毕业论文-10kw高频交流电动机设计及工艺分析

1、 毕 业 论 文题 目： 10kw高频交流电动机设计及工艺分析 系： 电气与信息工程系 专业： 电气工程及其自动化 班级： 0708 学号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 2011年6月10日 湖南工程学院毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 10kw高频交流电动机设计及工艺分析 姓名 何旭峰 系别 电气信息学院 专业 电气工程及其自动化 班级 电气0708 学号 200701010829 指导老师 彭 晓 教研室主任 谢卫才 一、基本任务及要求： 三相交流电动机在工业领域有广泛的用途。通过毕业设计要求学生熟悉及掌握该技术领域的相关知识，为学生今后的工作打下良好的基础。设计的主要内容如下：1. 分析高频交流电动机特点及基本原理;2. 掌握高频交流电动机设计的基本方法;3. 分析和掌握高频交流电动机的工艺特点;4. 完成高频交流电动机电磁设计。二、进度安排及完成时间：1. 2月 21日 至 3月 13 日：查阅资料；撰写文献综述和开题报告；确定总体方案。 2. 3月 14日 至 4 月15 日：毕业实习、撰写实习报告。 3. 4月 18日 至 6 月 1日：毕业设计 (1).

2、 4月18日-5月7日 分析高频交流电机的基本特点及基本原理 (2). 5月8日-5月20日 分析高频交流电机的基本方法 (3). 5月21日-6月1日 完成高频交流电机的电磁设计 4. 6 月 1 日至 6 月 8日：撰写毕业设计论文 5. 6 月 8 日至 6 月 9日：指导老师评阅、电子文档上传FTP。 6. 6 月 10 日至 6 月12 日：毕业设计答辩。 目 录摘 要Abstract第1章 绪论11.1 概 述11.2 高频电动机的研究现状1 1.3 高频电动机的应用1第 2 章 高频电动机设计特点32.1 磁性材料的选择32.2鼠笼式转子的槽型和导条材料选择32.3定子槽型和绕组问题42.4 高频异步电机的参数计算问题42.5 高频电机散热设计问题6第 3 章 高频异步电机的轴承分析83.1 机械轴承设计83.2 无摩擦轴承技术83.3非机械接触式高速轴承的分类8第4章 10kw高频交流异步电动机电磁设计104.1 额定数据和主要尺寸104.2 磁路计算154.3 参数计算194.4 工作性能计算244.5 起动性能计算29结束语34参考文献35致谢37附录38 10kw

3、高频交流电动机设计摘 要:高频电机现正成为电机领域的研究热点之一。其主要特点有两个：一是转子的高速旋转；二是定子绕组电流和铁心中磁通的高频率。由此决定了不同于普通电机的高频电机特有的关键技术。本文讨论了高频异步电机设计的关键技术:电磁设计问题;轴承设计问题;转子结构强度、结构稳定性问题;散热设计问题。这些关键技术不同于普通异步电机的设计技术 ,对于高频异步电机的正常运行和控制有重要的指导意义。关键词:高频异步电机;电机设计;关键技术10kw High-frequency ac motor designAbstract : The high- frequency electrical motors are now becoming one of the hot areas of research. There are two main features: First, the rotor high-speed rotation and the other is the stator windings current and iron hearts of the high-frequenc

4、y magnetic flux. This decision is different from the ordinary high-speed electrical motor unique key technologies. The key technology for design of highfrequency asynchronous motor : electromagnetic design ; bearing design ;structural strength design of rotor ; thermal design are discussed this paper. These key technologies are different from the design of standard AC motors and such technologies are very important to control and apply the high frequency induction motors better.Keywords: high-fr

5、equency asynchronous motor ; Design of Electrical Motor ; key technology. 第1章 绪论 1.1 概述高频电机现正成为电机领域的研究热点之一。其主要特点有两个：一是由于输入频率高使转子高速旋转；二是定子绕组电流和铁心中磁通的高频率。由此决定了不同于普通电机的高速电机特有的关键技术。高频电机在机械工业(如高速磨床、铣床) 、国防工业 等各方面获得了广泛的应用 ,它对于减少装置体积重量 ,提高设备性能有重要的意义。高频电机要求转子上无绕组、无电刷和滑环 ,鼠笼式异步电机、无刷直流电机、开关磁阻电机等均适合于高速运转。在高速电机应用中 ,异步电机由于成本低、结构简单和控制技术成熟,是高速电机选择的主要类型。高频驱动电源、高强度低损耗电磁材料及计算机技术的发展使电机能高速运行。随着材料技术、控制技术、电机设计技术以及制造业的发展，高频电机的优越性。高频电机已经在涡轮机械、高速加工中心、飞轮储能、电动工具等许多领域获得广泛的应用，并且这个领域仍在不断的扩大。与电网供电不同，变频器供电电压、电流中含有大量的谐波，对电机的性能会

6、产生显著的影响，如电机电流增大，损耗增加，效率、功率因数降低，温升增加，还会出现转矩脉动，使振动和噪声增大。这些都对异步电机的特性研究提出了新的课题，特别是高频电机在各个行业得到应用使得电机特性分析更加有必要。1.2 高频电机的研究现状近年来，高频电机在各个领域得到了广泛的应用，对电机在高速运行状态下的特性分析越来越显得重要。高频电机运行在高频状态下，无论是工作状态还是材料性质都发生了很大的变化，同时高频电机均为变频器供电，运行在大量的谐波下。要考虑谐波对电机性能的影响。现在对高频电机的研究更多的集中在对高频电机的损耗计算和温升分析1，由于高频电机的供电中含有多次谐波使得铁耗的计算更为复杂。文献2使用了谐波分析法对高频电机进行研究取得一定成果。文献3提出考虑铁损的异步电机高速性能的矢量模型，为研究高频电机特性和设计提供了新思路总之对电机的高速性能研究现在还在初级阶段，还没能找到行之有效的方法，还有很长的一段路要走。1.3 高频电机的应用高频高速电机正成为电机领域的研究热点。所谓高频高速电机通常是指频率超过400Hz的电机。它们具有以下优点：一是由于频率高转速高，所以电机功率密度高，而体积远小于功率普通的电机，可以有效的节约材料。二是可与原动机相连，取消了传统的减速机构，传动效率高，噪音小。三是由于高频高速电机转动惯量小，所以动态相应快4-5。基于以上优点，高频电机在以下各方面具有广阔的应用前景：（1） 高频电机在空调或冰箱的离心式压缩机等各种场合得到应用6，而随着科学技术的发展，特殊要求越来越多，它的应用也会越来越广泛。（2） 随着汽车工业混合动力汽车的发展，体积小，重量轻的高频发电机将会得到充分的重视，并在混合动力汽车，航空，船舶等领域具有良好的应用前景。

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