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1、毕 业 设 计（论 文）题 目 ：250W医用空压机单相同步电动机电磁设计姓 名: 学 号： 所在学院： 电气与电子工程学院 专业班级： 06电气（1）班 指导教师： 日 期： 2010 年 3 月20日 毕业设计（论文）任务书学 院电气与电子工程学院指导教师职 称学生姓名专业班级电气（1）班学 号设计题目250W医用空压机单相同步电动机电磁设计设计内容目标和要求毕业设计内容：1学习单相同步电动机结构、原理与特性；2学习并掌握永磁电机的设计方法；3进行单相同步电动机2D磁场分析；4进行单相同步电动机电磁设计；5进行相关的试验研究；6按学校规定完成毕业设计论文。毕业设计要求：按要求撰写开题报告；
2、查阅有关文献资料，写出文献综述；按时独立完成设计任务；语言通顺，图纸规范；有性能指标分析，且思路清晰，结论基本正确。毕业设计进度： 09年12月25日-10年3月4日：查阅相关资料并听专题讲座熟悉课题，完成毕业设计开题与外文翻译工作。 10年1月21日-10年2月26日：与毕业实习指导教师联系毕业实习工作。 10年3月1日-10年3月28日：毕业实习。 10年3月29日-10年5月30日：完成毕业设计。 10年5月31日-10年6月8日：毕设答辩。 10年6月8日-10年6月11日：毕设评优。指导教师签名：2010年 月 日基层教学单位审核学 院审 核此表由指导教师填写学院审核毕业设计（论文）
3、学生开题报告课题名称250W医用空压机单相同步电动机电磁设计课题来源横向课题类型AX指导教师学生姓名学 号专业班级电气（1）班研究背景：随着我国经济发展，能源短缺问题将会更加突出，节能降耗是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。电动机系统消耗了许多国家工业电量的2/3左右，在整个国家的总用电量中占有相当大的比重。出于节约能源和保护环境的考虑，目前世界上很多国家对电动机系统节能给予高度重视。众所周知，直流电动机有优良的控制性能，其机械特性和调速特性均为平行的直线，这是各类交流电动机所没有的特性。此外，直流电动机还有起动转矩大、效率高、调速方便、动态特性好等特点。但是，直流电动机的结构复杂，其定子
4、上有激磁绕组产生主磁场，对功率较大的直流电动机常常还装有换向极。复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的减小，尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花，使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。 在交流电网上，人们还广泛使用着交流异步电动机来拖动工作机械。交流异步电动机具有结构简单，工作可靠、寿命长、成本低，保养维护简便。但是，与直流电动机相比，它调速性能差，起动转矩小，过载能力和效率低。其旋转磁场的产生需从电网吸取无功功率，故功率因素低，轻载时尤甚，这大增加了线路和电网的损耗。过去的电力拖动中，很少采用同步电动机，其主要原因是同步电动机不能在电网电压下自行起动，静止的转
5、子磁极在旋转磁场的作用下，平均转矩为零。人们亦知道变频电源可解决同步电动机的起动和调速问题，但在70年代以前，变频电源是可想而不可得的设备，所以很少看到用同步电动机作原动机。自70年代以来，随着高性能永磁材料、电力电子科学技术、规模集成电路和计算机技术的发展，极大地推动了同步电动机的发展和应用。随着社会的发展和人民生活水平的提高，同步电动机在整个电网中的负荷比重越来越大。稀土永磁同步电动机是单相异步电动机的理想替代电机，用它取代空调机、冷柜、空气压缩机、风机、建筑机械等家用电器和小型机械中的单相异步电动机，这对于节约能源，保护环境，降低运行费用，提高电网供电质量等都具有重大的社会效益和经济效益
6、。特别应该指出的是，我国是稀土资源大国，钕铁硼永磁材料的价格相对较低，开发稀土永磁同步电动机及其机电产品用于出口创汇，会带来巨大的经济效益。稀土永磁同步电动机性价比优异，开发稀土永磁同步电动机具有广阔的市场前景。稀土永磁同步电动机是一种新型高效率的节能电机。与目前广泛使用的单相异步电动机相比，稀土永磁同步电动机同步运行后完全消除了转子上的转差损耗（即铜耗和铁耗），效率显著提高，一般效率提高10%以上；另一方面，由于采用永磁励磁，减小了电机的无功电流，功率因数也得到提高；此外，采用单相变频电源，稀土永磁同步电动机具有卓越的变频调速性能。因此，稀土永磁同步电动机是异步电动机的理想替代电机，是新一代
7、的驱动电动机。技术现状：稀土永磁电机磁性能优异，结构特殊而多种多样，传统电机的设计理论、计算方法和设计参数已不能适应设计研制高性能电机的要求，近年来，运用现代设计方法完善和发展了稀土永磁电机的设计理论、磁路结构、计算方法、检测技术和制造工艺。在此基础上建立了工程实用的电磁设计计算程序和计算机辅助软件包，包括电磁场分析计算、电感参数计算、动态性能仿真和优化设计。随着稀土永磁电机性能的提高，驱动控制系统的完善，以及成本的降低，稀土永磁电机将越来越多地替代传统电机。目前，我国已具有针对不同场合自主开发专用电机的研发能力。相比日本、欧美等发达国家，我国在永磁同步电机领域还是有一些差距。早在60年代日本
8、就开始在研发电动车，1996年丰田就采用插入式永磁同步电机作为同步电机作为电动车驱动电机，丰田Prius就是发动机和永磁同步交流电动机、镍氢电池组成的混合动力系统。我国在80年代提出着手发展电动车，目前东风汽车集团与中科院合作研究混合动力轿车采用的就是永磁同步电机，一汽的红旗动力轿车也采用永磁同步点距作为驱动电机。永磁同步电机优越的性能使得它在电梯、船舶电力推进、汽车混合动力、家用电器等领域有了更广泛的应用。永磁同步电机体统推进了电机系统节能工程，它代表电机技术未来发展方向。研究内容1学习单相同步电动机结构、原理与特性；2学习并掌握永磁电机的设计方法；3进行单相同步电动机2D磁场分析；4进行单
9、相同步电动机电磁设计；5进行相关的试验研究；6按学校规定完成毕业设计论文工作规划1、复习电机学相关知识，系统学习直流电机、异步电机和同步电机的结构组成、工作特性等。2、学习永磁同步电机理理知识，弄清永磁体工作特点，永磁同步电机工作原理及特性，深入理解单相永磁同步电机结构、参数计算方法和工作原理特性。3、学习CAD、Maxwell、MATLAB等计算机辅助设计软件。4、完成单相永磁同步电机结构设计，运用Maxwell进行磁场分析，对电机数学建模，进行动态仿真，测试电机的运行性能。5、写毕业论文，包括整个电磁设计步骤以及实验研究得出的数据。实施方案、进度安排准备期：熟悉课题，复习电机学及永磁同步电
10、机知识，弄清本课题研究内容、工作目标、辅助工具等。三月份：系统学习永磁体工作特点、单相永磁同步电动机的结构组成和特性分析，学习计算机辅助工具。四月份：初步完成电机磁体设计、磁场分布和磁场参数计算，画出结构图形运用计算机进行仿真，测试设计效果并进行设计改善。五月份：在前面设计基础上进行实验研究，测试电机工作性能，记录实验数据、完成毕业论文设计。 六月份：论文答辩已查阅的主要参考文献1 王秀和等编著永磁电机北京：中国电力出版社，20072 刘秀和，杨玉波，朱常青异步启动永磁同步电动机理论、设计与测试北京：机械工业出版社，200973 李幼倩，韩君强现代新型无刷励磁同步电动机的设计及应用北京：机械工
11、业出版社，200914 刘国强，赵凌志，蒋继哑Ansoft工程电磁场有限元分析北京：电子工业出版社，200585 刘凤春，孙建忠，牟宪民电机与拖动MATLAB仿真与学习指导北京：机械工业出版社，200896 夏长亮无刷直流电机控制系统北京：科学出版社20097 陈伯时主编电力拖动自动控制系统北京：机械工业出版社，2003.78 唐任远现代永磁电机理论与设计北京：机械工业出版社，19979 辜承林，陈乔夫，熊永前电机学（第二版）武汉：华中科技大学出版社，2005810 李法海，王岩电机与拖动基础北京：清华大学出版社，2005811 李新华，李朗如单相永磁同步电动机磁路计算微特电机，1993，（2
12、）12 李新华，李朗如. 钕铁硼永磁同步电动机直轴电枢反应性质的研究.微特电机，1993，（6）13 李新华，李朗如.钕铁硼永磁同步电动机同步电动机电抠反应电抗的计算湖北工学院学报，1994，（4） 14 李新华，王家定，周克定单相永磁同步电动机负载特性的计算.微特电机.1995，（4） 15 王家定，李新华，周克定.单相永磁同步电动机起动过程的计算机仿真电工数学进展1995（11） 16李新华，周克定.稀土永磁单相同步电动机的稳态运行分析.微特电机，2000，（4）17熊浩，李新华，周克定.单相永磁同步电动机的建模与仿真.微特电机，2002，（2）18李新华，周克定.关于钕铁硼永磁单相同步电动机产品化的方法.武汉：湖北工学院学报，200019熊浩，向东，孟光伟，李槐树，李新华.自起动稀土永磁单相同步电动机起动性能分析.微特电机，2009，（8）20王鑫，李伟力，程树康.永磁同步电动机发展展望.微特电机，2007，（5）21尚静，邹继斌，赵猛. 起动的永磁同步电动机发展现状与研究方法.微特电机，2001，（5）指导教师意见指导教师签名： 年 月 日课题类型：（1）A工程实践型；B理论研究型；C科研装置研制型；D计算机软件型；E综合应用型（2）X真实课题；Y模拟课题；（1）、（2）均要填，如AY、BX等。
