【正文】 ，負(fù)載電流為 100A 。 注意發(fā)出電壓的穩(wěn)定性。 3 月 27 日 5月 15日：電機(jī)磁路設(shè)計(jì)。 目 錄 摘要 ..................................................................... I ABSTRSCT ................................................................ II 第 1章 概 述 ........................................................... 1 直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展概況 ................................................ 1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) .................................................... 2 第 2章 直流電動(dòng)機(jī)工作原理 ............................................... 4 直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 .......................................... 4 直流電機(jī)的 電樞繞組 ................................................. 5 第 3章 主要尺寸的選擇 .................................................... 9 .............................................. 9 aD 的選擇 ................................................... 9 ?B 的選擇 ......................................... 10 ?l 的確定 ............................................... 10 ................................................... 11 ......................................................... 12 ........................................................... 13 第 4章 電動(dòng)機(jī)功率的確定及其型號(hào)的選擇 ................................... 14 電動(dòng)機(jī)功率的確定 ................................................... 14 電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù) ................................................... 14 第 5章 電磁計(jì)算 ....................................................... 15 主要尺寸的選擇 .................................................... 15 槽數(shù)及繞組的基本參數(shù) .............................................. 16 槽形及電樞繞組 .................................................... 18 電刷換向器長(zhǎng)度 .................................................... 19 主磁極及機(jī)座尺寸 .................................................. 19 磁路計(jì)算 ........................................................... 21 空載特性及轉(zhuǎn)速調(diào)整率 .............................................. 23 并勵(lì)繞組 .......................................................... 23 損耗與效率 ........................................................ 25 結(jié)束語(yǔ) .................................................................. 27 參考文獻(xiàn) ................................................................ 28 致 謝 ................................................................... 29 附 錄 A 總裝圖 ......................................................... 30 附 錄 B 電樞沖片圖 ..................................................... 31 附 錄 C 繞組展開圖 ..................................................... 32 湖南工程學(xué)院 I 直流機(jī)組電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要 ： 直流電動(dòng)機(jī)是近年迅速興起的一種新型電機(jī)，它廣泛應(yīng)用與工業(yè)，農(nóng)業(yè)，以及軍事等領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞： 直流電動(dòng)機(jī)；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；工作性能 湖南工程學(xué)院 II Direct Current Motor design Abstrsct: Brushless DC motor is rapidly developing new motor in the recently, and it widely used in industry, agriculture and in the army. The better governing speed characteristic is kept and the mechanical touch between brushes and mutator is removed as well in brushless DC Motors. This paper intends to make a better on the Design of Brushless DC motor .The DC motor without coal brushless is in a new style, with higher work efficiency. Less wear and lower noise. This paper presents the method of selecting phase, slot number and winding connection type and introduces the laws that should be obey in the design of brushless DC motor. Also based on introducing the structure of a light power DC motor, a 55kw light power DC motor is design according to the theory. Not only make a lot of detail analyzed about the Hall position sensor in this paper .but also the bruless DC’s controls and the drivingmethods for bruless DC. Keywords: Direct Current Motor。從 19 世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)，一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，雖然電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動(dòng)機(jī)的類型增加了許多，在運(yùn)行性能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大的改進(jìn)和提高，而且隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電動(dòng)機(jī)，控制電動(dòng)機(jī)具有高可靠性﹑好精確度﹑快速響應(yīng)的特點(diǎn)，已成為電動(dòng)機(jī)學(xué)科的一個(gè)獨(dú)立分支。由于電力拖動(dòng)具有控制簡(jiǎn)單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟(jì)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此 大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)。 雖傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點(diǎn)，但是由于它具有電刷與換向器（又稱整流子），使得他的故障率較高，電動(dòng)機(jī)的使用環(huán)境也受到了限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場(chǎng)合使用），其電壓等級(jí)，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。由于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)徹底取消了機(jī)械換向器和電刷，而又具備傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)相同的線性機(jī)械特性，調(diào)速范圍寬，600V 直流機(jī)組電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 2 起動(dòng)力矩大，效率高等優(yōu)點(diǎn) 。隨著電工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來(lái)越高。 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式是多種多樣的。 （ 1）主磁極 又稱主極。主磁極的鐵心用1~ 厚的低碳鋼板沖片疊壓緊固而成。 （ 2）機(jī)座 一般直流電動(dòng)機(jī)都用整體機(jī)座。 （ 3）電刷裝置 電刷裝置是把直流電壓、直流電流引入或引出的裝置。各電刷桿在換向器外表面上沿圓周方向均勻分布，正常運(yùn)行時(shí)，電刷桿相對(duì)于換向器表面有一個(gè)正確的位置，如果電刷桿的位置放得不合理，將直接影響電機(jī)的性能。由于電樞鐵心和主磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)在鐵心中引起渦流損耗和磁滯損耗（這兩 部分損耗合在一起稱為鐵心損耗，簡(jiǎn)稱鐵耗），為了減少鐵耗，通常用 厚的涂有絕緣漆的硅鋼片的沖片疊壓而成，固定在轉(zhuǎn)軸上。電樞線圈嵌放在電樞鐵心的槽中，每個(gè)元件的兩個(gè)出線端以一定規(guī)律與換向器的換向片相連，構(gòu)成電樞繞組。 600V 直流機(jī)組電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 直流電動(dòng)機(jī)工作原理 直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 圖 所示為直流電動(dòng)機(jī)的原理模型，與直流發(fā)電機(jī)不同的是：線圈不被原動(dòng)機(jī)拖 動(dòng)；電刷 A,B 接上直流電源。這一對(duì)電磁力形成了作用于電樞一個(gè)力矩，這個(gè)力矩在旋轉(zhuǎn)電機(jī)里稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針?lè)较?，企圖使電樞逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)導(dǎo)體 cd 受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃?，?dǎo)體 ab 受力方向是從左向右，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時(shí)針?lè)较颉? 從上述基本電磁情況來(lái)看，一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，只是其輸入輸出的條件不同而已。 直流電機(jī)的電樞繞組 電樞繞組是直流電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要部分，電機(jī)中機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換就是通過(guò)電樞繞組而實(shí)現(xiàn)的，所以直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子也稱為電樞。不管一個(gè)元件有多少匝，其出線端只有兩根，一根叫首端，另一根叫末端。 yNK? 。 （ 1）第一節(jié)距 1y 因?yàn)? 1y 與元 件聯(lián)接方式無(wú)關(guān)，所以單波繞組的第一節(jié)距 1y 的計(jì)算方法與單疊繞組的完全相同。在滿足 ky 為整數(shù)時(shí)，一般都取負(fù)號(hào)。 （ 3）第二節(jié)距 2y 21y y y?? （ ） 單波繞組各節(jié)距如圖 ，聯(lián)接后的形狀猶如波浪一樣向前延伸，由此而得名。讓虛線與實(shí)線靠近一些。假定 N 極的磁力線進(jìn)入紙面， S 極的磁力線從紙面穿出。為了便于聯(lián)接，將元件、槽和換向片按順序編號(hào)。然后將 2 號(hào)元件的上層邊放入 2號(hào)槽的上層（ 12y??），下層邊放在 6 號(hào)槽的下層（ 126y??）， 2號(hào)元件的上層邊聯(lián)在 2 號(hào)換向片上，下層邊聯(lián)在 3號(hào)換向片上。 600V 直流機(jī)組電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 8 第五步，確定每個(gè)元件邊里導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。在直流電機(jī)里，電刷組數(shù)也就是刷桿的數(shù)目與主極的個(gè)數(shù)一樣多。由于主磁極只有 N 、 S 之分，所以單波繞組的支路對(duì)數(shù)與磁極對(duì)數(shù)無(wú)關(guān)，總是等于 1，即 單波繞組有以下特點(diǎn)： 1a? （ 1）同極性下各元件串聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)支路，支路對(duì)數(shù) 1a? ，與磁級(jí)對(duì)數(shù) p 無(wú)關(guān)。然后根據(jù) P? 與 n（交流電機(jī)為同 步轉(zhuǎn)速，直流電機(jī)為額定轉(zhuǎn)速），結(jié)合所設(shè)計(jì)電機(jī)的特點(diǎn)，利用給定的數(shù)據(jù)或曲線選取電磁負(fù)荷 A. ?B ,代入式?ABaP nlD pef ??? 即可算得 eflD2 。 電樞外徑 aD 的選擇 直流電機(jī)的電樞外徑 aD 一般隨單位轉(zhuǎn)速的輸出功率NNnP 值增加而增大，