1. 研究目的与意义（文献综述）

八十年代,在电气传动自动控制领域中出现了一个革命性的变化,那就是交流电机调速技术取得了突破性的进展,大举进入电气传动调速控制的各个领域。从数百瓦的伺服系统到数万千瓦的特大功率高速传动系统,从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应、大范围的调速传动。从单机传动到多机协调运转,几乎无所不包。相应地在美、日、西欧等国形成了一个交流电机调速系统的新兴产业,把过去一向为直流电机调速 系统所占领的市场逐步排挤出去。据日本的统计,1975年销售的交流与直流电机调速系统之比为1:3，到1 985年却变成为3:1，可见其增降速度之快。

1880年前只有直流电力拖动，1895年左右，发明了交流电，就有了交流电力拖动，1960年前，高性能可调速拖动都采用直流电机（20%），不变速拖动系统则采用交流电机（80%），1930年开始，交流调速系统的多种方案出现，并获得实际应用，但其性能却始终无法与直流调速系统相匹敌。直到20世纪60~70年代，随着电力电子技术的发展，使得采用电力电子变换器的交流拖动系统得以实现；大规模集成电路和计算机控制的出现，高性能交流调速系统便应运而生。一直被认为是天经地义的交直流拖动按调速性能分工的格局终于被打破了。

交流电机调速技术发展具有两个推力、三条轨迹。两个推力：（1）直流电机由于具有机械式换向器这一致命的弱点而带来了一系列的限制。一是换向器表面线速度及换向电流、电压有一极限容许值,约束了单台电机的 转速、功率上限。二是由于要照顾到换向器的可靠工作,电枢及换向器的直径一般都做得比较大,因此 电 机 的 转 动 惯 量 就 大,这对于有快速响应要求的调速场合或是在安装场地上有尺寸要求的场合是很不利的。三是换向器必须定期停机检修,运行中也要求经常注意观察换向器的火花。（2）七十年代初出现 的世界性石油危机促使人们千方百计地寻找各种节能的途径以减少对石油的依赖。于是占工业生产用电约一半的各种风机、泵、压缩机等类的电气传动系统理所当然地成为人们主要的关心对象。如果采用改变电机转速的办法来实现流量的调节,则由于轴功率是与流量的三次方成正比的,因此可收到十分明显的节电效果。这就是为什么七十年代以来,掀起了一股强烈的交流电机调速技术热风的原因之一。三条轨迹：一条是以取代直流电机调速系统为目标的高性能交流电机调速技术,另一条是以节能为目的的。在风机、泵、压缩机类机械中实现简便易行、性能要求不高的调速技术,第三条是沿着直流电机调速系统一向无法插足的特殊领域,如特大容量、特高转速的应用场合发展。

2. 研究的基本内容与方案

对于工业生产等活动产生的污水，我们有两种不同的处理方法：一方面我们选择吸附其中的杂志，然后通过调节ph等方法使其重新回到工业流程中，如作冷却用等。另一方面我们通过生化池来处理污水，使污水达到可以被排放的标准。在生化池中，就需要曝气机的参与，新型涡凹曝气机（曝气头）是通过散气叶轮，将“微气泡”直接注入未经处理的污水中，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离；不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。要充分发挥曝气机的作用，就要实现其良好的调速功能，从而更好地发挥其作用。

目前常用的调速方法有：变极对数调速方法，变频调速方法，串级调速方法等。变极对数调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高； 接线简单、控制方便、价格低； 有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。本方法适用于不需要无极调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。变频调速方法是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。其特点有：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。串级调速方法是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上；调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

本次毕业设计的背景是对曝风机的调速，选择调速方式的依据便是适合风机使用，效率较高，成本较低，调速性能较好，再结合技术上的易实现性，我决定选择串级调速方式。

3. 研究计划与安排

第1周撰写并完成开题报告，无错字、别字，格式规范。

第2周修改、完善开题报告，进行开题答辩，主要对研究意义、实现目标、完成内容、技术路线进行论述，重点就技术路线中主电路框图、控制电路框图进行讲解。

第3周撰写毕业设计论文目录，需要获得指导老师认可。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈东方.c语言程序设计基础.清华大学出版社.2010年03月

[2] 阮毅，陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统[m].北京：机械工业出版社，2011.

[3]张毅刚.单片机原理及接口技术（c51编程）（第2版），人民邮电出版社，2016年06月