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30 kW异步起动永磁同步电机的优化设计
王亮;王晨;黄金霖
【期刊名称】《四川理工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(028)006
【摘要】异步起动永磁同步电机由于结构简单、效率高以及起动性能优越等条件,使其在抽油机、起重机等场合应用广泛.设计了一台30 kW抽油机用异步起动永磁同步电机,以效率与成本为目标函数,利用ANSOFT分析软件,对其进行优化设计以及性能分析.结果表明,合理的隔磁桥尺寸和气隙长度,可有效地提高电机效率,降低电机成本,为异步起动永磁同步电机的优化提供了可靠基础.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】王亮;王晨;黄金霖
【作者单位】安徽机电职业技术学院电气工程系,安徽芜湖241000;安徽机电职业技术学院电气工程系,安徽芜湖241000;安徽机电职业技术学院电气工程系,安徽芜湖241000
【正文语种】中文
【中图分类】TM302
【相关文献】
1.负载特性对不均匀气隙结构异步起动永磁同步电机退磁的影响 [J], 陈垒;吴长江;鲍晓华
2.异步起动永磁同步电机的多目标优化设计 [J], 杨林国
3.异步起动永磁同步电机非正常工况退磁分析 [J], 关世海; 赵东芝; 王步瑶; 雷向福; 陈华
4.基于多目标粒子群算法的异步起动永磁同步电机优化设计 [J], 李伟起;林荣文;陶涛
5.132kW异步起动永磁同步电机设计与研究 [J], 张飞;陈全文;孙昕
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本科生毕业设计（论文）开题报告题目：三相异步电动机的设计及优化（Y160M2-2 15kw）学院：信息工程学院系电气与自动化工程系专业：电机电器班级：电机电器06级1班学号：6101106047姓名：丁康峰指导教师：肖倩华填表日期：2010 年 4 月 5 日一、选题的依据及意义在自然界各种能源中，电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点，它不但成为人类生产和活动的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。
与此相呼应，作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。
纵观电机的发展，其应用范围不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论研究也不断深入。
特别是近30年来，随着电力电子技术和计算机技术的进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理；新结构；新材料；新工艺；新方法的不断推动，电机发展更是呈现出勃勃生机，其前景是不可限量的。
在现代社会中，电能是现代社会最主要的能源之一。
在电能的生产、输送和使用等方面，电机起着重要的作用。
电机主要包括发电机、变压器和电动机等类型。
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。
电动机将电能转换成为机械能，用来驱动各种用途的生产机械。
机械制造工业、冶金工业、煤炭工业、石油工业、轻纺工业、化学工业及其他各种矿企业中，广泛地应用各种电动机。
例如，在交通运输中，铁道机车和城市电车是由牵引电机拖动的；在航运和航空中，使用船舶电机和航空电机；在农业生产方面，电力排灌设备、打谷机、榨油机等都是由电动机带动的；在国防、文教、医疗及日常生活中，也广泛应用各种小功率电机和微型电机。
大家应该都知道，电动机的转动是靠电能，电能在日常生活中的作用。
电力系统中的同步电机参数优化设计一、引言电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施。
在电力系统中，同步电机是一种关键的设备，广泛应用于发电厂、工厂和大型机械设备中。
同步电机的优化设计对电力系统的稳定运行和能效提升具有重要意义。
本文将探讨电力系统中同步电机参数的优化设计方法和技术。
二、同步电机的基本原理和参数同步电机是一种将交流电能转换为机械能的设备。
它的转子和磁场是同步运动的，因此称为同步电机。
同步电机的关键参数包括电压、频率、功率因数、反应功率和转矩。
电压是同步电机的基本参数之一，通常以额定电压表示。
在设计中，需要考虑电压与负载的匹配关系，以保证同步电机能够正常运行。
电机运行频率是指电源频率。
在电力系统中，标准频率为50Hz或60Hz，同步电机需要与电源频率匹配，否则可能会导致电机运行不稳或故障。
功率因数是同步电机另一个重要的参数。
功率因数表示电机在工作时的有功功率和视在功率之间的比值。
功率因数越高，电机对电网的负载越小，能耗也相对较低。
反应功率是指同步电机与电源之间的相位差，它会影响同步电机的运行效率和稳定性。
合理调整反应功率可以降低电机的负荷损耗和提高效能。
转矩是同步电机主要提供的机械输出。
在设计同步电机时，需要根据所需的负载特性确定合适的转矩。
三、同步电机参数优化设计方法1. 数值模拟方法数值模拟是一种常用的同步电机参数优化设计方法。
通过建立电磁场模型和磁路模型，可以模拟同步电机在不同参数下的运行情况，并对参数进行优化调整。
数值模拟方法具有灵活性和精度高的优点，可以准确评估不同参数对同步电机性能的影响。
2. 试验测试方法试验测试是另一种常用的同步电机参数优化设计方法。
通过实际测量同步电机在不同参数下的运行状态和性能，可以得到参数优化的参考依据。
试验测试方法可以直观地观察电机的运行情况，但需要较大的投入和时间成本。
四、同步电机参数优化设计技术1. 遗传算法遗传算法是一种基于生物进化原理的参数优化方法。
目 录1 引言 (3)1.1 概述 (3)1.2 国内外发展现状 (3)2. 单相异步电动机简介 (5)2.1 单相异步电动机的的分类 (5)2.2 单相异步电动机的工作原理和机械特性 (7)2.3 单相异步电动机的启动 (9)2.4 单相异步电动机数学模型分析 (10)3 软件介绍及模型实现 (11)3.1 MATLAB 简介 (11)3.2 MATLAB 中的SIMULINK 仿真模块的使用 (12)3.3 模型实现 (13)3.4 Matlab 应用范围 (13)4. 单相异步电动机的数学模型分析 (14)4.1坐标系上的电压方程式和转矩方程 (14)4.2异步电动机的数学模型 (15)5. 异步电动机矢量控制下的仿真模型 (17)5.1 单相异步电动机失恋控制下的调速原理框图 (17)5.2 异步电动机矢量控制下的变频调速仿真模型 (18)6. 单相异步电动机仿真结果分析 (19)6.1 单相异步电动机仿真结果 (19)6.2 改变参数p K 后的仿真 (20)6.3 改变i K 后的仿真 (21)6.4 改变d K 后的仿真 (22)7 . 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (28)1 引言1.1 概述现在在社会中，电已经和空气一样，融入到我们的日常生活中，在日常生活中，我们不仅使用电灯照明，还是用如空调、冰箱、洗衣机等家用电器。
最近，随着我们自动化技术的发展，越来越多的产品和设备使用了电机。
电机在国家经济建设、节约能源、环保和民生问题中起到十分重要的作用。
发电主要用于移动电源、风力发电、小型发电设备中，电动机在生产和交通运输中得到广泛使用电动机主要用于驱动水泵、风机、机床、石化、纺织、食品、造纸、建筑、矿山等机械产品上。
随着科学技术的不断创新和工农业的迅猛发展，电气化和自动化水平不断提高，国名经济各部门对异步电动机的需求量日益增加，对其性能、质量、技术经济指标也相应的提出了越来越高的要求。
同步发电系统中的运行维护优化同步发电系统是电力生产中的重要组成部分，其正常运行对于保障电力供应和电网平稳运行至关重要。
随着社会经济的发展和电力需求的增加，同步发电系统的运行维护也变得越来越重要。
本文将从同步发电系统的运行和维护两个方面，介绍如何优化同步发电系统的效率和可靠性。
一、同步发电系统的运行同步发电系统是指由同步发电机、励磁系统以及控制系统等组成的发电机组，其最主要的作用是将机械能转化为电能。
在同步发电系统的运行中，需要注意以下几点：1.励磁系统的控制励磁系统是同步发电机的重要组成部分，其控制对同步发电机的性能和稳定性有着决定性的影响。
合理的励磁系统控制可以提高同步发电机的功率因数和电压稳定性，减少无功功率的损失，从而提高整个发电系统的效率。
2.电网同步同步发电机与电网之间需要实现同步，以保证电能的稳定输出。
因此，在同步发电系统的运行中，需加强同步控制，确保同步发电机与电网同步稳定。
3.并网调节减小电能的失真程度并提升电能输出质量，交流发电机组并网调节对于同步发电系统尤其重要。
该操作需要依靠“机-网-负”等的协同控制方式，在合理的调节下，实现发电机组的平稳运行。
二、同步发电系统的维护同步发电系统的维护也是同样重要的环节。
常规维护可以延长同步发电系统的寿命，提高系统的可靠性和稳定性。
在同步发电系统的维护中，需要注意以下几点：1.检测和分析对于同步发电系统，其问题的早期发现及时的解决，可以极大的提高系统的可靠性和效率。
因此，需要建立一套完善的检测和分析系统，及时发现和解决系统中的故障和问题。
2.保养和维修同步发电系统经常需要进行一定的保养和维修，保障其长期满负荷运行，降低故障率。
保养和维修包含日常巡视、清洁和润滑等保养工作，以及零件更换和故障修复等维修工作。
3.技术提升同步发电系统的技术也在不断的提高，因此，需要不断学习和更新系统的技术。
通过技术培训和人员学习，提高技术水平，更好地适应同步发电系统的发展和改良。
发电机组运行优化方案随着电力需求的不断增长，发电机组作为电力系统的重要组成部分，承担着稳定供电的重要任务。
优化发电机组的运行方案，不仅可以提高发电效率，降低能耗，还可以延长设备的寿命。
本文将探讨一些发电机组运行的优化方案，以期提升发电效率，实现可持续发展。
1. 合理选择燃料类型和质量发电机组的燃料选择直接影响着运行效率。
应根据地区资源特点及环保要求，选择合适的燃料类型。
同时，燃料的质量也是影响发电机组运行效率的重要因素。
购买优质的燃料，避免使用水分、灰分等含量较高的燃料，可以最大限度地提高发电机组的热效率。
2. 定期检查及维护设备发电机组是一个复杂的机械系统，发电效率高低与设备的运行状态密切相关。
定期进行设备检查和维护，如清洗各部分的积尘，清理冷却系统，及时更换损坏部件等，可以提高设备的运行效率，延长设备的使用寿命。
3. 应用智能控制系统智能控制系统可以做到对发电机组的实时监控和优化控制。
通过采集各种参数数据，如负荷、温度、湿度等，对设备进行智能控制和故障预警，可最大限度地提高发电机组的运行效率和可靠性。
4. 使用余热回收技术发电过程中产生的大量余热，如果能够有效回收利用，将能提高发电机组的能量利用效率。
可以将余热用于供热、蒸汽发生器等其他用途，进一步减少能耗，实现能源的综合利用。
5. 调整负荷匹配根据用电量的变化，合理调整发电机组与负荷之间的匹配关系。
在用电量较低时，可以选择维持稳定运行的主机运行，而不是过早切换备用机，从而提高发电机组的运行效率。
6. 定期进行性能评估对发电机组运行的性能进行定期评估，包括发电效率、设备运行状态、能耗等方面的指标。
根据评估结果，可以及时找出问题所在，并采取相应措施进行调整，以保持发电机组的运行状态和效率。
发电机组的运行优化是一个持续改进的过程，需要综合考虑燃料选择、设备维护、智能控制、能源回收等方面的因素。
通过合理的运行优化方案，可以提升发电机组的效率和可靠性，为电力系统的稳定供电做出贡献。
Classified Index：TM351U.D.C.: 470.40Dissertation for the Master Degree in EngineeringWINDING OPTIMIZATION ANDPARAMETER CALCULATION ONSINGLE PHASE LSPMCandidate：zhang ShufangSupervisor：Prof. Shang JingAcademic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Electrical Machine and Apparatus Affiliation：Dept. of Electrical Engineering Date of Defence：July, 2008Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着家用电器的增加，迫切需要一种新型的电机来代替各项力能指标较低的单相感应电机，于是单相异步起动永磁同步电机便应运而生了。
单相异步起动永磁同步电机秉承了单相感应电机的优点，具有效率高、节能效果显著等优点，是未来单相电机的一个发展方向。
单相异步起动永磁同步电动机虽然有较高的功率因数和效率，但是由于电机定子绕组结构的不对称和转子上永磁体的存在使得该种电机的异步起动过程和稳态运行过程都比较复杂，使设计和分析变的更加困难。
为此，本文结合有限元对单相异步起动永磁同步电动机的性能进行了分析。
针对单相异步起动永磁同步电机内的磁场尤为复杂，不易进行分析的特点。
本文运用对称分量法和坐标变换将电机内的椭圆形磁场分解为正负两个圆形的旋转磁场，建立了正序磁场的数学模型，分别对正负两个磁场进行了分析；对单相异步起动永磁同步电机的动、稳态性能进行了分析研究。
针对电磁场数值分析不容易掌握设计参数变化和磁路法不易把握磁场规律的缺点，本文提出运用场路耦合法对单相异步起动永磁同步电机进行有限元分析计算，并建立了这种方法的基本框图和离散数学模型。
发电机异步运行再同步的措施发电机的异步运行和同步运行是指发电机与电力系统之间的转换状态。
发电机异步运行是指发电机不与电力系统同步运行，发电机的频率和电压与电力系统不匹配。
而发电机同步运行是指发电机与电力系统同步运行，发电机的频率和电压与电力系统完全匹配。
在实际运行中，发电机需要通过一系列措施来实现从异步运行到同步运行的过程。
以下是一些常见的措施：1.控制电源的频率和电压：发电机的频率和电压需要与电力系统的频率和电压匹配。
可以通过调整励磁系统或调速系统来控制电源的频率和电压，使其与电力系统保持一致。
2.进行自动同步：通过自动同步装置，可以监测发电机的频率和电压，并与电力系统进行比较。
当频率和电压匹配时，自动同步装置会自动将发电机与电力系统进行同步，实现发电机的同步运行。
3.调整励磁系统：励磁系统的调整可以影响发电机的频率和电压。
通过调整励磁系统，可以使发电机的输出频率和电压与电力系统保持一致。
4.调整调速系统：调速系统的调整可以影响发电机的输出频率。
通过调整调速系统，可以使发电机的输出频率与电力系统的要求频率相匹配。
5.进行相位同步：除了频率和电压的匹配外，发电机还需要与电力系统进行相位同步。
可以通过相位比较装置来监测发电机的相位，并与电力系统进行比较。
当相位匹配时，可以进行相位同步。
6.使用同步发电机：同步发电机是一种特殊的发电机，它可以通过调整励磁系统和调速系统来实现同步运行。
同步发电机具有稳定工作、输出功率调整范围大等特点，可以更容易地实现与电力系统的同步运行。
7.合理设计发电机参数：发电机的参数设计也会影响其异步运行和同步运行的能力。
合理设计发电机的参数，包括励磁系统的参数、调速系统的参数等，可以提高发电机的同步运行能力。
8.进行定期维护和检修：定期维护和检修发电机可以确保其正常运行，并及时修复可能出现的故障。
只有保持发电机的良好状态，才能更好地实现其异步运行再同步。
以上是发电机异步运行再同步的一些措施，通过控制电源的频率和电压、进行自动同步、调整励磁系统和调速系统、进行相位同步、使用同步发电机、合理设计发电机参数以及定期维护和检修等措施，可以实现发电机的异步运行到同步运行的顺利转换。
