三相电动机节能控制器设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告题目：三相电动机节能控制器设计系名称信息工程专业自动化学生姓名陈志伟学号6009202003指导教师李冬辉职称教授天津大学仁爱学院本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称三相电动机节能控制器设计学院名称信息工程专业名称自动化学生姓名陈志伟指导教师李冬辉一、课题研究的目的及其意义电动机作为拖动系统中的重要组成部分，在国民经济中占有举足轻重的地位，它的使用几乎渗透到了各行各业，是工、农业和国防建设及人民生活正常进行的重要保证，三相异步电机是广泛使用的一种动力机械，每年的耗电量占我国总耗电量的50%以上。在满负荷工况条件下，电机的效率一般较高，通常在80%左右；然而，一旦负荷下降，电机的效率便随之显著下降。因为电机选型时是按最大可能负荷和最坏工况所需的功率而定的，多数电机在大部分运行时间的负荷率都在50%～60%，所以实际运行时的效率都是比较低的。因此，提高这部分电机的运行效率，有着巨大的经济效益和社会效益。二.国内外发展状况我国现有各类电动机总容量约4.2亿千瓦，电机系统年耗电量在6000亿度以上，占电力消费总量的50%以上。其中80%以上为0.55-200千瓦以下的中小型电机，但所有电动机中相当于世界近代技术水平的J2,J02系列的约占70%，相当于70年代水平的Y系列电动机不足30%，具有80年代末水平的YX系列高效电动机所占的比例更是微乎其微。也就是说，我国在服役的电机拖动系统的总体装备水平仅相当于发达国家50年代的水平，我国目前制造的电机仅有5%是高效节能电机，但几乎全部用于出口。我国电机的平均效率约低于美国和加拿大3-5%，风机和水泵的效率低8-10%，系统效率更低。据有关专家估算，由于设计、制造等各种原因，我国电机拖动系统的能源利用效率约比发达国家低10-30个百分点，总的节能潜力约为1000亿千瓦时，相当于20个装机容量为1000兆瓦级的大型火电厂的年发电总量，而进行电机拖动系统的改造和更新的费用需要约500亿元人民币。然而近几年我国出现了大面积缺电状况，全国大部分省、市不得不实行错峰用电，分时拉闸限电，这使得对电机节能的研究变的更为重要与迫切。由此看出，比较符合我国国情需要的是既要使电机的节能设备具有较好的节能效果，又要想办法尽量降低改造或更新的费用。国家计委对电机系统节能非常重视，已把电机系统节能作为“十五”节能计划的重要内容。三．研究目标电机的效率是电机输出功率与输入功率的比值的百分数。因为供给电机的电能即输入功率并不仅用来驱动电机即输出功率，还有一部分将成为电机固有的损耗。电机的主要损耗为铜耗和铁损，其中铜耗是由于电流流过电机绕组而产生，与电流的平方成正比；铁损是由于定子和转子铁芯中的磁化电流而产生，与供电电压成正比。其它损耗很小，可忽略。调压节电原理是当负荷下降时，可以适当降低电源电压以减少铁损，同时电流随之下降也减少了铜损及无谓的浪费，此时电机的效率将得到改善。电机负荷的检测通常采用功率因数法进行：电机负荷大，则它的功率因数大；电机负荷小，则它的功率因数小。1.确定以晶闸管组成的节能控制器的主电路2.当负载变化时电压跟踪负载变化使得任何时刻电动机都处于最佳效率运行3.确定控制电路结构四．研究的主要内容功率因数检测电路的设计电压电流检测电路的设计可控硅的移相触发电路的设计软件设计实现中断处理程序，故障检测程序，A/D转换程序等功能五．研究的主要方法和手段1.查阅有关Protel99SE资料，懂得Protel99SE在电路设计中的应用。2.查询相关资料，设计仿真并修改方案。3.在实验进行实际操作，并根据要求进行参数的整定和处理。4.在设计中过程遇到问题能够进行分析处理，最终解决问题。六.进度安排2012.12.9—2013.1.15，系统设计前的前期工作，利用网络，结合图书馆查阅资料，对课题进入深一步的了解。拟订论文计划，完成任务书和开题报告。2013.1.16—2013.3.5，完成系统总体方案的研制，并清楚地给出系统工作原理图，工作任务，系统流程及所需软件和硬件。2013.3.6—2013.5.10,完成电路设计，懂得设备的操作方法及工作原理，并熟练掌握。2013.5.11—2013.5.25，硬件实验调试。2013.5.26—2013.6.5，完成试验内容，开始论文的撰写和修改，准备答辩。七．参考文献[1]刘增华.异步电机降压节电技术与Powerking电机节电原理[J].水运工程，2002，(8)：19-20.[2]张爱全，段立国，霍亮生.单片机控制的交流电机可控硅调压方法[J].山西电子技术，2000，(1)：36-39.[3]梁清华，刘春玲，王俊生.数字式多路电能集中计量装置[J].工业仪表与自动化装置，2000，(4)：58-60.[4]王兆安，黄俊.电力电子技术(第四版)[M].北京：机械工业出版社，2005.[5]张震.异步电机节能控制器研究[D].西北工业大学，2007.[6]高永华.智能电机节电器的设计[J].仪器仪表用户，2001，8(3)：19-21.[7]何建平，张广溢.异步电机轻载调压节能技术研究[J].电工技术杂志，2001（8）；38-40[8]常进，张曾科．感应电机恒功率因数控制的研究[J].中国电机工程学报，2002，22(11)：70-74.[9]崔纳新，张承慧，孙丰涛.异步电动机的效率优化快速响应控制研究[J].中国电机工程学报,2005,25(11):118-123.[10]甘世红，褚建新，顾伟.基于开关变压器的中压异步电动机软起动[J].中国电机工程学报,2005,25(16):153-157.[11]张承慧，李爱文，张庆范.感应电动机新型最小损耗控制策略[J].电工技术学报,1998,13(4):25-29.[12]芦小静，温旭辉，张立伟，陈桂兰.考虑铁耗的异步电机仿真建摸[J].电机与控制应用,2005,32(8):3-6.[13]张庆新，王风翔.异步电机的功率因数检测及其控制[J]．电工技术杂志，2001，32(10)：44—46.[14]张庆新，常丽东.异步电机功率因数控制器的研究[J]．沈阳航空工业学学报，2002，12(9)：60—61．[15]袁天祥.电动机及其系统的节能技术[M]．北京：化学工程出版,2002：11—20[16]侯崇升.单片机控制的交流异步电动机节电器[J].电气时代,2002(6):51～52.选题是否合适：是□否□课题能否实现：能□不能□指导教师（签字）年月日选题是否合适：是□否□课题能否实现：能□不能□审题小组组长（签字）年月日