【正文】 熱固性無緯玻璃絲帶來綁扎，如圖14所示。直流電機通過其換向裝置，可以實現電樞繞組內部的交流電與電刷端的直流電之間的轉換。電刷放在刷握的刷盒內，用彈簧將它壓緊在換向器上。如果在電刷,兩端加上直流電壓，電刷為“＋”,為“－”，則電流的方向為從電刷流進電樞，從電刷流出。顯然當電刷,兩端加上直流電壓不變時，旋轉的載流導體和中的電流方向是交變的，即極下電流方向始終從里到外，而極下的電流方向始終從外到里。（2）額定電壓：指在額定工作情況下的，電機出線端的電壓值。對無調速要求的電機，一般不允許電機運行時的最大轉速超過。 磁路計算及其基本原理磁場是傳遞能量的媒介。電機負載后的氣隙磁場是電樞磁場和主磁場的合成磁場。電機的磁路可分為：1)氣隙；2)定子齒(或磁極)；3)轉子齒(或磁極)；4)定子軛；5)轉子軛。MATLAB是新一代的科學與工程計算軟件，已經成為全球應用最廣泛最流行的軟件之一。，對比計算和方案，來確定與所設計電機電磁性能有關的尺寸和數據，選定有關材料，并核算其電磁性能，初步學會如何設計電機[14]。同時可以依靠計算機技術，進行調試，減少誤差。2 直流電動機的電磁設計方法并勵直流電動機的槽型一般選用梨形槽或矩形槽，梨形槽一般用在電樞直徑Da20cm的小容量電機中。電機的電磁過程主要是在氣隙中進行的，其能量形式的轉換則的通過氣隙主磁通進行的。這里可以根據的比值，根據圖21選?。簣D21 與的關系曲線考慮機械強度的問題，電樞的圓周速度通常不宜超過35~55m/s，電樞圓周速度公式： （21）選定電樞直徑后，參照經驗選取鐵芯長。級數增加時，電樞中交變磁通頻率增加，會使鐵心損耗及溫升增加。圖22 （a）削角極??； （b）偏心氣隙極??； （c）均勻氣隙氣隙是定子主極和電樞之間的間隙，是主磁路的重要組成部分，氣隙磁場是電機進行能量轉換的媒介，氣隙的大小和氣隙磁場的分布及其變化對電機運行影響很大。但若選得大，將帶來漏磁加大，旋轉磁場對轉子的作用力減小，導致輸出扭矩減小。一般小型直流電機常用的每極槽數可參考表21所示：表21 中小型直流電機常用的每極槽數電樞直徑6~127~14（2）電樞齒矩ta電樞槽對齒距有影響，槽數越多，齒距越短，齒根很容易損壞。電刷一般采用電化石墨材料制成，按原材料配比的不同，又分為石墨基、炭黑基和焦炭基。換向器工作表面的長度lk，決定于電刷的數目、電刷尺寸、刷握結構、電樞錯位距離、升高片寬度,以及電機在運轉時電樞軸向串動量等因素。圖23 直流電機的磁路 直流電機的勵磁方式直流電機因為勵磁方式不同，它的基本特性就不同，所以是按勵磁方式最常用的分類法可分為：他勵、并勵、串勵及復勵[18]。3 電磁計算設計一臺400KW ,500V,1750min并勵直流電動機，冷卻形式為自通風冷卻式，效率為94%。對于Da=：極弧系數aP=，Pem=PN （32）查圖33得：電負荷A=400A和磁負荷Bδ=9400高斯（7） 電樞計算長度lala= （33）（8） 主極極數：2P=4（9） 電樞圓周速度：Va= （34）式中，Da是電樞外徑，也是定子外徑。（13） 磁極鐵芯長度：lm=la=式中，是電機的鐵心長度。（2）并聯支路數：2a=4式中，a是電機繞組的支路對數。(8)線負荷： （312）（9）電樞繞組線規(guī)：Wc=（即扁銅線寬度）。如圖31,32所示。(18)電樞繞組換向器節(jié)距：yk=1（單疊繞組）（19）電樞繞組平均半匝長：Laav=（矩形槽） （320）（20）電樞繞組電阻： （321）式中，是電樞繞組的平均半匝長，是銅的電導率。有些電機的換向極也要求用鋼片絕緣后疊裝而成。直流電機換向良好時，換向器和電刷間沒有或只有少許火花。（2）換向器直徑：Dk= （324）（3）換向器片距： （325）（4）換向器片間平均電壓： （326）換向極設計（1）電樞繞組節(jié)距縮短系數： （327）式中，是電樞繞組槽節(jié)距。（1）繞組尺寸：1）內框尺寸b,a （353） （354）（2)外框尺寸B,A: （355） （356）(3)換向極繞組寬度： 取() （357）(4)換向極繞組高度： （358）(5)換向極繞組平均匝長: （359）(6)換向極繞組電阻： （360）(7)換向極繞組鋁重： （361）磁路計算直流電機的磁路是指主磁通從一個主磁極經氣隙進入電樞齒，通過電樞軛到鄰近極下的電樞齒，再經過氣隙到鄰近不同極性的主磁極，然后通過機座軛所組成的磁通閉合路徑。由于之間，所以取。包括基本鐵損耗和電機空載時的附加鐵損耗。渦流過大導致電機鐵芯長時間保持高溫，會使硅鋼片磁導下降，性能降低，從而導致電機出力減少，功率下降。（3）由于電流在電刷表面分布不均勻，從而引起電刷接觸損耗的增加。然而對于很多數據方面的資料和經驗不足未能進行精確計算，而是利用圖表的方式進行選擇。如此迭代地進行，直到認為這個模型已滿足試驗者對客觀系統(tǒng)的某一層次的仿真目的為止。研究對象可以是真實的系統(tǒng)，也可以是設想中的系統(tǒng)[24]。 MATLAB的介紹MATLAB是當今國際上科技領域（尤其是自動控制領域）內最具影響力、最有活力的軟件。（1）MATALB語言體系[27]：MATLAB是高層次的矩陣／數組語言．具有條件控制、函數調用、數據結構、輸入輸出、面向對象等程序語言特性。包括各種初等函數的算法，也包括矩陣運算、矩陣分析等高層次數學算法。用戶可以根據自己的工作任務，開發(fā)自己的工具箱。需要注意的是在進行磁場繞組的設計時，由于當直流電機負載以后，電樞繞組中有電流通過。電樞反應對氣隙磁通的大小和波形、電機的運行性能、換向能力都有影響。隨的增加，鐵心部分所需的磁動勢將很快增長，磁化曲線偏離氣隙線而開始彎曲，最后進入飽和區(qū)。由于公式， （42）如果忽略電樞反應的影響，這時與無關，因此式45便為一條直線，該直線在縱軸上的截距為，斜率為。如圖45所示。5 總結本文主要用了4章完成了對本課題的設計第一章主要介紹了現代電機的發(fā)展現狀和趨勢，對直流電機設計做了簡單的介紹，對直流電機有個感性的認識，為下面章節(jié)服務。這章里所進行的計算也將有助于下一步對電機的仿真。設計要求具有高可靠性，滿足電機設計要求的基礎上提高運行的可靠性和降低成本。參考文獻[1] [M].北京：機械工業(yè)出版社,[2] [M].北京：機械工業(yè)出版社,[3] 黃堅，郭中醒，實用電機設計計算手冊[M].上海：上海科學技術出版社，[4] 戴文進，[M].北京：清華大學出版社,[5] 胡志強，電機制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011：150[6] 陳瑜.“閩東電機”產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 廈門：廈門大學，2009：15[7] 湯蘊璆，羅應立，[M].北京：機械工業(yè)出版社,[8] [M].北京：清華大學出版社,[9] [J]．科技傳播,2011, 10(8)：68[10] [D].哈爾濱：哈爾濱理工大學，2011：16[11] 羅建軍，[M].北京：電子工業(yè)出版社,[12] [M].北京：航空航天大學出版社,[13] [D].湖南：湖南大學，2005：26[14] 劉其輝,賀益康,[J].中國電機工程學報,2006,26(7):134139[15] JIMMIE J. CATHEY編，[M].北京：電子工業(yè)出版社,[16] 張志涌，[M].北京：航空航天大學出版社，[17] 陳亞愛，周京華，電機與拖動基礎及MATLAB仿真[M].北京：機械工業(yè)出版社，[18] 機械工業(yè)部，電機原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，[19] Matthew Raymond Feusse, Modeling conduction emission transients due to motor switching in automative application,Department of Electrical Engineering 2001:510[20] Jes_us David Gonz_alezLlorente，Analysis of optimal matching between a dc motor and photovoltaic modules via dcdc power converters[J]， 2009:14[21] Suman Dwar,control techniques for multiphase permanentmagnet motor drives under open circuit faults and multiphase dcdc power converter[J] ，Science， 2006:68[22] 上海工業(yè)大學、上海直流電機廠，直流電機設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，[23] 潘曉晟,郝世勇, MATLAB電機仿真精華50例[M]．北京：電子工業(yè)出版社，[24] 姜存學,陳宏鑫,[J].機床與液壓,2011,39(12):：[25] 梁毅,孫繼,[J].制造技術與機床,2011,(6)：140142[26] 盧秀和,劉曉慶,[J].微電機,2011,44(5)：97100[27] 陶東婭,Ⅱ的直流電動機預測控制調速系統(tǒng)[J].現代制造工程,2011,(5)：120124[28] 韓力,辛懋,[J].重慶大學學報（自然科學版）,2009,32(5):535538[29] 趙梅花,阮毅,[J].電機與控制應用,2011,38(3):5156[30] 韓軍,[J].制造業(yè)自動化,2011,33(2)::[31] 李軍,田野,[J].電力電子技術,2011,45(1):3335附錄附錄一%額定數據與主要尺寸PN=400*1e+3。IN=PN/(UN*etaN)Da=。B=9400。a=2。E=Ke*UN。tk=(pi*DK)/K。bta=。detak=。lamdae=。Bk=。Bmkmax=。Wk=round(Wk)Sita=。B=。Lkav=。LF=。Kdeta1=。Lta=dsFta=Lta*HtaBja=。lj=60。Hm=。Lj=25。If=。Ifmax=。Gfeja=。Pfb=。PALK=2286。nc=u。PsR=PN/746。VtR=UN。la=la/。wsk=wsk/。wf=lj/。Bt=linspace(0,180000,100)。kt=*(SF*lam3/(lam3bs)1)。 rc=(d2*dsdshft)/2。 Ask=SF*(la+)*wsk。 ks=qty/(qtybs^2)。for i=1:m ATt=interp1(Ba,Ht,phip(i)/At3)*ds。 ATsk=hm22(LF*phip(i)/Ask)*(ODfd2*del2*lsh2*tf)/2。o39。)。ylabel(39。 ATp(1:m1)39。 nmR=1750。 eif=eifdes。 If=eif(1:m,2)。 Ia=linspace(*PsR*746/VtR,0,npts)。 nm(i)=wm(i)*30/pi。 if eff(i)0。 plot(0,0,1*Td(1:m),nm(1:m), ... 1*TdR,nmR,39。 title(39。速度, r/min39。)。)。)。 xlabel(39。 plot(746*Ps(1:m)/1000,nm(1:m),746*PsR/1000,nmR,39。title(39。速度, r/min39。)。)。)。 xlabel(3