直流电动机
直流电力拖动原理
总的思路：如何建立基本方程及用其解释拖动机电现象
1 运动方程式（转矩平衡方程）
对平面运动，有∑==dt
dv m ma F 旋转运动则为：∑Ω
dt
d J
T ＝ 其中：转动惯量2ρm J =,ρ：惯量半径 电动机电动运行时
∑ΩT T T T L －－＝，
L
T 为负载转矩，
为粘滞摩擦转矩
ΩT ，转速较高时常忽略ΩT 。
重要结论：（假定正向按电动机惯例） 转矩平衡方程：dt
d J
T T L Ω
=- 考虑375
4)2(,6022222
GD g GD D g G m J n =
===Ωρπ＝,D 为惯量直径，G ＝mg 。
转矩平衡方程的另一形式：dt
dn
GD T T L 3752＋＝
匀速运动条件：L T T ＝。
即电动机稳定运行时电机转矩由负载转矩决定，与电枢电压、电枢回路电阻等无关。
二、转矩、转动惯量的折算（阅读） 三、工作机械的负载性质 问题：dt
d J
T T L Ω
=-，L T 是否与Ω有关？ L T 的性质：负载特性n=f(L T )
1、 恒转矩型：|L T |=C
L
反抗型（摩擦）位能性（起重）
2、 恒功率型： C n T L =(
立车主轴)
L
恒功率性负载特性
L
通风机型负载特性
3、 通风机型：Cn T L ＝ 四、拖动系统的稳定运行条件
必要条件：
L T T dt
d J
T =?Ω
∑0＝＝
对恒转矩负载：
稳定运行于A 时因扰动n 下降到B
扰动消失后，因B 点电动机转矩大于负载转矩，电动机加速，工作点可回到A
即扰动使dn<0时，若
L dT dT >,可返回
若因扰动n 上升到C 扰动消失后，因C 点电动机转矩小于负载转矩，电动机减速，工作点也可
T
n n A
T n n A
L
回到A
即扰动使dn>0时，若L dT dT <,可返回
A 为稳定工作点。
因扰动n 下降到B
扰动消失后，因B 点电动机转矩大于负载转矩，电动机加速，工作点背离A ，越升越高；
即扰动使dn>0时，若L dT dT >,不可返回 若因扰动n 上升到C
扰动消失后，因C 点电动机转矩小于负载转矩，电动机减速，工作点也背离A 。 即扰动使dn<0时，若L dT dT <,不可返回
A 为不稳定工作点。
稳定充分条件：dn
dT dn dT L
<
对恒转矩负载，稳定充分条件为：0 dT §2－2 直流电动机的起动 a a e a a a I R n K I R E U ++ φ＝＝ ·起动前应有励磁 ·起动开始时应限流 ∵t=0时n=0、Ea=0 ∴无限流时，起动电流 a a st R U I I = = 以某直流电动机参数为例： A I R V U U N a N 6.15,35.1,220=Ω=== 不限流时N a st I A I I >>≈==17035 .1220 将使电机绕组、电刷和换向器烧坏。 切记：工业直流电动机不能加全电压直接起动。 限流措施： 1、 电枢回路串接附加起动电阻a am c R I U R -=；N i am I I λ= i λ为直流电动机电流短时允许过载倍数。 2、 降低电枢电压； 3、 起动过程中保持am a I I =不变，产生允许的最大加速度，缩 短起动时间： ·Rc 随n 升高逐步切除，直到Rc ＝0 ·或U 随n 升高逐步增大，直到N U U = §2-3 直流电动机的转速调节 调速：根据工作机械的要求人为改变电动机的运行速度 例：电动汽车 一、 如何调节电动机的稳定运行速度 转速特性 a e c a e I K R R K U n φ φ+-= 机械特性 T K K R R K U n T e c a e 2φφ+-= 考虑恒转矩负载：C T L = ∵稳态时有：C T T L == ∴稳态下n 与Rc ，U ，φ有关 1、 电枢电路串附加电阻调速 设N N U U φφ==,,串Rc 时的机械特性 T K K R R K U n T e c a e 2φ φ+-= 特点 ·在不同的Rc 下，0n 不变； ·斜率绝对值随Rc 增大而增大 · 0=c R ：固有特性， 0≠c R ：人为特性 ·所有人为特性均在固有特性之下 ∴调速只能在固有特性之下进行。 2、 改变电枢电压调速： 设 0==c N R ，φφ,N U U ≤,机械特性 特点： n n T n n T N ·0n 与U 成正比 ·斜率不变，与U 无关 ·所有人为特性均在固有特性之下 3、 改变励磁调速：0==c N R U U ，，N φφ≤ （弱磁调速） n n n n 弱磁调速的转速特性 弱磁调速的机械特性 L 特点：·φe N K U n =0随磁通下降而增大 ·斜率绝对值随磁通下降而增大 ·转速特性所有堵转电流a N st R U I ≡ 交与一点 ·机械特性：磁通下降，st T st I K T φ=下降。 ·在有效负载范围内，人为机械特性在固有特性之上 ·对恒转矩负载，弱磁后，速度升高同时电流相应也 增大 额定转速以下：串电阻或调压调速； 额定转速以上：弱磁调速。 二、 他励式直流电动机的基本调速方式 转速调节的机电过程 直流电机调速的4个基本方程 a c a a I R R E U )(++＝ n K E e a φ= dt dn GD T T L 3752＝ － a T I K T φ＝ 不考虑电枢电感的影响时调速动态过程中在机械特性图上 相点(T,n)沿n=f(T)曲线的运动： 1、 改变电枢电 路电阻 2 10c c R R t →=时，增大；因机械能量不能 突变，2n n =不变， n K E e a φ=不变 3 ,0n n T T T I E n T T T I L a a L a ==→→→→→<-→→→↑ ↑ ↓↓↓↓ ·旧的平衡打破之后，系统有能力通过自身的调节稳定在新的平衡点 起调节作用的关键：Ea －发电机原理的重要性 2、 调压调速： n n T L n n T L N 例 2 － 1 已 知 直 流 电动 机 m in /1500,5.12,220,5.2r n A I V U kW P N N N N ====， 0. 5额定负载下将电枢电压调至160V ，求电动机的稳定运行速度。 解： ·电枢电阻的估算： Ω=??-=- =792.05 .12220 )5.1222010005.121(5.0)1(5.0N N N N N a I U I U P R ·Ce 的计算：(用电机固有参数计算) ]min/[14.01500 5 .12792.0220r V n I R U C N N a N e ?=?-=-= · min)/(110814.05 .125.0792.0160r I C R C U n a e a e ≈??-=-= 3、调磁调速： n n n n 弱磁调速的转速特性 T 弱磁调速的机械特性 L 弱磁时，因励磁电路电磁时间常数影响，励磁电流不能突变，I 、T 的最大值均不可能达到； 相点运动轨迹为曲线。因dT 小，弱磁升速过渡过程较长。 三、 选择调速方式的基本依据 1、 调速范围 定义：额定负载下电机允许达到的最高转速max n 与保证不超过工作机械的最大允许静差率条件下的最低转速 min n 之比： 调速范围：min max n n D = 静差率： 000n n n n n S N N ?=-= 允许最大静差率： N T T n n n S =-= min 0max N T n n 调速范围和最大允许静差率的关系： N n S S n n n D ?-==)1(max max max min max 结论：对同一调速系统静差率要求不同，则所能达到的调速范围也不同↓↑?D S max ； 当静差率一定时，若要求扩大调速范围，则 ·↑max n （受限） ·↓?n 必须设法减小n ?。 2、 电动机负载能力的充分应用 负载能力： 调速运行中在额定电流状态下，电动机轴上输出转矩与输出功率大小和变化规律。 调压调速：常数===N N T a T I K I K T φφ CKn n T n T P N ==9550 9550＝，与转速成正比 称为恒转矩调速。 改变磁通调速：φ φφ1 C K I R U K I R U n e N a N e a a =-=-= n C n I C K I K T N T a T 1 1=== φ 常数＝=====N N N N P n n C n n C n T n T P 9550 1955019550955011 称为恒功率调速。 关于转矩计算：：电磁转矩轴上输出转矩；N T N N N I K T P T φ== :9550 二者相差空载转矩0T 。 n T P P 充分利用电动机的负载能力：按负载性质选择调速方式。 3、 调速的平滑性〖略〗 相邻两级转速之比: 1 -= i i n n K ； K ＝1称为无级调速： 调压、调磁 §2－4直流电动机的制动运行状态 一、 制动运行的基本特征 1、 产生与n 相反的电磁转矩 2、 电机的作用为：将运动系统贮存的机械能转化为电能， 实现能量的迅速转移 结论：制动运行状态本质上为发电机运行状态。 与发电机运行的差异： 1、输入能量有限 2、机电能量转换不是目的，而是一种能量转移的手段 二、 分类 ＋ f n,T同方向：电动 ＋ f n,T反方向：制动Ea>U (n>n 0 )回馈制动 Ia反向－T反向 ＋ f n,T反方向：制动 U反接：反接制动－Ia反向－T反向 ＋ f n,T反方向：制动Ea反接：反接制动n=Ea/Ke φ 与U反接相同 ＋ f n,T反方向：制动U＝0：能耗制动Ia反向、T反向 ＋ － f n,T反方向：制动Ea反方向：反接制动励磁反向－Ea反向、T反向 三、 他励直流电动机的回馈制动 1、 实现回馈制动的必要条件：U E a >，因而0n n > 2、 功率平衡关系： ·电动时：)(c a a a R R I E U ++= 功率平衡：a a a c a a I E R R I UI ++=)(2 em cu P P P +=1 200P P T T T I E L em a a +=Ω+Ω=Ω= P 1 P em P 2 P cu P 0 ·回馈制动时：)(c a a a R R I E U +=－ 功率平衡：a a a c a a I E R R I UI ++=)(2 － a a a c a a I E R R I UI －－)(2 += em cu P P P －－=1 02P P P em -= 电磁功率为负，代表将机械功率转换为电功率 输入 输入功率为负，代表功率回馈到电源 P 1 P em P 2 P cu P 0 3、 机械特性(他励) T C C R R C U n T e c a e + -= 制动初转矩＝T b +T L 降压调速时的回馈制动 （最终稳定运行在电动状态） 下放位能负载时的回馈制动运行（最终稳定运行在回馈制动状态） L 四、 他励直流电动机的反接制动 实现：电枢电压或电动势极性突然改变（励磁反向） ·电枢电压和电动势顺极性串联；反接时必须采取限制电枢电流的措施。 设各变量为无符号数，则电枢电压反接时，有 a c a a I R R E U )(+-=-,即a c a a I R R E U )(+＝＋ 电动 反接制动 ·功率平衡：cu em a c a a a a P P P I R R I E UI =+?+12)(＝＋ 轴上机械功率通过电机转换为电磁功率后，连同电网输入功率全部消耗于电阻。 ·机械特性 假定正向按电动机惯例不变时，各变量为有符号数，则机械特性方程不变，仍为 T C C R R C U n T e c a e +-= 反抗性负载的反接制动n=0时停车 位能性负载的反接制动 五、 他励直流电动机的能耗制动 1、 实现：U ＝0，电枢回路串入电阻。 制动前n 能耗制动 2、 功率平衡：机械能量全部消耗在R 中。 a c a a a I R R E I )(+= 3、 机械特性：(假定正向仍按电动方向) T C C R R n T e c a +-= L §2－5动态过程 他励直流电动机运行的微分方程描述（数学模型的建立） ()()()) 4() (375)(3)()()()() ()()()(20 2 1 dt t dn GD T t t i C t t n C t e dt t di L t i R t e t u L a T e a a a a a +===++=ττ L m m a n n dt dn T dt n d T T =++?2 2 0 R L T a a = ：电磁时间常数 T e m C C R GD T 3750 2= ：机电时间常数 T L L C T I = L e L I C R n n 0 0- = 最佳动态过程： T 课程论文 课题名称：直流无刷电动机原理与技术应用专业 班级： 学生姓 名： 指导教师： 2013年6月3日直流无刷电动机原理与技术应用 一、直流无刷电动机与直流有刷电动机 直流有刷电机和无刷电机的区别是是否配置有常用的电刷-换向器。有刷直流电机的换向一直是通过石墨电刷与安装在转子上的环形换向器相接触来实现的。而直流无刷电机则通过霍尔传感器把转子位置反馈回控制电路，使其能够获知电机相位换向的准确时间。大多数无刷电机生产商生产的电机都具有三个霍尔效应定位传感器。由于无刷电机没有电刷，故也没有相关接口，因此更干净，噪声更小，事实上无需维护，寿命更长。 二、直流无刷电动机的结构及控制原理 1、直流无刷电动机的结构 直流无刷驱动器包括电源部及控制部：电源部提供三相电源给电机，控制部则依需求转换输入电源频率。电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V)，如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器 (inverter)转成3相电压来驱动电机。换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(Q1～Q6)分为上臂(Q1、Q3、Q5)/下臂(Q2、Q4、Q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-sensor)，作为速度之闭回路控制，同时也作为相序控制的依据。但这只是用来做为速度控制并不能拿来作为定位控制。 2、控制原理 要让电机转动起来，首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时，控制部又再开启下一组功率晶体管，如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管)；要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。 基本上功率晶体管的开法可举例如下：AH、BL一组→AH、CL一组→BH、CL 一组→BH、AL一组→CH、AL一组→CH、BL一组，但绝不能开成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外因为电子零件总有开关的响应时间，所以功率晶体管在关与开的交错时间要将零件的响应时间考虑进去，否则当上臂(或下臂)尚未完全关闭，下臂(或上臂)就已开启，结果就造成上、下臂短路而使功率晶体管烧毁。 三、直流无刷电动机的应用 现在，由于市场需求的增长，面向3a(工业自动化、办公自动化、家庭自动化)，永磁无刷直流电动机的功率覆盖范围早已突破微电机功率界限，从瓦级到数十千瓦．主要应用领域包括： 1在计算机外围设备、办公自动化设备、数码电子消费品中的应用 从数量上说，这是无刷直流电动机应用最多的领域，其地位已不可取代。例如：数字打印机，软盘驱动器，硬盘驱动器，cd rom和dvdrom等光盘驱动器，传真机，复印机，磁带记录仪，电影摄影机，高保真录音机和电唱机等，它们主轴和附属运动的控制等都需要用到无刷直流电动机。无刷直流风机也在计算机外设、办公自动化设备以及其他自动化仪器设备中获得广泛应用大量挤占了原来交流异步风机的市场。目前，在it领域，例如软盘、硬盘和光盘驱动器、dvd和cd主轴驱动器使用的无刷直流电动机由于市场竞争，大规模生产，价格已经大大降低了。 2在工业驱动和伺服控制中的应用 同步型永磁交流伺服电动机的伺服控制器部分，除开关管脉宽调制功率电路 几种直流电动机原理和特点的比较 王新宇20070173 （北京理工大学信息科学技术学院01220701班） 摘要本文通过介绍三种直流电机：普通直流电机、无刷电机、步进电机的原理和特点，使用学过的物理知识分析比较了三种电机的优缺点。以便在完成不同工作时正确地选 取并使用三种电机。 关键字直流电机；无刷电机；步进电机 1 引言 1821年英国科学家法拉第证明可以把电力转变为旋转运动。而德国的雅可比则是最先制成直流电动机的人。他于1834年前后成了一种简单的装置：在两个U型电磁铁中间，装一六臂轮，每臂带两根棒型磁铁。通电后，棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用，带动轮轴转动。 直流电机的发明对各个行业都产生了极大的影响，而不同行业对电机性能的要求越来越高，且不尽相同，于是便产生了很多种直流电机。这些电机原理和性能有着很大的区别，以应用于不同领域。 2 普通直流电机 普通直流电机便是我们最熟悉的一种电动机，它的转子在内部,由线圈组成，定子则在外部，由永磁体组成。 图1 在工作时，而把它的电刷A、B接在电压为U 的直流电源上（如图1所示），电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b，在S极范围内的导体cd 中的电流是从c流向d。载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此，ab和cd两导体都要受到电磁力F de的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab边受力的方向是向左，而cd边则是向右。由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极 他励、串励、并励、复励直流电动机的机械 特性，及其工作特性与应用领域 一、他励直流电动机的机械特性，及其工作特性与应用领域 图中：n0为理想空载转速 n’0是实际空载转速。 他励电机的机械特性曲 线斜率小，机械硬度高。 他励直流电动机工作特性 1. 转速特性 2. 转矩特性 T T C C '=Φ 3. 效率特性 a a e e R U n I C C = + Φ Φ e T a T a T C I C I '==Φ2Fe mec Cuf a a a c 21a f 2Δ100%1() p p p I R I U P P U I I ??++++η= ?=- ?? +? ? 应用领域 他励电动机常用于转速不受负载影响又便于在大范围内调速的生产机械。如大型车床、龙门刨床。 二、串励直流电动机的机械特性， 串励电动机的机械特性为双曲线， 转速随转矩的增加而下降速率很快，称为软特性 Rj=0为自然机械特性 Rj不等于零为人工机械特性 工作特性 电动势平衡方程式 电动势公式 转矩平衡方程式 转矩公式 （其中，R fc 为串励绕组电阻） 应用领域 串励电机因转速可调范围广，启动扭矩大的特点被广泛的应用于电动工具，厨房用品，地板护理产品领域。 a e a a E C n C I n '==Φe 20 T T T =+2e T a T a T C I C I '==Φa e f C C K '=T T f C C K '=2e 200 602πP T T T T n =+=+? 三、并励直流电动机的机械特性 n0为理想空载转速,与端电压有关， 直线斜率k<0,表明n是T的减函数， 其下降速率与调节电阻Rj大小有关。 Rj=0为自然机械特性 Rj不等于零为人工机械特性 Rj=0时，特征曲线接近于水平线，表示硬特性。即硬度高。工作特性 一概述 上海电机厂60年代初已开始制造矿井提升机用大型直流电动机自1962年生产第一台720千瓦58转/分大型直流电动机至今已生产了百余台大型矿井提升直流电机1978年起结合引进技术并开发了低速悬挂式矿井提升直流电动机该类电机由于设备占地面 积小投资费用省传动效率高维护方便改善运行环境达到了技术经济上更为完善 的目的 上海电机厂经过数十年的生产实践对矿井提升低速大型直流电动机设计制造积累 了丰富的经验通过不断研究改进最新建立了72XTD系列矿井提升低速大型直流电动 机 使电动机性能更加优良结构合理质量可靠 三产品性能 1本系列电动机的定额为连续工作方式 2电动机的励磁方式为他动励磁绕组有四个引线端子分为两组两组串联电压为110V 并联时励磁电压为55伏 电动机容许强行励磁强动电压不得超过500伏 3当采用磁场向进行逆运行时磁场电流从正向额定值至负向额定值时间为0.8秒 4电蹈许电流变化率(di/dt)为200300倍额定电流/秒 5电机容许的短时最大过载能力为2倍额定电流持续时间60秒切断电流为2.25倍额定电流 6电动机容许双方向运转 7.电动机适用于直流电机组电源供电和静止电源供电当电动机采用静止电源供电时整 流器的脉波数应不大于6在额定基速额定电压和额定负载下的相控总量不大于15 供电电源的峰值纹波因数不得超过6 四.结构特点 1本系列电动机的定转子铁芯分别采用优质钢板和硅钢片叠压而成适用于可控硅系统的供电方式 2电动机绝缘等级为F级电机采用无溶剂真空压力浸泽处理VPI,使绕组绝缘具有良好的抗潮能力机械强度和导热性能 3本系列电动机有两种结构型式一种为有轴和轴承座另一种为无轴无轴承座直接 悬挂在提升主轴上后一种称悬挂式电机它与提升机主轴的连接方式又三种 (a)轴套过盈连接液压装卸 (b)夹板式配合螺栓连接 (c)夹板式高强度螺栓摩擦连接 4本系列电动机的转子槽为斜槽使电动机在整个运行转速范围内确保平稳运行并有效防止磁噪音 5电机定子绕组内埋置测温元件pt100共四件主机绕组和换向绕组各二件 6当电机制成带轴带轴承时其轴承采用卧式复合润滑滑动轴承轴承上带有电接点测温装置或铂电阻测温元件pt100轴承供油系统和装置一般由用户自备 7悬挂式结构电机电机定子为可移式能从轴向位置移出露出电枢部分便于维修 8电机防护等级有IP01和IP44二种通常采用换向器外露的IP01型式 电机的冷却方法为IC37 电机的安装型式为IM5710,IM7321 第二章直流电机的电力拖动 2-1 他励直流电动机的机械特性的斜率与哪些量有关？什么叫硬特性？什么叫软特性？ n称为理想空载转速？ 2-2 为什么 2-3 什么叫人为机械特性？ 2-4 为什么降低电源电压的人为机械特性是互相平行的？为什么减弱气隙每极磁通后机械特性会变软？ 2-5什么是电力拖动系统的稳定运行？能够稳定运行的充分必要条件是什么？ 2-6 他励直流电动机稳定运行时，电枢电流的大小由什么决定？改变电枢回路电阻或改变电源电压的大小时，能否改变电枢电流的大小？ 2-7 他励直流电动机为什么不能直接起动？直接起动会引起什么不良后果？ 2-8 起动他励直流电动机前励磁绕阻断线，没发现就起动了，下面两种情况会引起什么后果？ 2-9 如何判断他励直流电动机是处于电动运行状态还是制动运行状态？ 2-10 他励直流电动机有哪几种调速方法？各有什么特点？ 2-11 一台他励直流电动机，铭牌数据为P N=60kW，U N=220V，I N=305A，n N=1000r/min，试求： （1）固有机械特性并画在坐标纸上。 （2）T=0.75T N时的转速。 （3）转速n=1100r/min时的电枢电流。 2-12 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性： （1）电枢回路总电阻为0.5R N时的人为机械特性。 （2）电枢回路总电阻为2R N的人为机械特性。 （3）电源电压为0.5U N，电枢回路不串电阻时的人为机械特性。 （4）电源电压为U N，电枢不串电阻，ф=0.5фN时的人为机械特性。 注：R N=U N/I N称为额定电阻，它相当于电动机额定运行时从电枢两端看进去的等效电阻。 2-13 Z2—71型他励直流电动机，P N=7.5kW，U N=110V，I N=85.2A，n N=750r/min， 课题名称直流电动机的降压启动应用 姓名学号0802110911 所在系电子系专业年级P08 电气6班指导教师李文职称教授 2010 年 5 月14 日 目录 摘要 (2) Summary (3) 第1章绪论 (4) 1.1课题的背景 (4) 1.2 课题的意义 (4) 第2章相关技术与理论 (5) 2.1直流电动机结构 (5) 2.1.1定子 (5) 2.1.1.1机座 (5) 2.1.1.2主磁极 (6) 2.1.1.3换向磁极 (6) 2.1.1.4前、后端盖 (6) 2.1.1.5电刷装置 (6) 2.1.2转子 (6) 2.1.2.1电枢铁芯 (6) 2.1.2.2电枢绕组 (7) 2.1.2.3换向器 (7) 2.1.2.4转轴 (7) 2.1.2.5风扇 (7) 2.2直流电动机工作原理 (7) 2.3直流电动机的启动方法 (7) 2.3.1降低电源电压启动 (8) 2.3.2电枢回路串联电阻启动 (8) 2.4降压启动控制线路 (8) 2.5安装调试 (8) 2.5.1启动前的检查 (8) 2.5.2电动机试运行过程中检查 (9) 2.6直流电动机故障处理 (10) 2.6.1电机常见故障现象及处理措施 (10) 2.6.2故障外因 (11) 11 (11) 13 参考文献 (14) 致谢词 (15) 摘要 直流电动机是出现最早的电动机，大约在19世纪末，其大致可分为有换向器和无换向器两大类。直流电动机有较好的控制特性直流电动机在结构、价格、维护方面都不如交流电动机，但是由于交流电动机的调速控制问题一直未得到很好的解决方案，而直流电动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点，所以目前直流电动机的应用仍然很广泛，尤其在可控硅直流电源出现以后。本次课题设计的课题将主要一直流电动机的降压启动的应用为设计方向。 关键词：直流电动机工作原理降压启动 第二章 直流电动机的电力拖动 2.1 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系 统。一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 2.5 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a =0时的转速， 即 。实际上若I a =0，电动机的电磁转矩T em =0，这 时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带任何负载,电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流I a0（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小，克服它所需要的电枢电流I a0及电磁转矩T 0很小，此所对应的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载转速为简单地说，I a =0是理想空载，对应的转速n 0称为理想空载转速；是I a = I a0实际空载，对应的转速n 0’的称为实 际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 Φ=N e N C U n 0T C C R C U I C R C U n N T e a N e N a N e a N e N 0 200ΦΦΦΦ-=-=' 2.7答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额 定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 2.8 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械 特性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（T em =T L ）处， 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,T em 无刷直流电动机简介和基本工作原理 无刷直流电动机简介和基本工作原理 无刷直流电动机简介 直流无刷电机 :又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统” 。是将交流电源整流后变成直流， 再由逆变器转换成 频率可调的交流电,但是,注意此处逆变器是工作在直流斩波方式。 无刷直流电动机Brushless Direct Current Motor ,BLDC,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子的永磁材料;产品性能超越传统直流电机的所有优点,同时又解决了直流电机碳刷滑环的缺点,数字式控 制,是当今最理想的调速电机。 无刷直流电动机具有上述的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的产业机械及空调冷冻主机、风机水泵、空气压缩机负载;低速高转矩及高频繁正反转不发热的特性，更适合应用于机床工作母机及牵引电机的驱动;其稳速运转精度比直流有刷电机更高,比矢量控制或直接转矩控制速度闭环的变频驱动还要高,性能价格比更好,是现代化调速驱动的最佳 选择。 基本工作原理 无刷直流电动机由同步电动机和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速 度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等 无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置，所以不论转子的起始 直流电动机的应用与发展 （哈尔滨工业大学工业工程系哈尔滨150001） 摘要：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，自诞生以来经过多年的改进和完善，已经产生了多种类型、具有不同特点的直流电动机，在工业生产与日常生活中产生了重要作用。 1.直流电机的基本工作原理 A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b，在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。ab和cd两导体都要受到电磁力Fde的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab边受力的方向是向左，而cd 边则是向右。由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半周后，虽然ab与cd的位置调换了，ab边转到S 极范围内，cd边转到N极范围内，但是，由于换向片和电刷的作用，转到N极下的cd边中电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此，电磁力Fdc的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见，分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此，线圈两个边的受力方向也不变，这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了，通过齿轮或皮带等机构的传动，便可以带动其它工作机械。要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内 时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方向也要同时改变。换向器和电刷就是完成这个任务的装置。在直流发电机中，换向器和电刷的任务是把线圈中的交流电变为直流电向外输出；而在直流电动机中，则用换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键性部件。当然，在实际的直流电动机中，也不只有一个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动，就带动整个转子旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。 2.直流电动机的应用 直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。 直流电动机应用广泛。使用最广的就是直流电动工具。直流电动工具是一种运用小容量直流电动机或电磁铁，通过传动机构驱动工作头的手持式或可移式的机械化工具。世界上第一台直流电动工具是1894年制造的电钻。1900年制造出三相工频电钻，由三相异步电动机驱动。1913年生产出首批由单相串激电机驱动的交、直流两用电钻。20世纪80年代后，随着世界经济的发展，电动工具技术得到迅速发展。到新世纪初，世界电动工具的品种发展到近千个，年产量超过1亿台。 一、绪论 1、本课题研究意义 直流电动机具有良好的启动、制动性能，宜于在较大范围内平滑调速。长期以来，在电动机调速领域中，直流调速方法一直占主要地位。与交流电动机相比，直流电动机有良好的调速性能，它的调速范围较广；调速连续平滑；经济性好，设备投资较少，调速损耗较小，经济指标高;调速方法简便，工作可靠。 在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。 Matlab语言是一种面向科学工程计算的高级语言，它集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络、图像处理等功能于一体，是一种高级的数学分析与运算软件，可用作动态系统的建模和仿真。 目前，电机控制系统越来越复杂，不断有新的控制算法被采用。仿真是对其进行研究的一个重要的不可缺少的手段。Matlab的仿真研究功能被成功方便地应用到各种科研过程中。 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机，通过这次课程设计使我学会用MATLAB进行基本仿真，通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用MATLAB进行仿真，提高对直流电机知识的理解能力，解决实际问题的能力。学习使用MATLAB的一般方法、步骤，掌握Simulink的使用方法，以及其强大的仿真功能。学会用MATLAB仿真软件仿真直流电动机的机械特性，直流电动机的起动和制动，直流电动机调速仿真，其中包括直流电动机的直接起动仿真，直流电动机电枢串联电阻起动仿真，直流电动机的能耗制动仿真，直流电动机反接制动仿真，直流电动机改变电枢电压调速仿真和直流电动机改变励磁电流调速仿真。 通过此次设计，增强了我的自我动手能力，了解直流电动机的各种人为改变参数的操作特性，理论联系实际，在实际的工作过程中积极地去发现问题、解决问题。 直流电动机 引言 Motor as the main mechanical and electrical energy conversion device，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD 等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。[13] 摘要 直流电机的特点及其发展概况，然后介绍了直流电机在工业控制等领域中的具体应用，同时阐述了直流电机控制中有待研究的问题。并在此基础之上介绍了本课题的选题背景和意义。 直流电动机控制的发展历史 常用的控制直流电动机有以下几种:第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。第二，三十年代末，出现了发电机-电动机(也称为旋转变流组)，配合采用磁放大器、电机扩大机、闸流管等控制器件，可获得优良的调速性能，如有较宽的调速范围(十比一至数十比一)、较小的转速变化率和调速平滑等，特别是当电动机减速时，可以通过发电机非常容易地将电动机轴上的飞轮惯量反馈给电网，这样，一方面可得到平滑的制动特性，另一方面又可减少能量的损耗，提高效率。但发电机、电动机调速系统的主要缺 第六章直流電動機的特性及運用 一、直流電動機的分類： 二、直流電動機的基本概念： 1.轉矩T 2.反電勢E b 3.轉速n 4.電樞內生機械功率P m 5.速率調整率SR% 三、直流電動機的特性曲線： 1.轉矩特性曲線：表示輸出轉矩(T L)與負載電流(I L)的關係 2.轉速特性曲線：表示輸出轉速(n)與負載電流(I L)的關係 (一)外激式的特性及用途： (1)等效電路： (2)轉速特性： ○1無載時：I a很小(E b≒V)，故轉速n= ○2負載↑，磁通Φ固定不變，E b=V-I a R a微微下降，因此轉速稍下降可視為定速電動機。 (3)轉矩特性： ∵T=KΦI a，若I a↑則T↑，故轉矩特性為一上升的直線。 (4)用途： 適用於調速範圍廣且需維持定速場合，如華德黎翁那德控制系統 中的直流電動機。 (二)分激式的特性及用途： (1)等效電路： (2)轉速特性：與外激式相似 運轉中若磁場突然斷路，則Φ=0、E b=0，轉速將增加到極大，而有飛脫之虞，因此需加裝保護設備。 (3)轉矩特性：與外激式相似 (4)用途： 分激電動機因轉速下降幅度極小，可視為定速電動機；而且可利用調整磁場電阻大小來改變轉速，因此又可視為調速電動機。 一般用於印刷機、鼓風機、車床。 (三)串激式的特性及用途： (1)等效電路： (2)轉速特性： ○1無載時：因I a=0，Φ=0，轉速相當高有飛脫之虞，故不可在無載 時運轉，且電動機與負載連接必須直接耦合不能使用皮帶，否則 可能因皮帶斷裂而有飛脫之虞。通常會加裝離心開關作保護。 ○2輕載時： Φ未飽和，ΦαI a 轉速n=V-I a(R a+R s)/KΦ，nα1/I a為一條雙曲線。 ○3重載時： Φ已飽和，Φ與I a無關為一定值 轉速n=V-I a(R a+R s)/KΦ，nαV-I a(R a+R s) 為一條下降直線。 (3)轉矩特性： ○1輕載時： Φ未飽和，ΦαI a 轉矩T=KΦI a→TαI a2為一條拋物線 ○2重載時： Φ已飽和，Φ與I a無關為一定值 轉矩T=KΦI a→TαI a為一條上升直線 (4)用途： ○1負載變動時I a，隨之改變，使轉速有相當大的變動，是為變速電 動機，速率調整率為正值。 ○2具有高轉速低轉矩，低轉速高轉矩的特性，因此有向電源取用恒 定功率的特性。 ○3主要用於需高啟動轉矩或高轉速的場合，如起重機、電車、果汁 機、吸塵器等。 (四)複激式電動機 1.積複激電動機： (1)等效電路： 第二章直流电动机工作原理及单闭环调速系统 内容提要：介绍了基本的电磁定律及支流电机工作原理、直流电机种类、结构和电机模型。重点介绍了它励直流电机的调速方法，对于调压调速系统，介绍了三种调压方式。分析了转速单闭环调速系统的组成、模型和稳定性，给出了无静差调速系统的基本校正电路和公式。对于电压负反馈、电动势反馈和电流截止负反馈调速系统也作了较为详细的介绍。针对永磁无刷直流电机，介绍了其工作原理、基本结构和数学模型。 2.1直流电机发展过程 电机发明至今，已有近200 年的历史。电机学科已发展成为一个比较成熟的学科，电机工业也已成为近代社会的支柱产业之一，其发展历史可简述如下。 2.1.1 直流电机的产生和形成 工业革命以后，蒸汽动力得以普遍应用。但随着生产力的发展，蒸汽动力输送和管理不便的缺点日益突出，迫使人们努力寻找新的动力源。19 世纪初期，人们已积累了有关电磁现象的丰富知识。在此基础上，法拉第(Faraday)于1821 年发现了载流导体在磁场中受力的现象(即电动机的作用原理)，并首次使用模型表演了这种把电能转换为机械能的过程。很快，原始型式的电动机就被制造出来了。但由于驱动源是蓄电池，当时极为昂贵，经济性远不能与蒸汽机相抗衡，因而也就不能被推广。 为此，人们积极寻求能将机械能转换为电能的装置。法拉第本人亦坚持研究。在进行了大量的实验研究以后，1831 年，他又发现了电磁感应定律。在这一基本定律的指导下，第二年，皮克西(Pixii)利用磁铁和线圈的相对运动，再加上一个换向装置，制成了一台原始型旋转磁极式直流发电机。这就是现代直流发电机的雏形。虽然早在1833 年，楞次(Lenz)已经证明了电机的可逆原理，但在1870 年以前，直流发电机和电动机一直被看作两种不同的电机而独立发展着。 电磁感应定律发现了，直流发电机也发明了，但经济性、可靠性、容量却未达到实用化要求即廉价直流电源的问题并没有很快得到解决，因而电动机的应用和发展依然缓慢。加之在1860 年以前，人们还不善于从F=Bli 的角度考察问题，几乎都将电磁铁之间的相互吸引和排斥作为电动机结构设计的基本指导思想，这本身就带有很大的局限性，更何况以蓄电池为主的昂贵的供电方式也确实起到了制约作用。需求产生动力。为解决廉价直流电源这一电动机应用中的瓶颈问题，直流发电机获得了快速发展。在1834—1870 年这段时间内，发电机研究领域产生了三项重大的发明和改进。在励磁方面，首先从永磁体转变到采用电流线圈，其后，1866 年，西门子兄弟(W & C W Siemens)又从蓄电池他励发展到发电机自励。在电枢方面，格拉姆(Gramme)于1870 年提出采用环形绕组。虽然这种绕组早在电 直流电机的应用现状 1. 绪论 直流电机，是实现机械能和直流电能相互转换的电磁机械装置装置。 直流电机的历史可以追溯到1821年，其后迎来了直流电机发展的第一个发展期，期间电磁学和电机学的理论日渐完善，电机结构不断改进，直到1895年尼加拉瓜水库竞标失败。其后，直流电动机行业努力找准市场定位，完善技术，来到了黄金期，在一些无可替代的领域发挥了重要作用。 20世纪后半叶，由于晶闸管电源的发展，直流发电机应用领域逐渐被挤压；磁场定向控制技术和变频调节技术的不断发展，使交流电机可以实现等效直流电动机的控制，直流电动机应用领域逐渐缩小。[1] 2. 直流电机的传统应用 在一些化工行业，需要利用电流的化学效应来进行电解、电镀、电冶炼等，这时应用直流发电机作为电源，提供电能；一些蓄电池也用直流发电机充电；也可参与直流发电机-电动机拖动系统。 直流电动机有着优秀的调速性能，在对调速性能要求较高的行业部门中，直流电动机有着广泛应用，如小型电动机车、城市轨道交通、轧钢机、大中型龙门刨床和船舶机械等。[2] 3.直流电机的新型技术发展 3.1 无刷电机 无刷电机是利用电子换向代替机械换向的直流电机。 在1948年，大功率的开关型半导体晶体管在贝尔实验室诞生，为无刷直流电机的成功研制提供了技术前提。在二十世纪中期，美国科学家第一次提出应用晶体管换向取代机械换向器换向的现代直流无刷电机，并且在实际的工业生产中得到应用。 在电动汽车中，采用逆变器进行电子换向和取消齿轮直接驱动的外转子式电机，是一种优异的方案；电动自行车中应用的有盘式电机和外转子永磁无刷直流电机两种，可靠性高寿命长且节能降耗；要求精确控制速度和位置的工业自动化机械、精密电子设备器械中大多也采用无刷电机。[3] 无刷直流电动机相对于其它类型电动机,还是一种新型电动机。它的驱动、控制更是和电子技术息息相关。由于大量使用电子元件，其电特性向高电压、低电流发展；高速微处理器和DSP器件的出现，使得运行速度、处理能力提高很大，可以采用正弦电流驱动，低成本DSP 为压缩机、洗衣机、风扇、泵机和高压交流驱动中的无传感控制(直流无刷电机)提供了一个独一无二的和最优化方案；PWM技术不论是电磁噪声,还是电流波形都得到改善。 从最初用于军事工业开始,随着在工业中的广泛使用,无刷电机正在大踏步地向家电、信息产品等消费品领域迅速发展。[4] 3.2 直线直线电机 直流电动机型号参数 ZK系列直流电动机 概述:本型电机系列封闭式直流并激电动机，作驱动液泵之用。本型电机按湿热型电机要求制造。使用条件: 1，海拔不超过2000M; 2，环境湿度:0摄氏度—50摄氏度; 3，空气相对湿度:95%(25摄氏度时); 4，有凝霜; 5，有霉菌; 6，水平安装位置。 SZ系列直流伺服电动机 概述 sz系列微型直流伺服电动机广泛应用于制动控制等系统中用作 安装结构型式代号执行元件，也可用作驱动元件。本系列电动机是我国自行设计的新安装结构类型机座号 单轴伸双轴伸系列，同老系列S系列产品相比，具有体积小，重量轻，力能指标 高等特点，且产品系列化程度高，零部件通用化程度强。按激磁方机壳外圆安装 A5 AA5 36-130 式本系列电动机分为他激(并激)、串激、复激三种。按使用环境端盖凸缘安装 A3 AA3 36-130 条件本系列电动机分为普通型和湿热带型两类。本系列电动即可制底脚安装 A1 AA1 90-130 成“右表”所示的安装结构型式。 型号说明 机座号用36、55、70、90、110、130表示，其 相应机座外径36、55、70、90、110、130表示。 产品代号用字母“SZ”表示电磁式直流伺服电动机。 产品规格序号由数字组成，在同一机座号中“01~49” 表示短铁心产品“51~99”表示长铁心产品“101~149” 表示特长铁心产品。激磁方式用字母表示，“,”为 串激式，“,”为复激式，不注明者，即为他激(并激) 式。结构特征代号对激型结构其代号按表,规定。 对派生结构其代号用,1、,2、,3……等表示(安每 个机座号依用户提出的要求的顺序排列)。使用条件 1、海拔不超过4000 m; 2、环境温度:,40摄氏度~+55摄氏 度; 3、空气相对湿度小于等于95%(25摄氏度时); 4、振动: 振频10~150hz,加速度2.5g; 5、冲击:7g(峰值); 6、允许温升:不超过75k(海拔为1000m时); 7、任意安装位置。对湿热 带型电动机还允许在下列条件下工作: 8、有凝露; 9、有霉菌。 电机行业求职平台电动机七大应用领域广泛 电动机应用遍及信息处理、音响设备、汽车电气设备、国防、航空航天、工农业生产，日常生活的各个领域。下面为您揭晓目前电动机的七大应用领域： 1、电气伺服传动领域 在要求速度控制和位置控制(伺服)的场合，特种电机的应用越来越广泛。开关磁阻电动机、永磁无刷直流电动机、步进电动机、永磁交流伺服电动机、永磁直流电动机等都已在数控机床、工业电气自动化、自动生产线、工业机器人以及各种军、民用装备等领域获得了广泛应用。如交流伺服电机驱动系统应用在凹版印刷机中，以其高控制精度实现了极高的同步协调性，使这种印刷设备具有自动化程度高、套准精度高、承印范围大、生产成本低、节约能源、维修方便等优势。在工业缝纫机中，随着永磁交流伺服电动机控制系统、无刷直流电动机控制系统、混合式步进电动机控制系统的大量使用，使工业缝纫机向自动化、智能化、复合化、集成化、高效化、无油化、高速化、直接驱动化方向快速发展。 2、信息处理领域 信息技术和信息产业以微电子技术为核心，通信和网络为先导，计算机和软件为基础。信息产品和支撑信息时代的半导体制造设备、电子装置(包括信息输入、存储、处理、输出、传递等环节)以及通信设备(如硬盘驱动器、光盘驱动器、软盘驱动器、打印机、传真机、复印机、手机等)使用着大量各种各样的特种电机。信息产业在国内外都受到高度重视，并获得高速发展，信息领域配套的特种电机全世界年需求量约为15 亿台(套)，这类电机绝大部分是永磁直流电动机、无刷直流电动机、步进电动机、单相感应电动机、同步电动机、直线电动机等。 3、交通运输领域 目前，在高级汽车中，为了控制燃料和改善乘车舒适感以及显示装置状态的需要，要使用40~50 台电动机，而豪华轿车上的电机可达80 多台，汽车电气设备配套电机主要为永磁直流电动机、永磁步进电动机、无刷直流电动机等。作为21 世纪的绿色交通工具，电动汽车在各国受到普遍重视，电动车辆驱动用电机主要是大功率永磁无刷直流电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机等，这类电机的发展趋势是高效率、高出力、智能化。国内电动自行车近年来发展迅猛，电动自行车主要使用线绕盘式永磁直流电动机和永磁无刷直流电动机驱动;此外，特种电机在机车驱动、舰船推进中也得到了广泛应用，如直线电动机用于磁悬浮列车、地铁列车的驱动。 4、家用电器领域 目前，工业化国家一般家庭中约使用50~100 台特种电机，电机主要品种为：永磁直流电动机、单相感应电动机、串励电动机、步进电动机、无刷直流电动机、交流伺服电动机等。为了满足用户越来越高的要求和适应信息时代发展的需要，实现家用电器产品节能化、 电动机知识 大、中、小型电动机的区分,如何区分大型电动机，中型电动机，小 大、中、小型电动机的区分,如何区分大型电动机，中型电动机，小型电动机？ 大、中、小型电动机主要区别，一般以电机轴中心高度和电机定子铁心外径等尺寸而定，见表。 表-大、中、小型电动机的区别 名称电动机轴中心高度H/mm电动机定子铁心外径D/mm电动机的机座号大型电动机中型电动机小型电动机微型电动机＞630355-63089-315＜71＞1000500-1000100-500＜100 16号以上者11-16号10号以下者 注：三相交流微型电动机主要用于小型机床、医疗器械等设备上。 〃如何快速学习电工,实用电工速算口诀是 〃三相鼠笼式异步电动机配控保护设备的口 〃变频器选型宝典 〃低压大功率变频器的选型与实践 〃高压电动机综合保护整定原则是什么？ 〃为什么电动机做保护和普通配电做保护有 〃低压电器和电动机防固体异物进入的等级 〃AC—3、AC—4 类负荷具体是指什么工作 〃配电计算对电动机配线的口诀 〃变频器的硬件组成原理 〃变频器各主要控制类型介绍 〃ATV71/61变频器配置转换功能 〃软起动器和变频器的性能对比 〃变频器的类型 〃变频器与三相交流电动机 〃ATV71变频器高速提升功能 Domain:https://www.wendangku.net/doc/c84745316.html, dnf辅助More:d2gs2f 〃ATV71变频器故障解决实例 〃ATV71变频器的硬件接线方法 〃通用变频器相对于软起动器的3大优势 〃变频调速理论原理 〃ATV71变频器简介 〃变频调速方法与其他调速方法的比较 〃电动机过热断电保护电路图_电路图 〃轿车中央门锁装置 〃星形接法的电动机断相保护电路_电路图 〃Y100LY系列电动机接线方法电路图_电路 〃三相异步电动机的过载保护 〃三相异步电动机启动维护与故障排除 〃Y/YR系列（IP23）三相异步电动机 〃起重机液压推杆制动器的故障分析及对策 收录时间:2013年10月14日00:55:06 来源:网络作者:匿名 随着起重机的不断发展，传统控制技术难以满足起重机越来越高的调速和控制要求。在电子技术飞速发展的今天，起重机与电子技术的结合越来越紧密，如采用PLC取代继电器进行逻辑控制，交流变频调速装置取代传统的电动机转子串电阻的调速方式等。在选型对比基础上，本项目电动机调速装置采用了先进的变频调速方案，变频器最终选型为ABB变频器ACS800，电动机选用专用鼠笼变频电动机。在众多交流变频调速装置中，ABB变频器以其性能的稳定性，选件扩展功能的丰 第一章引言 在日常生活中有直流电和交流电随之产生重要的直流电动机与交流电动机，然而直流电动机与交流电动机相比具有调速范围广，调速平滑方便，过载能力大，能承受平凡的冲击负载，可实现平凡的无极快速启动、制动和反转等优点，能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。直流电动机常应用于对起动和调速有较高要求的场合，如大型可逆式轧钢机、矿井卷扬机、龙门刨床、电动机车、大型车床和大型起重机等生产机械。 在机床等设备中，应用较多的是他励直流电动机，本设计（论文）以他励直流电动机为例介绍。 第二章直流电动机的基本原理及结构 2.1直流电动机的基本原理 直流电动机通过换向器配合电刷，当电枢通电时位于磁场N极下的绕组电流从首端流至尾端，位于磁场S极下的绕组电流从尾端流至首端。因此产生一个可使转子持续转动的电磁转矩。 直流电机是一种能实现机电能量转换的电磁装置，它能使绕组在气隙磁场中旋转感生出交流电动势，并依靠换向装置，将此交流电变为直流电。其产生交流电的物理根源在于，电机中存在磁场和与之有相对运动的电路，即气隙磁场和绕组。旋转绕组和静止气隙磁场相互作用的关系可通过电磁感应定律和电磁力定律来分析。 根据电磁感应定律，在恒定磁场中，当导体切割磁场磁力线时，导体中将感应电动势。如果磁力线、导体及其运动方向三者互相垂直，则导体中产生的感应电动势的大小为 e=Blv (2—1) 式中,B为磁感应强度,单位为T; l 为导体切割磁力线的有效长度,单位为m; v 为导体切割磁场的线速度,单位为m/s; e 为导体感应电动势,单位为V。 依据电磁力定律，当磁场与载流导体相互垂直时，作用在载流导体上的电磁力为 摘要 直流无刷电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的，它是以法拉第的电磁感应定律为基础，而又以新兴的电子技术、数字技术为后盾。直流无刷电动机，由于利用电子换相器取代了传统的机械电刷和机械换相器，因此结构简单、无机械摩损、运行可靠。同时还具有调速精度高、高效率、高启动转矩等优点，因此被广泛应用。伴随着永磁材料的高速发展，它的矫顽力高、剩磁大、磁能积高等优点，可以极大地减小无刷直流电机的本体体积和重量，因此永磁材料与无刷直流电机的有机结合便诞生了永磁无刷直流电机。永磁无刷直流电机广泛应用于计算机外围设备(如硬盘、软盘和光盘存储器)、家电产品、医疗器械和电动车上，目前无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组成的磁钢，并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。 关键词：直流无刷电动机永磁应用优点 一直流无刷电机的基本结构及原理直流无刷电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的，它是以法拉第的电磁感应定律为基础，而又以新兴的电子技术、数字技术为后盾。无刷直流电动机主要包括永磁电动机本体、控制电路和位置检测三部分组成，其转子由永磁体组成，定子上存在着多相绕组。直流无刷电动机的最大特点，就是没有换相器和电刷组成的机械接触机械。加之它通常采用永磁体为转子。没有激磁损耗,发热的电枢绕组又通常装在外面的定子上，这样，热阻较小，容易散热。因此无刷直流电动机没有换相火花，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维护简便。此外，它的转速不受换相的限制，若采用空气轴承或磁悬浮轴承，可以在每分钟高达几十万的转速中运行。无刷直流电动机并且有着良好的伺服控制性能的运行特性，因而已经被广泛地应用。 二直流无刷电动机的应用 2.1在汽车中的应用 汽车上用直流无刷电动机的场合目前主要有车轮驱动、空调器压缩机、空调器鼓风机、净化器、抽气机等。 2.1.1汽车净化器用直流无刷电动机 汽车净化器多采用直流无刷电动机带动离心式风叶，以排出污浊空气。电动机本体是根据电机电路方案来确定，常用二相桥式换相驱动电路。内定子绕组可以较方便地绕在铁心齿上。电机做成外转子式结构，定子和定子绕组放在转子内部。换相驱动电路采用专用集成电路(ASIC)，电路简单，并有控制保护功能。 2.1.2汽车空调用直流无刷电动机 开发低电压大电流型汽车空调用直流无刷电动机可以解决原有刷直流电动机噪声大、寿命短及维护困难的缺点，提高电机运行性能。其额定电压为12V，由于结构受到限制，给直流无刷电动机的设计增加了困难。定子冲片为12槽结构，由于是低电压大电流型，为了保证电流密度不敛过高，采用双线并绕，以减小导线直径；转子为表面永磁体粘贴式4极结构，永磁体选用稀土永磁材料钕铁硼，由于钕铁硼的剩磁和矫顽力都很高，充磁方向短．因此永磁体采用径向瓦片式。选用霍尔元件作为位置传感器。安装在电机端盖内表面，位置传感器磁场为轴向磁场。 2.1.3汽车驱动用直流无刷电动机 目前车辆驱动用电动机类型大致可分为四类：直流电动机、交流电动机、无刷直流电动机、磁阻电动机等，经过实践认为无刷直流电动机具有明显的优势。电动汽车的四个轮子分别由四个独立的轮式电动机直接驱动．采用逆变器进行电子换向，取消机械换向器和电刷，这种结构便于高速运行且在更换胎时不影响电动机本体。采用取消齿轮、直接驱动的外转直流无刷电动机原理与技术应用
几种直流电动机原理和特点的比较
他励、串励、并励、复励直流电动机的机械特性_及其工作特性与应用领域1
ZKTD系列矿井低速大型直流电动机
第二章 直流电机的电力拖动习题
直流电动机的降压启动应用
电机及拖动 第二章习题答案
无刷直流电动机简介和基本工作原理
直流电动机的发展与应用
直流电动机仿真研究
直流电动机论文
直流电动机的特性及运用
第二章 直流电动机及其调速系统
直流电机的应用现状
直流电动机型号参数
电动机七大应用领域广泛
大、中、小型电动机的区分,如何区分大型电动机,中型电动机,小
直流电动机的基本原理及结构
直流无刷电动机的应用