新型高效单相感应电动机研究

论文摘要

单相感应电动机具有结构简单、制造成本低等优点,广泛应用于工农业生产和日常生活。与相同容量的三相感应电动机相比,单相感应电动机效率低、体积大,消耗大量电能。因此提高单相感应电机的效率,对节能减排具有重要意义。鉴于三相感应电动机对称运行时具有较高的效率,国内外对三相感应电动机的单相运行进行了深入研究,提出了多种有效的定子接线方式,SemihexTM接法是其中最具代表性的接法,与单相感应电动机相比,效率显著提高,但其起动电路复杂、起动转矩低,主要适用于风机、泵类负载。本文提出了新型高效单相感应电动机的定子接线方式,在三相感应电动机的基础上,将三相定子绕组与两个电容器相连接,通过电容的移相作用实现新型电机的对称运行。进行了以下研究工作：(1)利用对称分量法分析了电机的对称运行条件,推导了电机在额定负载下所需要匹配的电容值；建立了基于对称分量法的稳态等效电路,给出了稳态运行性能分析计算方法,并设计了单电容起动电路；(2)建立了新型高效单相感应电动机的瞬态数学模型,应用MATLAB软件建立了该新型电机的动态仿真模型,对电机的起动、运行特性进行了仿真研究；(3)在前述分析计算基础上,设计并试制了样机,进行了样机的稳态、动态试验研究,通过与三相感应电动机试验结果和样机仿真结果的对比分析,验证了所设计新型高效单相感应电动机的优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 单相感应电动机的结构与分类
• 1.3 高效单相感应电动机的研究现状及发展趋势
• 1.3.1 Δ接法和Y接法单相运行
• TM接法单相运行'>1.3.2 Smith接法和Semihex^TM接法单相运行
• 1.4 本文所进行的研究工作
• 第二章 新型高效单相感应电动机的工作原理与分析
• 2.1 新型高效单相感应电动机的定子接线方式
• 2.2 新型高效单相感应电动机的对称运行分析
• 2.3 新型高效单相感应电动机移相电容的计算
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于对称分量法的新型高效单相电动机稳态性能研究
• 3.1 新型高效单相感应电动机的稳态性能计算
• 3.1.1 新型高效单相感应电动机的稳态数学模型
• 3.1.2 新型高效单相感应电动机的稳态分析
• 3.2 新型高效单相感应电动机起动电容的确定
• 3.3 样机设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 新型高效单相感应电动机的仿真研究
• 4.1 新型高效单相感应电动机的瞬态数学模型
• 4.2 基于MATLAB/SIMULINK的新型高效单相电机系统建模
• 4.2.1 MATLAB/SIMULINK软件简介
• 4.2.2 新型高效单相感应电动机系统建模
• 4.3 仿真结果分析
• 4.3.1 起动特性分析
• 4.3.2 运行特性分析
• 4.3.3 样机与三相感应电动机仿真结果对比分析
• 4.4 外部参数对新型高效单相感应电动机运行性能的影响研究
• 4.4.1 起动及运行电容对新型高效单相感应电动机的运行性能影响
• 4.4.2 电源电压对新型高效单相感应电动机的运行性能影响
• 4.4.3 电源频率对新型高效单相感应电动机的运行性能影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 新型高效单相感应电动机的试验研究
• 5.1 新型高效单相感应电动机的空载、堵转试验
• 5.2 新型高效单相感应电动机的稳态试验研究
• 5.3 新型高效单相感应电动机的动态试验研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表