一种新型电机节能技术及其物理实验的研究

摘要

当今世界，能源短缺和环境污染是人类面临的两大问题。中国的能源存储量位居世界前列，但是由于我国人口众多，导致人均能源占有率很低。在能源总量无法改变的情况下，节能成为我国解决能源危机的重要的途径。在能源的消耗中，电能的消耗占着很大比重。异步电动机是电能的主要消耗者，然而异步电动机在实际应用过程中普遍存在着能源过量供给、能源转化效率低下的问题，造成大量的能源浪费。如果能对异步电动机进行节能控制，提高电机的效率，其节电量是非常可观的。而目前最难解决的两大难题是：冲击负载如何及时响应；高负载恒定运转的电机拖动设备的节能问题。这两大技术难题都是现有电机节电产品难以解决的。针对这两大难题，研制一款普适性强，适用于所有低压三相异步电机在任何工况下运行的智能电机节电器，并且搭建电机节能实验平台对节电器的节能效果进行测试，这对于电机节能关键技术的发展具有重要意义。本文的主要内容如下： 1、介绍了课题的研究背景和意义；详细介绍了目前电机节电器的研究现状和存在的不足，包括相控技术产品和变频技术产品。详细阐述了电机节能实验平台的国内外研究现状及存在的不足。 2、对智能电机节电器的节能原理进行了深入的研究，详细分析了智能电机节电器在高负载、冲击负载下的节电原理。并对智能电机节电器的节能原理进行了实验验证。 3、对智能电机节电器的方案设计及关键技术进行分析。在MATLAB仿真环境下，进行晶闸管调压仿真分析和智能电机节电器仿真分析，验证了智能电机节电器节电原理的正确性。 4、进行电机节能实验平台的硬件设计和软件设计，在实验室搭建了电机节能实验平台。为智能电机节电器的研究和测试奠定了基础。 5、在电机节能实验平台上对智能电机节电器进行实验测试和结果分析。分别测试智能电机节电器在低负载率、中负载率和高负载率下的节电效果。通过对比加载节电器前后的电机耗能情况，总结分析智能电机节电器的节能效果。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景与意义

1.2 电机节电器的国内外研究现状

1.3 电机节能实验平台的国内外研究现状

1.4 本文的主要工作

第二章 智能电机节电器节能原理的研究分析

2.1异步电动机的损耗与功率分析

2.2 功率因数的研究分析

2.3 智能电机节电器节能原理理论研究

2.4 智能电机节电器节能原理实验验证

2.5 本章小结

第三章 智能电机节电器方案设计及关键技术分析

3.1 智能电机节电器的总体设计方案

3.2 异步电动机功率因数的测量

3.3 功率因数和触发角的关系

3.4 晶闸管触发角的大小和输出电压之间的关系

3.5 异步电动机智能电机节电器仿真模型

3.6 智能电机节电器高负载、冲击负载下节电原理

3.7 本章小结

第四章 电机节能实验平台的设计及安装

4.1 引言

4.2 搭建电机节能测试平台的目的和要求

4.3 电机节能实验平台的硬件设计

4.4 电机节能实验平台的软件设计

4.5 本章小结

第五章 实验测试与结果

5.1 实验目的

5.2 实验计划

5.3 实验过程

5.4 实验数据

5.5 实验结论

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢