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1、 密级： NANCHANG UNIVERSITY学学 士士 学学 位位 论论 文文THESIS OF BACHELOR（20062010 年）题 目 12KW-4 极变频调速同步电动机的电磁方案及控制系统的设计学 院： 信息工程学院 系 电气与自动化工程系 专业班级： 电机电器 061 班 学生姓名： 刘 飞 学号： 6101106014 指导教师： 黄 劭 刚 职称： 教 授 起讫日期： 2010.03.222010.06.09 学士学位论文要求装订成册并应包含以下主要内容学士学位论文要求装订成册并应包含以下主要内容一、毕业设计（论文）任务书二、开题报告三、南昌大学学士学位论文原创性申明四、
2、毕业设计（论文）1、中文摘要2、外文摘要3、毕业设计（论文）全文五、外文资料原文六、外文资料译文本科生毕业设计任务书本科生毕业设计任务书（工科及部分理科专业适用）题目： 12KW-4 极变频调速同步电动机电磁方案及控制系统的设计 题目来源：省部级以上 市厅级 横向 自选题目性质：理论研究 应用与理论研究 实际应用研究学 院：信息工程学院 系：电气工程及其自动化 专业班级： 电 机 电 器 061 学生姓名： 刘 飞 学号 6101106014 起讫日期： 2010.3.22 2010.6.09 指导教师： 黄 劭 刚 职称： 教 授 指导教师所在单位： 南昌大学信息工程学院 学院审核（签名）：
3、 审核日期： 二 0 一 0 年制说说 明明1. 毕业设计任务书由指导教师填写，并经专业学科组审定，下达到学生。2. 进度表由学生填写，至少每两周交指导教师签署审查意见，并作为毕业设计工作检查的主要依据。进度表中的周次是指实际的毕业设计进程中的周次。3. 学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告，于 3 周内提交给指导教师批阅。4. 本任务书在毕业设计完成后，与论文一起交指导教师，作为论文评阅和毕业设计答辩的主要档案资料，是学士学位论文成册的主要内容之一。一、毕业设计的主要内容和基本要求一、毕业设计的主要内容和基本要求（一）主要内容（一）主要内容1.了解同步电动机的结构、原理、运行特性；2
4、.设计 64KW-6P 同步电动机，掌握同步电动机设计方法；3.对同步电动机进行优化设计和对比分析；4.采用 CAD 制图，画出定转子冲片图和电枢绕线图。5.了解并设计同步电动机的变频调速控制系统；（二）基本要求（二）基本要求1、技术要求：额定功率: 12KW 额定电压: 400VNPNU相 数：三相 Y 接法 额定功率因数：0.95（滞后）额定转速：1500r/min 额定频率：50HzNnNf 效率 ：86.5% 定子槽满率：80 - 85% 2、原始数据： 定子外径 ：26 定子内径：18.11定子槽数 ：36 气隙长度：0.0553、参考数据定子绕组电密：7 9.5A/mm2 气隙磁密
5、：0.73 0.88T（4 极） 0.7 0.75T（6 极）4、设计要求：根据原始数据和参考数据设计一台符合技术要求的同步电动机，并给出三个方案，分析电机的材料利用率与效率的关系，掌握设计节能电机和节约材料电机的方法。二、毕业设计图纸内容及张数二、毕业设计图纸内容及张数1、定子冲片图 1 张2、转子冲片图 1 张3、绕组联接图 1 张三、毕业设计应完成的软硬件的名称、内容及主要技术指标三、毕业设计应完成的软硬件的名称、内容及主要技术指标（例如：软件、电路板、机电装置、新材料、新制剂、结构模型或其他）四、毕业设计进度计划四、毕业设计进度计划序号各阶段工作内容起讫日期实施地点1论文开题报告及译文
6、3.83.21南昌大学2进行同步电动机电磁计算，设计电机绕组和冲片，并进行 CAD制图3.224.6南昌大学3完成同步电动机设计方案，使各项指标符合要求4.154.28南昌大学4完成同步电动机两个优化设计方案4.295.12南昌大学5完成同步电动机变频调速系统设计5.13 5.26南昌大学6撰写毕业论文5.27 6.9南昌大学7论文答辩6.10南昌大学五、主要参考资料五、主要参考资料1 孙旭东，王善铭主编. 电机学M. 北京：清华大学出版社，20062 戴文进，徐龙权主编. 电机学M. 北京：清华大学出版社，20083 王益全编著. 电动机原理与实用技术M. 北京：科学出版社，20054 李发
7、海，王岩编著. 电机与拖动基础（第3版）M.北京：清华大学出版社，20055 陈世坤主编. 电机设计（第2版）M. 北京：机械工业出版社，20006 吴大榕编. 电机学M. 北京：水利电力出版社，1979六、毕业设计进度表六、毕业设计进度表（本表至少每两周由学生填写一次，交指导教师签署审查意见）第一、二周（3 月 8 日至3 月 21 日）学生主要工作：查找课题相关的文献资料，完成开题报告及译文。指导教师审查意见：签名： 年 月 日第三、四周（ 3 月 22 日至4 月 6 日）学生主要工作：进行同步电动机电磁计算，设计电机绕组和冲片，并进行CAD 制图指导教师审查意见：签名： 年 月 日第六
8、、七周（ 4 月 15 日至4 月 28 日）学生主要工作：完成同步电机电磁设计第一个方案，各项指标符合设计要求。指导教师审查意见：签名： 年 月 日第八、九周（ 4 月 29 日至5 月 12 日）学生主要工作：提出优化设计目标，完成同步电机电磁设计第二、三个方案。指导教师审查意见：签名： 年 月 日第十、十一周（ 5 月 13 日至5 月 26 日）学生主要工作：完成同步电动机变频调速系统设计。指导教师审查意见：签名： 年 月 日第十一周至毕业设计工作结束（ 5 月 27 日至6 月 10 日）学生主要工作：毕业设计论文定稿，并进行论文答辩指导教师审查意见：签名： 年 月 日七、其他（学生
9、提交）七、其他（学生提交）1开题报告 1 份 2外文资料译文 1 份（2000 字以上，并附资料原文） 3论文 1 份（8000 字以上） 指 导 教 师： 学科组负责人： 学生开始执行任务书日期： 学 生 姓 名 ： 送交毕业设计日期： 本科生毕业设计（论文）开题报告本科生毕业设计（论文）开题报告题题 目目：12KW4 极变频调速同步电动机电磁方案及控制系统的设计 学 院： 信息工程学院 系 电气工程及其自动化系 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电机电器 061 学 号： 6101106014 姓 名： 刘 飞 指导教师： 黄 劭 刚 填表日期： 2010 年 4 月 2 日一、一、
10、 选题的依据和意义选题的依据和意义电动机制造是我国机械工业中较大的行业之一，它既是关系到各行各业自动化的重要基础产品，又是与人类生活密切相关的面广量大、品种繁多的通用产品。国内 60-70%的发电量被电动机所消耗。电动机是把电能转换成机械能的设备，它的主要作用是产生驱动力矩，作为用电器或小型机械的动力源,电动机产品的品种、数量和质量各种性能水平的提高和发展，都会直接影响国民经济各部门成套设备的发展水平。电机已是当今生产活动和日常生活中最重要的原动力和驱动装置。电机数量之多，应用范围之广，地位之重要，没有其它设备所能与之相比。 同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。同步电机作为电机的主要类
11、型，其应用是十分广泛的。同步电机主要用来作为发电机运行，现代社会中使用的交流电能，几乎全由同步发电机产生。同步电机还可以作为电动机使用，对不要求调速的大功率生产机械，常用同步电动机来驱动。以往同步电动机主要应用在一些功率比较大而且不要求调速的场合，如空气压缩机、鼓风机、电动发电机等。大功率同步电动机比同容量的异步电动机功率因数更高，能够通过调节砺磁来改善电网的功率因数，这是异步电动机做不到的。而且，对于大功率低转速的电动机，同步电动机的体积比异步电动机要小。此外，同步电机还可以人微言轻同步补偿机使用，它实际上是一台按在交流电网上空转的同步电动机，专门向电网发出戌感性或容性的无功功率，满足电网对
12、无功功率的要求。近十多年来，由于电力电子技术的发展，将变频器和同步电动机联合起来，组成了无换向器的电动机，它没有直流电机的机械换向器，用电子换向来代替，可以得到与直流电机同样的性能，而且可以做到比直流电机容量更大，电压和转速更记，在工业上开辟了新的用途，如舰船电力推进系统、大型轧钢系统等。因此,研究同步电机对我国电机工业的发展与提高有积极意义。我国从 20 世纪 70 年代开始进行交流同步电机调速技术的研究，80 年代初已研制成功交交变频同步电机的实验样机，但大功率交交变频调速装置直到 90年代才得到长足的发展。国家非常重视大型传动装备的国产化，国家“七五” 、“八五” 、 “九五”计划均把大
13、型传动交流调速国产化列入重大技术装备科技攻关项目。国家科委“火炬计划” 、国家自然科学基金项目、国家重点基础研究“攀登计划”等项目都对该技术的研究给予了支持。二、二、 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）在交流电网上，人们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，这大大增加了线路和电网的损耗。长期以来，在不要求调速的场合，例如风机、水泵、普通机床的驱动中，异步电动机占有主导地位，当然这类拖动中，无形中损失了大量电能。 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，静止的转子磁极在旋转磁场的作用下，平均转矩为零。电机很难启动。自 70 年代以来，科学技术的发展极大地推动了同步电动机的发展和应用。 随
