電機設計論文范文10篇

一、變頻器運行時對變頻電機工作的影響

在變頻電機調速控制系統中，采用電力電子變壓變頻器作為供電電源，供電系統中電壓除基波外不可避免含有高次諧波分量，對外表現為非正弦性，諧波對電機的影響主要體現在磁路中的諧波磁勢和電路中的諧波電流上，不同振幅和頻率的電流和磁通諧波將引起電動機定子銅耗、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉子銅(鋁)耗。這些損耗都會使電動機效率和功率因數降低。同時，這些損耗絕大部分轉變成熱能，引起電機附加發熱，導致變頻電機溫升的增加。如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%～20%。同時這些諧波磁動勢與轉子諧波電流合成又產生恒定的諧波電磁轉矩和振動的諧波電磁轉矩，恒定諧波電磁轉矩的影響可以忽略，振動諧波電磁轉矩會使電動機發出的轉矩產生脈動，從而造成電機轉速(主要是低速時)的振蕩，甚至引起系統的不穩定。諧波電流還增加了電機峰值電流，在一定的換流能力下，諧波電流降低了逆變器的負載能力。對于變頻電機，如何在設計過程中采取合理措施避免或減小應用變頻器所帶來的影響，以求得系統最佳經濟技術效果，是本文討論的重點。

二、變頻電機設計特點

對于變頻電機，其設計必須與逆變器、機械傳動裝置相匹配共同滿足傳動系統的機械特性，如何從調速系統的總體性能指標出發，求得電機與逆變器的最佳配合，是變頻電機設計的特點。設計理論依據交流電機設計理論，供電電源的非正弦以及全調速頻域內達到滿意的綜合品質因數是變頻電機設計中需要著重注意的兩個問題，設計中參數的選取應做特別的考慮。與傳統異步電機相比，一般變頻電機設計有如下一些特點：

1.用于變頻調速的異步電動機要求其工作頻率在一定范圍內可調，所以設計電機時不能僅僅考慮某單一頻率下的運行特性，而要求電機在較寬的頻率范圍內工作時均有較好的運行性能。如目前大多調速異步電動機的工作頻率在5Hz~100Hz內可調，設計時要全面考慮。

2.變頻電機在低速時降低供電頻率，可以把最大轉矩調到起動點，獲得很好的起動特性，因而在設計變頻電機時不需要對起動性能作特別的考慮，轉子槽不必設計為深槽，從而可以重點進行其它方面的優化設計。

摘要

隨著電力電子技術的發展，用電設備對電源的要求不斷提高，開關電源正逐步向著高效率、大功率密度、高可靠性、低電磁抗干擾、無噪聲、維修方便等方向發展。瞬時同步整流技術由于實現簡單，響應速度快和具有自然限流等優點而得到廣泛地應用。

本文在分析DC-DC技術發展的基礎之上，用Buck電路，運用MAX767系列芯片研究一條簡潔的途徑實現DC-DC直流變換，即應用同步整流技術控制方法，來實現變換器高效工作。該變換器主電路結構簡單可靠，可以實現輸入：DC4.5～5.5V，輸出DC5V/3.3A的設計。

分析其系統工作原理的過程，為該變換方法和應用提供了理論基礎，通過同步整流技術的方法和應用MOSFET管的設計，較理想的實現了DC-DC變換器的設計要求。

最后，運用這些設計成功的設計出DC-DC直流變換器。

本文主要介紹Buck電路和MAX767系列DC設計，工作原理和主要參數的設計，并對系統的外特性和穩定性作了分析。

摘要：根據交流調速系統的特點及逆變器運行時對變頻電機工作的影響，從系統的角度對變頻電機在電磁設計、耐電暈絕緣系統、軸承絕緣技術、結構設計方面加以闡述。

關鍵詞：變頻電機設計交流調速系統變頻器諧波

一、變頻器運行時對變頻電機工作的影響

在變頻電機調速控制系統中，采用電力電子變壓變頻器作為供電電源，供電系統中電壓除基波外不可避免含有高次諧波分量，對外表現為非正弦性，諧波對電機的影響主要體現在磁路中的諧波磁勢和電路中的諧波電流上，不同振幅和頻率的電流和磁通諧波將引起電動機定子銅耗、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉子銅(鋁)耗。這些損耗都會使電動機效率和功率因數降低。同時，這些損耗絕大部分轉變成熱能，引起電機附加發熱，導致變頻電機溫升的增加。如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%～20%。同時這些諧波磁動勢與轉子諧波電流合成又產生恒定的諧波電磁轉矩和振動的諧波電磁轉矩，恒定諧波電磁轉矩的影響可以忽略，振動諧波電磁轉矩會使電動機發出的轉矩產生脈動，從而造成電機轉速(主要是低速時)的振蕩，甚至引起系統的不穩定。諧波電流還增加了電機峰值電流，在一定的換流能力下，諧波電流降低了逆變器的負載能力。對于變頻電機，如何在設計過程中采取合理措施避免或減小應用變頻器所帶來的影響，以求得系統最佳經濟技術效果，是本文討論的重點。

二、變頻電機設計特點

對于變頻電機，其設計必須與逆變器、機械傳動裝置相匹配共同滿足傳動系統的機械特性，如何從調速系統的總體性能指標出發，求得電機與逆變器的最佳配合，是變頻電機設計的特點。設計理論依據交流電機設計理論，供電電源的非正弦以及全調速頻域內達到滿意的綜合品質因數是變頻電機設計中需要著重注意的兩個問題，設計中參數的選取應做特別的考慮。與傳統異步電機相比，一般變頻電機設計有如下一些特點：

摘要：介紹了電站無人值守直流電源后備系統的組成以及蓄電池組的充電流程。詳細討論了該系統中的關鍵設備——智能充電機的功能要求，以及使用多微處理器實現該設備的軟硬件設計方法。該系統已在多個電力企業成功應用。

關鍵詞：直流電源后備系統多微控制器充電機

直流電源后備系統是各類電廠、變電站、電站等必備的。其主要功能是作為主電源的替代電源，當主電源突然中斷后，給關鍵主控設備、故障監測系統、故障保護系統等提供動力電。它可以包括多個蓄電池組，每組可有多達一百多只鉛酸或其它種類的蓄電池，容量可達2000安時以上。

成套的無人值守、免維護直流電源系統由蓄電池組、充電浮充電裝置、電池監測(容量及電壓)裝置、絕緣監測裝置、交流監測裝置、硅鏈調壓裝置、一系列遙控開關、保護子系統以及將這些裝置連接成一個整體的工業通信網絡和中央控制器組成。上述裝置(除中央控制器之外)均可有多套。通信網絡采用RS485接口，為了提高現場抗干擾的能力，RS485接口應采用帶光隔離型的，也可采用工業現場總線如CAN總線、LonWorks等。中央控制器具有帶漢字液晶顯示的人機接口，一方面能通過通信網絡與各子系統(裝置)進行雙向通信，取得其運行的實時數據，并對這些設備進行遙控、遙調；另一方面還與電站綜合自動化系統相連，將整個直流系統的信息傳遞至這些更高層的系統。系統結構圖如圖1所示。

在這些裝置中，充電浮充電裝置(即智能充電機)無疑占據極其重要的地位，其作用在于提供智能充放電流程控制，自動補充蓄電池因事故放電和合閘操作而損耗的電能，從而使蓄電池組始終處于最佳的蓄能狀態，保證直流后備電源系統的可靠性。

1蓄電池充放電控制流程及智能充電機的功能設計

1高速直流電機的設計理念

1.1電機型號規格。電機型號：ZC493/440；功率：500/350kW(發電機規格、軸輸入功率)；額定電壓：660V額定電流：758/530A；額定轉速：1100/2500r/min；勵磁電壓：220V(他勵)；過載倍數1.5；功率：470/329kW(電動機規格、軸輸出功率)；額定電壓：660V；額定電流：758/530A；額定轉速：1020~2500/1040~2500r/min；勵磁電壓：220V(他勵)；過載倍數1.5。

1.2電磁設計。由于該電機主要用于發電運行，因此應參照發電機相關設計規格進行電磁計算。同時由于電機熱參數通常很高，相應的軸向散熱要求很驗證達標，要想解決這一難題，從而改善通風散熱情況，優先選擇相應的通風溝結構為9段分形式的通風溝，且每段為8厘米長。

2結構設計

2.1外形與總體。本文高速直流電機的設計主要是針對其要用于拖動立式水輪機進行高水頭水力性能實驗，因此設計為立式結構。

2.2定子設計。通常情況下高速直流電機的供電電源采取靜止整流供電，要想適應運轉負荷的高變化頻率等要求，相應的定子機座會采用疊片機座的形式。做為重要零部件的主換向極沖片的厚度應為1毫米的Q235鋼板沖制而成，而主極線圈的選擇應為聚酯亞胺漆包線QZYB-2/155，從而達到加大主極線圈與換向極線圈之間間隔的效果，這更有利于電機的散熱。

1機械專業畢業設計課題的選擇

1.1課題內容要盡可能多地涉及本專業的教學內容

(1)不同于科研和工程的實際需要，畢業設計的課題首先考慮滿足教學要求。因為，學生沒有多少實踐經驗，與實際生產接觸機會很少。因此，課題內容要貼近本專業的教學內容，盡可能地通過畢業設計，來總結學生在大學四年內所學的理論基礎知識，把這些專業知識有效的結合起來，不能讓學生僅僅停留在課本內容基本上都懂，作業也都會做，考試也都不掛科，但就是不能做到應用的狀態。(2)課題不能太大、太空。例如，提高機械效率的優化設計、世界先進機械的研究等，類似課題學生的經驗和能力暫時還無法把握。

1.2難易程度適中、工作量適宜、適當提前畢業設計開始時間

黃河科技學院工學院的畢業設計安排的是12周時間。但實際上，對于學生來說，真正用來做畢業設計的時間也就一兩個月甚至更少，因為在這個時間里，有的學生已經開始去找工作，或者進入工作實習期，不能很好地保證用于畢業設計的時間。因此，如果課題難度太難，或者工作量太大，會造成學生失去信心，進而出現隨便抄襲應付的現象。不能達到畢業設計的真正目的。所以，為了保證學生保質保量完成畢業設計，所選的項目難度、工作量要適中。畢業設計的開始時間，可以安排在機械設計的課程結束后。這時候，學生基本具備了設計的初步知識，可以選擇適當難度的課題，讓部分學生開始試住做些大體跟畢業設計內容基本一致的工作，到真正畢業設計的時候，一是可以把課題做深，二是學生也不感到時間緊張，三是有可能的話還做出實物。給學生的創造性的發揮空間，留夠申請專利和論文的時間，提高畢業生的整體素質能力。近年來，我校每年有數十名學生，是用這種方式完成畢業設計的，畢業時他們已經申請好國家實用新型發明專利，并做出了實物。從創意、設計、制造到裝配調試和改進過程，對學生來說收獲很大，畢業后，學生在企業很快就進入崗位角色，企業也比較歡迎這樣的學生。

1.3選題要靈活

摘要

數控機床在現代制造業中扮演著一個重要的角色。本論文介紹了THY5940型立式加工中心設計思想和設計過程。主要敘述了數控進給系統的傳動設計及主要傳動件滾珠絲杠及其支承的設計計算。并對進給系統進行了校驗，取得了預期的效果。

該機床適用于摩托車、汽車、輕工機械等行業提高生產率。不僅對刀具的位置或軌跡進行控制，而且還具有自動換刀和補償功能，具有很高的強度，剛度和抗震性。以前采用的專用機床加工零件，雖然效率較高，但制約被加工零件的改進。而加工中心具有柔性，從而能適應產品在最短時間內達到商品化。本加工中心的設計擬采用主機，數控系統(包括伺服和驅動系統)及相關配套件三部分組成。在對以前研究成果分析總結的基礎上，按照技術要求指標，對初步擬訂的方案進行細化，論證，完善和總結。

加工中心的進給系統承擔加工中心各直線坐標軸的定位和切削進給，進給系統的好壞將直接影響整機的運行狀態和精度指標。設計過程中應使進給穩定性和快速響應的特性。同時，要求有合理的控制系統，而且要求對驅動元件和機械傳動裝置的參數進行合理的選擇，使整個進給系統工作時的動態特性相匹配。

THY5940型立式加工中心機床解決了單件，小批量，特別是復雜型面的零件的加工自動化問題。對于提高企業的生產率，提高工件的加工精度以及提高機床的使用壽命都具有十分重要的意義。

經過研究，本論文基本取得了預期效果，完成了進給系統的設計計算。同時，對數控機床的進給系統設計方法的研究也取得一定的效果。

論文關鍵詞：PLC；DCS；油站控制；MPI通訊網絡；下裝

論文摘要：本文介紹了利用SIEMENSS7系列PLC實現壓縮機潤滑油站控制的方案設計及現場應用情況，論述了油站信號的處理方法與DCS系統的信號聯鎖以及計算機通訊網絡的實現。

1引言

近年來，我國目前大中型化工廠工藝生產系統基本采用計算機控制系統，控制方式已由過去的儀表、繼電器或計算機單機小系統轉向了整個生產線的計算機集中操作與分散控制，但目前國內隨主機配套的潤滑油站電控產品，大多還停留在過去傳統的控制方式上，與當前的生產管理方式和控制水平不相適應。由于傳統方式控制柜均采用繼電器硬連線實現電控與聯鎖保護，存在著諸如可靠性低、聯鎖保護功能少及故障率高等許多問題；與計算機全線監控系統的信號聯鎖很少甚至沒有，影響了現場巡檢、中控集中操作管理；且在實際使用過程中，由于現場情況的變化，使得傳統方式下的控制柜安裝與調試存在較大難度。針對這種情況，我們采用可編程控制器(PLC)對潤滑油站進行控制，在實際生產中應用，取得了較為滿意的應用效果。

2潤滑油站系統的控制方案

中煤龍化哈爾濱煤制油有限公司生產規模為年產燃料油4萬噸，計算機監控采用浙大中控自動化有限公司生產的JX-300X集散控制系統(DCS)實現。該工藝生產系統有兩個壓縮機潤滑油站：循環氫壓縮機、解析氣壓縮機油站。

摘要:隨著我國城市化進程的持續推進，城市體量迅速擴大，城市能源消耗量面臨前所未有的壓力，目前，能源和資源已經成為制約我國未來發展的一大關鍵瓶頸，工程建設行業是典型的高能耗行業，隨著工程建設設計標準的升級，其能耗指標呈現出逐年下降的良好態勢。本文從建筑電氣的節能降耗設計角度切入，闡述建筑電氣節能降耗設計的基本方法，重點從供配電過程損耗、系統節能等方面給出具體的意見，針高層建筑電氣設計給出針對性的節能設計方案，從而進一步完善建筑電氣的節能設計工作。

關鍵詞:高層建筑;建筑電氣;節能措施;控制系統;設計措施

當前，從單位面積的能耗指標角度分析，我國的能耗指標是發達國家的2倍以上，進入21世紀以來，我國的城鎮化進程加速推進，城市人口大量增長，城市規模不斷擴大，為滿足城市海量人口的日常生活和居住需求，大量高層及超高層建筑如雨后春筍般拔地而起;為滿足高層及超高層建筑的居住需求，建筑供配電系統成為建筑中必不可少的分項工程之一。一般情況下，建筑供配電系統可細分為照明系統和節能系統兩大類，這兩類同時也是節能降耗設計的關鍵位置。為進一步控制建筑能耗指標，國家在建筑節能方面已經陸續出臺了更加嚴格的標準和規范，我國在建筑電氣節能方面還有較大的空間和潛力，因此，有必要針對高層建筑的電氣節能開展針對性分析，從而顯著降低當前的建筑電氣能耗水平。

1降低輸配電系統線路損耗措施

從輸配端分析，降低輸配電線路的能耗水平是高層建筑電氣節能設計的基礎和關鍵部分，同時也是衡量高層建筑能耗標準的重要指標;目前，涉及到供配電線路降耗的常用方式主要有高電壓傳輸、降低無功功率、控制阻值及降低線路端損耗等。1)結合建筑結構方位、負載大小、輸電距離、輸電線路敷設形式、用電端特點等因素，優化供配電系統的輸出電壓范圍;此外，為了降低故障率，同等條件下應盡可能簡化供配電系統，相同電壓條件下的配電級數不能超過兩階。2)考慮到輸電線路的電阻因素，輸電線的能耗在整個系統中的占比較大，因此，應盡可能降低輸電線路的電阻值。輸電線路的能耗計算公式如下:ΔP=3I2R×10－3式中ΔΡ為輸電線路能耗指標，kW;I為輸電線路電流值，A;R為輸電線路阻值，Ω。分析上式可知，在電流I恒定的條件下，電阻R與輸電線長度呈正比。在實際使用過程中，假定用電端電壓恒定，則輸電線的電流近似恒定，因此，若想控制線路的能耗值，則必須選用低阻值輸電線;導線電阻值R與導線材料特性、截面尺寸參數及導線長度相關。3)綜上，建議從以下幾方面控制輸電線路的損耗值:①優選導線材料，盡可能選用電阻率更低的導線，成本允許的條件下盡可能使用銅芯導線;②優化供配電站布置，縮短輸電距離，降低線路損耗，此外，用電端之間可增設連接線，結合不同端的負載情況，控制變壓器停啟，從而控制損耗;③優化線路敷設方式，盡量直線敷設，如果必須采用環形布置方式，則應使用閉式網代替開式網;④輸電線截面參數應滿足國標要求，建議通過比選，確定出最合理的截面積指標;⑤采用高壓輸配，通常情況下，電壓每提升1%，對應能耗可降低15%以上。4)無功電流的存在會明顯影響變壓器的工作效率，進而影響用電端的電壓指標，增加輸電網中的能耗指標。建議采用無功補償技術，可在保障有功功率分配足量的基礎上，提高無功功率的優化配置，進而控制整個輸電網的損耗規模，確保電網的輸出電壓滿足規范要求。

2減少變壓器的功率損耗措施

【摘要】

本文介紹了一種空調機溫度控制系統。本溫度控制系統采用AT89C51單片機收集數據，處理數據來實現對溫度的調控。主要過程如下：利用傳感器將非電量信號轉換為電信號，轉換后的電信號再進入A/D轉換器轉換成數字量，傳送給單片機進行數據處理，并向外圍設備輸出控制信號。由LED實時顯示被控溫度及設定溫度，使系統應用更加方便、直觀。

【關鍵詞】單片機、A/D轉換系統設計系統調試

緒論

單片機利用大規模集成電路技術把中央處理器和數據存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）及其他I/O通信口集成在一塊芯片上，構成一個最小的計算機系統。而現代的單片機則加上了中斷單元、定時單元及A/D轉換等更復雜、更完善的電路，使得單片機的功能越來越強大，應用更廣泛。

第1章單片機空調控制系統