双转子无刷电机

摘 要

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 无刷电机是指无电刷和换向器（或集电环）的电机，又称无换向器电机。早在十九纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机得到了广泛的应用。但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。上世纪中叶诞生了晶体管，因而采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了。这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机，它克服了第一代无刷电机的缺陷。 “无刷直流电机”的概念已由最初的具有电子换相器的直流电机发展到泛指一切具有传统直流电机外部特性的电子换相电机。现今，无刷直流电机集电机、变速机构、检测元件、控制软件和硬件于一体，形成为新一代的电动调速系统。无刷直流电机具有最优越的调速性能，主要表现在:调速方便(可无级调速)，调速范围宽，低速性能好(启动转矩大，启动电流小)，运行平稳，噪音低，效率高，应用场合从工业到民用极其广泛。如电动自行车、电动汽车、电梯、抽油烟机、豆浆机、小型清污机、数控机床、机器人等等.直流无刷电动机驱动系统主要由驱动芯片MC33035、电子测速芯片MC33039、IR2103驱动芯片以及一些稳压电路等组

摘要

所谓的电机是一种能够把电机产生的电能迅速转化为机械能的设备。而传统所用的电机主要是指常规永磁电机所言，这种电机性能不好，容易受损和饱和，其定位力矩和启动都存在明显的问题。而高速永磁无刷电机目前应用广泛，而且已经越来越成为国际电工领域研究的热点，也在航空、电工、化工、医学、军工等各个行业得到追捧。特别对那些对电机质量和技术要求高的行业如航天和军事领域，对高速电机的要求更加严格。从起源来看，高速永磁无刷电机最早开始于日本，目前日本几乎百分之九十以上的生产生活电机都是使用这种新型电机。不仅可以节约能源，而且如果大规模使用这种电机还可以减少对环境的污染，起到一定的环保作用，这可以说是一种新型而理想的电机。虽说高速永磁无刷电机在欧美日等发达国家已经得到普遍的推广，但是由于其高技术含量和高难度的控制性，目前还无法进行大规模投产使用，其目前使用范围仅限于那些高端的行业如航空和军事等方面。

本文采用理论建模和有限元仿真相结合的方法，通过对高速永磁无刷电机的动力学特性和工作原理进行研究分析，并提出对其结构优化的认识，建立高速永磁无刷电机转子系统动力学数学模型。

关键词：高速电机；永磁；动力学特性；结构优化

I

Abstract

The motor i

电机与拖动基础

课程设计报告

设计题目： 学 号： 指导教师：

信息与电气工程学院 二零一六年七月

哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告 直流无刷电机本体设计

1. 设计任务

(1) 额定功率(2) 额定电压

PN?80W

nN?1000r/minUN?310V(3) 电动机运行时额定转速(4) 发电机运行时空载转速

nmax?6000r/min(5) 最大允许过载倍数??2.5 (6) 耐冲击能力

am?1500m/s2

(7) 机壳外径D?42mm

设计内容：

1. 根据给定的技术指标，计算电机基本尺寸，包括：定子铁心外径、定子铁心内径、铁心长度等。

2. 磁路计算，包括极对选择、磁钢选型、磁钢厚度、气隙长度等方面计算。 3. 定子绕组计算，包括定子绕组形式、定子槽数、绕组节距等计算。

2. 理论与计算过程

2.1 直流无刷电机的基本组成环节

直流无刷电动机的结构原理如图2-1-1所示。它主要由电机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。电机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼型绕组和其他起动装置。其定子绕组一般制成多相（三相、四相、五相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4,……）组成。图中的电机本体为三相电机。三相定

123456J?V+123V-45RIGHT6LEFT78OUT_V+9OUT -V10IN_H111IN_H212IN_H31314IN_I151617181920212212345678910111213141516171819202122Edge Con 22CHENWYPROJECTBCHENWYCPUCHENWYPLUSCHENWYPOWERCHENWYDRIVEBAACCDTitleDSizeBDate:File:1122334455NumberRevision2006-12-7Sheet of C:\\Documents and Settings\\..\\PROJECT.SCHDOCDrawn By66 AVCCAIN_H1RRes21KRC?1KRes2Cap Semi100pFGND1URRes25.1KRH1Optoisolator1VCCRes2C?5.1KCap100pFGNDC?Cap15pF1H2URSTGNDVCC9193110121314153938373635343332123RSTXTAL1EA/VPPRXD/P3.0INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5P0.0/AD0P

2 发电机解体及注意事项： 5.2.2.1 解体步骤：

1) 拆卸滑环连接引线及滑环架固定螺丝，提起电刷，拆卸接地电刷。 2) 打开两侧端盖，做好各部测量记录。

3) 检查转子大齿在垂直位置，待汽机拆卸靠背轮螺丝、励侧轴承地肢螺丝，抽出其垫片后，放入5—7根Ф12mm圆钢。

4) 在励侧轴承座上绑一根钢丝绳，接于励侧正前方的倒链上抽出转子。 5) 在汽侧用行车大钩吊起转子。 6) 行车与倒链并进抽出至第一段。

7) 转子汽侧端用工字钢和垫块支起，吊装假轴。

8) 用行车大钧吊起假轴，取下垫块，抽出工字钢，行车与倒链并进抽出至第二段。

9) 然后吊起假轴，待转子重心移出定子后，汽侧用工字钢和垫块支起。 10) 在转子中部装好衬垫木条，平稳吊出转子。 5.2.2.2 解体时注意事

1)拆卸的螺丝、稳销、垫片及各部件，应无损伤、短缺，妥善保存，保证原拆原装

2)吊端盖时要稳妥，切不可碰伤风叶、护环及定子线圈；

3)护环、风扇、滑环及引线处不得作为受力面使用，要保护轴径不受损伤； 4)抽转子时应用透光法检查，不得与定子碰撞，不得将转子直接放在定子铁芯上；

5)起吊转子时，在钢丝绳下必须垫20—30mm厚的衬

毕业论文

无刷直流电动机控制系统

——基于Freescale Cortex-M4

姓名 专业 毕业院校 所属部门 指导老师

李可以

电子信息科学与技术 河南科技大学 工程技术支持中心 范林云/吴帆/洪浩高

i

摘要

传统的有刷直流电机采用机械换向，导致换向不良，严重时会产生火花，调速范围较窄，维护量大。而无刷直流电机以电子线路代替电刷进行换向，具有结构简单、运行可靠、易于控制等优点，因此在无刷直流电机方面做出积极的研究是很有意义的。

本文先对无刷直流电机控制系统的相关背景、研究该课题的意义和目的、现阶段国内外无刷直流电机的研究现状进行了简要介绍。接着介绍和分析了整个无刷直流电机控制系统的整体功能和架构。然后介绍了系统的硬件系统，并对关键的模块进行分析。最后，对软件系统的原理进行了分析、说明。

最终可通过触摸按键操作ZTM串口屏，对无刷电机的各种参数进行设置，稳定可靠地控制电机工作。

【关键词】触摸按键、串口屏、无刷直流电机

ii

Abstract

The traditional brush dc motor adopts mechanical commutation, leading to the bad reversing . It may

发电机穿转子转子方案

白鹤电厂二期工程#1机组

发电机穿转子方案

1.工程概况及主要工程量： 1.1作业概述:

此次采用在汽端将转子加假轴接长并在转子励端加配重、滑车的方法进行转子穿装，同时汽机房80t行车进行配合。鉴于发电机穿转子在低缸扣盖之前进行，为了避免假轴与低压转子对轮相碰而导致穿装时行车多次换钩，故在发电机穿转子之前先将低压转子吊出，以方便转子的穿装。 1.2相关原始数据：

1.1总穿装长度：转子本体+假轴=10850+3300=14150mm。 1.2最大起吊重量：转子本体+接长轴+滑车+配重（含吊篮）：=52.8t+4t+0.6t+3.5t=60.9t。

1.3汽机单台行车可起吊重:80t(大钩)。

1.4定、转子部件间最小间隙：转子护环与定子挡风圈间隙5±1.5mm。 1.5转子中心标高：（从12.60m层平台起）0.9m 2.编制依据：

2.1东方电机有限公司提供的发电机厂家图。 2.2《电力建设安全工作规程》。

2.3东方电机有限公司提供的发电机安装说明书。 2.4汽机房行车已成功进行过100t负荷试验。 3.作业应具备的条件：

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发电机穿转子转子方案

3.1定子初步找正、找平完毕。

3.2定子就位、两端端罩安装

航模全系列无刷电机绕线方法详解

------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 一模型无刷电机是无刷电机输入是直流，工作是交流，属于无刷直流电机之三相无感（感应

器-霍尔）电机。

二N和P搭配的规律 N：电机绕组槽 P：磁钢

1、N必须是3的倍数，P必须是偶数（磁钢必须是成对的，所以必须是偶数）。

2、N数越小，最高转速越高。比如9N12P电机最高转速肯定高于12N14P，反之亦然。 3、P数越小，最高转速越高。例如12N10P的最高转速肯定高于12N16P，反之亦然。 4、N比P大，则相对转速更高。9N6P最高转速肯定高于9N12P，反之亦然。 5、同样的N，P越大扭力越强。扭力，12N16P大于12N14P大于12N10P。

6、一般情况下，N和P之间不能整除，比如12N6P，但是内转子有大量的12N4P结构，使用分布绕组。

三三角接法和星形（Y）接法

三角接法：三根线头尾相接 1头+2尾，2头+3尾，3头+1尾

星形接法：三根线尾尾相接 三

航模全系列无刷电机绕线方法详解

------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 一模型无刷电机是无刷电机输入是直流，工作是交流，属于无刷直流电机之三相无感（感应

器-霍尔）电机。

二N和P搭配的规律 N：电机绕组槽 P：磁钢

1、N必须是3的倍数，P必须是偶数（磁钢必须是成对的，所以必须是偶数）。

2、N数越小，最高转速越高。比如9N12P电机最高转速肯定高于12N14P，反之亦然。 3、P数越小，最高转速越高。例如12N10P的最高转速肯定高于12N16P，反之亦然。 4、N比P大，则相对转速更高。9N6P最高转速肯定高于9N12P，反之亦然。 5、同样的N，P越大扭力越强。扭力，12N16P大于12N14P大于12N10P。

6、一般情况下，N和P之间不能整除，比如12N6P，但是内转子有大量的12N4P结构，使用分布绕组。

三三角接法和星形（Y）接法

三角接法：三根线头尾相接 1头+2尾，2头+3尾，3头+1尾

星形接法：三根线尾尾相接 三

目录

任务书 ............................................................................................................................. I 开题报告 ....................................................................................................................... II 指导教师评审意见 ...................................................................................................... III 评阅教师评语 .............................................................................................................. IV 答辩记录及成绩评定 ...................