伺服电机本科论文.doc
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1、伺服电机毕业论文摘 要 随着时代的进步,科学技术的发展,电动机也在发展,性能优越,价格便宜,控制方便的电机更能符合市场的需要和技术的要求。三相交流伺服电动机划分为永磁同步伺服电动机和交流异步伺服电动机。永磁同步伺服电动机和交流异步伺服电动机相比较,有以下特点(1)永磁同步伺服电动机的造价要比交流异步伺服电机昂贵。(2)永磁同步电动机转子使用永磁材料,所以容量通常限制在5.5KW以下,容量再增大就有困难。而交流异步伺服电动机就没有容量限制这方面的问题。(3)永磁同步伺服电动机当转矩达到一定时,会使永磁体退磁,而交流异步伺服电动机不存在这现象。(4)永磁同步伺服电动机的转子上有永磁体,所以当电动机
2、在高速运行时,永磁体有脱落的危险。(5)永磁同步伺服电动机由于转子使用永磁体构成,所以在运行时转子不产生热量,而三相交流异步伺服电动机的转子则会在运行时产生大量的热,所以在发热状况方面,永磁同步伺服机要比交流异步伺服电机优越。综合所述,考虑我国是一个发展中国家,电机的需求量仍然巨大,电机的性价比是重要的考虑标准,交流异步伺服电动机比永磁同步伺服电动机在总体上更适合我国的国情和发展方向。交流异步伺服电机用途广泛,但电机的发热升温方面有改进的必要。降低电机的线负荷,定子电流密度和减少电机的损耗成为改进的目标。本设计是在参考方案Y132 S-4 5.5KW的基础上做了改进。减少每槽导体数,增大导体的
3、截面积,改变铁芯的长度,选用合适的绕组形式,降低谐波影响,都是降低热负荷和减低电机损耗的措施。通过改进方案结果可以看出,电机的效率有所提高,线负荷,定子铝损耗,定子线电流密度都有所下降,槽满率略有增大。起动电流倍数,起动转矩,功率因素,都能符合要求。 关键词:三相异步电动机,设计,伺服AbstractWith the progress of time, the development of science and technology, the motor is also developing, superior performance, low price, convenient contr
4、ol of the motor can better meet the needs of the market and technical requirements. Three-phase AC servo motor into permanent magnet synchronous servo motor and three-phase AC induction servo motor ,Permanent magnet synchronous servo motors and AC induction servo motor, compared with the following f
5、eatures (1) Permanent magnet synchronous servo motor than the cost of three-phase asynchronous servo motors to be expensive.(2) Permanent magnet synchronous motor rotor use of permanent magnet materials, capacity is limited only in the following 5.5 KW, capacity will increase further difficulties. B
6、ut AC induction servo motor is no capacity constraints on this issue. (3) Permanent magnet synchronous servo motor torque when certain, will Magnet demagnetization, and AC induction servo motor does not exist to this phenomenon. (4) Permanent magnet synchronous servo motor with rotor magnet, so when
7、 running in high-speed motors, permanent magnet is shedding risk.(5) Permanent magnet synchronous servo motor due to the use of permanent magnet rotor constitute, at runtime rotor not produce heat, and three-phase AC induction servo motor rotor at runtime will have considerable heat, the heat, perma
8、nent magnet synchronous servo machine than three-phase asynchronous servo motor superiority. Integrated said, considering China is a developing country, the electrical demand is still huge, Motors cost-effectiveness is an important consideration standards, Three-phase AC induction servo motor than t
9、he permanent magnet synchronous servo motor on the whole, is more suitable for Chinas national conditions and the direction of development. Three-phase AC induction servo motor wide range of uses, the electrical heat, cooling improvements are necessary. Three-phase AC induction servo motor wide rang
10、e of uses, the electrical heat, cooling improvements are necessary. Reduce the heat load motor and reduce motor loss becomes the target. This thesis is based onY-132-S-4 to improve on the basis of three-phase asynchronous motors for research and discussions. Reducing the number of slot conductor, th
11、e conductor of increased cross-sectional area and change the core length, choose an appropriate form of winding, reduce harmonics. Are reduced heat load and reduce the loss of motor measures. By improving the program, we can see that the motor improvement in its efficiency, line load, stator aluminu
12、m loss, stator current densities have decreased slightly over-rate increases. Starting current, starting torque and power factors all meet the requirements.Key words: Three-phase induction motor, Servo, Design目 录1.绪 论11.1研究异步电动机的意义11.1.1三相异步电动机的特点:11.1.2三相异步电动机的用途21.2课题的研究方向21.3国际的状况21.3.1国外公司对三相异步电
13、动机的评价21.3.2 国内公司对三相异步电动机的评价21.3.3 性能对比表531.3.4结论32三相异步伺服电动机的工作原理及构造42.1 结构42.1.1定子部分42.2三相交流电机工作原理72.2.1三相交流电机的旋转磁场72.2.2三相电动机的转动原理93.1电机的基本尺寸数据103.1.1定,转子尺寸103.2 电动机的设计计算104 电动机的改进方案224.1 三相异步电动机发热过高的原因244.2 改进法244.2.1 措施245 总结26致 谢27参考文献28附录A 定,转子槽形图29附录B三相异步电动机计算单30 1.绪 论三相异步电动机,通常包括中心高H80-H315mm
14、的电机,其产量大,用途广,在电网总负荷中,它的用电量约占40,是电网系统的一个重要部分。本篇简单阐述了三相异步电动机的发展过程,特点,及其研究意义,方向,国内外的发展状况。1.0 三相异步电动机的发展过程第二次工业革命从19世纪六七十年代开始,在19世纪末20世纪初基本完成。它以电力的广泛运用为显著特点。在电力的使用中,发电机和电动机是相互关联的两个重要组成部分。发电机是将机械能转化为电能;电动机则相反,是将电能转化为机械能。发电机原理的基础是1819年丹麦人奥斯特发现的电流的磁效应以及英国科学家法拉第发现的电磁感应现象。1866年德国人西门子制成了自激式的直流发电机。但这种发电机还不够完善,
15、经过许多人的努力,发电机逐步得到改进,到70年代,终于可以投入实际运行。1882年,法国学者德普勒发现了远距离送电的方法;同年,美国发明家爱迪生在纽约建立了美国第一个火力发电站,把输电线联接成网络。另一方面,随着对电能需求的显著增加和用电区域的扩大,直流电机显示出成本昂贵、常出事故等问题,所以从19世纪80年代起,人们又投入了对交流电的研究,交流电具有通过变压器任意变化电压的长处。1885年意大利科学家法拉里提出的旋转磁场原理,对交流电机的发展有重要的意义。80年代末90年代初,人们创制出三相异步电动机,这种型式的电动机,至今仍在使用。1891年以后,较为经济、可靠的三相制交流电得以推广,电力
16、工业的发展进入新阶段。1.1研究异步电动机的意义1.1.1三相异步电动机的特点:l 具有较高的效率水平l 堵转转矩高l 有较高的最大转矩和最小转矩l 有较大的升温裕度l 采用了低噪音,低振动措施l 标准化,系列化,通用程度高l 体积小,重量轻l 安装灵活,方便1.1.2三相异步电动机的用途三相异步电动机用途广阔,是各类机械中的动力元件,根据不同的需要,可用于正常的工作环境,也可用在潮湿,多尘,高温,湿热,冲击波,有爆炸危险,腐蚀性环境的严酷的环境。根据现况要求,异步电动机即可恒速运动,也可变速运动,可连续工作,也可断续工作。各种机床,风机,水泵等设备都可合用14。对上述所说,三相异步电动机是动
17、力的来源,对不同的环境有不同的要求,高效率,低耗能,或要高转速,或要耐过载,或要耐高温,或要变速,或要低噪音。所以研究三相异步电动机有重要的意义。1.2课题的研究方向一般来说,伺服系统是指以驱动机械的位置,姿态为被控制量,使之变化的系统。电动机的调速也是伺服控制的一种6。交流变频调速存在三个方面的问题,谐波问题,它污染电网、损害电动机,表现为电动机绝缘的疲劳性以及烧蚀轴承;其次是存在着这样那样的可靠性问题;第三是价格偏高,特别是对通用机械的节能调速而言。电动机在调速,运行中,避免因发热而损坏,所以本次课题着重研究三相异步电动机的调速,及其过载,耐热能力,所以应从限制电动机发热和加强电机散热方面
18、着手。1.3国际的状况国际上,电动机拖动系统的发展新动向是: 电力电子、电机及控制技术的一体化; 集成化和智能化; 高性能和高可靠性; 新材料、新结构层出不穷。1.3.1国外公司对三相异步电动机的评价1欧姆龙公司:就目前的市场状况,感应式异步电动机造价较低,就控制要求而言,异步电动机基本能够满足准确、快速、可靠的控制要求,而可能存在的“自转”现象也是可以通过调整参数来进行调整。 2伦茨公司:异步伺服电动机,由于其成相比起同步伺服电动机本低,结构设计成熟,更适合长期稳速运行以及性价比要求较高的场合。1.3.2 国内公司对三相异步电动机的评价1 广州数控公司:应式异步电动机交流伺服系统中的感应式异
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