)3.1 电磁设计 (16)3.1.1 转子结构的选择 (16)3.1.2 发电机大体尺寸和高速永磁体的确定 (17)3.2 转子漏磁导计算 (20)3.2.1 基本概念 (20)3.2.2 径向结构转子漏磁导计算 (21)第4章电机计算与磁场分析 (24)4.1 计算程序及算例 (24)4.2 方案对比 (35)4.2.1 改变长径比的影响; (35)4.2.2 改变极弧系数的影响; (38)4.2.3 改变气隙长度的影响; (40)结论 (43)参考文献 (44)摘要高速发电机一般是指转速超过10000转/分的发电机。
调速永磁同步电动机的电磁设计毕业设计正文
第一章概述1.1永磁同步电机的发展前景近年来,随着永磁材料性能的不断提高和完善,特别是钕铁硼永磁的热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器件的进一步发展,加上永磁电机研究开发经验的逐步成熟,经大力推广和应用已有研究成果,使永磁电机在国防、工农业生产和日常生活等方面获得越来越广泛的应用。
正向大功率化(高转速、高转矩、高功能化和微型化方面发展。
目前,稀土永磁电机的单台容量已超过1000KW,最高转速已超过300000r/min,最低转速低于0.01r/min,最小电机的外径只有0.8mm,长1.2mm。
永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。
和异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好;但它与异步电机相比,也有成本高、起动困难等缺点。
和普通同步电动机相比,它省去了励磁装置,简化了结构,提高了效率。
永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制,因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。
电动机及其驱动系统的耗电量约占工业用电总量的三分之二左右, 2006年国际电工委员会IEC制定了IEC60034- 30电动机新标准, 其目的在于淘汰低效率电动机, 开发与应用高效率和超高效率电动机, 美国在NEMA 高效电机的基础上又制定了新NEMA 高效标准, 把效率指标再提高2% -3% , 在我国十一五!规划的节能工程中涉及到更新和淘汰低效率电动机及高耗电设备, 推广高效节能电动机、稀土永磁电动机、高效传动系统等, 所以开发高效节能稀土永磁电动机具有实际工程应用的意义。
在电力拖动系统中采用调速措施可以提高节能效果, 例如直流电动机调速、交流电动机变极调速或变频调速, 还有采用机械传动结构变速等, 但是机械传动结构变速和变极调速属于有级的调速方式, 直流电动机虽然具有较好的调速性能, 但存在换向火花的缺点, 限制了调速的容量和应用环境, 而变频调速是一种高效节能型的无级调速方式。
毕业设计(论文)-高速永磁电机转子动态响应特性研究模板
摘要本课题是辽宁省教育厅项目《高速永磁电机转子动态响应特性研究》的研究内容。
高速电机的体积小、功率密度大和效率高,正在成为电机领域的研究热点之一。
国家对发展高速电机相当重视,已把高速电机作为重点科研攻关项目,但与欧美国家相比,我国在高速电机的研究和应用方面还有很大的差距。
本文针对高速电机磁悬浮转子系统,进行了动力学特性问题研究,为高速电机结构设计提供理论依据。
本文首先进行了高速永磁电机转子的结构设计与强度分析。
根据永磁体抗压强度远大于抗拉强度的特点,提出了一种采用整体永磁体外加非导磁高强度合金钢护套的新型转子结构。
永磁体与护套之间采用过盈配合,用护套对永磁体施加的静态预压力抵消高速旋转离心力产生的拉应力,使永磁体高速旋转时仍承受一定的压应力,从而保证永磁转子的安全运行。
基于弹性力学有限元接触理论,建立了新型高速永磁转子应力计算模型,确定了护套和永磁体之间的过盈量,计算了永磁体和护套中的应力分布。
其次,讨论了高速电机磁悬浮轴承转子系统的动力学建模方法和转子动力学的计算方法,对磁力轴承的电磁场和支承特性进行了分析,得到最优磁力支承刚度公式。
利用有限元方法对高速发电机转子系统进行动力学计算和分析,得到了系统临界转速及其所对应的模态,讨论了支承刚度对临界转速的影响。
本课题研究表明,当高速电机转子额定工作转速远离临界转速时,转子系统工作是安全的。
本研究还为结构尺寸的调整、磁力轴承支承刚度的优化、控制参数的选择,提供了理论依据。
关键词高速永磁电机,磁悬浮转子系统,强度分析,临界转速,有限元方法AbstractThe research work of this thesis is the project-“the property of movable answer of high speed PM machine rotor”, which is supported by the education office of Liaoning province. The high speed generator, due to its small volume, high efficiency and great power density, is one of the great concerns in electrical engineering.The development of high speed generator is regarded important research and development project, but compare to America and European countries, the popularization and application of high speed generator has a large disparity in our country. In this paper,it mainly researches magnetic bearing rotor system dynamic evidence for the structural problem. It offers a theoretic evidence for the structural of design parameter. Firstly, the structure design and strength analysis of the PM rotor are carried out in this paper.A new type of rotor, which is made of an integral PM enclosed in a nonmagnetic high strength alloy, is brought forward for that the PM could bear little tensile stress but great pressure. To insure the PM rotor’s safety, the interference fit between the PM and the enclosure must be carefully chosen for the pre-pressure must be greater than the centrifugal force so that the PM could still bear some pressure when the rotor is running at the rated speed. Based on the finite element method, the stress model is built up, the interference value is determined and the stress distribution is calculated. Secondly, discuss the method of building bearing-rotor system mechanics model and calculation of bearing-rotor system mechanics. Analyze electromagnetic field and support characteristic of magnetic bearing. Educe the optimal support stiffness computational formula. Do the dynamic calculation and analysis of high speed rotor system with the finite element analysis. Gain the system critical rotational speeds and their modal. Finally, discuss influence of critical rotational speeds, when magnetic rotor support stiffness transform. Through this paper analyzed, summarize: rotor of high speed generator rated working rotational speed is far away from the critical speed, rotor system is safe. This paper also offers academic evidence, which is structure resize measure, and optimizes controller parameter.Key words high speed PM machine, magnetic bearing rotor system, stress analysis, critical speed,the finite element analysis目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论.................................................................................................................... - 1 -1.1课题的来源及意义......................................................................................................... - 1 -1.2 高速电机转子动力学国内外的研究现状..................................................................... - 3 -1.2.1 高速电机转子结构与强度...................................................................................... - 3 -1.2.2 高速电机的轴承-转子动力学.............................................................................. - 4 -1.3本文研究的主要内容..................................................................................................... - 6 -1.3.1高速永磁电机转子强度分析.................................................................................. - 6 -1.3.2临界转速的计算...................................................................................................... - 6 -第二章高速永磁电机的关键技术分析.................................................................................. - 7 -2.1高速永磁电机的特点与关键技术................................................................................. - 7 -2.1.1高速电机的结构...................................................................................................... - 7 -2.1.2高速永磁电机转子关键技术分析.......................................................................... - 7 -2.1.3 高速永磁电机的磁悬浮技术.................................................................................. - 9 -2.2转子结构....................................................................................................................... - 10 -2.3本章小结....................................................................................................................... - 10 -第三章高速永磁电机的转子强度分析................................................................................ - 11 -3.1计算转子应力的有限元法............................................................................................ - 11 -3.1.1 有限元法简介........................................................................................................ - 11 -3.1.2弹性力学求解方法................................................................................................ - 11 -3.1.3有限元法基本求解过程........................................................................................ - 14 -3.2 转子有限元分析模型................................................................................................... - 15 -3.2.1有限元模型............................................................................................................ - 15 -3.2.2 边界条件和载荷.................................................................................................... - 16 -3.3转子有限元分析结果................................................................................................... - 17 -3.3.1过盈配合的过盈量计算........................................................................................ - 17 -3.4不同工作情况下护套及永磁体的受力....................................................................... - 18 -3.4.1 护套和永磁体在静止状态下的应力分布............................................................ - 18 -3.4.2护套和永磁体在旋转状态下的应力分布............................................................ - 21 -3.4.3护套和永磁体在考虑温度(150 C)下的应力分布 ......................................... - 25 -3.5本章小结....................................................................................................................... - 28 -第四章磁力轴承支承的高速永磁电机转子的动力学分析................................................ - 29 -4.1磁力轴承的支承特性分析........................................................................................... - 29 -4.1.1 磁力轴承的支承刚度分析.................................................................................... - 29 -4.1.2磁力轴承的磁场分析............................................................................................ - 32 -4.2磁力轴承-转子系统模型的简化............................................................................... - 33 -4.3 运动方程的建立........................................................................................................... - 33 -4.3.1转子离散化和单元的运动方程............................................................................ - 34 -4.3.2系统运动方程的建立............................................................................................ - 37 -4.4临界转速的求解........................................................................................................... - 40 -4.5 支承刚度对临界转速的影响....................................................................................... - 40 -4.6 临界转速图................................................................................................................... - 42 -4.7本章小结....................................................................................................................... - 45 -结论.................................................................................................................................... - 46 -参考文献.................................................................................................................................. - 47 -致谢.................................................................................................................................... - 50 -附录A1.1........................................................................................................................ - 51 -转子临界转速程序指令...................................................................................................... - 51 -附录A1.2........................................................................................................................ - 54 -高速电机应力分析程序指令 (54)附录 A2.1.......................................................................................................................... - 56 -基于有限元法计算磁力轴承的刚度和临界转速.............................................................. - 56 -附录 A2.2.......................................................................................................................... - 65 -Stiffness and Critical Speed Calculation of Magnetic Bearing-rotor System Based on FEA .- 65 -第一章绪论1.1课题的来源及意义二十世纪初以来电力行业流行观点是:发电机组容量越大,则效率越高,单位kW投资越低,发电成本也越低。
高速永磁同步风力发电机过载能力的研究
关键词 : 高速永磁 同步风 力发 电机 ; 过载能力 ;凸极率
中 图分 类 号 : T M 3 1 5 文献 标 志 码 : A 文章编号 : 1 6 7 3 — 6 5 4 0 ( 2 0 1 3 ) 0 9 4 3 0 6 2 — 0 5
An a l y s i s o f Ov e r l o a d Ca p a c i t y o f Hi g h— S pe e d Pe r ma ne n t Ma g n e t S y nc hr o no u s W i nd— Po we r Ge ne r a t o r
Abs t r a c t: r h e o v e r l o a d c a p a c i t y o f t h e hi g h— s p e e d p e r ma ne n t ma g n e t s y nc hr o n o u s wi n d— p o we r g e n e r a t o r was a n a l y z e d,a nd a 2 M W hi g h — s p e e d p e r ma ne n t ma g ne t s y n c h r o no us wi n d— p o we r g e ne r a t o r wa s d e s i g n e d, t h e n t he o v e r l o a d c a pa c i t y o t ge ne r a t o r s wi t h d i f f e r e nt s a l i e nt r a t e we r e c o mp a r e d. Th e f ina l c o n e l u s i o n s p r o v i de d s ome r e f e r e n e e s f f 】 r t he d e s i g n o f h i g h — s pe e d pe r ma n e n t ma g n e t s y nc h r o n o us wi n d— p o we r g e ne r a t o r . Ke y wo r ds: hi g h- s p e e d p e r m ane n t m ag ne t s y nc hr o no us wi nd- po we r g e ne r a t or; o ve r l o ad c a pac i t y;
永磁同步电机毕业设计.
永磁同步电动机的电磁设计与分析摘要永磁同步电动机(PMSM)是一种新型电机,永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。
和异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而具有效率高,功率因数高,转矩惯量大,定子电流和定子电阻损耗小等特点。
本文主要介绍永磁同步电动机(PMSM)的发展背景和前景、工作原理、发展趋势,以异步起动永磁同步电动机为例,详细介绍了永磁同步电动机的电磁设计,主要包括额定数据和技术要求,主要尺寸,永磁体计算,定转子冲片设计,绕组计算,磁路计算,参数计算,工作特性计算,起动性能计算,还列举了相应的算例。
还通过Ansoft软件的Rmxprt模块对永磁同步电动机了性能分析,得出了效率、功率、转矩的特性曲线,并且分别改变了电机的三个参数,得出这些参数对电机性能的影响。
又通过Ansoft软件Maxwell 2D的瞬态模块对电机进行了仿真,对电机进行了磁场分布计算,求出了电流、转矩曲线和电机的磁力线、磁通密度分布图。
关键词永磁同步电动机;电磁设计;性能分析The design of Permanent-MagnetSynchronous MotorAbstractPMSM (Permanent-Magnet Synchronous Motor) is a new type of motor, which has the advantages of simple structure, small volume, light weight, low loss, high efficiency. Compared with the DC motor, it has no DC motor commutator and brush. Compared with the asynchronous motor, because it does not require no power excitation current, It has the advantages of high efficiency, high power factor, large moment of inertia, stator current and small stator resistance loss .The paper mainly introduces the PMSM's development background and foreground, working principle, development trend, taking asynchronous start permanent magnet synchronous motor as an example, it introduces in detail the electromagnetic design of PMSM, that mainly includes the rated data and technical requirements, main dimensions, permanent magnet calculation, rotor and stator punching, winding calculation, magnet circuit calculation, parameters calculation, performance calculation, calculation of starting performance , and also lists the revevant examples. We aslo can analyse the performance of PMSM through the Rmxprt module of Ansoft software and conclude that the characteristic curve of efficiency, power, torque. By changing two parameters of the motor, I get the optimal scheme of the motor. Through transient module of Ansoft software Maxwell 2D to simulate the motor parameters, the magnetic field distribution of the motor is calculated, I can be obtained the curves of the current and the torque, the distribution of magnetic line of force and the distribution of magnetic flux density.Keywords PMSM; Motor design; Performance analysis目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (4)1.1 课题背景 (4)1.2 永磁电机发展趋势 (5)1.3 本文研究主要内容 (6)第2章永磁同步电动机的原理 (7)2.1永磁材料 (7)2.1.1 永磁材料的概念和性能 (7)2.1.2 钕铁硼永磁材料 (8)2.2永磁同步电动机的基本电磁关系 (9)2.2.1 转速和气隙磁场有关系数 (9)2.2.2 感应电动势和向量图 (10)2.2.3 交直轴电抗及电磁转矩 (12)2.3小结 (13)第3章永磁同步电动机的电磁设计 (14)3.1 永磁同步电机本体设计 (14)3.1.1 永磁同步电动机的额定数据和主要性能指标 (14)3.1.2 定子冲片和气隙长度的确定以及定子绕组的设计 (15)3.1.3 转子铁心的设计 (16)3.2永磁同步电动机本体设计示例 (18)3.2.1 额定数据及主要尺寸 (18)3.2.2 永磁体及定转子冲片设计 (19)3.2.3 绕组计算 (23)3.2.4 磁路计算 (26)3.2.5 参数计算 (29)3.2.6 工作特性计算 (33)3.2.7 起动特性计算 (37)3.3 小结 (41)第4章永磁同步电动机的性能分析及磁场分析 (42)4.1 永磁同步电动机的性能分析 (42)4.1.1 永磁同步电动机性能曲线 (42)4.1.2 重要参数的变化对性能的影响 (44)4.2 永磁同步电动机的磁路分析 (46)4.2.1 永磁同步电动机的模型 (46)4.2.2 在Ansoft Maxwell 2D 中运行后的结果图 (47)4.3 小结 (52)结论 (53)致谢 (54)参考文献 (55)附录A (56)第1章绪论1.1课题背景永磁同步电动机(PMSM)具有体积小、效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等特点。
高速永磁同步电机的设计与优化控制
高速永磁同步电机的设计与优化控制摘要:随着社会的发展和进步,当前阶段科学技术水平越来越高,不仅实际保障了社会生产,也更是提高了人们的生活质量。
人们在生产生活中常见到电机,并且电机的应用领域也非常广泛,在当前社会生产生活中起到了不可替代的重要作用。
随着时代的进步和社会的需求提升,电机的使用会更加广泛,诸如电动汽车的普及和应用等。
在这一背景下,传统的电机技术也更加难以满足当前的社会发展需求,需要做好对技术的创新和完善,这样能够进一步推动社会的发展和进步。
本文即是基于此,分析和研究高速永磁同步电机的设计与优化控制。
旨在通过有效的分析和研究,为相关领域的发展提供参考和建议。
关键词:高速电机;永磁同步电机;设计和优化引言电能作为一种现代化能源,改变了人们的生产和生活方式,随着电能的使用,将电能真正应用于工业生产的方式,是需要将电能转化为机械能,以此电机应运而生。
最开始的电机是直流电机,逐渐的发展出了三相异步电机,以及现阶段使用广泛的永磁电机,具体关于电机的技术创新和研究一直没有停止过。
永磁同步电机具有一些基本的特点和优势,一是效率更高,取消了励磁系统以及减少了励磁带来的损耗;二是运行更为可靠和稳定,以及结构相对更加简单;三是电机的形式和尺寸可以灵活多样。
因此与一些传统的电机相比,永磁同步电机的优势明显,但同时也存在的一些不足和问题有待进一步优化和提升。
所以基于这样的发展形式和具体现状,研究高速永磁同步电机的设计与优化控制策略,将会为电机的设计和技术创新等提供一定参考和借鉴。
1永磁同步电机的设计方法和结构分析1.1 电机设计的基本方法分析对于电机的实际设计而言,本质上是为了满足实际使用需求,即对于电磁转换装置的个性化需求,进而进行设计和制造。
而对于具体设计和生产过程而言,所面临的影响因素众多,以及需要根据国家相应标准和技术要求等,结合具体情况进行合理的设计,最终设计出结构稳定、使用可靠以及性能良好的电机。
电机具体设计过程需要涉及到很多参数的调整以及实验,并且各种数据和变量之间也存在相互制约的情况,因此更加需要做好对各类因素的控制,也全面、细致的考虑应用场景,这样能够设计出更加符合预期的电机。
高速永磁同步电机的设计与分析
高速永磁同步电机的设计与分析摘要:永磁同步电机结构简单、体积轻盈、高效节能、运行可靠,其未来应用领域广阔,涉及航空、汽车、电梯、家电、医疗设备等等。
对于稀土资源丰富的中国来说,以稀土为永磁材料的永磁同步电机的技术研究更具有深远意义。
目前,永磁同步电机的设计技术不断成熟,在磁路结构的设计、在定子参数的设置、在转子的优化方面都有一定的研究。
随着社会对这种永磁同步电机优势需求越来越明显,其技术发展也在朝着更深、更广的领域延伸。
关键词:电机;设计;技术能源是人类赖以生存和发展不可或缺的重要物质基础,随着政府、社会节能呼声的日益高涨,各行各业掀起了节能降耗技术改革。
作为电控技术的核心领域,电机的发展也在朝着节能高效的方向健康发展。
特别是永磁同步电机的出现,其性能的优越性在应用中越来越凸显,是目前最具发展潜力的一种电机技术。
一、高速永磁同步电机的研究意义永磁同步电机具有高效、节能、量轻的优势,其应用领域广阔,发展潜力巨大,是整个电机行业未来发展的方向。
永磁同步电机一般由定子、转子、机座和端盖等部件组成,而转子主要由永磁体、转子铁心和转轴构成。
其中永磁体目前采用最多的是稀土永磁材料汝铁硼,而中国是稀土资源最为丰富的国家,稀土储存量约占世界的80%,所以,研究永磁同步电机技术,符合中国现有资源条件,对中国经济的发展具有深远的意义。
二、永磁同步电机的优点及其设计原理永磁同步电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的一种电磁装置。
与其他异步电动机相比,其最大的特点就是转子的设计,永磁同步电机通过在转子上安装永磁体磁极,为电机内提供进行电能量所需的气隙磁场,实现电能与机械能的转换。
永磁同步电机的优势及其设计原理主要体现在以下几个方面:(1)高效节能一般异步电机需要一部分功率来产生磁场,以维持电机的运转,所以,该损耗不可避免地影响其运行效率。
而永磁同步电机的转子采用永久磁铁,无需转子线圈,此设计可以减少了旋转时的铜损耗,与其他电机相比,约可减少60%的损耗,实现电机的高效性能。
大功率高速永磁同步电机的设计与分析
大功率高速永磁同步电机的设计与分析发表时间:2016-07-19T10:13:33.690Z 来源:《电力设备》2016年第8期作者:陆焕瑞王钢汪佳龙[导读] 从安全性、可靠性、稳定性、准确性等方面入手,通过自主研发,以此来研制出满足用户要求的高性能产品。
陆焕瑞王钢汪佳龙(上海海事大学上海 201306) 摘要:针对西气东输过程中的10MW级变频驱动压缩机组(PDS)中,对高速直驱电动机的技术、结构和组成的要求,提出了大功率高速永磁同步电机的研制方案。
本文尝试以10MW等级调速范围3120~4800rpm和额定频率160Hz的技术要求,来设计适合西气东输PDS中的大功率高速永磁同步电机。
本文主要以Ansoft软件来设计电机,通过选择合适的技术参数来完成相应的设计。
关键词:PDS组,大功率,高速,永磁同步电机,Ansoft,设计与分析1 引言根据10 MW级变频电驱压缩机组中压大功率变频调速驱动系统(简称PDS)国产化研制及应用的项目背景,提出了10MW级变频电驱系统的技术要求,通过比较分析市场各种变频器的结构特点和国产变频电驱系统技术力量,电机通常为正压通风防爆无刷励磁同步电机,一般有低速(1000~1500 r/min)加齿轮箱和4500~5200 r/min与压缩机高速直联驱动2种方式。
由于国内厂家没有成熟的产品和应用业绩,主要由SIEMENS,ABB,TEMEI。
由于变频永磁同步电机能够通过降低输入电压频率实现自起动,而内置的永磁体能够提供磁通以及产生相应的同步转矩,这样可以保证电机稳定运行时为同步电机运行状态。
同时对于电机来说无需励磁电流,大大减少了定子上电流以及相应的损耗,并且在转子上几乎无电流以及铜耗。
因此与传统的感应电机和励磁电机相比,具有效率高、功率因数高的优点。
2 大功率高速永磁同步电机的设计2.1 主要设计特点永磁同步电机的定子一般与相应的异步电机的定子冲片相同,最主要的是对转子的设计。
关于高速永磁电机综合设计与分析
关于高速永磁电机综合设计与分析发表时间:2018-11-11T11:30:44.873Z 来源:《电力设备》2018年第17期作者:张树坤[导读] 摘要:随着我国科学技术的不断发展,我们国家对永磁电机的设计要求也在不断地提高,因此,要求设计人员必须运用最先进的科学技术对传统的永磁电机进行不断地完善,使其拥有最快的运行速度和良好的工作性能。
(东莞市天一精密机电有限公司广东东莞 523000)摘要:随着我国科学技术的不断发展,我们国家对永磁电机的设计要求也在不断地提高,因此,要求设计人员必须运用最先进的科学技术对传统的永磁电机进行不断地完善,使其拥有最快的运行速度和良好的工作性能。
本篇文章将针对于我国高速永磁电机的设计进行详细地分析,同时也会对其相关的分析技术进行研究,希望能够给科研人员提供一些借鉴。
关键词:高速永磁电机;电机设计;技术分析引言:在设计方面,高速永磁电机的设计主要包括两种,一种是对电机转子的设计,另一种是对电机定子的设计。
而在分析技术方面,高速永磁电机运用技术有三种,分别是电机损失和消耗、转子强度和温度的计量以及运算。
笔者将对这两种设计和三种分析技术进行深入探讨与研究。
一、高速永磁电机的设计分析(一)对电机转子设计的分析高速永磁电机在正常运行的过程中,其转子也会随着永磁电机一起高速的运行,当速度达到某种程度时,电机的转子就会偏离电机的运转中心,这样就会使电机的转子产生离心力,从而导致一些意外事件地发生。
除此以外,如果电机的转子运行的速度非常快,由于摩擦生热,转子就会在运转过程之中产生大量的热能,这样会对电机的转子机构产生影响,从而造成一些不必要的损失。
综上所述,如果想要保证高速永磁电机的安全运行,就必须保证电机的转子具有最基础的强度,使其在工作过程之中不会产生非常大的离心力,防止意外事件的发生。
此外,电机转子还要具备耐高温、低消耗等特点。
如果想要完成这两方面的保证,就一定要从电机转子的材质和结构设计两方面进行深入分析。
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此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式(可从电气系网页或各教研室FTB上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。
3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇(不包括辞典、手册),其中至少应包括1篇外文资料。
4.统一用A4纸,并装订单独成册,随《毕业设计论文》等资料装入文件袋中。
毕业设计(论文)开题报告1.文献综述:结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述——高速永磁同步发电机设计研究开题报告以往的汽车均是采用发动机减速后直接驱动,较大型的电传动车辆,则是利用直流电机作牵引电机,由于直流电机有电刷和换向器,结构复杂,维护麻烦,制造成本高,运行故障率高,而异步电动机具有结构简单、价格便宜、运行可靠等优点,但调速性能不如直流电动机。
因而人们很早就致力于交流电机调速技术的研究(例如异步电机的变极调速等)。
进入20世界70年代,当现代控制理论、新型大功率电力电子器件、新型变频技术以及微机数字控制技术等在实际应用中取得了重要进展的时候,交流调速技术也随之有了新的实质性的迅猛发展,而功率集成器件(PIC)的出现,使动力和信息合一,成为机和电的关键接口。
脉宽调制技术的发展与应用使高频调速装置性能优化,可以适用于各类交流电动机。
特别是从20世纪90年代中期起,大量采用IGBT管以后,使变频器的载波频率由1k ̄2kHz提高到10k ̄20kHz,大大提高了变频输出电压的质量,有利于降低电机的损耗和噪声。
因此,目前国外的变频调速电机发展很快,有同步电动机,也有绕线转子异步电动机和鼠笼型异步电动机,多用于轧钢机、挤压机、风机、压缩机、水泵、磨机,近年来,也用于机车和汽车电传动系统。
特别是在电动汽车和混合汽车上使用变频调速系统的课题,国外正在鼓励研究和开发,也取得了相当进展有的已进入应用阶段,但技术还不十分完善。
国内由于电力电子技术发展相对滞后,从20世界80年代起才把变频调速技术的应用作为电力传动革新的主攻方向,从电力电子器件,电动机至控制系统开展了全面的应用研究。
目前,变频调速的电机在轧钢机、风机、水泵、矿用卷扬机以及电力牵引等大中型传动领域已开始应用、其中既有同步电机,也有异步电机,既有与国外公司(如西门子、三菱等)合作的产品,也有自行研制的产品,数量较少,发展较快。
然而,把变频调速应用于电动——内燃复合车,在国内正竞相研究。
因为电动车用于城市可以避免汽车尾气对环境的污染,目前已作为国家863计划的重点开发项目之一。
矿用轨道电机车是工矿企业的一个重要运输设备,按照调速(速度控制)方式的不同可分为:直流牵引电机串电阻调速,直流牵引电机斩波调速,交流牵引电机变频调速。
从技术发展的趋势来看:直流斩波调速将取代传统的串电阻调速;交流牵引电机变频调速将取代直流牵引电机调速。
交流牵引电机车与直流牵引电机车相比较,具有体积小、重量轻,可靠性高、维护量小,无滑环和换相器,易于安全防爆等显著优点;同时交流变频调速具有明显的节能效果,耗能和发热量都明显减小。
所以说,交流牵引电机车取代直流牵引电机车,用先进的交流变频调速技术取代传统的直流串电阻和直流斩波调速技术是矿用电机车发展的必然趋势。
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毕业设计(论文)开题报告2.开题报告:一、课题的目的与意义;二、课题发展现状和前景展望;三、课题主要内容和要求;四、研究方法、步骤和措施开题报告——高速永磁同步发电机设计研究一、课题的目的与意义电能作为一种高效、清洁的能源已经被广泛用于国民生产和生活的各个领域之中。