电机课程设计同步电机的制动.doc

课程设计任务书 设计题目 同步电机的制动 设计任务 实现同步电机的制动设计，并通过实验验证设计方案。 设计计划 电子技术课程设计共1周： 第 1 天：针对选题查阅资料，确定设计方案； 第 2 天：方案分析比较，确定设计方案； 第3-4天：通过实验验证设计方案； 第 5 天：编写整理设计说明书。 四.设计要求 设计工作量为按要求完成设计说明书一份； 设计必须根据进度计划按期完成； 设计说明书必须经指导教师审查签字； 指导老师： 时 间： 2013年6月27号 目 录 1.绪论 - 1 - 2 同步电机的工作原理 - 2 - 2.1同步电机的结构模型 - 2 - 2.2同步电机的工作原理 - 3 - 2.2.1基本原理 - 3 - 2.2.2同步转速 - 3 - 2.2.3运行方式 - 4 - 2.3稳态工作过程及参数 - 5 - 2.3.1同步电机的空载特性 - 6 - 3 矢量控制下电机的制动 - 6 - 3．1 减流阶段 - 7 - 3．2 回馈发电制动阶段 - 11 - 3．3 调整制动阶段 - 12 - 3．3．1 速度调整阶段 - 12 - 3．3．2 能耗制动阶段 - 13 - 4 电机制动过程中直流电压的变化 - 13 - 5结论 - 15 - 6.心得体会 - 16 - 参考文献 - 17 - 1.绪论 同步电机是交流旋转电机的一种,因其转速恒等于同步速机时得名。同步电机主要用作发电机，也可用作电动机和调相机。设计主要分析同步发电机在电励磁作用下的稳态参数和瞬态参数的测试，简要分析同步电动机和调相机的运行状态。 同步电机在现代工业系统中的应用范围越来越广，其主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。 作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。 同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。同步调相机实质上就是一台轴上不带机械负荷的同步电动机。通过调节同步电机的励磁电流，可控制它从电网吸收的无功电流的相位，从而达到调节电网的功率因数和维持电网的电压水平的目的。?同步电机的基本工作原理与结构 同步电机有旋转磁极式和旋转电枢式两种结构形式。由于旋转磁极式具有转子重量小、制造工艺较简单、通过电刷和滑环的电流较小等优点，大中容量的同步电动机多采用旋转磁极式结构。根据转子形状的不同，旋转磁极式又可分为凸极式和隐极式两种，如图6.1所示。凸极式多用于要求低转速的场合，其转子粗而短，气隙不均匀。隐极式多用于要求高转速的场合，其转子细而长，气隙均匀。同步电机与其他旋转电机一样，由定子和转子两大部分组成。旋转磁极式同步电机的定子主要由机座、铁心和定子绕组构成。为减小磁滞和涡流损耗，定子铁心采用薄硅钢片叠装而成，定子铁心的内表面嵌有在空间上对称的三相绕组。转子主要由转轴、滑环、铁心和转子绕组构成。为兼顾导磁性能和机械强度的要求，转子铁心常采用高强度合金钢锻制而成。转子铁心上装有励磁绕组，其两个出线端与两个滑环分别相接。为便于启动，凸极式转子磁极的表面还装有用黄铜制成的导条，在磁极的两个端面分别用一个铜环将导条连接起来构成一个不完全的笼形启动绕组。 2 同步电机的工作原理 2.1同步电机的结构模型 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。 图常用的转场式同步发电机的结构模型图给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体