电机设计论文范文10篇

一、变频器运行时对变频电机工作的影响

在变频电机调速控制系统中，采用电力电子变压变频器作为供电电源，供电系统中电压除基波外不可避免含有高次谐波分量，对外表现为非正弦性，谐波对电机的影响主要体现在磁路中的谐波磁势和电路中的谐波电流上，不同振幅和频率的电流和磁通谐波将引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜(铝)耗。这些损耗都会使电动机效率和功率因数降低。同时，这些损耗绝大部分转变成热能，引起电机附加发热，导致变频电机温升的增加。如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%～20%。同时这些谐波磁动势与转子谐波电流合成又产生恒定的谐波电磁转矩和振动的谐波电磁转矩，恒定谐波电磁转矩的影响可以忽略，振动谐波电磁转矩会使电动机发出的转矩产生脉动，从而造成电机转速(主要是低速时)的振荡，甚至引起系统的不稳定。谐波电流还增加了电机峰值电流，在一定的换流能力下，谐波电流降低了逆变器的负载能力。对于变频电机，如何在设计过程中采取合理措施避免或减小应用变频器所带来的影响，以求得系统最佳经济技术效果，是本文讨论的重点。

二、变频电机设计特点

对于变频电机，其设计必须与逆变器、机械传动装置相匹配共同满足传动系统的机械特性，如何从调速系统的总体性能指标出发，求得电机与逆变器的最佳配合，是变频电机设计的特点。设计理论依据交流电机设计理论，供电电源的非正弦以及全调速频域内达到满意的综合品质因数是变频电机设计中需要着重注意的两个问题，设计中参数的选取应做特别的考虑。与传统异步电机相比，一般变频电机设计有如下一些特点：

1.用于变频调速的异步电动机要求其工作频率在一定范围内可调，所以设计电机时不能仅仅考虑某单一频率下的运行特性，而要求电机在较宽的频率范围内工作时均有较好的运行性能。如目前大多调速异步电动机的工作频率在5Hz~100Hz内可调，设计时要全面考虑。

2.变频电机在低速时降低供电频率，可以把最大转矩调到起动点，获得很好的起动特性，因而在设计变频电机时不需要对起动性能作特别的考虑，转子槽不必设计为深槽，从而可以重点进行其它方面的优化设计。

摘要

随着电力电子技术的发展，用电设备对电源的要求不断提高，开关电源正逐步向着高效率、大功率密度、高可靠性、低电磁抗干扰、无噪声、维修方便等方向发展。瞬时同步整流技术由于实现简单，响应速度快和具有自然限流等优点而得到广泛地应用。

本文在分析DC-DC技术发展的基础之上，用Buck电路，运用MAX767系列芯片研究一条简洁的途径实现DC-DC直流变换，即应用同步整流技术控制方法，来实现变换器高效工作。该变换器主电路结构简单可靠，可以实现输入：DC4.5～5.5V，输出DC5V/3.3A的设计。

分析其系统工作原理的过程，为该变换方法和应用提供了理论基础，通过同步整流技术的方法和应用MOSFET管的设计，较理想的实现了DC-DC变换器的设计要求。

最后，运用这些设计成功的设计出DC-DC直流变换器。

本文主要介绍Buck电路和MAX767系列DC设计，工作原理和主要参数的设计，并对系统的外特性和稳定性作了分析。

摘要：根据交流调速系统的特点及逆变器运行时对变频电机工作的影响，从系统的角度对变频电机在电磁设计、耐电晕绝缘系统、轴承绝缘技术、结构设计方面加以阐述。

关键词：变频电机设计交流调速系统变频器谐波

一、变频器运行时对变频电机工作的影响

在变频电机调速控制系统中，采用电力电子变压变频器作为供电电源，供电系统中电压除基波外不可避免含有高次谐波分量，对外表现为非正弦性，谐波对电机的影响主要体现在磁路中的谐波磁势和电路中的谐波电流上，不同振幅和频率的电流和磁通谐波将引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜(铝)耗。这些损耗都会使电动机效率和功率因数降低。同时，这些损耗绝大部分转变成热能，引起电机附加发热，导致变频电机温升的增加。如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%～20%。同时这些谐波磁动势与转子谐波电流合成又产生恒定的谐波电磁转矩和振动的谐波电磁转矩，恒定谐波电磁转矩的影响可以忽略，振动谐波电磁转矩会使电动机发出的转矩产生脉动，从而造成电机转速(主要是低速时)的振荡，甚至引起系统的不稳定。谐波电流还增加了电机峰值电流，在一定的换流能力下，谐波电流降低了逆变器的负载能力。对于变频电机，如何在设计过程中采取合理措施避免或减小应用变频器所带来的影响，以求得系统最佳经济技术效果，是本文讨论的重点。

二、变频电机设计特点

对于变频电机，其设计必须与逆变器、机械传动装置相匹配共同满足传动系统的机械特性，如何从调速系统的总体性能指标出发，求得电机与逆变器的最佳配合，是变频电机设计的特点。设计理论依据交流电机设计理论，供电电源的非正弦以及全调速频域内达到满意的综合品质因数是变频电机设计中需要着重注意的两个问题，设计中参数的选取应做特别的考虑。与传统异步电机相比，一般变频电机设计有如下一些特点：

摘要：介绍了电站无人值守直流电源后备系统的组成以及蓄电池组的充电流程。详细讨论了该系统中的关键设备——智能充电机的功能要求，以及使用多微处理器实现该设备的软硬件设计方法。该系统已在多个电力企业成功应用。

关键词：直流电源后备系统多微控制器充电机

直流电源后备系统是各类电厂、变电站、电站等必备的。其主要功能是作为主电源的替代电源，当主电源突然中断后，给关键主控设备、故障监测系统、故障保护系统等提供动力电。它可以包括多个蓄电池组，每组可有多达一百多只铅酸或其它种类的蓄电池，容量可达2000安时以上。

成套的无人值守、免维护直流电源系统由蓄电池组、充电浮充电装置、电池监测(容量及电压)装置、绝缘监测装置、交流监测装置、硅链调压装置、一系列遥控开关、保护子系统以及将这些装置连接成一个整体的工业通信网络和中央控制器组成。上述装置(除中央控制器之外)均可有多套。通信网络采用RS485接口，为了提高现场抗干扰的能力，RS485接口应采用带光隔离型的，也可采用工业现场总线如CAN总线、LonWorks等。中央控制器具有带汉字液晶显示的人机接口，一方面能通过通信网络与各子系统(装置)进行双向通信，取得其运行的实时数据，并对这些设备进行遥控、遥调；另一方面还与电站综合自动化系统相连，将整个直流系统的信息传递至这些更高层的系统。系统结构图如图1所示。

在这些装置中，充电浮充电装置(即智能充电机)无疑占据极其重要的地位，其作用在于提供智能充放电流程控制，自动补充蓄电池因事故放电和合闸操作而损耗的电能，从而使蓄电池组始终处于最佳的蓄能状态，保证直流后备电源系统的可靠性。

1蓄电池充放电控制流程及智能充电机的功能设计

1高速直流电机的设计理念

1.1电机型号规格。电机型号：ZC493/440；功率：500/350kW(发电机规格、轴输入功率)；额定电压：660V额定电流：758/530A；额定转速：1100/2500r/min；励磁电压：220V(他励)；过载倍数1.5；功率：470/329kW(电动机规格、轴输出功率)；额定电压：660V；额定电流：758/530A；额定转速：1020~2500/1040~2500r/min；励磁电压：220V(他励)；过载倍数1.5。

1.2电磁设计。由于该电机主要用于发电运行，因此应参照发电机相关设计规格进行电磁计算。同时由于电机热参数通常很高，相应的轴向散热要求很验证达标，要想解决这一难题，从而改善通风散热情况，优先选择相应的通风沟结构为9段分形式的通风沟，且每段为8厘米长。

2结构设计

2.1外形与总体。本文高速直流电机的设计主要是针对其要用于拖动立式水轮机进行高水头水力性能实验，因此设计为立式结构。

2.2定子设计。通常情况下高速直流电机的供电电源采取静止整流供电，要想适应运转负荷的高变化频率等要求，相应的定子机座会采用叠片机座的形式。做为重要零部件的主换向极冲片的厚度应为1毫米的Q235钢板冲制而成，而主极线圈的选择应为聚酯亚胺漆包线QZYB-2/155，从而达到加大主极线圈与换向极线圈之间间隔的效果，这更有利于电机的散热。

1机械专业毕业设计课题的选择

1.1课题内容要尽可能多地涉及本专业的教学内容

(1)不同于科研和工程的实际需要，毕业设计的课题首先考虑满足教学要求。因为，学生没有多少实践经验，与实际生产接触机会很少。因此，课题内容要贴近本专业的教学内容，尽可能地通过毕业设计，来总结学生在大学四年内所学的理论基础知识，把这些专业知识有效的结合起来，不能让学生仅仅停留在课本内容基本上都懂，作业也都会做，考试也都不挂科，但就是不能做到应用的状态。(2)课题不能太大、太空。例如，提高机械效率的优化设计、世界先进机械的研究等，类似课题学生的经验和能力暂时还无法把握。

1.2难易程度适中、工作量适宜、适当提前毕业设计开始时间

黄河科技学院工学院的毕业设计安排的是12周时间。但实际上，对于学生来说，真正用来做毕业设计的时间也就一两个月甚至更少，因为在这个时间里，有的学生已经开始去找工作，或者进入工作实习期，不能很好地保证用于毕业设计的时间。因此，如果课题难度太难，或者工作量太大，会造成学生失去信心，进而出现随便抄袭应付的现象。不能达到毕业设计的真正目的。所以，为了保证学生保质保量完成毕业设计，所选的项目难度、工作量要适中。毕业设计的开始时间，可以安排在机械设计的课程结束后。这时候，学生基本具备了设计的初步知识，可以选择适当难度的课题，让部分学生开始试住做些大体跟毕业设计内容基本一致的工作，到真正毕业设计的时候，一是可以把课题做深，二是学生也不感到时间紧张，三是有可能的话还做出实物。给学生的创造性的发挥空间，留够申请专利和论文的时间，提高毕业生的整体素质能力。近年来，我校每年有数十名学生，是用这种方式完成毕业设计的，毕业时他们已经申请好国家实用新型发明专利，并做出了实物。从创意、设计、制造到装配调试和改进过程，对学生来说收获很大，毕业后，学生在企业很快就进入岗位角色，企业也比较欢迎这样的学生。

1.3选题要灵活

摘要

数控机床在现代制造业中扮演着一个重要的角色。本论文介绍了THY5940型立式加工中心设计思想和设计过程。主要叙述了数控进给系统的传动设计及主要传动件滚珠丝杠及其支承的设计计算。并对进给系统进行了校验，取得了预期的效果。

该机床适用于摩托车、汽车、轻工机械等行业提高生产率。不仅对刀具的位置或轨迹进行控制，而且还具有自动换刀和补偿功能，具有很高的强度，刚度和抗震性。以前采用的专用机床加工零件，虽然效率较高，但制约被加工零件的改进。而加工中心具有柔性，从而能适应产品在最短时间内达到商品化。本加工中心的设计拟采用主机，数控系统(包括伺服和驱动系统)及相关配套件三部分组成。在对以前研究成果分析总结的基础上，按照技术要求指标，对初步拟订的方案进行细化，论证，完善和总结。

加工中心的进给系统承担加工中心各直线坐标轴的定位和切削进给，进给系统的好坏将直接影响整机的运行状态和精度指标。设计过程中应使进给稳定性和快速响应的特性。同时，要求有合理的控制系统，而且要求对驱动元件和机械传动装置的参数进行合理的选择，使整个进给系统工作时的动态特性相匹配。

THY5940型立式加工中心机床解决了单件，小批量，特别是复杂型面的零件的加工自动化问题。对于提高企业的生产率，提高工件的加工精度以及提高机床的使用寿命都具有十分重要的意义。

经过研究，本论文基本取得了预期效果，完成了进给系统的设计计算。同时，对数控机床的进给系统设计方法的研究也取得一定的效果。

论文关键词：PLC；DCS；油站控制；MPI通讯网络；下装

论文摘要：本文介绍了利用SIEMENSS7系列PLC实现压缩机润滑油站控制的方案设计及现场应用情况，论述了油站信号的处理方法与DCS系统的信号联锁以及计算机通讯网络的实现。

1引言

近年来，我国目前大中型化工厂工艺生产系统基本采用计算机控制系统，控制方式已由过去的仪表、继电器或计算机单机小系统转向了整个生产线的计算机集中操作与分散控制，但目前国内随主机配套的润滑油站电控产品，大多还停留在过去传统的控制方式上，与当前的生产管理方式和控制水平不相适应。由于传统方式控制柜均采用继电器硬连线实现电控与联锁保护，存在着诸如可靠性低、联锁保护功能少及故障率高等许多问题；与计算机全线监控系统的信号联锁很少甚至没有，影响了现场巡检、中控集中操作管理；且在实际使用过程中，由于现场情况的变化，使得传统方式下的控制柜安装与调试存在较大难度。针对这种情况，我们采用可编程控制器(PLC)对润滑油站进行控制，在实际生产中应用，取得了较为满意的应用效果。

2润滑油站系统的控制方案

中煤龙化哈尔滨煤制油有限公司生产规模为年产燃料油4万吨，计算机监控采用浙大中控自动化有限公司生产的JX-300X集散控制系统(DCS)实现。该工艺生产系统有两个压缩机润滑油站：循环氢压缩机、解析气压缩机油站。

摘要:随着我国城市化进程的持续推进，城市体量迅速扩大，城市能源消耗量面临前所未有的压力，目前，能源和资源已经成为制约我国未来发展的一大关键瓶颈，工程建设行业是典型的高能耗行业，随着工程建设设计标准的升级，其能耗指标呈现出逐年下降的良好态势。本文从建筑电气的节能降耗设计角度切入，阐述建筑电气节能降耗设计的基本方法，重点从供配电过程损耗、系统节能等方面给出具体的意见，针高层建筑电气设计给出针对性的节能设计方案，从而进一步完善建筑电气的节能设计工作。

关键词:高层建筑;建筑电气;节能措施;控制系统;设计措施

当前，从单位面积的能耗指标角度分析，我国的能耗指标是发达国家的2倍以上，进入21世纪以来，我国的城镇化进程加速推进，城市人口大量增长，城市规模不断扩大，为满足城市海量人口的日常生活和居住需求，大量高层及超高层建筑如雨后春笋般拔地而起;为满足高层及超高层建筑的居住需求，建筑供配电系统成为建筑中必不可少的分项工程之一。一般情况下，建筑供配电系统可细分为照明系统和节能系统两大类，这两类同时也是节能降耗设计的关键位置。为进一步控制建筑能耗指标，国家在建筑节能方面已经陆续出台了更加严格的标准和规范，我国在建筑电气节能方面还有较大的空间和潜力，因此，有必要针对高层建筑的电气节能开展针对性分析，从而显著降低当前的建筑电气能耗水平。

1降低输配电系统线路损耗措施

从输配端分析，降低输配电线路的能耗水平是高层建筑电气节能设计的基础和关键部分，同时也是衡量高层建筑能耗标准的重要指标;目前，涉及到供配电线路降耗的常用方式主要有高电压传输、降低无功功率、控制阻值及降低线路端损耗等。1)结合建筑结构方位、负载大小、输电距离、输电线路敷设形式、用电端特点等因素，优化供配电系统的输出电压范围;此外，为了降低故障率，同等条件下应尽可能简化供配电系统，相同电压条件下的配电级数不能超过两阶。2)考虑到输电线路的电阻因素，输电线的能耗在整个系统中的占比较大，因此，应尽可能降低输电线路的电阻值。输电线路的能耗计算公式如下:ΔP=3I2R×10－3式中ΔΡ为输电线路能耗指标，kW;I为输电线路电流值，A;R为输电线路阻值，Ω。分析上式可知，在电流I恒定的条件下，电阻R与输电线长度呈正比。在实际使用过程中，假定用电端电压恒定，则输电线的电流近似恒定，因此，若想控制线路的能耗值，则必须选用低阻值输电线;导线电阻值R与导线材料特性、截面尺寸参数及导线长度相关。3)综上，建议从以下几方面控制输电线路的损耗值:①优选导线材料，尽可能选用电阻率更低的导线，成本允许的条件下尽可能使用铜芯导线;②优化供配电站布置，缩短输电距离，降低线路损耗，此外，用电端之间可增设连接线，结合不同端的负载情况，控制变压器停启，从而控制损耗;③优化线路敷设方式，尽量直线敷设，如果必须采用环形布置方式，则应使用闭式网代替开式网;④输电线截面参数应满足国标要求，建议通过比选，确定出最合理的截面积指标;⑤采用高压输配，通常情况下，电压每提升1%，对应能耗可降低15%以上。4)无功电流的存在会明显影响变压器的工作效率，进而影响用电端的电压指标，增加输电网中的能耗指标。建议采用无功补偿技术，可在保障有功功率分配足量的基础上，提高无功功率的优化配置，进而控制整个输电网的损耗规模，确保电网的输出电压满足规范要求。

2减少变压器的功率损耗措施

【摘要】

本文介绍了一种空调机温度控制系统。本温度控制系统采用AT89C51单片机收集数据，处理数据来实现对温度的调控。主要过程如下：利用传感器将非电量信号转换为电信号，转换后的电信号再进入A/D转换器转换成数字量，传送给单片机进行数据处理，并向外围设备输出控制信号。由LED实时显示被控温度及设定温度，使系统应用更加方便、直观。

【关键词】单片机、A/D转换系统设计系统调试

绪论

单片机利用大规模集成电路技术把中央处理器和数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统。而现代的单片机则加上了中断单元、定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。

第1章单片机空调控制系统