毕业设计（论文）开题报告-单相电容运转异步电动机的设计.doc

毕业设计(论文)开题报告题 目： 单相电容运转异步电动机的设计 学 院： 应用技术学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 吴 帆 学 号： 200713010101 指导老师： 彭 磊 2011年 1 月 10 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。文 献 综 述 众所周知，单相电机结构简单，成本低廉，运行可靠，维修方便，所以应用前景十分广阔。作为单相电机设计，如何能作到在满足主要性能指标的同时使成本降低，这既是电机设计人员的目标，更是以赢利为目的的生产企业的目标。单相电动机的设计问题一直存在我们生活中，我们应该从单相电机的原理出发，对单相电机的体积容量，绕组设计，电磁计算，槽形的选择以及运行性能等多方面考虑，对单相电动机的等效电路和绕组展开图进行详细的了解和认真的学习，最后通过实例作了验证。不但在单相电机中应用这样的方法，在生产和研究方面都应该一步步扎实的认真对待。本设计中应用到电机设计的方法为从单相电机的接线原理图、机械特性曲线、最大转距倍数、最初转距启动倍数、最初启动电流倍数、功率范围、额定电压、同步转速、结构特点、典型应用来研究单相电机的运行特点和应用条件，然后设计出要求型号的电机。总之，本文能以电机理论为基础，以工厂实际为先导，对单相电机设计做出初步的研究，另外，为了叙述方便，各部分所用符号不尽统一。单相异步电动机电源供电的一类电动机，它适用于只有单相电源(single-phase power)的小型工业设备和家用电器中。单相异步电动机的定子绕组并非只是一相绕组，因为这样的电动机并不能产生起动转矩。为了产生起动转矩，单相异步电动机定子上必须安放两个绕组，一个为主绕组，另一个为副绕组。转子绕组和一般的笼型转子完全一样。当定子绕组接到单相交流电源以后，在气系中便产生旋转磁场，依靠电磁感应作用，使转子绕组感生电势和电流，从而产生电磁转矩，以实现电能和机械能的转换。电动机是一种旋转式机器,它将电能转变为机械能,它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子,其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动,这些机器中有些类型可作电动机用,也可作发电机用。是把电能转换成机械能的设备，它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成，分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动 、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机 ）。它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机（见同步电机）。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用 。电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，调速大致可分两种 ： 保持输入功率不变 。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。控制电动机输入功率以调节电动机的转速。电机的国家标准是国家有关部门在总结以往的电机设计、制造和使用经验的基础上，从当前实际情况出发，考虑国际先进性、通用性以及今后发展需要，对各种型号电机提出一定的要求文件。他是电机设计和生产的依据，也是评定点击质量优劣的准则。再点击标准中，对产品的运行条件、工作制、定额、技术要求、特性、外形尺寸、安装尺寸及公差、试验项目和方法、型号、验收规则、包装、运输、储存及工艺规范、材料等都做了相应规定。近年来，随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，单相电动机发展迅速，品种规格和产量大幅度增加。生产各种类型单相电动机的工厂遍布全国各地，广大从事单相电动机设计、制造和使用、维修的技术人员为了改善单相电动机的性能，提高单相电动机的产品质量和进行单相电动机新产品的开发设计，单相异步电动机，由于单相电动机只需单相交流电源供电，云儿被广泛地应用于小型机床、轻工设备、商业机械、食品加工器械、医疗卫生器械、家用电器、日用机电用具、轻小型农副机具等，例如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器、戏称其、厨房用具、电动工具、仪器仪表、农用水泵、脱谷机、粉碎机、磨浆机、台式砂轮和家用多功能小型机床等，都采用各种各样的单相异步电动机。单相异步电动机之所以能广泛应用。因为它具有结构简单、价格低廉、运行可靠、噪声低、振动小、 使用方便等一系列优点。它与同容量三相异步电动机相比较，体积稍大，性能稍差，因而多制成微型和小型。近年来单相异步电动机应用范围越来越广，不仅产量增加，品种增多，而且已向高能力能指标，整马力系列电机发展。单相异步电动机设计的主要任务就是要依据有关国家标准和用户要求，设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠的先进的单相异步电动机产品。单相异步电动机设计一般包括电磁可靠的先进的单相异步电动机产品。单相异步电动机设计一般包括电磁设计和结构设计两个阶段。电磁设计的任务是先根据产品诗句货技术任务书的规定，结合生产实践经验确定电机的铁心尺寸和绕组数据，然后应用成熟的电磁计算程序进行电机参数和性能计算，并核算设计是否满足技术条件或技术任务书的规定。如果计算结果不能满足要求，则应调整铁心尺寸和绕组数据重新计算，直至各项指标满足要求为止。然而，这一所谓合格的方案未必是最佳方案，因此还应进一步调整铁心尺寸和绕组数据，计算若干个方案，并重中选出最佳方案，最佳方案应是产品经济经济指标的综合反映。能源短缺时当今世界的中国要问题，事关全球环境与人类生存的改善。节能技术被公认为绿色技术，节能技术的研究及相关产品的开发将成为21世纪工业发展的主题。目前世界各国都在积极开展节能技术的研究与应用，高效节能是世界各国追求的目标。电力能源是二次能源，作为电力消耗的最大对象的电动机，其中包括异步电动机是目前应用最广泛的电机，根据有关报导，国消耗在异步电动机上的电力占整个电力的50%以上。异步电动机具有机构简单、工作可靠、寿命长和保修维护方便等优点，但是它也具有机械特性差、效率低、起动转矩小、调速性能差、运行在轻载时功率因数低、增加线路和电网损耗等特点。所以开发和推广节能、高效、高性能的电机势在必行。如今，节能高效的家用电器越来越受到广大消费者的青睐，这也促使空调、冰箱压缩机等家用电机制造商进一步挖掘电机本身的节能潜力。参考文献1.史乃.电机学M.北京：机械工业出版社，19982.陈世坤.电机设计M.北京：机械工业出版社，19933一机部情报所.国外机械工业基本情况中小型电机M.19754.小篆电器科学研究所主编.中小型电机标准汇编M.技术出版社，19715.电机电器设计手册M.长沙：湖南省科学技术普及协会编6.中小型电机噪声译文集M.上海电气科学研究所，19777.电机噪声、振动测试讲义.上海电器科学研究所，19838.湘潭电机厂.交流电机设计手册M.湖南：湖南人民出版社，19779.中小型电机设计手册M.上海电器科学研究所.北京：机械工业出版社，199410.电机工程手册M.哈尔滨大电机研究所编11.李隆，电机设计M.北京:清华大学出版社，199212. Jung-Chien Li and Guan-Chyun Hsieh.Analysis of the Boost Zero-Current-Switched Quasi-Square-Wave ConverterJ.IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS.VOL.7.NO.4 1992:1-10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 告一、课题的目的与意义在自然界的各种能源中，电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点，它不但成为人类生产和活动的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。与此相呼应，作为电能的产生、传输、使用和电能特性发生变化的核心装备，电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。在现代社会中，电能是现代社会最主要的能源之一。在电能的生产、输送和使用等方面，电机起着重要的作用。电机主要包括发电机、变压器和电机等类型。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转化为电能。发电机在工业生产，国防，科技及日常生活中有着广泛的用途。纵观电机的发展史，其应用范围不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论研究也不断深入。特别是近30年来，随着电力电子技术和计算机技术的进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理;新结构；新材料；新技术；新工艺；新方法的不断推动，电机发展更是呈现出生机勃勃，其前景是不可限量。近年来，人们的生活水平不断提高，家用电器的普及率越来越高，而家用电器的主要动力源就是单相异步电机。电动机将电能转化为机械能，用来驱动各种用途的生产机械。机械制造工业、冶金工业、煤炭工业、石油工业、轻纺工业、化学工业及其各种矿企业中，广泛的应用各种电动机。例如，在交通运输中，铁道机车和城市电车是由牵引电机拖动的：在航运和航空中，使用船舶电机和航空电机：在农业生产方面，电力排灌设备、打谷机、榨油机等都是由电机带动的；在国防、文教、医疗及日常生活中，也广泛的应用各种小功率电机和微型电机。大家都知道电动机的转动是靠电能，电能在日常生活中的作用。而发电机是产生电能的主要途径之一，而异步发电机在发电机占据了主要的位置，可见对异步发电机具有重要的意义，主要有提高发电机的效率、减少能源的使用，减少二氧化碳的排放，减少发电机所用材料等等，总之，对国民经济的发展具有重要的作用。单相异步发电机与我们的生活息息相关我们用的很多电器都是由单相异步发电机充作动力源。近年来，由于人们生活水平的提高，电器的用量大大增加。比如：洗衣机、空调、风扇、高层建筑的排风设备等。家用或工业用的风机的动力源通常是单相交流异步电动机。单相异步电动机的市场前景是广阔的。所以我们需要积极的去研究它。从节能，提高效率，控制转速等等方面去解决或者完善它。使之，在我们的生活里更加舒适方便经济。二、课题发展现状和前景展望电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展而发展的。反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机。控制电动机具有高可靠性、好精确度，快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械。在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气功，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单、调节性能好、损耗小、经济、能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电机拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用。但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实这些要求，所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点，但是由于它具有电刷与换向器（又称整流子），使得它的故障率较高，电动机的使用环境也受到了限制（如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用），在电压等级，额定转速，单机容量的发展也受到了限制。所以，在20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展，半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现，尤其是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速，各种类型的变频调速，无换向器电动机调速等，使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽，稳态精度高，动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美，除此之外，由于交流电力拖动具有调速性能优良，维修费用低等优点，将广泛应用于各个工业电气自动化领域中，并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。经历了100多年的技术发展，电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展，对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高，电工电子技术的广泛应用，为电动机的发展注入了新的活力。未来电动机将会沿着体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。三、课题主要内容和要求 电机设计的任务是根据用户提出的产品规格、技术要求、结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时