毕业论文课题相关文献综述
一．异步电动机起动发电系统起动技术研究的意义
近年来国内己有一些单位在航空科技基金和国防预研基金的资助下，作航空航天用的开关磁阻电机起动发电系统及永磁直流电机起动发电系统的研究，如南航、西北工大等。有关双凸极电机的起动发电系统也正在南航航空电源重点实验室研究。就异步电机起动发电方面，南航航空电源重点实验室运动控制实验室己经在小功率异步电机上实现了发电功能，然而并没有研究起动。就起动发电系统而言，首先经历的一个状态是起动，起动性能的好坏直接关系到整个系统的成败。从异步电机起动发电系统的全局考虑，很有必要研究起动问题。异步电机起动发电系统偏重于在航空航天器和坦克战车上的应用，实际上，异步电机起动发电系统相关技术也可以应用到一些别的领域，如电动汽车、风力发电等。因此，对异步电机起动发电系统在起动阶段的一些关键技术进行研究，对我国国防和国民经济是有着重要意义的。
二．异步电动机国内外发展状况
从电机本身的角度来看，可能用作起动发电系统的有如下几种:有刷直流电机、永磁电机、异步电机、无刷直流电机、三级式电励磁同步电机、开关磁阻电机和双凸极电机等。国外很多早期的战斗机都采用了有刷直流的起动发电机。但由于电刷和换向器的存在，这种起动发电系统维护复杂，寿命短;另一方面发电功率和起动功率也受到很大的限制。70年代以来，伴随着VSCF电源体制的发展，国外开展了对三级式电励磁电机的起动/发电系统的研究。80年代，美国空军和美国GE公司开始开关磁阻电机的起动发电研究，单机最大发电功率可达250Kw。同时，美国NASA研究中心和Wisconsin大学则开发研究异步电机的起动发电系统。经过近20年的研究后，1997年美国NASA研究中心的专家发表有关起动/发电文章指出:基于比较结果，在飞机电源VSCF系统中，我们推荐异步电机做深入的研究。它的研究结果将会毫不逊色于它的对手SRM系统。那么，为什么象美国NASA这样的权威机构这么看重异步电机起动发电的研究呢?究其原因，是因为将异步电机应用于起动发电系统中有其独特的特点:1)异步电机的设计和制造己经很成熟;2)异步电机结构简单坚固，适合高速旋转，可靠性好，成本低，维修方便;3)异步电机的数学模型精确可靠，便于进行控制策略的深入研究。
上述这些系统都还处于研究阶段，并且电源系统已从VSCF转变到了高压直流系异步电机起动发电系统的起动技术研究统。坦克等装甲车辆的电源系统也有从低压直流向高压直流过渡的趋势。以前坦克的用电设备少，采用28V的低压直流供电，所用发电机一般为二级旋转整流器式无刷直流发电机，容量一般小于10KW。为了提高坦克的战斗力与战场生存能力，世界各国研究开发了大量高技术的装备，如能行进中瞄准的、快速反应的大功率炮塔电力驱动装置，大功率激光制导装置，大功率电子干扰装置，等等。这些装备要求坦克电源的供电容量剧增，使得原来坦克的数千瓦容量的低压28V直流电源远远不能满足要求。于是美国在为其坦克开发新型装备的同时，也对坦克电源进行了改造。采用了27OV高压直流电源系统，并且兼具起动发电双功能。我国的现役坦克同样面临着低压直流电源容量不足的问题。研究新型坦克电源系统也是南航航空电源科技重点实验室在今后的一项重要任务。
另外，为了满足现代社会的需要，汽车制造商必将在汽车上应用更多更复杂的电子装置，据估计未来5一10年内，汽车电气系统的负荷将达到5一10kw，现今的14V汽车电气系统己经不能满足这样的要求，因而汽车采用更高电压的电气系统己经是必然趋势。因此，自1998年以来汽车行业也兴起了一股起动/发电技术研究的热潮，它们的主要方案是异步电机的起动/发电方案。
三．异步电动机起动发电基本原理与设计方法
1，异步电机的概述
异步电机由定子、转子和气隙三部分组成。其中定子又有定子铁心、定子绕组和机座、端盖等部分组成。转子绕组是转子电路部分,它分为笼型和绕线型两类。笼型异步电机结构简单、制造方便,是一种经济、耐用的电机,所以应用极其广泛。绕线型异步
电机的特点是,可以在转子绕组中接入外加电阻,以改善电动机的起动和调速性能。它与笼型异步电机相比,绕线型转子结构稍复杂,价格稍贵,通常用于要求起动电流小、起动转矩大,或需要调速的场合。异步电机又称为感应电机,在正常情况下,感应电机的转子转速总是略低或略高于旋转磁场的转速即同步转速,它是通过定子绕组的三相电流产生旋转磁场,再利用电磁感应原理,在转子绕组内感生电流,有气隙磁场与转子感应电流相互作用产生电磁转矩,以进行能量转换。旋转磁场的转速(同步转速)与转子转速之差为转差,转差与同步转速的比值称为转差率。按照转差率的正负和大小,异步电机有电动机、发电机和电磁制动三种运行状态。当转子转速低于旋转磁场的转速时,转差率大小在O和1之间,此时异步电机为电异步电机起动发电过程的研究与仿真动机运行状态;若转子转速高于旋转磁场的转速时,转差率大小小于O,此时异步电机为发电机运行状态;若由机械原因或其他外因使转子逆着旋转磁场方向旋转,则转差率将变成大于1,此时异步电机为电磁制动运行状态。
