【正文】 現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)高速發(fā)展的社會(huì)，知識(shí)更新也很快，我們現(xiàn)有的一點(diǎn)知識(shí)還是微不足道的，因此我們還要在以后的工作中不斷學(xué)習(xí)。直流電機(jī)的額定值有額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速和額定勵(lì)磁電流等。直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件除定子部分的主磁極和轉(zhuǎn)子部分的電樞外，還有一些其他主要的部件，如換向器。 直流電機(jī)的工作原理是建立在電和磁相互作用的基礎(chǔ)上。 （ 2） 鐵耗系數(shù) FetaP Fetap ? 1 . 3 2 1 . 3 21 0 / 5 0 5 0 1 9 4 0 0( ) ( ) 2 . 1 ( ) ( )5 0 1 0 0 0 0 5 0 1 0 0 0 0taBfP ? ? ? ? /Wkg 600V 直流機(jī)組電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 26 1 . 3 2 1 . 3 21 0 / 5 0 5 0 1 2 5 6 3( ) ( ) 2 . 1 ( ) ( )5 0 1 0 0 0 0 5 0 1 0 0 0 0jaF e ja Bfpp ? ? ? ? /Wkg （ 3） 鐵耗 265 .4F e ta ta F e ta F e taP k p G? ? ? ? ? W 2 .1 3 .3 1 1 1 .8 4 8 2 .3F e ja ja F e ja F e jaP k p G? ? ? ? ? W 26 5. 4 82 .3 34 7. 7F e F e ta F e jaP P P? ? ? ? ? W 10機(jī)械損耗 fWP （ 1）風(fēng)磨損耗 fv fbrPP? 由圖 66查得 ， fv fbrPP? =1200 W （ 2）電刷摩擦損耗 fbP fbP = 9 .8 1 0 .4 2fb b b k b b b kk F A v b l N p v?= 2 2 2 2 ? ? ? ? ? ? = W 其中 1 1 04 bkF ? ? ? ?。AlfJ = 2/Amm 。fNI 39。 8轉(zhuǎn)速調(diào)整率 n? n? = 0 1 5 6 5 1 5 0 0 4 . 3 % 1 5 %1500NNnnn? ?? ? ? 。 7交軸電樞反應(yīng)每極去磁磁動(dòng)勢(shì) aqdF aqdF =442 A ，由圖 82查得。 7機(jī)座軛部磁路長(zhǎng)度 jL jL = () ( 6 5 .6 2 .8 ) 2 4 .6 64 4 2jjDhp? ?? ???? cm 。 查表Ⅱ 2 DT1低炭鋼片， mH =。 6電樞軛磁路長(zhǎng)度 jaL jaL = ( 2 ) ( 3 0 2 2 . 5 5 . 0 3 ) 7 . 8 44 4 2a s jaD h hp??? ? ? ? ? ? ? ?? cm 。 6齒部校正系數(shù) sk sk = 由圖 58查得 taH =200 A/cm ， taB =19400 高斯。 5實(shí)際氣隙磁通密度 B? B? = 70 .1 9 1 1 0 7 3 5 3 .91 6 .0 2 1 6 .2 5Npbl ?? ???? ? 高斯。 磁路計(jì)算 5電樞電路總電阻 R? R? = 75oaCR =? 。jB =12500 高斯 5極身面積 mA mA = mmB??? = 1015000? =152 2cm 。 5機(jī)座軛厚 jh 39。mh = ( ) ( ) 30aD ??=( )cm 4機(jī)座內(nèi)徑 ijD ijD = 22amDh??? = 30 2 0. 25 2 (13 .5 16 .5 )? ? ? ?=( 63 )cm 取 ijD =60cm 4主磁極實(shí)際高度 mh mh = ? ?1 22 ij aDD???= 1 ( 6 0 2 0 . 2 5 3 0 ) 1 4 . 7 52 cm? ? ? ? 4機(jī)座長(zhǎng)度 jl jl = ( ) ( ) 16. 25l? ??=( cm 取 jl =32cm 50、預(yù)計(jì)主磁極磁通 39。pb = 39。 式中 bJ? —— 電刷電密初選值，取 bJ? =10A/ 2cm 。 電刷換向器長(zhǎng)度 電刷尺寸 bbbl? 為了保證良好換向，采用電化石墨電刷 DS72。 3電樞內(nèi)徑 iaD iaD = 22a s jaD h h???=30 2 2 ? ? ? ? ? cm 。 槽形及電樞繞組 2槽形選擇 aD =30cm20cm，故選用 開(kāi)口的矩形槽 。 600V 直流機(jī)組電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 18 2預(yù)計(jì)導(dǎo)線截面 CuaA? CuaA? = aaiJ? = = 2mm 。 2校核繞組對(duì)稱(chēng)條件 37Za? （整數(shù)）， 111Ka? （整數(shù)）， 2pa? （整數(shù)）。 換向器片間平均電壓 KavU KavU = 2 4 4 4 0 1 5 .9111NpUK ??? V ? 17 V。 1每槽每層并列的元件匝數(shù) u 考慮到單波繞組，應(yīng)盡可能避免用假元件，取 3u? 。 齒距 at at = aDZ? = 3037?? = cm ? 。 槽數(shù)及繞組的基本參數(shù) 選擇繞組型號(hào) 對(duì)電動(dòng)機(jī)， Ek? 。 電樞計(jì)算長(zhǎng)度 l? 查圖 25，選取計(jì)算極弧系數(shù) ??＝ ，并初設(shè) NPP＝ ，由 下 式計(jì)算得 l? = 10paB AD???? ? ? ? emNPn = 11 26 .1 1 00 .6 8 9 2 0 0 3 5 0 3 0?? ? ?? 751500? ? 。 主要尺寸的選擇 電樞直徑 aD 計(jì)算比值 750001500NNPn ＝ ＝ 50； 查圖 22 得 aD＝ 27～ 32 厘米 ， 根據(jù)直流電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電樞外徑，取 aD＝ 30 厘米。有趣一對(duì)極磁路中兩個(gè)極的磁路情況是相似的，所以也可以只計(jì)算半條回路上各段的磁壓降，它們的綜合就等于每極勵(lì)磁磁勢(shì)。 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常把電機(jī)各部分的磁場(chǎng)化成等效的各段磁路。通過(guò)磁路計(jì)算還可以校核電機(jī)各部分磁通 密度選擇得是否合適。一般來(lái)說(shuō)，電機(jī)的效率隨極數(shù)的增加而有所下降，一般直流電機(jī)的極數(shù)選擇可以通過(guò)極數(shù)與電樞外徑的關(guān)系曲線查得。設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)，有時(shí)要選取幾種極數(shù)進(jìn)行方案比較，才能確定合適的極數(shù)。過(guò)大的 ? 還會(huì)導(dǎo)致磁極鐵心的截面形狀變的狹長(zhǎng)，使勵(lì)磁繞組金屬的利用率下降。此外，為了保證轉(zhuǎn)子有足夠的剛度，必須采用較粗的轉(zhuǎn)軸。為此必須 采取措施來(lái)加強(qiáng)冷切，例如采用較復(fù)雜的通風(fēng)系統(tǒng)。再考慮到電流密度一定時(shí)，端部銅（鋁）耗將減少，因此，電機(jī)中總損耗下降，效率提高。這樣，繞組端部變的較短，端部的用銅（鋁）量減少，當(dāng) ? 仍在正常范圍內(nèi)時(shí)，可提高繞組銅（鋁）的利用率。但 eflD2 相同的電機(jī)，可以設(shè)計(jì)的細(xì)長(zhǎng)，也可以設(shè)計(jì)的粗短。這樣就可以計(jì)算出電樞計(jì)算長(zhǎng)度 ?l 。通常主要參考電機(jī)工業(yè)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析對(duì)比所設(shè)計(jì)電機(jī)與已有電機(jī)之間在使用材料．結(jié)構(gòu)．技術(shù)要求等方面的異同后進(jìn)行選取。 Ａ . ?B 的選擇還和電機(jī)的功率及轉(zhuǎn)速有關(guān)，確切地說(shuō)是與電樞直徑及轉(zhuǎn)子的圓周速度有關(guān)。對(duì) 一般小型電機(jī)，通常可高出15～ 20%左右。 除了不應(yīng)選擇過(guò)高的Ａ . ?B 數(shù)值外，還應(yīng)該考慮它們的比值要適當(dāng)。 當(dāng)設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)，根據(jù)給定的NNnP 值，可先查得電樞外徑最大值至最小值的范圍。對(duì)應(yīng)于不同的功率和轉(zhuǎn)速，直流電機(jī)電樞外徑的尺寸也不同。算得 aD 后，需將其調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)直徑。 600V 直流機(jī)組電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 9 第 3 章 主要尺寸的選擇 確定主要尺寸的一般方法 首先根據(jù)電機(jī)的額定功率 ,利用式NNNSPkP ?? cos?? ~式NNmPkP ??? 得出計(jì)算功率 P? 。 3．繞組電路圖 單波繞組是把所有上層邊在 N 極下的 元件串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成一條支路，把所有上層邊在S 極下的元件串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成另一條支路。 第六步，放電刷。其他元件也如此。一般應(yīng)使元件左右對(duì)稱(chēng)，這樣 1 號(hào)換向片與 2 號(hào)換向片的分界線正好與元件的中心線相重合。 第四步，聯(lián)繞組。讓每個(gè)磁極的寬度大約等于 ? ,4個(gè)磁極均勻放置在電樞槽之上，并標(biāo)上 N 、 S 極性。第一步，先畫(huà) 16 根等長(zhǎng)等距的實(shí)線，代表各槽上層元件邊，再畫(huà) 16 根等長(zhǎng)等距的虛線， 代表各槽下層元件邊。 合成節(jié)距 kyy? 。其次，當(dāng)沿圓周向一個(gè)方向繞了一周，經(jīng)過(guò) p 個(gè)串聯(lián)的元件后，其末尾所聯(lián)的換向片kpy，必須落在與起始的換向片相鄰的位置，才能使第二周繼續(xù)往下聯(lián)，即 1kpy Ku? （ ） 因此，單波繞組元件的換向器節(jié)距為 1k Kuy p? （ ） 式中正負(fù)號(hào)的選擇，首先要滿(mǎn)足 ky 是一個(gè)整數(shù)。它們的定義和單疊繞組的節(jié)距定義相同。若用表示換向片數(shù) K ，則整個(gè)電樞繞組的元件數(shù)應(yīng)等于換向片數(shù)，即。若用 yN 代表元件的匝數(shù)，則多匝元件的元件邊里就有 yN 根導(dǎo)體。 600V 直流機(jī)組電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 5 圖 直流電動(dòng)機(jī)的原理模型 1磁極 ； 2電樞； 3換向器； 4電刷。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 。后，導(dǎo)體 cd轉(zhuǎn)到 N極下，導(dǎo)體 ab轉(zhuǎn)到 S極下時(shí)，由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷 A流入，經(jīng)導(dǎo)體 cd、 ab 后，從電刷 B 流出。 導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定，導(dǎo)體 ab的受力方向是從右向左，導(dǎo)體 cd 的受力方向是從左向右，如圖 。換向器安裝在轉(zhuǎn)軸上，主要由許多換向片組成，片與片之間用云母絕緣，換向片數(shù)與元件數(shù)相等。線圈用包有絕緣的圓形和矩形截面導(dǎo)線繞制而成，線圈亦稱(chēng)為元件，每個(gè)元件有兩個(gè)出線端。 （ 1）電樞鐵心 電樞鐵心作用有二，一個(gè)是作為主磁路的主要部分；另一個(gè)是嵌放電樞繞組。一般直流 電機(jī)中，電刷組的數(shù)目可以用電刷桿數(shù)表示，刷桿數(shù)與電機(jī)的主磁極數(shù)相等。主磁極、換向極和端蓋都固定在電機(jī)的機(jī)座上，所以機(jī)座又起了機(jī)械支撐的作用。這樣也可使勵(lì)磁繞組牢固地套在鐵心上。主磁極的作用是能夠在電樞表面外的氣隙空間里產(chǎn)生一定形狀分布的氣隙磁密。 直流電動(dòng)機(jī)定子部分主要由主磁極、換向極、機(jī)座和電刷裝置等組成。 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理僅僅揭示了如何利用基本電磁規(guī)律以實(shí)現(xiàn) 機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的道理，但是要將其付諸應(yīng)用，直流電機(jī)必須具有能滿(mǎn)足電磁和機(jī)械兩方面要求的合理的結(jié)構(gòu)型式。 經(jīng)歷了 100 多年的技術(shù)發(fā)展，直流電動(dòng)機(jī)自身的理論基本成熟。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的主要特征是具有與普通有刷直流電流電動(dòng)機(jī)相似的機(jī)械特性以及必須有電子換向電路。由于交流電力拖動(dòng)比直流電力拖動(dòng)在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)這些要求，所以 20 世紀(jì)以來(lái)，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時(shí)期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動(dòng)。拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采用氣動(dòng)，液壓傳動(dòng)和電力拖動(dòng)。它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過(guò)來(lái)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)展也促進(jìn)了 社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高。直流電動(dòng)機(jī)是一種具有高 效率、低磨損、低噪聲的電機(jī)機(jī)種 .本設(shè)計(jì)在介紹直流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，關(guān)于相數(shù)、極數(shù)、槽數(shù)及繞組連接方式的選擇方法和應(yīng)遵從的規(guī)律 .而且針對(duì)小功率直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作性能，在電樞反應(yīng)理論基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出功率為 55kw 的直流電動(dòng)機(jī)。 6 月 10 日 6月 12日：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 。 3 月 13 日 3月 24日：畢業(yè)實(shí)習(xí)，撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告 .。 繪制該電機(jī)的總裝圖，沖片圖，繞組展開(kāi)圖。 作者簽名： 日期： 2 年月 5 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 題目： 600V 直 流 機(jī) 組 電 動(dòng) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 姓名 系 電氣與信息工程系 專(zhuān)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 電氣工程及 其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 教研室主任 一、 基本任務(wù)及要求： 機(jī)組由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)構(gòu)成。 機(jī)組電源使用，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓為 600V