电机新设计第四章
新型电动机设计实用技术手册
新型电动机设计实用技术手册作者：蒋方山出版社：3册opy出版日期：2009年8月开本：16开册数：3册光盘数：0定价：798元优惠价：368元进入20世纪，书籍已成为传播知识、科学技术和保存文化的主要工具。
随着科学技术日新月异地发展，传播知识信息手段，除了书籍、报刊外，其他工具也逐渐产生和发展起来。
但书籍的作用，是其他传播工具或手段所不能代替的。
在当代, 无论是中国，还是其他国家，书籍仍然是促进社会政治、经济、文化发展必不可少的重要传播工具。
详细介绍：新型电动机设计实用技术手三册第一章多速异步电动机设计第一节概述第二节单绕组多速异步电动机的变极原理第三节用安导调制法设计反向变极绕组第四节用“槽号相位图法”设计反向变极绕组第五节用“槽号相位图法”设计换相变极绕组第六节单绕组三速电动机变极绕组设计第七节双绕组四速电动机变极绕组设计第八节变极绕组磁动势的谐波分析第九节单绕组双速异步电动机的设计特点第二章锥形异步电动机设计第一节概述第二节锥形异步电动机的类型和使用特点第三节额定数据和要求第四节设计分析与计算第五节电磁设计要点第六节锥形算步电动机电磁计算程序和算例第七节双速锥形异步电动机的设计第三章潜水异步电动机设计第一节潜水电动机的类型第二节潜水异步电动机的结构第三节井用潜水三相异步电动机设计计算第四节通用潜水电动机设计计算第五节矿用隔爆型潜水电动机设计计算第六节潜水单相异步电动机设计新型电动机设计实用技术手第四章实心转子与复合转子异步电动机设计第一节概述第二节实心转子异步电动机的等效电路第三节实心转子异步电动机的转子参数第四节实心转子异步电动机的磁场分析第五节实心转子异步电动机的派生结构及性能改进第六节双层转子异步电动机第七节复合转子异步电动机第八节实心转子和复合转子三相异步电动机的设计计算第五章三相盘式异步电动机设计第一节概述第二节盘式异步电动机结构型式和生产工艺第三节三相盘式异步电动机的主要尺寸和设计的基本关系式第四节盘式异步电动机的磁路特点和计算方法第五节盘式异步电动机的绕组设计第六节盘式异步电动机的参数、损耗和性能计算第六章直线异步电动机设计第一节概述第二节直线异步电动机的结构第三节直线异步电动机的工作原理第四节直线异步电动机的气隙磁场第五节直线异步电动机的等效电路第六节直线异步电动机的设计要点新型电动机设计实用技术手第一章特种电机概述第一节特种电机的定义与类型第二节特种电机的应用第三节特种电机的发展方向第二章无刷直流电动机及其控制系统第一节无刷直流电动机组成与特点第二节三相无刷直流电动机的主电路及其工作方式第三节无刷直流电动机的电枢反应第四节无刷直流电动机的基本公式第五节无刷直流电动机的运行特性第六节无刷直流电动机的转矩脉动第七节无刷直流电动机转子位置信号的检测第八节无刷直流电动机的控制原理及其实现第九节无刷直流电动机控制专用集成电路及其应用第十节无刷直流电动机的单片机控制第十一节基于,- 的无刷直流电动机无位置传感器控制第三章开关磁阻电机及其控制系统第一节开关磁阻电动机传动系统的组成与特点第二节开关磁阻电机的基本方程与性能分析第三节开关磁阻电动机的控制原理.第四节开关磁阻电动机的功率变换器第五节开关磁阻电动机传动系统的反馈信号检测第六节开关磁阻电动机的控制系统原理及其实现第七节基于./ 单片机的开关磁阻电动机控制器第八节基于01,.23. ,- 的开关磁阻电动机控制器第九节开关磁阻发电机新型电动机设计实用技术手第四章步进电动机及其控制第一节步进电动机的结构与工作原理第二节反应式步进电动机的特性第三节步进电动机驱动控制器的构成第四节步进电动机的功率驱动电路第五节步进电动机的角度细分控制第六节步进电动机的单片机控制第五章直线电动机第一节直线电动机概述第二节直线感应电动机第三节直线直流电动机第六章盘式电机第一节盘式电机概况第二节盘式直流电机第三节盘式永磁同步电机的结构和特点第七章超声波电动机第一节超声波电动机概况第二节超声波电动机的常见结构与分类第三节行波型超声波电动机的运行机理第四节行波型超声波电动机的驱动控制第一章励磁控制方式的演进与发展第一节励磁控制方式概述第二节线性多变量综合控制器第三节非线性我变量励梯控制器第四节电力系统电压调节器,-./第二章励磁系统性能的评价第一节励磁系统的静态特性第二节励磁系统的暂态响应第三章励磁系统的设计第一节励磁系统的控制特性第二节励磁系统的设计第三节励磁系统的规范第四节励磁装置与高次谐波新型电动机设计实用技术手第四章三相桥式整流线路的基本特性第一节概述第二节三相桥式整流器工作原理第三节第种换相状态第四节换相角第五节整流电压平均值第六节整流电压瞬时值第七节元件电流有效值第八节交流电流基波及谐波值第九节整流装置的功率因数第十节第种换相状态第十一节第种换相状态第十二节整流外特性曲线第十三节三相桥式逆变线路的工作原理第五章无刷励磁系统设计第一节无刷磁系统的发展第二节无刷励磁机组的结构第三节无刷励磁系统的技术规范第四节无刷励磁系统的组成第五节交流励磁机的电压响应特性牲第六节无刷励磁系统的控制放特性第七节无刷励磁系统的数学模型第八节发电机励磁参数的检测及故障报警第六章他励晶闸整流器励磁系统第二节他励晶闸管整硫器励磁系统的物征第三节谐波电流负载对辅助发电面电磁特性的影响第四节他励晶闸管整流器励磁系统参数计算第五节具有离、低压桥式整流器的他励晶闸管励磁系统第六节高、低压桥式整流线路参数的计算第七节他励昌闸管整流器励磁系统的暂态过程新型电动机设计实用技术手第七章静止晶闸管整流器自励励磁系统第一节概述录第二节自励晶闸管励磁系统的特征第三节自励晶闸管励磁系统的轴电压第四节低励限制与失磁保护的整定配合第五节励磁变压器的保护方式第八章自动励磁调节器第一节概述第二节数字控制的理论基础第三节数字采样与信号变换第四节控制运算第五节标么值的设定第六节数字式移相触发器第七节三相全控桥式整流线路的外特性第八节数字式励磁系统的描述第九章励磁变压器第一节概述第二节环氧干式励磁变压器的结构特征第三节环氧干式励磁变压器技术规范第四节励磁变压器的交流阻容保护新型电动机设计实用技术手第十章同步发电机的灭磁及转子过电压保护第一节概述第二节灭磁系统性能的评价第三节灭磁系统的特征第四节饱和对灭磁的影响第五节阻尼绕组回路对灭磁的影响第六节灭磁电阻的选择第七节灭磁方式的展望第八节发电机转子回路的过电压保护第九节过电压保护回路的设计原则新型电动机设计实用技术手开关磁阻调速电动机的设计与控制第一章开关磁阻调速电动机的基本原理第一节系统组成及工作原理第二节常用分析与计算方法第二章开关磁阻调速电动机的控制策略第一节起动控制第二节换相控制第三节固定导通角,-. 调速控制第四节变导通角调速控制第五节制动控制第六节正、反转对称控制第三章开关磁阻电动机的电磁设计第一节主要技术指标第二节主要参数及尺寸与电磁转矩的关系第三节主要尺寸的确定第四节定子绕组设计,第五节设计步骤及实例,新型电动机设计实用技术手第四章开关磁阻调速电动机功率变换器设计- 第一节功率变换器主电路的选用原则-第二节功率开关器件的选用及驱动电路设计第三节功率变换器设计方法,第四节低压供电功率变换器设计实例,-第五章开关磁阻电机操作应用实例第一节工矿电机车传动系统第二节高速传动系统-第三节通用传动系统-第四节发电机系统--第六章开关磁阻调速电动机系统设计-第一节主要功能-第二节软件结构第一章超声波电机基础第一节超声波基础第二节驻波和行进波第三节瑞利波与弯曲波.第四节机械摩擦第五节压电陶瓷和振动子.,新型电动机设计实用技术手第二章振动方向变换型超声波电机第一节概述第二节楔子型超声波电机第三节扭转耦合子型超声波电机第三章行进波型超声波电机,第一节波的基本方程式,第二节弦的振动、驻波和行进波第三节行进波参数.第四节行进波的产生及梁的波动方程式第五节梁的振动和椭圆运动的形成第六节回转体上的行进波第七节行波型超声波电机的设计与试制第四章对称型超声波电机第一节电机结构与驱动原理第二节试验方法、试验结果及分析第三节特点及结论新型电动机设计实用技术手第五章纵扭复合型超声波电机第一节概述第二节运行原理第三节试验方法及其结果第六章超声波直线电机第一节概述第二节结构及驱动原理第三节设计方法第四节工作特性和结论第七章超声波悬浮直线电机第一节概述第二节浮动物体的平衡原理第三节振动源第四节平衡力的数值分析第五节实测与结论第八章超声波电机的应用第一节概述第二节超声波电机的应用第三节超声波电机技术展望第六篇防爆电机的设计与安全控制系统第一章国际防爆电机的发展趋势第一节国外防爆电动机品种第二节国外防爆电动机企业和市场第三节行业活动第四节防爆电动机研究和发展情况第五节防爆技术水平第六节防爆电动机发展趋势第二章防爆电机结构设计特点第一节火灾与爆炸危险环境的划分第二节防爆基本知识第三节隔爆型防爆电机结构设计特点第四节增安型防爆电机设计特点第三章影响防爆电机长周期运行的因素第一节电机运行的现状及问题第二节电机设计方面存在的问题第三节电机制造工艺方面存在的问题第四节电机检修拆装方面存在的问题新型电动机设计实用技术手第四章为防爆电机长周期运行而进行改造的几个实例第五章科研及其应用第一节有关爆炸性物质的性质的研究第二节有关防爆电气设备的研究7第三节大型防爆电动机箱体环流引起爆炸事故及其研究8 第六章国际防爆检验研究机构第一节联邦德国物理技术研究院第二节英国电气设备认证中心第三节挪威电工材料试验所第四节日本产业安全研究所第五节美国保险商试验所第六节美国工厂联研会第七节加拿大标准协会第八节澳大利亚煤矿安全试验和研究站新型电动机设计实用技术手第一章共振式直线电机模型的机电分析第一节双质体振动机械在机电共振状态下的力学分析第二节共振式直线电机初级模型的机电分析第三节共振式直线电机中级模型的机电分析第四节共振式直线电机高级模型的机电分析第二章电机参数的优化设计3第一节多数模接续和多因素递增的优化算法3第二节电机结构参数的计算3第三节电机高级模型优化设计的目标函数第四节显化参量逐次逼近算法第五节电机优化设计的程序框图第六节实验结果分析第三章共振式直线电机电磁场与电磁力的有限元分析第一节直线电机磁场的数值计算第二节直线电机电磁吸力特性的数值计算第三节实例计算分析第四章忽略铁磁阻时共振式直线电机高级模型的机电分析第一节求解主磁通和磁压降的边值问题第二节求磁通链与电流的关系第三节电流与电压的关系第四节电磁力的分析和推理第五节电机优化设计的目标函数新型电动机设计实用技术手第五章共振式直线电机及其变流器的总体功率因数研究第一节直线电机的功率因数分析第二节变流器的视在功率传输比第三节电网侧总体功率因数分析第四节实验结果及结论第一章微特电机的分类与发展趋势第一节微特电机的基本用途第二节微特电机的分类第三节微特电机的基本要求第四节微特电机的发展概况和发展趋势第二章伺服电动机与伺服系统第一节概述第二节直流伺服电动机第三节直流力矩电动机第四节交流异步伺服电动机第五节交流同步伺服电动机第六节数字化交流伺服系统第七节伺服电动机应用举例第三章测速发电机第一节概述第二节直流测速发电机第三节交流异步测速发电机第四节测速发电机的应用举例新型电动机设计实用技术手第四章自整角机第一节概述第二节力矩式自整角机第三节控制式自整角机第四节差动式自整角机第五节其它型式的自整角机第六节多台自整角接收机的并联运行第七节自整角机应用举例第五章旋转变压器第一节概述第二节正余弦旋转变压器第三节线性旋转变压器第四节旋转变压器的误差及其改进措施第五节双通道测角系统与多极旋转变压器第六节感应移相器第七节感应同步器第八节数字式旋转变压器第九节旋转变压器产品的选择与使用第十节旋转变压器的应用举例新型电动机设计实用技术手第六章单相交流串励电动机第一节概述第二节单相串励电动机的基本结构和工作原理第三节单相串励电动机的工作特性第四节单相串励电动机的调速第五节单相串励电动机产生的干扰及其抑制措施第六节单相串励电动机的应用新型电动机设计实用技术手新型电动机设计实用技术手新型电动机设计实用技术手册新型电动机设计实用技术手册新型电动机设计实用技术手册新型电动机设计实用技术手三册第一章多速异步电动机设计第一节概述第二节单绕组多速异步电动机的变极原理第三节用安导调制法设计反向变极绕组第四节用“槽号相位图法”设计反向变极绕组第五节用“槽号相位图法”设计换相变极绕组第六节单绕组三速电动机变极绕组设计第七节双绕组四速电动机变极绕组设计第八节变极绕组磁动势的谐波分析第九节单绕组双速异步电动机的设计特点第二章锥形异步电动机设计第一节概述第二节锥形异步电动机的类型和使用特点第三节额定数据和要求第四节设计分析与计算第五节电磁设计要点第六节锥形算步电动机电磁计算程序和算例第七节双速锥形异步电动机的设计第三章潜水异步电动机设计第一节潜水电动机的类型第二节潜水异步电动机的结构第三节井用潜水三相异步电动机设计计算第四节通用潜水电动机设计计算第五节矿用隔爆型潜水电动机设计计算第六节潜水单相异步电动机设计新型电动机设计实用技术手第四章实心转子与复合转子异步电动机设计第一节概述第二节实心转子异步电动机的等效电路第三节实心转子异步电动机的转子参数第四节实心转子异步电动机的磁场分析第五节实心转子异步电动机的派生结构及性能改进第六节双层转子异步电动机第七节复合转子异步电动机第八节实心转子和复合转子三相异步电动机的设计计算第五章三相盘式异步电动机设计第一节概述第二节盘式异步电动机结构型式和生产工艺第三节三相盘式异步电动机的主要尺寸和设计的基本关系式第四节盘式异步电动机的磁路特点和计算方法第五节盘式异步电动机的绕组设计第六节盘式异步电动机的参数、损耗和性能计算第六章直线异步电动机设计第一节概述第二节直线异步电动机的结构第三节直线异步电动机的工作原理第四节直线异步电动机的气隙磁场第五节直线异步电动机的等效电路第六节直线异步电动机的设计要点新型电动机设计实用技术手第一章特种电机概述第一节特种电机的定义与类型第二节特种电机的应用第三节特种电机的发展方向第二章无刷直流电动机及其控制系统第一节无刷直流电动机组成与特点第二节三相无刷直流电动机的主电路及其工作方式第三节无刷直流电动机的电枢反应第四节无刷直流电动机的基本公式第五节无刷直流电动机的运行特性第六节无刷直流电动机的转矩脉动第七节无刷直流电动机转子位置信号的检测第八节无刷直流电动机的控制原理及其实现第九节无刷直流电动机控制专用集成电路及其应用第十节无刷直流电动机的单片机控制第十一节基于,- 的无刷直流电动机无位置传感器控制第三章开关磁阻电机及其控制系统第一节开关磁阻电动机传动系统的组成与特点第二节开关磁阻电机的基本方程与性能分析第三节开关磁阻电动机的控制原理.第四节开关磁阻电动机的功率变换器第五节开关磁阻电动机传动系统的反馈信号检测第六节开关磁阻电动机的控制系统原理及其实现第七节基于./ 单片机的开关磁阻电动机控制器第八节基于01,.23. ,- 的开关磁阻电动机控制器第九节开关磁阻发电机新型电动机设计实用技术手第四章步进电动机及其控制第一节步进电动机的结构与工作原理第二节反应式步进电动机的特性第三节步进电动机驱动控制器的构成第四节步进电动机的功率驱动电路第五节步进电动机的角度细分控制第六节步进电动机的单片机控制第五章直线电动机第一节直线电动机概述第二节直线感应电动机第三节直线直流电动机第六章盘式电机第一节盘式电机概况第二节盘式直流电机第三节盘式永磁同步电机的结构和特点第七章超声波电动机第一节超声波电动机概况第二节超声波电动机的常见结构与分类第三节行波型超声波电动机的运行机理第四节行波型超声波电动机的驱动控制第一章励磁控制方式的演进与发展第一节励磁控制方式概述第二节线性多变量综合控制器第三节非线性我变量励梯控制器第四节电力系统电压调节器,-./第二章励磁系统性能的评价第一节励磁系统的静态特性第二节励磁系统的暂态响应第三章励磁系统的设计第一节励磁系统的控制特性第二节励磁系统的设计第三节励磁系统的规范第四节励磁装置与高次谐波新型电动机设计实用技术手第四章三相桥式整流线路的基本特性第一节概述第二节三相桥式整流器工作原理第三节第种换相状态第四节换相角第五节整流电压平均值第六节整流电压瞬时值第七节元件电流有效值第八节交流电流基波及谐波值第九节整流装置的功率因数第十节第种换相状态第十一节第种换相状态第十二节整流外特性曲线第十三节三相桥式逆变线路的工作原理第五章无刷励磁系统设计第一节无刷磁系统的发展第二节无刷励磁机组的结构第三节无刷励磁系统的技术规范第四节无刷励磁系统的组成第五节交流励磁机的电压响应特性牲第六节无刷励磁系统的控制放特性第七节无刷励磁系统的数学模型第八节发电机励磁参数的检测及故障报警第六章他励晶闸整流器励磁系统第一节概述第二节他励晶闸管整硫器励磁系统的物征第三节谐波电流负载对辅助发电面电磁特性的影响第四节他励晶闸管整流器励磁系统参数计算第五节具有离、低压桥式整流器的他励晶闸管励磁系统第六节高、低压桥式整流线路参数的计算第七节他励昌闸管整流器励磁系统的暂态过程新型电动机设计实用技术手第七章静止晶闸管整流器自励励磁系统第一节概述录第二节自励晶闸管励磁系统的特征第三节自励晶闸管励磁系统的轴电压第四节低励限制与失磁保护的整定配合第五节励磁变压器的保护方式第八章自动励磁调节器第一节概述第二节数字控制的理论基础第三节数字采样与信号变换第四节控制运算第五节标么值的设定第六节数字式移相触发器第七节三相全控桥式整流线路的外特性第八节数字式励磁系统的描述第九章励磁变压器第一节概述第二节环氧干式励磁变压器的结构特征第三节环氧干式励磁变压器技术规范第四节励磁变压器的交流阻容保护新型电动机设计实用技术手第十章同步发电机的灭磁及转子过电压保护。
MotorCAD手册
什么是MotorCAD？MotorCAD是用于电机热设计的计算机辅助软件包，采用热路的方法对电机进行热分析和方案优化设计，是全球唯一一款基于热路分析的电机热设计软件。
MotorCAD可以给设计者提供快速的计算方法和精确的计算结果，不仅可以进行参数化计算，而且还能寻找对散热影响最大的变量，可参数化几何结构、物理属性等变量，功能非常强大。
MotorCAD使用方便、简单易懂，即使是非专业人员也可以很快掌握，非常适用于工程实际。
MotorCAD电机库类型：无刷永磁电机、无刷永磁外转子电机、感应电机、开关磁阻电机、直流电机、同步电机、爪极电机、单相感应电机。
MotorCAD的热分析方法目前，电机热设计领域的主要方法包括经验法、数值方法（如FEA、CFD）、热路模型，MotorCAD采用热路计算方法。
经验法经验法一般是基于简单的估算、同比例的放大缩小、测试数据等，其优点是无需计算工具、计算速度快；但是其缺点也十分明显，精算精度差，特别是在设计新型电机的情况下，往往无经验数据可参考，并且经验法无法进行参数化设计，无法知道变量的权重大小。
数值计算方法数值计算法主要包括FEA和CFD两种算法，数值计算方法具有精度高、可参数化计算、后处理强大等特点，但是FEA和CFD软件学习困难、对计算机要求高、计算时间长，参数化计算需要大量的存储空间和很长的计算时间，计算效率低下。
热路计算法目前电机热设计的一个趋势是采用集总热路的计算方法，可对多种电机的稳态和瞬态热分布进行计算，最新的MotorCAD具有优秀的人机交互界面，操作简单，易于掌握，是电机热设计非常有效的工具。
第一章软件界面MotorCAD 提供8中电机类型，永磁无刷电机、感应电机、开关磁阻电机、无刷永磁外转子电机、永磁电机、同步电机、爪极电机、单相感应电机等。
图1.1 电机类型选择图1.2 操作界面软件界面主要包括工具栏菜单及操作界面，操作界面如图1.2红线部分所示，包括几何设置、绕组设置、数据输入、温度计算、数据输出、瞬态计算、热路编辑、参数化计算和脚本编辑等。
永磁电机设计计算手册
永磁电机设计计算手册第一章永磁电机基础知识概述1.1 永磁电机的发展历史永磁电机是利用永磁材料产生永磁场，通过与电流的相互作用产生转矩从而实现动力传递的一种电动机。
永磁电机的历史可以追溯到 19 世纪初，当时英国科学家 Faraday 通过实验最早发现磁场与导体之间的相互作用。
随后，人们利用永磁材料和电流相互作用的原理，逐渐发展出了永磁电机的原型，并不断进行改进，使其性能不断提升。
20 世纪以来，随着先进材料和技术的不断发展，永磁电机在各个领域都得到了广泛应用，并成为电动机领域的重要一员。
1.2 永磁电机的分类永磁电机可以根据永磁材料的不同以及结构形式的不同进行分类。
按照永磁材料的不同，永磁电机可以分为硬磁永磁电机和软磁永磁电机两大类。
硬磁永磁电机采用永磁材料为NdFeB 等硬磁材料，具有较高的磁场强度和稳定性；而软磁永磁电机采用永磁材料为SmCo 等软磁材料，具有较高的抗腐蚀性和较低的磁场强度。
按照结构形式的不同，永磁电机可以分为平内磁式、平外磁式、内转子外定子式等多种形式。
1.3 永磁电机的工作原理永磁电机的工作原理主要是通过永磁材料产生的永磁场与电流之间的相互作用，产生电磁转矩，从而实现动力传递。
永磁电机一般由定子、转子、永磁体、绕组等部件组成。
当给定子绕组通电产生磁场时，永磁体的永磁场与定子绕组的磁场相互作用，产生电磁转矩，从而驱动转子运动。
1.4 永磁电机的优点与传统的电磁电机相比，永磁电机具有体积小、重量轻、效率高、响应快、寿命长等诸多优点。
首先，永磁电机采用永磁材料产生永磁场，无需外部电流激励，因此没有电励磁损耗，效率更高。
其次，永磁电机由于采用永磁材料，所以具有较小的体积和重量，适合于一些对重量和体积要求较高的场合。
此外，永磁电机具有瞬时响应快、寿命长、维护方便等优点。
因此，在诸如汽车、家电、工业生产等领域得到了广泛应用。
1.5 永磁电机的应用领域永磁电机由于其体积小、重量轻、效率高、响应快等优点，因此在各个领域都得到了广泛应用。
机电综合设计
机械电子工程课程设计指导书浙江大宁波理工学院目录第一章概述 (2)一、机电专业课程设计目的 (2)二、机电专业课程设计的任务和要求 (2)三、机电专业课程设计的时间及进度安排 (2)第二章课程设计流程分析 (4)一、课程设计的应知与应会 (4)二、课程设计中的创新与综合 (4)三、课程设计的基本流程 (4)第三章总体方案设计 (6)一、驱动控制方式选择 (6)二、传动形式确定 (6)第四章步进电机的参数计算与选型 (7)第一节 步进电动机的分类 (7)第二节 步进电机的参数计算 (8)第三节 常用步进电机特性参数 (13)第五章机械系统设计计算 (21)第一节 齿轮传动副的选用 (21)第二节 滚珠丝杠设计计算 (23)第三节 滚动导轨设计计算 (30)第四节 联轴器的选用 (32)第五节 机械系统装配图基本要求 (33)第六章二坐标工作台数控装置设计与分析 (36)第一节 数控工作台电气原理图设计要求 (36)第二节 步进电机控制电路 (36)第三节 输入/输出通道设计 (39)第四节 人机交互通道配置与接口 (41)第五节 光电隔离电路设计与应用 (44)第六节 电源设计与选择 (48)第七节 典型数控工作台电气原理图分析 (52)第七章设计说明书撰写 (61)一、基本要求 (61)二、主要内容 (61)第八章课程设计资料提交与答辩 (62)一、设计资料提交 (62)二、答辩准备 (62)三、成绩评定 (62)附录 (63)第一章概述一、机电专业课程设计目的本课程设计是学生在完成专业课程学习后，所进行的机电一体化设备设计的综合性训练。
通过该环节达到下列目的：1、巩固和加深专业课所学的理论知识；2、培养理论联系实际，解决工程技术问题的动手能力；3、进行机电一体化设备设计的基本功训练，包括以下10个方面的基本功：1）查阅文献资料； 2）分析与选择设计方案；3）机械结构设计； 4）电气控制原理设计；5）机电综合分析； 6）绘制工程图；7）运动计算； 8）动力计算和精度计算；9）撰写设计说明书； 10）贯彻设计标准。
电机与运动控制课程设计
电机与运动控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电机的基本原理和分类，掌握电机在运动控制中的应用。
2. 学习电机的主要参数，如电压、电流、功率、转速等，并能运用相关公式进行计算。
3. 掌握电机运动控制的基本方法，包括启动、停止、正反转、调速等。
技能目标：1. 能够正确选择和使用电机，进行简单的运动控制电路设计。
2. 学会使用运动控制相关器件，如继电器、接触器、控制器等，完成电机控制电路的搭建。
3. 培养实际操作能力，能够独立完成电机运动控制实验，并对实验结果进行分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机与运动控制技术的好奇心和探索精神，激发学生学习兴趣。
2. 培养学生的团队合作意识，学会在小组合作中共同解决问题，提高沟通与协作能力。
3. 增强学生的环保意识，了解电机在节能减排方面的作用，培养学生的社会责任感。
本课程针对高中年级学生，结合电机与运动控制相关知识，注重理论与实践相结合。
在教学过程中，关注学生特点，充分调动学生的主观能动性，培养其创新思维和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握电机与运动控制的基本知识和技能，为后续相关专业学习打下坚实基础。
同时，注重培养学生的情感态度和价值观，使其成为具有创新精神和责任感的新时代青年。
二、教学内容1. 电机原理及分类：介绍电机的基本工作原理，包括电磁感应定律；讲解直流电机、交流电机、步进电机等常见电机类型及其特点和应用场景。
教材章节：第一章 电机原理与分类2. 电机主要参数：学习电机的主要技术参数，如电压、电流、功率、转速等；掌握相关计算公式和相互之间的关系。
教材章节：第二章 电机的主要技术参数3. 运动控制基本方法：讲解电机启动、停止、正反转、调速等基本控制方法；介绍相应控制器件，如继电器、接触器、控制器等。
教材章节：第三章 电机运动控制基本方法4. 运动控制电路设计：学习运动控制电路的设计原理，包括控制电路的搭建、调试和优化；进行实际操作练习。
电机电控课程设计
电机电控课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电机的基本工作原理，掌握不同类型电机的特点及应用场景；2. 学会分析电机控制系统的电路图，理解电控系统的工作原理；3. 掌握电机参数的测量方法，能够对电机性能进行评估。
技能目标：1. 能够正确选择和使用电机及电控器件，进行基本的电路连接和调试；2. 能够运用所学的电机控制知识，设计简单的电机控制系统，实现电机的启动、停止、正反转等功能；3. 能够分析和解决电机运行过程中出现的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机电控技术的兴趣，激发学习热情，增强探究精神；2. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力；3. 增强学生的环保意识，认识到电机电控技术在节能减排方面的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电机电控技术相关课程，旨在让学生掌握电机及电控器件的基本原理和应用。
针对初中年级学生，课程内容需结合实际，注重理论与实践相结合。
学生在学习过程中需具备一定的动手操作能力，同时注重培养其创新能力、团队协作能力及环保意识。
二、教学内容1. 电机原理及分类：介绍电机的基本工作原理，包括电磁感应、电磁力等，分析直流电机、交流电机、步进电机等不同类型电机的特点及应用场景。
教材章节：第一章 电机原理及分类2. 电机控制系统：学习电机控制系统的基本组成部分，掌握常用电控器件如继电器、接触器、晶体管等的工作原理和应用，分析电机控制电路图。
教材章节：第二章 电机控制系统3. 电机参数测量与性能评估：讲解电机参数的测量方法，如电阻、电感、转速等，学会使用相关仪器，并能对电机性能进行评估。
教材章节：第三章 电机参数测量与性能评估4. 电机控制电路设计与实践：学习设计简单的电机控制电路，实现电机的启动、停止、正反转等功能，并进行实际操作与调试。
教材章节：第四章 电机控制电路设计与实践5. 电机故障分析与维修：分析电机运行过程中可能出现的故障，学习相应的排查与维修方法，提高实际操作能力。
电机电机设计第2版——高等学校教材陈世坤主编
m1 m2
(
N1Kdp1 N2 Kdp2
)2
R2
m1, m2 定转子相数
N1, N2 每相串联匝数 Kdp1, Kdp2 基波绕组系数
4.1 绕组电阻的计算
二、感应电机 2、感应电机转子绕组每相电阻 （2）鼠笼绕组
特点：ⅰ） m2 Z2 是多相绕组，相数等于转子槽数；
Kdp2 1
N2
1 2
4.3 主电抗计算
二、异步电机励磁电抗的计算方法
2、计算 X m
（7）
X
* m
Xm U N
I N1X m U N
EN1 U N
N1 N
FN1 FN
IN1
FN1, N1, EN1 —由定子额定电流产生的基波磁势、基波磁通及所感生电势
（ I0 IN1 假想） EN1 I0Zm IN1(rm xm ) Im xm
m1 (2 lef 0
2m
p
NKdp1I
1
ef
)N1Kdp1
0
2m
p
(
NKdp1)2
I
2
lef
ef
4.3 主电抗计算
二、异步电机励磁电抗的计算方法
2、计算 X m
（6）
Xm
m1 2I
2
f
4
f 0
N2 pq
lef
m
4
f
0
(NKdp1)2 p
lef
ef
m
2
m Kd2p1
q ef
主磁路的比磁导
ⅰ）端环电阻 → 导条
端环电阻：
RR
DR w
Z2 AR
RR
w
DR
Z2 AR
电机第四章《电机设计(第2版)——高等学校教材》陈世坤 主编
2 2 IB RR I R RR IR 2 RR ( ) RR IB
4.1 绕组电阻的计算
二、感应电机 2、感应电机转子绕组每相电阻 （2）鼠笼绕组
IR 2p 如何求 的关系：每相邻导条电流之间相位差等于槽距电角 Z2 IB
相邻两段端环的电流相位差也等于
ⅰ）端环电阻 → 导条
4.4 漏电抗计算
一、槽漏抗的计算
1、单层整距绕组的槽漏抗 槽高部分（ h 1） （2）矩形开口槽单层整距绕组的槽漏抗
2 I 2 IN S
x F s2 h 1
F s2 dx b s dxl 0 ef x d d N x xh s 1 h h 2 1 2I 1 d l N x s2 0 0 ef s 3b s
交流电阻： 绕组通以交流时，由于集肤效应，电阻值较通直流时增大。
Rc K F R
K F 电阻增加系数( K F 1) R 电流电阻
4.1 绕组电阻的计算
一、直流电机
N a lc Ra w Ac (2a ) 2
N a 导体总数 lc 线圈或元件平均半匝长 Ac 导体截面积 2a 并联支路数
IB IR
∴导条电流等于相邻两端环电流之差（∵
很小）
Z IR 2 I B 2 p
IR
IR
IB 2sin
2
IB 2sin源自p 2IB
p
Z2 Z2 Z I RR ( R )2 RR ( 2 )2 RR IB 2 p
4.1 绕组电阻的计算
二、感应电机 2、感应电机转子绕组每相电阻 （1）鼠笼绕组
二、异步电机励磁电抗的计算方法
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电机新设计第四章
补充：永磁电机结构拓扑
选择永磁电机结构拓扑考虑的因素 用途、性能、成本
1、有利于充分发挥永久磁铁的特性。 2、考虑永磁铁对电枢反应去磁作用的抵抗能力。 3、考虑对感应电势波形的影响。 4、考虑转子加工、装配的工艺性和发展。 5、考虑漏磁的大小。 6、考虑阻尼效果。 7、考虑转子表面脉振损耗的大小。
对永磁电机不需要设计计算励磁绕组，但要计 算和确定磁铁的体积、尺寸和工作点。
永磁同步发电机的参数校核和计算必需借助磁 铁工作图进行，所以应先作出磁铁工作图，然 后依据磁铁工作图进行参数的校核和计算。
永磁电机特性的计算及其变化规律与电励磁电 机比较也有不少特点和区别。
在一些设计参数的选择上永磁同步发电机也有 它的特点，往往与所选用的永磁材料的性能有 关。
型号： 最大磁能积（kJ/m3) 缺点：Hc小，去磁曲线非线 性，拆装很麻烦
电机新设计第四章
2、铁氧体永磁材料
制造：锶或钡与氧化铁的 粉末冶金 特点： 去磁曲线基本成线性 价廉 剩余磁感应强度小 矫顽磁场强度大 最大磁能积较小 机械强度差
电机新设计第四章
3、稀土永磁材料
制造：稀土元素和钴组成的金 属化合物，原料制粉后在磁场 中模压成型，再烧结而成
电机新设计第四章
2、永磁铁工作点
工作线 a
回复直线
a
A
a
工作线
B
Br
tg
Bm Hm
0
Im
D
Bm a’点为不稳定 工作点 a为工作点
H
HCJ
H CB
Hm
O
图4－4 永久磁铁的工作点
回复直线的斜 率tgβ称回复磁 导率或可逆磁 导率μr
电机新设计第四章
3、磁能积
B J＝ f (H )
B 去磁曲线上每一点纵坐
1、永磁铁的去磁曲线和内禀磁化曲线
BJ f (H )
B B0(J H) Br
B0 0H B f (H )
H
H CJ
H CB
H
图 4-3 永 久 磁 铁 的 特 性
BJ
几个特征点的参数： Br——剩磁感应强度。 HCB或简写为HC—— 磁感应矫顽力（或简 称矫顽力）。 HCJ——内禀矫顽力。 它表示欲使内禀磁感 应BJ将为零。
ห้องสมุดไป่ตู้
电机新设计第四章
PMSM最重要的电磁参数：
永磁磁链（通过气隙） 交轴、直轴电感
转子永磁体（性能、体积、位置参数）决定空载磁 场大小，对应空载电势E0； 直轴电枢反应电感Lad、交轴电枢反应电感Laq、 绕组漏感Lσ； 直轴电感Ld=Lad+Lσ 、交轴电感Lq=Laq+Lσ
电机新设计第四章
PMSM永磁电机方程
电机新设计第四章
永磁电机的应用发展现状
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
5、永磁材料本身磁性能的稳定
磁性能变化包括可逆的和不可逆的两部分。其中 可逆变化（如磁性能随温度的可逆变化）我们是无 能为力的。而产生的不可逆变化，这在电机工作的 过程中是不允许的，应在电机装配前尽力消除之。
电机新设计第四章
4.3永磁电机常用的永磁材料
1、铝镍钴系永磁材料
制造：材料、浇铸、强磁场 冷却定向结晶 特点： 剩余磁感应强度高 热稳定性好 机械强度好，便于机械加工
电机新设计第四章
4.2永久磁铁的基本特性
硬磁：磁滞回线宽 较高的剩余磁感应强度Br 较高的矫顽磁场强度 Hc 较大的磁能积 BmHm
内禀磁化强度J是定向结集的微观电流所产生的等效 磁场强度。
将因磁畴定向结集而在铁磁物质内部产生的磁感应BJ
表示为： BJ 0J
B B 0 B J 电机 新设计0 第H 四章 0 J 0 ( H J )
is 32(iAiB2iC)
us
Rsis
Ls
dis dt
d dt
(f
ejr
)
Ls是电感矩阵，各相的自感与互感构成
气隙均匀， Ls为常数，气隙不均匀， Ls与转子位置有关
3/2变换，去耦合互感
旋转定向，双反应理论，电感恒值
4.1稀土永磁同步电机转子结构特点
3 1 6
SN 7
绕组
铁芯
δ SN
径向磁化结构 切向磁化结构 轴向磁化结构 磁铁在永磁电机中的作用 第一，代替电励磁绕组作为磁势源。 第二，作为磁路的一部分，较大磁阻。
电机新设计第四章
电磁设计方面与电励磁电机设计的主要差别:
首先要根据技术要求选择合适的永磁转子结构 和永磁材料。
特点：
剩余磁感应强度高 矫顽磁场强度高 最大磁能积高 价格高、机械性能较差
钕铁硼永磁材料 更高磁能积、价廉
（NdFeB）
热稳定性较差
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
电机新设计第四章
4、如何选择永磁材料
在选择永磁电机用永磁材料时，主要应考虑下列 几点：
能产生较大的气隙磁场； 磁场的稳定性，其中包括本身磁场的稳定（例
概述
永久磁铁励磁 特点:损耗小、效率高、结构简单、可靠性高
电机新设计第四章
1120kW
２００６年１０月，包头市汇全 稀土实业（集团）有限公司、内 蒙古科技大学和包头市爱 能控制 工程有限公司共同组成产学研联 合体，对兆瓦级大型并网风力发 电机组项目展开攻关，并成功研 制出世界第一台兆瓦级双电枢混 电合机新励设磁计第风四章力发电机组。
标的乘积BmHm代表单位 体积永磁铁磁能的两倍，
a
B r 称为磁能积。
去磁曲线上不同点的磁
a B＝ f (H ) a
B m 能积BmHm大小不同，我 们把其中乘积最大的称
H H CJ
H CB
Hm
O
图 4－ 5 具 有 直 线 型 去 磁 曲 线 的 永 久 磁 铁工作点
为永久磁铁的最大磁能 积（BmHm）max，简写 为（BH）m。
最大磁能积代表该永磁
(BH)m
1 4
Br
Hc
铁单位体积所可能提供 的最大磁能，所以是永
久磁铁的重要参数之一。
电机新设计第四章
4、可逆温度系数和居里温度
温度每升高一度磁感应可逆变化的百分数称磁 感应温度系数或剩磁感应温度系数
Br
Brt0Brt1 100% Brt0(t1t0)
B mB m (t0)[1B(t1t0)]