提高三相异步电动机效率方法研究_开题报告

一 文献综述

早在上世纪70年代，美国就在机电产品以及变压器行业推行了“损耗评价制度”，通过对电器的质量进行评价来制定其价格。并在90年代初命令禁止生产和使用低效率的电机。日本通过“月光计划”对电动机节能进行了研究，使其效率提高了3%~4%。此外世界各国都加大对高效率电机的研发与使用的力度，我国也不例外，在电机行业的“十五”规划中，重点强调了要大力发展高效率电机。在此期间对高效率电机展开了全面的研究，从设计角度对电机的结构、材料的选择等方面进行了优化，从生产的角度来改善电机的生产工艺，提高加工与装配的精度等方面来提高电机的效率。

1975年，美国国家宇航局为了提高航天飞机上的泵、风扇等电动机的效率，加强了对电动机的节能技术的研究，研制了功率因数控制节能器。它是利用当电动机的定子的电压恒定时，如果其负载率低于电动机的额定的负载率的时候，异步电动机的功率因素与工作负载率之间存在着一定的关系，如在电动机的运行过程中，利用相应的节能装置来对电动机的实时的功率因数进行检测，在根据检测的结果对其输入的电压进行必要的调整，这样便能够提高电动机的效率。试验证明，采用该种节能技术能够让电动机空载的时候获得40%的节能率与20%的总体节能率。

多年来，电机行业的设计人员以及电机的研究人员分别从电机的设计与制造、电机的选型以及电网的供电管理等多个方面对提高电机的效率进行了全面的研究，并取得了很多成果。与此同时，对三相异步电动机电机的节能也展开了全面的研究，通过研究发现不仅电机的提高效率的方法对提高三相异步电动机的效率有所帮助，同时通过控制其负载以及工作环境等均能提高其效率。

随着计算机技术的兴起与发展，三相异步电动机节能技术得到了高速的发展，在三相异步电动机中逐渐引入了智能控制技术、变频技术、矢量变换控制技术、调速控制技术、直接转矩控制技术以及PWM控制技术等，这样以来三相异步电动机的工作效率得到了很大的提升，同时它的运行更加安全可靠，性能更加稳定。

在发达国家,所使用的三相异步电动机多是采用了电动机的调速技术来提高三相异步电动机的效率。然而具有调速技术的三相异步电动机的价格较高，在我国应用的并不广泛。我国在三相异步电动机的调速技术、变频技术以及节能技术等方面与发展国家有着一定的差距，同时在三相异步电动机的生产过程中，三相异步电动机的效率时常达不到相关的要求，合格率比较低，并且在对其维修的时候同样存在着一些问题，很难让其恢复到原有的工作状态。此外，我国虽然在三相异步电动机中应用了电动机的变频节能技术，但是很多三相异步电动机在其运行过程中，并没有表现出其节能的优点。

目前很多三相异步电动机效率方面的研究人员在展开通过对三相异步电动机的定子端的输入电压进行调节，来提高三相异步电动机的效率的研究。该项技术的一个重要的要求便是获得一个能够实时进行调节电压的电源，为了提高三相异步电动机的效率，对其电压的调节要严格根据三相异步电动机的负载的变化进行调节。通过研究可以发现这样提高三相异步电动机效率的方法的线路比较简单，它的运行比较安全可靠，在三相异步电动机的负载经常变化的场所比较适合，对提高其效率有着重要的帮助。

同样电力电子技术的发展也对三相异步电动机的效率的提高有着重要的帮助。例如，随着可控硅技术的发展，让很多高压且大电源的电压实现了更好的调节功能，让电压的调节更加安全、可靠，更能够满足节能技术的发展，让我们通过对电源电压的调节变的更加安全可靠更加方便。通过电力电子技术的发展，我们不难发现，电力电子技术的发展对三相异步电动机效率的提高以及性能的发展有着重要的作用。

通过研究发现减少三相异步电动机功率的损耗是提高其效率的唯一途径。通过采用较薄的低损耗硅钢片、较大截面积的铜导线、较大截面的转子导条和转子端环、减少风量能够在一定程度上降低三相异步电动机的功率损耗；此外通过选择适当的绕组形式、转子糟斜度、节距、气隙长度、转子槽的绝缘处理等也能降低三相异步电动机的功率损耗，同时还可以通过电机尺寸、线规等的调整和优化,降低定、转子绕组等负载损耗等方法来提高三相异步电动机的效率。

采用使用冷轧硅钢片、冲片退火工艺能够有效地降低电动机的铁耗，这对提高三相异步电动机效率有着重要的作用，被广泛地应用到三相异步电动机的生产当中。通过降低三相异步电动机的铜耗与铝损能够有效地降低绕组损耗，从而提高三相异步电动机的效率。同时还可以通过对三相异步电动机的外部电网的稳定性及其质量、抑制和消除综合高次谐波以及改进电气设备结构提高抗谐波能力等因素进行控制，来提高三相异步电动机的效率。此外，还可以通过使用低谐波绕组、控制气隙降低以及改善铸铝工艺等来降低电动机的杂散损耗提高三相异步电动机效率。

随着电力电子技术的发展，很多新材料、新技术被应用到电子元器件中，例如碳化硅IGBT、碳化硅双极型器件的应用，极大地提高了其效率，这是由于这些材料的使用，元器件的压降较小、在功率损耗上也比较小，并具有很高的耐压性能与耐高温性能。此外，碳化硅质量的提高同样对其性能的提高有着重要的帮助，对电器元件降低电能消耗有着重要的作用。

目前我国正处于经济快速发展时期，在此期间必然需要大量的电能作为经济发展的动力，其中有60%~70%的电能被三相异步电动机所消耗，这势必让我们对提高三相异步电动机的效率加以研究。通过对如何提高三相异步电动机的效率研究，能够有效地对三相异步电动机的电能消耗进行控制，这样便能够对减少电能的消耗，降低能源的消耗等有着重要的作用，能够有效地缓解部分能源紧张问题，并对环境的保护，推动绿色经济建设等有着非比寻常的现实意义。

二 ^范文提纲

1 绪论

1.1提高电动机效率的意义

1.2三相异步电动机的节能政策

1.3三相异步电动机的节能标准

1.4三相异步电动机的发展趋势

2三相异步电动机的损耗和效率分析

3影响三相异步电动机效率的因素

3.1影响三相异步电动机效率的主要外部因素

3.1.1电源质量对三相异步电动机的影响

3.1.2高次谐波对三相异步电动机的影响

3.1.3电动机处于轻载下运行

3.2影响电动机效率的主要内部因素

3.2.1风摩损耗

3.2.2铁心损耗

3.2.3定子绕组铜损耗

3.2.4转子绕组损耗

3.2.5杂散损耗

4提高三相异步电动机效率方法

4.1降低电动机的铁耗提高三相异步电动机效率

4.1.1使用冷轧硅钢片降低铁耗

4.1.2使用冲片退火工艺降低铁耗

4.2降低绕组损耗提高三相异步电动机效率

4.2.1降低电动机的铜耗

4.2.2降低电动机的铝耗

4.2.3降低电动机转子损耗的新技术进展

4.3从三相异步电动机效率外部因素出发提高三相异步电动机效率

4.3.1提高电网的稳定性及其质量

4.3.2抑制和消除综合高次谐波

4.3.3改进电气设备结构,提高抗谐波能力

4.4降低电动机的杂散损耗提高三相异步电动机效率

4.4.1使用低谐波绕组降低电动机的杂散损耗

4.4.2控制气隙降低电动机的杂散损耗

4.4.3改善铸铝工艺降低电动机的杂散损耗

4.5降低电动机的机械损耗提高三相异步电动机效率

5结论

6致谢

7参考文献

三 参考文献

[1]田冰冰.三相异步电动机的启动及软启动研究[J].甘肃科技.2009（6）:56-57

[2]李中立.基于dsPIC三相异步电动机变频调速系统研究[M].沈阳：沈阳工业大学. 2013：87-88

[3]李景灿，韩力，李辉.高效率三相异步电动机研究与应用情况综述[J].中小型电机.2002（4）:51-52

[4]杨旭，玉佳彬，梁栋，黄坚.铸铜转子超高效率三相异步电动机技术性能分析[J].电机与控制应用.2012（4）:45-46

[5]朱楷，卢芳，马南坪，欧金生.超高效率三相异步电动机的一种设计方法[J].电机与控制应用.2013（3）:51-52

[6]李志强，黄坚，张维，陈俐霞，顾伟东，刘夫乾.开发铸铜转子超高效率三相异步电动机系列产品的考虑[J].电机与控制应用.2010（9）:14-15

[7]裴英，王秀和，唐旭，赵军伟.新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机稳态性能分析[J].中国电机工程学报.2013（3）:78-79

[8]张爽，姚桂颖，褚新宇.新一代隔爆型高效率三相异步电动机的系列开发与产品优越性[J].防爆电机.2009（11）:34-35

[9]卢金铎，王鑫，辛峰，张永良.影响三相异步电动机效率测试的原因及对策[J].临沂师范学院学报.2010（12）:25-26

[10]李艳.三相异步电动机的设计与分析-以矿用电机为例[J].山东工业技术.2016（2）:97-98