直流机组电动机设计

摘要

直流电动机是近年迅速兴起的一种新型电机，它广泛应用与工业，农业，以及军事等领域。 直流电动机既保持了直流电动机良好的调速控制特性，又消除了电刷和换向器的机械接触。本文是对无刷直流电动机做出深入的剖析与设计。无刷直流电动机是一种具有高效率、低磨损、低噪声的新型直流电机机种.本设计在介绍无刷直流电动机设计中，关于相数、极数、槽数及绕组连接方式的选择方法和应遵从的规律.而且针对小功率直流电动机结构特点和工作性能，在电枢反应理论基础上设计出功率为120w的无刷直流电动机，并对霍尔位置传感器和无刷电动机的控制及驱动做了详细的分析。

直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，但普通的直流电动机由于需要机械换相和电刷，可靠性差，需要经常维护；换相时产生电磁干扰，噪声大，影响了直流电动机在控制系统中的进一步应用。

关键词：直流电动机；驱动系统设计；电磁设计；应用前景

目录

任务书 1

摘要 2

Abstract: 3

第1章  直流电动机原理 5

1.1  直流电动机的基本工作原理 5

1.1.2 直流电动机的工作原理 5

1.2直流电动机的主要结构及用途 6

1.2.1 主要结构 6

1.2.2 直流电动机的铭牌数据 9

1.2.3  直流电动机的用途和分类 10

1.3  直流电机的电枢绕组 11

1.3.1 单叠绕组 12

1.3.2绕组节距 15

1.4  直流电动机的磁场 19

1.4.1  直流电动机的空载磁场 19

1.4.2  直流电机负载时的磁场和电枢反应 22

1.4.3  直流电机的励磁方式 25

1.5  直流电机的换向 26

1.5.1  直流电机的换向问题 26

1.5.2 直流电机的补偿绕组 27

第2章 直流电动机的运行特性 29

2.1 直流电动机的机械特性 29

2.1.2直流电动机机械特性方程式 29

2.1.2他励直流电动机的参数关系 30

2.1.3机械特性图 30

2.1.4电枢反应对机械特性的影响 31

2.2直流电动机的起动 32

2.2.1直流电动机的起动方法 32

2.2.2直流电动机起动电阻的计算 32

2.3直流电动机的制动 33

2.3.1直流电动机的两种运转状态 33

2.3.2电气制动方法 33

2.3.3 转速反向的反接制动 35

2.3.4电枢反接的反接制动 35

2.3.5 电枢反接时的过渡过程 35

2.4.回馈制动 35

2.4.1回馈制动状态 35

2.4.2回馈制动用途 35

2.4.3 电动机改变电枢电压调速 35

2.5直流电动机的调速 36

2.5.1可以采用的调速方法： 36

2.5.2电气调速方法： 36

2.5.3调速指标 36

2.6弱磁调速 38

2.6.1弱磁调速方法 38

2.6.2弱磁调速特点 38

2.6.3机械特性方程式 38

第三章  电磁计算 38

3.1主要尺寸的选择 38

3.2槽数及绕组的基本参数 39

3.3槽形及电枢绕组 42

3.4电刷换向器长度 44

3.5主磁极及机座尺寸 45

3.6磁路计算 46

3.7空载特性及转速调整率 49

3.8并励绕组 49

致谢 55