1MB0061-1DA23-3AA4电机的设计及优化_开题报告

（一）选题的依据及意义：

“十三五”时期是全面建设小康社会的关键时期，是深化改革开放、加快转变经济发展方式的攻坚时期。工业是我国国民经济的主导力量，是转变经济发展方式的主战场。今后五年，我国工业发展环境将发生深刻变化，长期积累的深层次矛盾日益突出，粗放增长模式已难以为继，已进入到必须以转型升级促进工业又好又快发展的新阶段。转型就是要通过转变工业发展方式，加快实现由传统工业化向新型工业化道路转变；升级就是要通过全面优化技术结构、布局结构、组织结构和行业结构，促进工业结构整体优化提升。工业转型升级是我国加快转变经济发展方式的关键所在，是走中国特色新型工业化道路的根本要求，也是实现工业大国向工业强国转变的必由之路。

伴随工业化和城市化进程，人类社会特别是城市已经步入了汽车时代，已经成为人们生活出行必不可少的交通工具，各种车辆与日俱增，并已成为人们生产、生活和社会运行不可或缺的基本用具。其使用范围之广，使用频率之高，使现代城市在某种意义上说几乎已成为“汽车之都”。

当今世界人类面临能源危机和环境污染两大难题，存在能源危机。化石能源的过度开采造成其燃烧的产物硫化物、氮化物和大量的温室气体严重污染环境，温室效应、北极冰川融化等全球气候异常，疾病肆虐，雾霾天气疯狂来袭，人类社会正面临严峻的能源和环境的威胁与挑战，制约经济社会的可持续发展。我国已连续几年成为世界机动车产销第一大国，机动车污染已成为我国空气污染的重要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因，近些年来，排放升级早已成为伴随中国汽车技术发展的一个重要问题，机动车污染防治的紧迫性日益凸显。随着机动车数量的持续增长，大城市的环保压力不断增加，我国城市空气开始呈现出煤烟和机动车尾气复合污染的特点，由于机动车大多行驶在人口密集区域，尾气排放直接影响群众健康，因此，必须研究开发绿色、清洁的可再生新能源。

近年来，我国陆续出台一系列政策力推新能源汽车产业发展，政府、企业和社会各界已形成共识，大力发展新能源汽车是实现低碳能源供应、交通运输节能的重要举措，在有效实现交通能源消费的结构优化的同时，也带来巨大的经济和社会效益。甲醇汽车以其低碳、环保、经济性成为新能源汽车家族中不可缺少的一员，甲醇汽车技术正逐渐成熟到可以大面积推广应用。

汽车燃料的发展，经历过各种燃料的试验，有生物燃料，醇醚燃料，汽油，柴油。现在我们国内盛行的甲醇燃料，国外几十年前已经有过试用的历史，近年来，随着我国石油能源安全的迫切需要，我国燃料行业，选择了一条比较适合中国国情和特点的甲醇燃料替代汽油的发展路子，甲醇做为一种能够燃烧的液体，比汽油更洁净环保、更便宜，完全可以替代汽油，甲醇汽车在这等适宜的生存气氛中，应运而生是必然的。

防爆电机即是在结合我国汽车工业发展前景较好的行业背景、项目产品市场需求日益旺盛、国家产业政策利好以及当前项目公司及项目实施地具备多方资源优势的情况下，提出“防爆电机设计优化方案”，最大程度地净化排向大气中尾气含量，减少对环境的污染，促进环保。项目企业充分利用建设地资源、能源、人力成本优势以及产业基础优势，紧抓“十三五”战略机遇期带来绝佳的发展契机，满足了不断高涨的市场需求，本次项目的建设对于加快项目地产业结构优化升级，大力推进新型工业化发展进程，带动当地国民经济可持续发展具有积极的意义。

因此，本次课题的提出恰合时宜且意义重大，防爆电机市场发展前景广阔，对建设具备一定的市场发展空间，该项目实施将为我们的国家带来较为可观的经济效益与社会效益。

（二）国内外研究现状与发展趋势

国内外研究现状

我们国家使用的电机目前装机总容量已经达到4.2亿千瓦，12000亿千瓦时以上年耗电量，占全国总用电量的60％，占工业用电量的80％，其中防爆电机装机总容量已超过2亿千瓦，年耗电量8000亿千瓦时，占全国总用量的40％左右，从这一数据可知，防爆电机的节能也要求较大，也是节能效果最能体现的地方；目前达到2极能效指标电机的占比不足10％，有着广泛的发展空间。随着我国国家节能减排积极推行及高效节能电机补贴政策的逐步落实，高效节能电机行业将迎来爆发式的发展，我国防爆电机装机容量如此之大，耗电量大，厂家为了节约成本，买些不是非常高效的电机，这部分电机价格便宜，本身自耗电量大，制造工艺落后，可靠性差，噪音大，材料的质量及品种不能满足场合要求，但很多的企业仍然还在使用。电机作为机电能量转换的重要装置，是电气传动的基础部件，产品品种繁多，规格不一，其产品的特性决定该产业集中度不高，生产企业及涉及的细分行业较多，无明显的周期性，季节性，区域性的特征，目前，我们国家从事中小型电机的生产在2000家以上（生产防爆电机厂家主要有南阳防爆电机厂、佳木斯防爆电机厂、长沙电机厂），已成为国防建设和国民经济中不可缺少的一个基础产品，为完成优质，高效和低成本的运行，中小型电机在各种不一样工况下与电脑、PLC、传感器、功率变换器、驱动器等多方面的衔接，还要与后级的负载，及执行结构结合考虑，所以要求技术越来越高，虽然中小型电机业的生产厂商很多，市场竞争越来越激烈，主要体现在技术含量，生产规模，价格上面，由于市场机制不够完善，每个城市销售区域不同及行业的价格各有区别，已经对行业的良性发展带来不利影响，随着电机能效的强制执行，市场优胜劣汰作用的显化，价格竞争的影响将逐步减弱，虽然我们国家已渐渐成为电机发展业的制造大国，掌握了高效，及超高效节能电机生产技术，但从整体行业上看，行业竞争力仍然较弱，现在，我们国内现存高效的电机量还不到5％，在我们国家应用比例目前仅为23％-25％，我们国家在高效电机研究方面与国际基本上保持同步，但我们国家生产的IE3电机国内应用太少，主要出口国外，欧州等发达国家，电机产业成为他们的进口商，所以我国在高效电机方面的发展具有较大的挑战。国外着重新产品的开发，在电机的绝缘，耗能，电磁兼容，噪声，体积重量等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机可靠性高，电机效率高，通用化程度高，绝缘程度高（等级采用F级或H级），寿命长，耐高温，噪音低制造成本低，重量轻，外形美观等方面。

防爆电机行业发展趋势

随着人类生活品质的不断提升，“绿色”防爆电机概念已经提出并被人们接受，这个概论虽然比较抽象，但从环保，安全上考虑 ：低震动，低噪音，无电磁干扰，运用时无火花，有再生利用能力以及高效率，高可靠，高安全是一些最起码的要求，伴随着“绿色”防爆电机的发展，在设计优化中融入更多可持续发展的环保安全理念已经成为现阶段防爆电机设计的重要内容，发展“绿色”防爆电机不仅仅是保护人们赖以生存的环境安全，节约更多的生态资源，主要还是为人们创造一个与自然和谐共存的生活空间，“绿色”防爆电机理念要在满足人们生活最大需求的同时，维护人与自然环境安全和谐发展，所以在防爆电机设计中运用“绿色”设计理念已成为未来发展的主要方向，因此，未来面对这种市场需求，如何把“绿色”防爆电机整合设计思路恰当地应用到实际的电机设计工作之中，这对防爆电机的制造，材料，工艺，结构等无疑是一种新的挑战。随着工业自动化的发展，智能化防爆电机，智能化电力传动控制，也被人们越来越认可。尤其是改革开放的不断发展，一带一路建设，从国外引进新的技术，资源共享，电脑的技术不断发展，电机的计算机辅助设计技术也随之产生并得到长足的发展，对防爆电机学科的影响巨大的，意义是深远的，防爆电机传统的内涵作用已经发生极大的变化，研究的内容拓宽了，研究的方法改进了，使用的资源丰富了。新的意识在形成，新的观念在产生，新的交叉学科在研究，老学科将逐步被更新，新学科将逐步被产生。如今智能防爆电机的开发和推广，大大的推动了电气行业的发展，智能防爆电机的使用已经达到了国际上的先进水平，并且这样的产业可以带动全国的相关产业的不断的发展，将自动化产业带上了一个新的高度，形成了新的发展趋势。

设计基本任务及要求：

  主要设计内容：型号为1MB0061-1DA23-3AA4防爆电机，主要设计电机的结构及磁路计算，包括密封件结构的设计和选择，通过选型技术数据表，查得1MB0061-1DA23-3AA4防爆电机的机座号为160M1，PN=11KW ，UN=380V，额定电流IN21.5A，P=2，m=3，功率因数cosφ=0.86，效率η=89.4％，额定转速=3000rpm,堵转转矩/额定转矩=2.2，堵转电流/额定电流=7.5，最大转矩/额定转矩=2.9

本课题研究1MB0061-1DA23-3AA4三相异步防爆电动机设计，算出电机各种参数，提出性能方面的建议及优化方案。

本课题主要计算的参数及优化的内容如下：

此电机额定规格及主要尺寸的确定

此电机电驱铁芯及电驱绕组的确定

此电机磁路的计算

此电机短路电流，过载能力及暂态电抗的计算

此电机额定负载时的损耗及效率计算

此电机主要材料的重量计算

电机在磁路计算的基础上优化电机的结构方案分析

（四）进度安排：

  2018年9月25号—10月1号：了解及熟悉课题并收集相关资料

  2018年10月2号—10月8号：参考查阅资料撰写开题报告并提交

  2018年10月9号—10月30号：撰写^文档^范文，初稿提交

  2018年11月1号—11月13号：根据指导老师的要求，修改^文档^范文初稿，复稿提交

  2018年11月14号—11月22号，在指导老师的要求下，检查复稿^文档^范文，定稿提交

  

二、^范文提纲

本课题^范文提纲如下：

摘要

目录

第1 章    绪论 

    防爆电动机的概述

    防爆电动机的旋转原理

1.3     防爆电动机的用途

1.3.1    矿用的防爆电机

1.3.2    石化系统用的防爆电机

1.4      防爆电动机与普通电动机之间的区别

第2 章  防爆电动机的基础知识

2.1      防爆电动机结构特点

2. 2      防爆电动机的铭牌数据

2.3      防爆电机产品系列及特点

2.3.1     隔爆型电动机

2.3.2     无火花型电动机

2.3.3     粉尘防爆电动机

2.3.4    增安型电动机

2.3.5    正压型防爆电动机

2.4      电机防爆等级

第3章.  防爆电机的设计

3.1      设计的基本理论

3.2      防爆电机的电气设计

3.2.1     电机电负荷选择

3.2.2     电机绕组绝缘的选择

3.2.3     温度传感器安装

3.3       防爆电机的隔爆装置设计

3.3.1     防爆电机接线盒结构

3.3.2      电缆引入要求

3.3.3      接地状况

3.4       产品设计注意事项

3.4.1      防爆标志

3.4.2      技术要求

3.4.3      水压试验

3.4.4      坚固零件 

第4章    电磁设计

4.1        电磁计算步骤

4.2        1MB0061-1DA23-3AA4异步电机磁路计算

4.2.1      额定数据及主要尺寸的确定

4.2.2      磁路计算

4.2.3      主要参数的计算

4.2.4      工作性能的计算

4.2.5      启动性能的计算

第5章   防爆异步电动机的优化

5.1       防爆异步电机设计方案优化

5.2       防爆电机在磁路上调整方案

5.2.1      防爆电机在材料节省方面方案优化分析

5.2.2      防爆电机在提高性能方面方案优化分析

5.2.3      防爆电机即在节省材料，又在提高性能方面方案优化分析

           总结

三、参考文献                                                                        

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