湖南工程學院電氣工程及其自動化專業畢業論文-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 ds for bruless DC. Keywords: Direct Current Motor。 3 月 27 日 5月 15日：電機磁路設計。 機組電源使用，發電機發出的電壓為 600V ，負載電流為 100A 。 繪制該電機的總裝圖，沖片圖，繞組展開圖。 6 月 10 日 6月 12日：畢業設計答辯 。它是隨著生產力的發展而發展的，反過來，電動機的發展也促進了 社會生產力的不斷提高。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術上難以實現這些要求，所以 20 世紀以來，在可逆，可調速與高精度的拖動技術領域中，相當時期內幾乎都是采用直流電力拖動。 經歷了 100 多年的技術發展，直流電動機自身的理論基本成熟。 直流電動機定子部分主要由主磁極、換向極、機座和電刷裝置等組成。這樣也可使勵磁繞組牢固地套在鐵心上。一般直流 電機中，電刷組的數目可以用電刷桿數表示，刷桿數與電機的主磁極數相等。線圈用包有絕緣的圓形和矩形截面導線繞制而成，線圈亦稱為元件，每個元件有兩個出線端。 導體受力的方向用左手定則確定，導體 ab的受力方向是從右向左，導體 cd 的受力方向是從左向右，如圖 。這就是直流電動機的工作原理 。若用 yN 代表元件的匝數，則多匝元件的元件邊里就有 yN 根導體。它們的定義和單疊繞組的節距定義相同。 合成節距 kyy? 。讓每個磁極的寬度大約等于 ? ,4個磁極均勻放置在電樞槽之上，并標上 N 、 S 極性。一般應使元件左右對稱，這樣 1 號換向片與 2 號換向片的分界線正好與元件的中心線相重合。 第六步，放電刷。 600V 直流機組電動機設計 9 第 3 章 主要尺寸的選擇 確定主要尺寸的一般方法 首先根據電機的額定功率 ,利用式NNNSPkP ?? cos?? ~式NNmPkP ??? 得出計算功率 P? 。對應于不同的功率和轉速，直流電機電樞外徑的尺寸也不同。 除了不應選擇過高的Ａ . ?B 數值外，還應該考慮它們的比值要適當。 Ａ . ?B 的選擇還和電機的功率及轉速有關，確切地說是與電樞直徑及轉子的圓周速度有關。這樣就可以計算出電樞計算長度 ?l 。這樣，繞組端部變的較短，端部的用銅（鋁）量減少，當 ? 仍在正常范圍內時，可提高繞組銅（鋁）的利用率。為此必須 采取措施來加強冷切，例如采用較復雜的通風系統。過大的 ? 還會導致磁極鐵心的截面形狀變的狹長，使勵磁繞組金屬的利用率下降。一般來說，電機的效率隨極數的增加而有所下降，一般直流電機的極數選擇可以通過極數與電樞外徑的關系曲線查得。 為了簡化計算，通常把電機各部分的磁場化成等效的各段磁路。 主要尺寸的選擇 電樞直徑 aD 計算比值 750001500NNPn ＝ ＝ 50； 查圖 22 得 aD＝ 27～ 32 厘米 ， 根據直流電機標準電樞外徑，取 aD＝ 30 厘米。 槽數及繞組的基本參數 選擇繞組型號 對電動機， Ek? 。 1每槽每層并列的元件匝數 u 考慮到單波繞組，應盡可能避免用假元件，取 3u? 。 2校核繞組對稱條件 37Za? （整數）， 111Ka? （整數）， 2pa? （整數）。 槽形及電樞繞組 2槽形選擇 aD =30cm20cm，故選用 開口的矩形槽 。 電刷換向器長度 電刷尺寸 bbbl? 為了保證良好換向，采用電化石墨電刷 DS72。pb = 39。 5機座軛厚 jh 39。 磁路計算 5電樞電路總電阻 R? R? = 75oaCR =? 。 6齒部校正系數 sk sk = 由圖 58查得 taH =200 A/cm ， taB =19400 高斯。 查表Ⅱ 2 DT1低炭鋼片， mH =。 7交軸電樞反應每極去磁磁動勢 aqdF aqdF =442 A ，由圖 82查得。fNI 39。 （ 2） 鐵耗系數 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 直流機組電動機設計 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機械損耗 fWP （ 1）風磨損耗 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 ? ? ? ?。直流電機的主要結構部件除定子部分的主磁極和轉子部分的電樞外，還有一些其他主要的部件，如換向器。 現代社會是一個高速發展的社會，知識更新也很快，我們現有的一點知識還是微不足道的，因此我們還要在以后的工作中不斷學習。直流電機的額定值有額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉速和額定勵磁電流等。 直流電機的工作原理是建立在電和磁相互作用的基礎上。AlfJ = 2/Amm 。 8轉速調整率 n? n? = 0 1 5 6 5 1 5 0 0 4 . 3 % 1 5 %1500NNnnn? ?? ? ? 。 7機座軛部磁路長度 jL jL = () ( 6 5 .6 2 .8 ) 2 4 .6 64 4 2jjDhp? ?? ???? cm 。 6電樞軛磁路長度 jaL jaL = ( 2 ) ( 3 0 2 2 . 5 5 . 0 3 ) 7 . 8 44 4 2a s jaD h hp??? ? ? ? ? ? ? ?? cm 。 5實際氣隙磁通密度 B? B? = 70 .1 9 1 1 0 7 3 5 3 .91 6 .0 2 1 6 .2 5Npbl ?? ???? ? 高斯。jB =12500 高斯 5極身面積 mA mA = mmB??? = 1015000? =152 2cm 。mh = ( ) ( ) 30aD ??=( )cm 4機座內徑 ijD ijD = 22amDh??? = 30 2 0. 25 2 (13 .5 16 .5 )? ? ? ?=( 63 )cm 取 ijD =60cm 4主磁極實際高度 mh mh = ? ?1 22 ij aDD???= 1 ( 6 0 2 0 . 2 5 3 0 ) 1 4 . 7 52 cm? ? ? ? 4機座長度 jl jl = ( ) ( ) 16. 25l? ??=( cm 取 jl =32cm 50、預計主磁極磁通 39。 式中 bJ? —— 電刷電密初選值，取 bJ? =10A/ 2cm 。 3電樞內徑 iaD iaD = 22a s jaD h h???=30 2 2 ? ? ? ? ? cm 。 600V 直流機組電動機設計 18 2預計導線截面 CuaA? CuaA? = aaiJ? = = 2mm 。 換向器片間平均電壓 KavU KavU = 2 4 4 4 0 1 5 .9111NpUK ??? V ? 17 V。 齒距 at at = aDZ? = 3037?? = cm ? 。 電樞計算長度 l? 查圖 25，選取計算極弧系數 ??＝ ，并初設 NPP＝ ，由 下 式計算得 l? = 10paB AD???? ? ? ? emNPn = 11 26 .1 1 00 .6 8 9 2 0 0 3 5 0 3 0?? ? ?? 751500? ? 。有趣一對極磁路中兩個極的磁路情況是相似的，所以也可以只計算半條回路上各段的磁壓降，它們的綜合就等于每極勵磁磁勢。通過磁路計算還可以校核電機各部分磁通 密度選擇得是否合適。設計電機時，有時要選取幾種極數進行方案比較，才能確定合適的極數。此外，為了保證轉子有足夠的剛度，必須采用較粗的轉軸。再考慮到電流密度一定時，端部銅（鋁）耗將減少，因此，電機中總損耗下降，效率提高。但 eflD2 相同的電機，可以設計的細長，也可以設計的粗短。通常主要參考電機工業長期的經驗數據，并分析對比所設計電機與已有電機之間在使用材料．結構．技術要求等方面的異同后進行選取。對 一般小型電機，通常可高出15～ 20%左右。 當設計電機時，根據給定的NNnP 值，可先查得電樞外徑最大值至最小值的范圍。算得 aD 后，需將其調整至標準直徑。 3．繞組電路圖 單波繞組是把所有上層邊在 N 極下的 元件串聯起來構成一條支路，把所有上層邊在S 極下的元件串聯起來構成另一條支路。其他元件也如此。 第四步，聯繞組。第一步，先畫 16 根等長等距的實線，代表各槽上層元件邊，再畫 16 根等長等距的虛線， 代表各槽下層元件邊。其次，當沿圓周向一個方向繞了一周，經過 p 個串聯的元件后，其末尾所聯的換向片kpy，必須落在與起始的換向片相鄰的位置，才能使第二周繼續往下聯，即 1kpy Ku? （ ） 因此，單波繞組元件的換向器節距為 1k Kuy p? （ ） 式中正負號的選擇，首先要滿足 ky 是一個整數。若用表示換向片數 K ，則整個電樞繞組的元件數應等于換向片數，即。 600V 直流機組電動機設計 5 圖 直流電動機的原理模型 1磁極 ； 2電樞； 3換向器； 4電刷。后，導體 cd轉到 N極下，導體 ab轉到 S極下時，由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷 A流入，經導體 cd、 ab 后，從電刷 B 流出。換向器安裝在轉軸上，主要由許多換向片組成，片與片之間用云母絕緣，換向片數與元件數相等。 （ 1）電樞鐵心 電樞鐵心作用有二，一個是作為主磁路的主要部分；另一個是嵌放電樞繞組。主磁極、換向極和端蓋都固定在電機的機座上，所以機座又起了機械支撐的作用。主磁極的作用是能夠在電樞表面外的氣隙空間里產生一定形狀分布的氣隙磁密。 直流電動機的結構 直流電動機的工作原理僅僅揭示了如何利用基本電磁規律以實現 機電能量轉換的道理，但是要將其付諸應用，直流電機必須具有能滿足電磁和機械兩方面要求的合理的結構型式。無刷直流電動機的主要特征是具有與普通有刷直流電流電動機相似的機械特性以及必須有電子換向電路。拖動各種生產機械運轉，可以采用氣動，液壓傳動和電力拖動。直流電動機是一種具有高 效率、低磨損、低噪聲的電機機種 .本設計在介紹直流電動機設計中，關于相數、極數、槽數及繞組連接方式的選擇方法和應遵從的規律 .而且針對小功率直流電動機結構特點和工作性能，在電樞反應理論基礎上設計出功率為 55kw 的直流電動機。 3 月 13 日 3月 24日：畢業實習，撰寫實習報告 .。 作者簽名： 日期： 2 年月 5 日 畢業設計（論文）任務書 題目： 600V 直 流 機 組 電 動 機 設 計 姓名 系 電氣與信息工程系 專業 電氣工程及其自動化 班級