毕业设计论文中文摘要

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1、毕业设计论文中文摘要近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是在乡镇企业及家用电器中，更需要有大量的中小功率电动机。由于电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文简单介绍了单相电动机及变频器的工作原理，而后根据它们的工作原理，参考市场上已存在的变频器，对比单相电容式电动机独有的特点，找到二者之间的关联点及其中相悖之处，加以适当调动，解决问题，从而实现单相电动机的无级调速.达到我们设计的要求，然后，通过精密的计算、比较、实验操作，最后得出最终的基于变频器的单相电动机调速系统。关

2、键词：单相电动机，变频器，电容，调速毕业设计论文外文摘要毕业设计论文外文摘要Recently, the research of variable frequency speed variation of AC motor and relevant technology has become an important issue in electrical drivefield, with the appearance of new power electron apparatus and microprocessor and the development of the control the

3、ory, the technology of variable frequency speed variation will improve more rapidly.This paper briefly introduces the working principle of the single-phase motor and inverter, and then according to their working principle, reference to the market already exist on single phase capacitor motor frequen

4、cy converter, in contrast to the unique characteristics, to find the correlation between the two points and the contrary, properly solve the problem, thus realizing the mobilization, the single phase motor stepless speed regulation. Then, through precise calculation, comparison, experiment operation

5、, finally reached the final of the speed control。Point: Single phase motor, inverter, capacitor, adjustable speed目录目录第一章 前言.1.1 课题的背景.1.2 变频器的发展概况.1.3 单相电机（电容式）概述.1.4 主要设计内容.1.5 相关技术分析.第二章 系统方案的确定.2.1变频器的工作原理.2.1.1变频器的构成及工作原理.2.2单相电容式电机的工作原理.2.2.1单相电容式电机的结构.2.2.2单相电容式电机的工作原理.2.3 设计方案的确定第三章 系统组成及实现3.

6、1变频调速工作电路设计.3.1.1主回路分析与论证.3.1.2变频调速电路的确定与论证.3.2系统的仿真实验结果.第四章 结论.致谢.参考文献.第一章 前言1.1课题的背景在过去的几十年里,世界范围的工业进步的一个重要因素是工厂自动化程度 的不断提高。工厂里的生产线一般包括一个或多个可变速的电机传动装置,用于 大功率传送带、机械手、桥式吊车、钢材扎制生产线以及塑料和合成纤维生产 线等。50 年代以前，所有这些应用都需要使用直流电机传动，交流电机由于其 固有的以同步或几乎同步于电源的频率运行，所以难以真正的调节或平滑的改 变速度。然而，直流传动存在的诸如运行中产生火花、对环境要求叫较高、电 刷易

7、于磨损、维护麻烦等等的自身结构上的问题促使人们不断寻求更好的解决 问题的方法。单相异步电机结构简单,制造成本较低,且单相电在诸多领域尤其 是家用电器中应用广泛,因此,单相电机在工业控制特别是家用电器行业中的应 用越来越广泛。通过调节端电压和改变极对数的传统调速方法已远远不能满足 生产和生活的需要。而变频调速技术以其优异的调速和起动性能、高功率因数 和节电效果,在异步感应电机调速系统中应用越来越广泛。但目前变频调速的研 究主要集中在三相电机上,对单相电机的研究重视不够,使得它与三相电机控制 技术相比还不成熟。因此，对于单相电动机变频调速的研究意义是非常具有深 远意义的，这不仅是生产技术的需要，也

8、是当今世界科技发展必须攻克的一道 难题。1.2 变频器的发展概况目前，我国的能源消费仅次于美国，位列世界第二，但国民生产总值却不 高，其中最重要的原因之一就是单位产值能耗太大。我国具有各类风机 约 780 万台，水泵 4000 万台，空压机 560 万台，这些装置又占去了电机耗电的一半以 上。由于这些设备一般均釆用恒速驱动，每年造成大量能源浪费。国家在十二五规划中指出：坚持开发节约并重、节约优先，按照减量化、再利用、资 源化的原则，大力推进节能节水节地节材，加强资源综合利用，完善再生资源 回收利用体系，全面推行清洁生产，形成低投入、低消耗、低排放和高效率的 节约型增长方式。实行有利于资源节约的

9、价格和财税政策。强化节约意识，鼓 励生产和使用节能节水产品、节能环保型汽车，发展节能街地型建筑，形成健 康文明、节约资源的消费模式。目前在中、低压交流传动中，变频器的使用越 来越多，而我国在研究矢量控制系统所需的各种硬件条件已经具备，如己出现 的智能化功率器件 (IPM),其电压等级、开关频率都有很大的提高；数字化控制 元件也已出现单指令周期 10ns 的高速数字信号处理器(DSP)和几乎能完成一个 系统功能的专用集成电路。随着变频技术的日趋完善和推广应用，特别是在矿 用大功率高压设备中的绞车、 提升机、通风机、带式输送机等矿用设备上的应 用效果则更加明显。对耗电大、 生产环境恶劣的煤炭行业推

10、广应用变频技术更 具有现实意义.1.3单相电机（电容式）概述单相电容式电动机由定子、转子、前后端盖、轴承等组成。定子上用漆包 线绕制的线圈也叫作绕组。电容式电机有主、副两个绕组，它们按设计的位置 嵌放在定子槽内。定子线圈是最容易损坏的，它的绕制、嵌放、连接、绝缘、 检验，都有严格的要求。电机转子是用硅钢片叠成的。转子硅钢片冲有闭口圆 槽，叠压时上下片槽位依次稍微错开，整体上形成斜槽，这样能使转动更均匀 平稳。转子绕组是用压铸的方法，将纯铝铸在转子槽内代替导线。要是只看转 子槽内的铝条和两个端环，形状象个笼子，所以有的书上叫它“鼠笼式转子” 。1.4主要设计内容本课题主要是设计一个利于变频器工作

11、原理的电子电路来实现单相电动机 的调速装置。变频器的输出功率为 500W、电流 3A、频率 5-60HZ、电机额定转 速 1400 转/分钟。设计要点如下： （1） 重点论证本电子装置关键的设计思路及实现方法，是如何实现单相电动 机的速度变化，从而达到单相电动机的调速控制目的。 （2） 论文内容应有设计思路方框图、各分电路原理图及总电路原理图，并对 各原理图进行推理和论证，最终得出结论。1.5相关技术分析使用广泛的单相电机一般不调速或只分几级调速使用，单相电机具有结构 简单、价格低廉、坚固耐用及可用于恶劣环境等优点，已得到了相当广泛的应 用。但实际应用中往往希望它们能大范围调速以提高相关设备的

12、性能，如风机、 空调压缩机等需改造的设备，可是由于其变频调速比较困了，且存在起动转矩 小、起动电流大等缺点，单相电机变频调速的应用与研究相对落后于三相电机， 因此单相电机调速的研究与发展具有理论和现实意义。本文将对基于变频器单 相电容式电机的调速方法进行探讨和分析。第二章 系统方案的确定2.1变频器的工作原理2.1.1变频器的构成及工作原理变频器由主电路和控制回路组成，主电路是给异步电动机提供调压调频电 源的电力转换部分，变频器的主电路可以分为两类：电压型试讲电压源的直流 变为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为 交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三大部分构成

13、，如图 2.1 所示整流器整流器平波电路平波电路逆变器逆变器控制电路控制电路电动机电动机图2.1变频器结构简化图（1） 整流器：它的作用是把工频电源转换为直流电源 （2） 平波电路：由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动 机处于电动状态还是发电状态，起动功率因素总不会等于 1。因此，平 波电路环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠该 环节的储能元件电容器或电感器来缓冲，所以平波回路环节实际上就 是中间储能环节。 （3） 逆变器：它的作用与整流器想反，它是将直流功率变换为所需要求频率 的交流功率。逆变器的结构是利用 6 个半导体开关器件组成的三相桥上 逆变器电路，通

14、过有规律的控制逆变器中主开关的导通和断开，可以得 到任意 频率的三相交流输出波形。 （4） 控制回路：常由运算电路、检测电路、控制信号的输入和输出电路、驱 动电路以及制动电路等组成，其认为是完成对逆变器的开关控制，对整 流器的电压控制，以及完成各种保护功能。控制方式有模拟控制和数字 控制。2.2 单相电容式电机的工作原理2.2.1单相电容式电机的结构单相异步电机中，专用电机占有很大比例，它们形态各有特点，形式繁多。 但就其共性而言，其结构都由固定部分定子、转到部分转子、支撑部 分端盖和轴承等三大部分组成。如图 2.2 所示：图2.2单相电机基本构成图2.2.2单相电容式电机的工作原理下面我们来

15、对其工作原理进行分析，单相电容式电机的绕组可分为 工作绕组和辅助绕组两部分，为了在电机内产生一个旋转的磁场在 单相电容式电机的辅助绕组中串联一电容，通过适当选择电容可使 流过辅助绕组的电流超前主绕组 90，在电机气隙内建立起椭圆度 较小的旋转磁场，从而获得最大的起动转矩。 工作原理接线图：图2.3单相电容式电机工作原理接线图2.3设计方案的确定本针对单相电容式电机的工作特点，分析了各种结构形式单相变频 器的工作特点，提出了一种利用三相逆变器来实现对单相电容式电 机控制的设计方案，并作出了详细的推理论证。第三章 系统组成及实现3.1变频调速工作电路设计3.1.1主回路分析与论证为了实现变频调速的目的，一方面将单相 50HZ、220V 交流电源变 为频率和幅值可调的交流电源，另一方面也应保持电机辅助绕组电 流相位超前主绕组电路 90，变频器的主回路可采用 ACDCAC 电压型回路