具有自己独特之处，在交流传动领域内和异步电动机样有着重要的作用。二同步电动机简介同步电动机的转子机构有隐极式和凸极式之分，按励磁方式分有直流励磁永久磁铁反应式等形式。同步电机多用于发电机，作为电动机使用较少。同步电动机的启动性能较差，在用普通商用电源供电时，常利用启动绕组异步启动再牵入同步运行。同步电动机作为工业驱动的优点是运行功率可调，在电动机稳态运行时速度恒定同步转速。随着电力半导体变流技术的发展，同步电动机的应用日益广泛，尤其是在小容量的伺服系统和大容量的场合，控制性能明显优于异步电动机。同步电动机的定子为对称的多相绕组，转子上有直流励磁绕组。亦可以采用反装式，即励磁绕组安装在定子上，转子上安装三相电枢绕组，三相绕组通过滑环和外部电路连接。当励磁是由永久磁铁提供，即为永磁同步电动机。它没有滑环和电刷。反应式同步电动机是种无刷电动机，利用电动机的气隙磁阻不对称产生转矩。无论是有励磁绕组的同步电动机还是永磁同步电动机，均可在功率因素为的状态下运行，从而使电动机的电流值为最小，在同样的轴功率下变频器的容量为最小。同步电动机也可以在领先的功率因数下运行，使用晶闸管变流装置时可实现变频器的负载换流。另方面，反应式同步电动机总是在落后功率因数下运行。永磁同步电动机和反应式同步电动机主要用于小功率驱动。隐极式同步电动机隐极式同步电动机的转子为圆柱形，定子铁心和转子铁心之间的气隙均匀，定子绕组和转子绕组分别嵌入在定子转子铁心上。定子铁心用硅钢片叠制而成，转子为实心结构。定子绕组通常为三相分布短距绕组，以改进气隙磁场的分布和电势波形。转子绕组为单相同心式绕组，通以直流电产生磁场。当定子中通过对称三相交流电时，在气隙中产生空间上正弦分布的旋转磁场，并以同步转速旋转。如果转子亦以同步转速旋转，定子转子的磁场是相对静止的。但是，如果定子转子的磁场轴线不在条直线上，则要产生转矩，该转矩企图使两个磁场的轴线重合。隐极式同步电动机没有启动转矩，主要用于蒸汽发电机。作为电动机使用时，在转子上安装启动绕组，使得启动时电机工作在异步电动机方式，当转速接近同步转速时牵入同步运行。凸极式同步电动机凸极式同步第五章同步电动机电磁设计的计算过程二定子冲片设计定子外径定子内径定子槽数电枢拼片条件每圈扇形片数重叠数每片槽数扇形片高扇形片宽无轴流拼片条件偶数或者带有偶数分子的最简分数每极每相槽数极距定子槽形密级学士学位论文年题目极变频调速同步电动机的电磁设计方案及控制系统的设计学院信息工程学院系自动化系专业电气工程及其自动化班级电机电器班学号学生姓名指导教师起讫日期本科生毕业设计任务书工科及部分理科专业适用题目极变频调速同步电动机的电磁设计方案及控制系统的设计题目来源省部级以上市厅级横向自选题目性质理论研究应用与理论研究实际应用研究学院信息工程学院系自动化系专业班级电机电器班学生姓名张亮学号起讫日期指导教师黄劭刚职称教授指导教师所在单位电气与自动化工程系学院审核签名审核日期二年制说明毕业设计任务书由指导教师填写，并经专业学科组审定，下达到学生。进度表由学生填写，至少每两周交指导教师签署审查意见，并作为毕业设计工作检查的主要依据。进度表中的周次是指实际的毕业设计进程中的周次。学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告，于周内提交给指导教师批阅。本任务书在毕业设计完成后，与论文起交指导教师，作为论文评阅和毕业设计答辩的主要档案资料，是学士学位论文成册的主要内容之。毕业设计的主要内容和基本要求主要内容分析同步电动机的工作特性阐述同步电动机的设计理论及其变频调速控制理论方法进行极同步电动机设计，给出三套电磁设计方案三套电磁方案的比较分析设计电机的定子冲片转子冲片定转子绕组，并给出设计图纸二基本要求技术要求额定功率额定电压相数三相④额定功率因数滞后额定转速额定频率效率定子槽满率原始数据定子外径定子内径定子槽数④气隙长度参考数据定子绕组电密气隙磁密极极设计要求根据原始数据和参考数据设计台符合技术要求的同步电动机统和精密调速稳速系统中具有重要意义。同步电动机的运行稳定性也比较高。同步电动机般是在过励状态下运行，其过载能力比相应的异步电动机大。异步电动机的转矩与电压平方成正比，而同步电动机的转矩决定于电压和电机励磁电流所产生的内电动势的乘积，即仅与电压的次方成比例。当电网电压突然下降到额定值的左右时，异步电动机转矩往往下降为左右，并因带不动负载而停止运转而同步电动机的转矩却下降不多，还可以通过强行励磁来保证电动机的稳定运行。同步电动机变频调速是交流电机调速控制的个重要方面，它的应用领域十分广泛，其功率覆盖面非常广阔，从瓦级的永磁直流电动机到万千瓦级的大型轧机窑炉传动电机鼓风机电机等。大型同步电动机和超大型抽水蓄能电动发电机的变频起动亦属于同步电动机变频调速之列。近期来永磁同步电动机的迅速发展，使同步电动机变频调速技术的应用愈来愈多。在调速系统中采用同步电动机有以下优点同步电动机的转速与电源的基波频率之间保持着严格的同步关系，只要精确的控制变频电源的频率就能准确的控制电机的速度，调速系统无需反馈控制。这样，可以用同个变频电源方便的实现对多台同步电动机的集中控制，使其能够达到到调速的目的，而且同步协同。同步电动机有异步电动机所不具有的优点，它对转矩扰动具有较强的抗干扰能力，做出的反应较快。这是由于只要同步电动机的功角做适当变化就能改变负载转矩，而转速始终维持在原同步速不发生变化，因此转动部分的惯性不会影响同步电动机对转矩响应的快速。相反，异步电动机负载转矩变化时，必须要求转差率变化才能改变电磁转矩，电机转速也要相应的改变，而转动部分的惯性阻碍了响应的快速性。这样，同步电动机比较适合于要求对负载转矩变化做出快速反应的交流调速系统当中。因为同步电动机能从转子侧进行励磁，即使极低的频率下也能运行，因此它的调速范围比较宽。异步电动机转子电流靠电磁感应产生，在很低的频率情况下转子中很难产生必需的电流，所以它的工作频率受到限制，调速范围比较窄。同步电动机可以通过调节转子励磁来调节电机的功率因数，因此有可能使之运行在功率因数为的状态下。此时的电枢铜耗最小，由此也可减少变频器容量。异步电机须从电源侧吸收滞后的无功电流，即电机电流在相位上滞后于逆变器的输出电压。此时如采用晶闸管逆变器，必须采用强迫换流措施，要求有复杂的换流回路昂贵的换流电容器和具有快速关断能力的快速晶闸管，还伴随有不小的换流，并给出三个方案，分析电机的材料利用率与效率的关系，掌握设计节能电机和节约材料电机的方法。二毕业设计图纸内容及张数定子冲片图张转子冲片图张绕组联接图张三毕业设计应完成的软硬件的名称内容及主要技术指标例如软件电路板机电装置新材料新制剂结构模型或其他四毕业设计进度计划序号各阶段工作内容起讫日期实施地点开题报告周变频调速同步电动机电磁设计周制图及外文翻译周撰写毕业论文周毕业答辩周五主要参考资料电动机原理与实用技术王益全编著科学出版社交流电机动态分析汤蕴张奕黄范瑜编著机械工业出版社电机工程手册北京机械工业出版社，电路邱关源编著华中科技大学大学出版社电机学李发海朱东起编著科学出版社电机设计陈世坤编机械工业出版社入门与提高张跃峰等编清华大学出版社六毕业设计进度表本表至少每两周由学生填写次，交指导教师签署审查意见第二周月日至月日学生主要工作指导教师审查意见签名年月日第三四周月日至月日学生主要工作指导教师审查意见签名年月日第五六周月日至月日学生主要工作指导教师审查意见签名年月日第七八周月日至月日学生主要工作指导教师审查意见签名年月日第九十周月日至月日学生主要工作指导教师审查意见签名年月日第十周至毕业设计工作结束月日至月日学生主要工作指导教师审查意见签名年月日七其他学生提交开题报告份外文资料译文份字以上，并附资料原文论文份字以上指导教师学科组负责人学生开始执行任务书日期学生姓名送交毕业设计日期本科生毕业设计论文开题报告题目极变频调速同步电动机的电磁设计方案及控制系统的设计学院信息工程学院系电气工程及其自动化专业电机电器班级电机电器级班学号姓名张亮指导教师黄劭刚填表日期年月日选题的依据及意义电动机运行的同步电机，由于同步电机可以通过调节励磁电流使它在超前功率因数下运行，有利于改善电网的功率因数，因此，大型设备，如大型鼓风机水泵球磨机压缩机轧钢机等，常用同步电动机驱动。低速的大型设备采用同步电动机时，这优点尤为突出。此外，同步电动机的转速完全决定于电源频率。频率定时，电动机的转速也就定，它不随负载而变。这特点在些传动系统，特别是多机同步传动速旋转的坐标系中又都是些直流量，因此可以和直流电机样灵活的进行转矩的控制和调整，这就是同步电动机矢量变换控制的基本思想。同步电动机矢量变换控制系统硬件图整个控制系统的主控制指令来自速度给定信号。速度给定值与实测第三章同步电动机变频调速控制的转子速度相比较，其误差信号控制速度调节器，使其输出为保持速度给定所需的转矩给定值。图系统硬件图通过除以有效磁通的运算，得到电枢的等效转矩电流给定值。与此同时，根据实际转速的大小，按基频下恒磁通恒转矩，基频以上弱磁通恒功率的调节规律，由函数发生器给出有效磁通给定值。磁通调节器根据有效磁通给定值与由磁通运算器算出的实际有效磁通的误差信号进行调节，输出保持有效磁通给定值所需的磁化电流给定值。磁极位置运算器根据转子位置检测器检测到的磁极位置，计算并输出转子磁极相对定子绕组的空间位置角度供坐标转换使用。电流给定值运算器如图所示图电流给定值运算器第三章同步电动机变频调速控制产生有效磁通的合成磁化电流磁场电流以及电枢电流的等效励磁电流分量之间的关系为因