欧阳贝尔开题报告最初版.doc

毕业设计(论文)开题报告 题 目： 高速永磁同步发电机设计研究 学 院： 应用技术学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 欧阳贝尔 学 号： 201113010323 指导老师： 谢卫才 2015年 3 月 17 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。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（可从教务处网页上下载）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；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说明书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，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。开 题 报 告1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。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（可从教务处网页上下载）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；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说明书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，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。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）。进入世界年代，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（）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。特别是从世纪年代中期起，大量采用管以后，使变频器的载波频率由提高到，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，从世界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。参考文献：1 1吴靖,江昊.分布式发电系统的应用及前景.农村电气化,2003,7(1):19-202王成山,李鹏.分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战.电力系统自动化,2010,34(2):10-142 3王继强.高速永磁电机的机械和电磁特性研究:沈阳工业大学博士学位论文.沈阳:沈阳工业大学,2007,1-213 王凤祥.高速电机的设计特点及相关技术研究.沈阳工业大学学报,2006,28(3):256-2644 唐任远.现代永磁同步电机理论与设计.北京:机械工业出版社,1997,37-3075 刘宁.钕铁硼永磁高速同步发电机设计.沈阳工业大学学报,1997,19(3):6 92-94方程.高速永磁电机转子特性分析及结构优化设计:沈阳工业大学硕士学位论文.沈阳:沈阳工业大学,2010,1-57 孔晓光,王凤翔,邢军强.高速永磁电机的损耗计算与温度场分析.电工技8 术学报,2012,27(9):166-1729 张晓晨,李伟力,程树康.定子结构型式对高速永磁发电机电磁性能影响.10 电机与控制学报,2011,15(3):92-9911 肖慧慧.兆瓦级永磁风力同步发电机的研究与设计:湖南大学硕士学位论文.长沙:湖南大学,2007,7-59 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：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1、 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。科学研究表明，把其它种类的一次能源转化成电能再利用可使能源的使用效率达到最大化。据测算，发电能源占一次能源消费比重每提高1个百分点，可降低能源强度约2.4%。因此，提高电能在终端能源消费中的比重，是缓解能源供应压力、促进低碳经济的重要途径。随着社会的发展和生活水平的不断提高，人类对电能的需求量也越来越大，因此满足不断增长的电量需求是摆在广大电力科学工作者面前的重要任务。当前，以大机组、大电网、高电压为特征的集中式单一系统供电是全球供电系统的主要模式，担负着世界上90%的电力负荷1。近年来，世界各国对分布式新能源发电如风能、太阳能、潮汐能、地热发电等的投入不断加大，但与传统能源相比，发电量比重还是很小。集中供电方式，使不同地区的用户共享电力资源，对缓解局部地区的电力紧张非常有利。但这种模式也有其缺点，如：随着输电距离的增加，电力输送所需要的成本不断增加；电能在远距离输送过程中存在着巨大的损耗；电力需求随着时间、季节变化，造成电力生产与用户需求不协调等等。另外，集中式大电网还不能跟踪电力负荷的变化，而为了短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的，经济效益也非常低1。而采用大电网系统和分布式发电系统相结合，则可以节省投资，降低能耗，提高系统安全性和灵活性。因此，分布式发电是电力系统领域很有前景的供电方式。 分布式发电是指利用各种可用和分散存在的能源，包括可再生能源(太阳能、生物质能、小型风能、小型水能、波浪能等)和当地可方便获取的化石类燃料(主要是天然气)进行发电供能的技术。目前，比较成熟的分布式发电技术有风力发电、光伏发电、燃料电池和微型燃气轮机等。分布式供电方式相比于集中式供电方式有许多优点，如：不需要远距离输配电设备，输电损失可以显著减少；可利用排气热量实现热、电联产，提高能效；可以填补大电网安全性和稳定性上的不足，在电网崩溃时，依然保障重要用户的供电；分布式供电系统的体积小，系统相互独立，很适合对偏远地区供电，也可用在舰载电源或军用车载上；用户可以根据生产、生活需要自行安排供电系统工作，缓解电力生产与用户需求的不协调等。二、课题发展现状和前景展望高速电机由于其显著的优点，在以下领域具有广阔的应用前景。(1)在航空、船舶、混合动力汽车、高速磨床、储能飞轮等领域具有广阔应用前景7。随着工业电气化的进程，用高速电机取代原来的柴油发动机作为动力源具有很多显著的优点，如提高了能源的使用效率，降低了环境的噪声等。(2)在分布式发电系统中具有广阔的发展前景8。由微型涡轮发动机驱动高速永磁发电机组成的发电系统，是提供分布式电能生产的最佳选择之一，用它作为独立电源或小型电站，可以弥补集中式供电的不足。高速电机的高转速，使得其设计方法与普通电机有很大的不同，对电机的设计理论和控制技术提出了一系列新的研究课题。因为具有功率密度高和转速高、电磁频率高等运行特点，高速电机研究涉及到电力电子、自动化、电磁、材料、机械、检测技术和控制科学等多学科的前沿技术，很多问题需要深入的研究，我国在该领域的研究尚处于初始阶段4。就电机本体设计方面而言，损耗计算、温升计算、转子强度分析、高速轴承技术等都需要进一步的深入研究。三、课题主要内容和要求 高速永磁同步发电机在发电领域有重要的用途。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。4、 研究方法、步骤和措施首先，简要的介绍了研究高速永磁同步发电机的意义和国内外的研究状况。详细论述了永磁同步发电机的等效磁路和高速永磁电机的损耗分析，并对永磁同步发电机的基本性能做了说明。接着，介绍了350kW高速永磁同步电机设计的基本过程，包括电磁负荷选择、主要尺寸的估算、转子极数的确定和永磁体设计等。由于本高速发电机带整流负载，因此定子绕组采用六相双Y移30结构，对该结构的特点及优势进行了分析。并运用RMxprt电机设计软件对高速永磁发电机进行了电磁辅助设计。其次，运用有限元分析软件AnsoftMaxwell对发电机进行了电磁仿真分析，其中包括静态磁场、空载磁场、负载磁场的仿真，电磁分析的结果证明了该电磁设计方案的合理性。设计了一台同功率、同转速的三相60相带绕组发电机，与六相双Y移30绕组电机进行谐波对比分析，证明了双Y结构的优势。最后，为了验证所设计电机转轴的安全可靠性和轴承寿命能够满足用户要求，对样机进行了转轴的机械计算和轴承的寿命计算。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日参考文献：1 何礼高dsPIC30F电机与电源系列数字信号控制器原理与应用M北京：北京航天航空大学出版社，20072 刘和平dspic通用数字信号控制器原理及应用M北京：北京航天航空大学出版社，20073 王晓明电动机的dsc控制：微芯公司dspic应用M北京：北京航空航天大学出版社，20064 邓永红，赵立永，黄成玉基于DSP矿用蓄电池电机车交流牵引控制系统的研究J华北科技学院学报，2012 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：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2、 课题的目的与意义 随着经济的高速发展，我国对能源、矿产资源的需求量与日俱增，然而在开采过程中，运输设备的运输能力是影响产量的一个极其重要环节。在我国现阶段，矿用运输设备大多数是直流牵引架线式机车和蓄电池式机车，一般采用电阻降压方式调速，调速器结构复杂，在触头开关状态下频繁动作，从而造成触头接触不良、噪声大、器件使用寿命短、维修量大，且由于调速是带电阻运行，造成电能的极大浪费，其高昂的运输成本和严重的安全隐患已成为进一步提高产量的瓶颈。二、课题发展现状和前景展望 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。三、课题主要内容和要求 电机车牵引电机是一种特种电机，在矿用领域有广泛的用途。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掌握交流变频矿用电机车牵引电机性能及应用;2掌握交流变频矿用电机车牵引电机基本原理及特性;3分析、比较交流变频矿用电机车牵引电机结构及特征;4分析、掌握交流变频矿用电机车牵引电机电磁设计的原理;5完成一交流变频矿用电机车牵引电机的电磁设计，主体结构设计。5、 研究方法、步骤和措施变频调速电机系统是电动汽车的心脏，其性能好坏直流接影响整车的技术指标，关系到整车的成败。因此对电机的电磁设计进行深入研究是很有必要的。）在电机中因基波电流也会产生空间谐波磁势，我们将采用定子的分布绕组、短距绕组和选用合理的定转子槽配合的方法来改善。）由谐波电流引起的时间谐波磁势，我们将采取增大电机气隙，增大电机漏抗（增大电机定子槽高宽比值）的办法削弱。）因谐波而引起电机附加损耗的增加，必须选用变频调速专用的优质电磁线和损耗较小的绝缘材料以及硅钢片，并采用浸漆和旋转烘焙等先进工艺。）谐波将引起电机噪声增大，必须采取提高工艺水平，如提高电机气隙均匀度提高电机磁路的对称性等措施来改善。）因变频电源电压变化梯度（）较大，使电机绕组匝间产生较高瞬时电压对电机的绝缘强度和寿