1. 研究目的与意义
电动机是把电能转换成机械能的设备,在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中,广泛的应用。目前电力拖动系统中应用最为广泛的仍然是他励直流电动机和三相异步电动机。其中直流电动机调速、制动性能好,过载能力较强,在需采用电瓶供电的场合应用广泛。三相异步电动机具有结构简单、体积小、运行可靠、效率高等优点,并且随着电力电子技术以及控制理论的发展,解决了启动和调速性能差的特点,在工业中得到更为广泛的应用。
本课题根据不同电机类型,三相异步电动机以及实用场合及设计指标要求,选择不同型号电机,设计电力拖动系统,要求包括电机启动、调速与制动过程,经计算校验合格后,再使用Matlab仿真软件建立拖动系统,进行仿真验证。
2. 课题关键问题和重难点
1:电动机的选择:每台电机绝缘材料限制了它的最高允许温度,若工作温度超过允许温度,则每升高8度,绝缘寿命缩短一半。所以必须选择合适的容量,选电机时,除选容量外,还要选电机的型式,电流种类,转速等。由于电动机发热的具体情况比较复杂,为了研究分析方便,假设电动机长期运行,负载不变,总损耗不变,电动机本身各部分温度均匀,周围环境温度不变。对负载运行的电动机,在温升稳定以后,如果使其负载减小或使其停车,那么电动机内的总损耗及单位时间的发热量Q都将随之减小或不再继续产生。这样就使发热少于散热,破坏了热平衡状态,电动机的温度下降,温升降低。
2:电力拖动系统的稳定运行:电力拖动系统在电动机的机械特性与负载特性的交点上并不一定能够稳定运行,也就是说要使电力拖动系统稳定运行,还需要电动机的机械特性与负载特性配合得当。
3:电力拖动系统的节能:高效节能电动机人们一般注重效率,但是很少有人注意到生产机械,控制系统,传动系统的效率及损耗,即使考虑了,整个系统设计和选择不合理,整体节能效果也不会理想。所以每个环节的节能措施都是值得研究的。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1:电力拖动的动力学基础:所谓的电力拖动系统,是指以电动机作为原动机拖动生产机械完成一定工艺要求的系统。电力拖动系统通常由电动机,传动机构,生产机械,控制设备和电源五部分组成。
电动机将电能转变为机械能,拖动生产机械作旋转或直线运动。根据所采用的电动机类型不同,电力拖动系统可分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统。
传动机构是将电动机的运动经中间变速或变换运动方式后,再传给生产机械的工作机构。电动机与生产机械可以直接相联,但是,实际多数拖动系统中,电动机与生产机械并不同轴,而在二者之间设有传动机构,如涡轮与蜗杆,减速箱等。
4. 研究方案
根据实用场合和设计指标先选择较合适的三相异步电动机,然后设计一个电力拖动系统,并且对于电机的起动,调速,制动都做要求。然后从电力拖动系统的稳定运行和节能方面考虑,设计一个最优的方案。最后使用Matlab仿真软件建立拖动系统,进行仿真验证。
5. 工作计划
第1周接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;
第2周阅读相关资料,翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;
第3周深入理解电机原理,深刻体会启动、调速和制动过程;
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