异步电动机变频调速设计-开题报告

15届毕业设计交流异步电动机变频调速设计学生姓名学号所属学院专业班级指导教师日期一、本设计的来源及研究的目的和意义异步电动机作为一种动力来源，因为其结构简单、成本低、维护方便且坚固耐用而被广泛应用于工业生产和日常生活中。在现代企业中异步电动机作为提供动力的主要部分，同时也是工厂企业的主要传动元件和执行元件，它是用电量最多的电气设备。所以其调速性能关系着各个行业的发展，在提高劳动生差率和产品质量及降低消耗节约成本等方面有着一系列的良性影响。异步电动机的调速性能主要取决于控制装置的控制效率，对于不同任务，设计合理的调速控制系统是必要的。电动机和控制系统一起合成电力传动自动控制系统，主要的控制系统分别为直流调速系统和交流调速系统。因为随着时代的发展直流调速系统弊端日益明显，其维护工作量加大，电动机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。故采用结构更简单、运行更可靠、更便于维护、价格低廉的交流电动机作为调速传动设备。然而变频电源作为之间供电存在一定的损耗控制系统也存在不稳定，也正以如此，如何降低损耗，并且在尽可能的避免或降低变频调速电动机所带来的影响，发挥电动机最佳性能最为重要。所以现阶段的研究对象主要是对变频的效率经行改进。二、本设计所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析最早的调速系统为直流调速，它的供电系统早期是水银整流器。但随着生产力的提高，对传动系统要求也随之提高，直流调速器就出现了许多弊端，在很多方面也都存在限制。所以结构更简单、运行更可靠、更便于维护、价格更低廉的交流调速器随之诞生，但是异步电动机当时调速性并不乐观，难以满足生产发展的要求。直到上世纪80年代，电力电子的发展变成了用晶闸管整流供电和现代控制论的迅猛发展是交流调速器取代直流调速成为必然。进入90年代，通用变频器以优异的控制性能，在调速领域独树一帜，并在工业领域及家电产品中得到迅速推广。此外，变频技术和变频制造从一般意义的拖动技术中分离出来，成为世界各国在工业自动化和机电一体化领域中争抢先站的阵地，各发达国家更是在该技术领域注入极大地人力物力，使之目前已进入高新技术行业。在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从硅变换为碳化硅，使电力电子新元件具有了耐高压、低损耗、耐高温的优点三、对设计所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析(一)本设计涉及的任务要求1.了解异步电动机变频调速的原理及方法；2.变频调速的控制方式及选定；3.变频器主电路设计；4.控制回路设计；5.变频器软件设计。(二)本设计预期目标的可行性分析1.了解三相异步电机的基本工作原理，确定变频调速的控制方式及方案选定；2.了解变频器主电路的工作原理，完成主电路基本参数计算；3.完成驱动电路的设计，完善保护电路设计，从而实现控制系统的正常运行；4.完成变频器的工作流程图，并用SA828软件进行变成，完善其程序设计。四、本设计需要重点研究的关键的问题及解决的思路（一）本设计需要重点研究的关键问题1.完成异步电机的等效电路，明白异步电机变频调速的原理；2.采用V/f比恒定控制，确定变频调速的控制方式；3.完成变频器主电路各部分设计，确定主电路各部分参数；4.了解SA4828的内部结构及工作原理；5.完成过、欠压保护电路设计及过电流保护设计；6.完成变频器工作流程图，完善程序设计。（二）解决思路1.通过分析分别画出异步电机的定、转子图。为了方便定量分析定、转子之间的各种数量关系，可将定、转子放在同一电路中。由于定子、转子回路的频率、绕组、匝数不同，故必须进行折算。根据电机学原理，在特定条件下，可得到电动机的T型等效电路。由电机学知识可知：电机转速n与电源频率f成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机同步转速，进而达到异步电机调速的目的。2.V/f比恒定控制是异步电机变频调速中最基本的控制方式。在改变频率进行调速时，必须采取措施保持磁通恒定为额定值。由电机理论，计算定子的感应电势有效值，并计算电机的电磁转矩。通过计算可知：变频调速时必须使气隙磁通不变，满足以上要求从而确定变频调速的控制方式。3．主电路一般由整流电路、直流电路和逆变电路三部分组成。通过对输出功率的计算来完成整流电路的设计；为保证逆变电路和控制电源能够得到较高质量的电流或电压，必须对整流电路的输出进行平滑，来减少电压或电流的波动，从而完成中间直流电路及逆变电路部分的设计。4.通过计算分析得到三极管的截止、导通状态，完成过、欠压保护部分的设计，并对其进行调试，调试方法为：如果电路未起到保护作用，或不够灵敏，应检查或通过电位器来调整反相器输入电平的高低。变频器过电流保护的主要功能是当电流超过某一额定值时，变频器通过自关断电力电子器件切断输出电流或调整电动机的运行状态，减少变频器的输出电流。变频器为实现过电流保护，需从硬件和软件两个方面来采取措施，这时需要及时调整保护电路和驱动电路的各部分异常。才能完成过电流保护设计。5.通过对以上各部分电路的分析，利用相关软件可绘制出变频器工作流程图，达到完善程序设计的目的。五、完成本设计所必须的工作条件及解决办法（一）完成本设计的硬件主要包括1.在校图书馆中借阅异步电动机变频调速的相关书籍并结合已学习过的相关专业书籍来完成异步电机变频调速方式的选定及变频器主电路相关参数的计算；2.通过电脑在网上下载并阅读借鉴相关论文，进一步了解该设计的重点，并根据设计模板写出符合要求的论文。3.总结未来电力行业的发展趋势，并结合本设计，进一步突出该设计的亮点；4.SA4828材料。(二)完成本设计的软件主要包括1.能够熟练应用CAD绘出变频器主电路图；2.能够熟练操作计算机基本软件office2010将每次的作业存入其中，并在规定时间完成，以扣扣邮件的形式发送给指导老师；3.采用基本编程软件完成变频器的程序设计；3.能够正确使用电脑软件PPT来着手准备答辩之前的材料。六、完成本设计的工作方案及进度计划拟定工作任务（以周为单位）第一周：借阅相关资料为完成设计着手准备；第二周：熟悉相关图书资料，从网上下载借阅相关博硕士论文，并拟定开题报告大纲；第三周：着手写开题报告，并在规定时间发给指导老师，进行第一次批阅；第四周~第五周：将指导老师的批阅好的开题报告进行第一次修改；第六周：将修改整理好的开题报告打印；第七周~第八周：着手写论文，完成论文中相关电路参数计算；第九周：采用编程软件完成异步电机的程序设计；第十周：将完成的论文交给指导老师进行第一次批阅；十一周~十二周：按照老师要求将论文进行多次修改后，最终定稿；十三周：打印论文；十四周：准备相关材料，做好PPT进行毕业答辩。七、主要参考文献（不少于7篇）[一]张保会、.电力系统继电保护.北京：中国电力出版社，2010.[二]王廷才.变频调速系统设计与应用.北京：机械工业出版社，2012.[三]周志敏.变频调速系统设计与维护.北京：中国电力出版社，2007.[四]周志敏.变频调速系统工程设计与调试.人民邮电出版社，2009[五]周志敏，王洪亮.变频调速系统·工程设计·参数设置·调试维护，电子工业出版社，2008[六]刘雪波，变频调速电机节能应用分析.科协论坛，2010，5.[七]蒋国贵，对于交流电动机变频调速的研究分析，2011,5.[八]陈铭.交流异步电动机变频调速系统研究，2008，2.[十]刘丽.三相异步电动机变频调速的节能研究。长春工业大学学报2014[十一]张占彪,试论变频调速异步电动机在设计中的注意要点.2014[十二]《电气应用》2011年总索引.电气应用，2011，12.