开关磁阻电机的电磁设计

基于MATLAB的开关磁阻电动机控制仿真

收稿日期:20042042021 　肖　芳　女　1981年生;中国矿业大学信电学院在读硕士研究生,研究方向为电机与电器1 基于MA TLAB 的开关磁阻电动机控制仿真肖　芳中国矿业大学信电学院,江苏徐州(221008) 摘　要　由于开关磁阻电机结构与运行原理特殊,其分析研究比其他电机相对困难。笔者运用MA TLAB -SIMUL IN K 建立了开关磁阻电动机的准线性仿真模型。在此基础上进行了PWM 控制算法的仿真,结果表明系统动静态性能均较好。关键词　开关磁阻电动机　模型　PWM 仿真 Controlling Simulation of Switched R eluctance Motor B ased on MAT LAB Xiao Fang Abstract The construction and operation principle of the Switched reluctance mo 2tor is special ,so analysis and study of it is more difficult than other motors.The quasi 2linear simulation model of the switched reluctance motor is established by MA TLAB 2SIMUL IN K.The simulation of PWM controlling algorithm is carried out on the basis of it.The restult shows that both the dynamic and static performances of the system are very good. K ey w ords Switched reluctance motor ,model ,PWM ,simulation. 1　引言开关磁阻电动机(SRM )因其结构简单、坚固,工作可靠,效率高,由其构成的调速系统—开关磁阻电动机调速系统(SRD )运行性能和经济指标比普通的交流调速系统,其至比晶闸管—直流电动机系统都好,具有很大的应用潜力[1]。但由于研究历史短,涉及的技术内容极为广泛,加之SRM 本身的非线性特性,使得SRD 在理论和应用方面还需要做大量的研究工作。开关磁阻电机的运行遵循“磁路最短”原理,在这一点上类似于传统的反应式同步电动机,但SRM 为双凸极结构,其内部磁场是脉振性质的,因此其分析设计均不同于其他传统的交流电机。笔者运用MA T 2LAB SIMUL IN K 建立开关磁阻电机模型,采用PWM 控制方式并对其进行了仿真。 2　SRM 的数学模型建立SRM 数学模型的主要困难在于,电动机的磁路饱和、涡流、磁滞效应等产生的非线性,这些非线性因素严重影响了电机性能[1],并使得建模计算相当复杂。但线性模型并不能准确反应电机特性,存在明显不足。因此,实用中为避免繁琐的计算,又近似考虑磁路的饱和效应,将实际的非线性磁化曲线分段线性化,同时不考虑相间耦合效应,近似处理,即得到SRM 的准线性模型。本文即采用这种模型对SRM 进行相关仿真。若不计电动机磁路饱和的影响,假定相绕组的电感与电流的大小无关,且不考虑磁场边缘扩散效应,这时,相绕组的电感随转子位置角θ周期性变化的规律如图1所示。该准线性模型的电感解析式为[4]: 4 2

开关磁阻电机控制系统软件设计

开关磁阻电机控制系统软件设计开关磁阻电机SRM（Switched Reluctance Motor）是随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而出现的一种新型调速系统，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出优点，成为交流、直流和无刷直流电动机调速系统强有力的竞争者，引起各国学者和企业的广泛关注。 1 基本控制策略开关磁阻电机基本控制策略主要包括电流斩波控制（CCC）、电压PWM 控制、角度位置控制（APC）三种控制策略。电流斩波控制的优点是可限制电流峰值的增长，保护开关器件的安全，并起到良好有效的调节效果，因此适用于低速调速系统。当相电流超过约定的上限电流值时，则主开关关断，当相电流低于约定的下限电流值时，则组合开关开通，从而实现电流斩波控制效果。电压PWM控制是通过调整占空比，来调节相绕组的平均电压，以改变相绕组电流的大小，从而实现转速和转矩的调节，电压PWM控制的特点是通过调节相绕组电压的平均值，进而能间接地限制和调节相电流，因此既能用于高速调速系统，又能用于低速调速系统，而且控制也较简单。角度位置控制是指对开通角和关断角的控制。它的实质就在于输入电压保持不变而通过改变主开关的开通角和关断角来调节电流，以达到调节电机转矩的目的。角度控制的优点是转矩调节范围较大，可允许多相同时通电，以增加电机输出转矩，可实现效率最有控制和转矩

最优控制。为了实现开关磁阻电机良好的调速性能，该软件设计采用以下组合控制策略，即电机基速以下运行时，采用电流斩波控制方式；在中低速下，采用电压PWM控制方式；而在高速运行时，采用角度位置控制方式。 2 软件设计软件采用前后台系统作为软件框架，分为主程序和中断程序两部分，相较于现有控制系统软件设计中的多中断程序，该软件设计仅采用了一个定时中断，是程序更简洁，增加了程序的可读性及可移植性，同时也有利于程序的进一步扩充与完善。现有控制系统软件中多数使用多中断设计，其中包括计算电机转速使用的捕获中断，获取电机位置使用一路或两路外部中断，电流采样时使用的DMA中断，以及一至两个定时中断，这些中断不仅增加了程序的复杂性，同时也降低了软件的可靠性。在软件设计中，重点和难点就是如何获得较好的斩波效果，而软件设计的好坏直接影响了斩波效果的好坏。在现有的软件设计中，一般是将各相电流通过ADC采样，再经DMA通道传输，同时产生一个DMA 中断，然后在一个定时中断（定时中断时间一般为50us至100us）中实现电流斩波。而这种设计会产生两个问题。其一，因为要实现其他功能，定时中断时间不能进一步缩短，而这对电流斩波而言，时间间隔又太长，以50us为例，电流可能会在50us的时间中上升40A。其二，DMA中断优先级要高于定时中断，这可能会导致定时中断的执

机电控制作业开关磁阻电机及matlab仿真

开关磁阻电机一、概述开关磁阻电动机结构简单、可靠性高、恒转矩、恒功率而且调速性能好(覆盖功率范围10W～5MW的各种高、低速驱动调速系统)、价格便宜、鲁棒性好等优点引起了各国电气传动界的广泛重视，由其构成的调速系统兼有直流传动和普通交流传动的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无级调速系统。这种新型调速系统使开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用。开关磁组电机调速系统之所以能在现代调速系统中异军突起，主要是因为它卓越的系统性能，主要表现在： (1) 电动机结构简单、成本低、可用于高速运转。 (2)功率电路简单可靠。 (3)系统可靠性高。 (4)起动转矩大，起动电流低。典型产品的数据是：起动电流为额定电流的15％时，获得起动转矩为100％的额定转矩；起动电流为额定电流的30％时，起动转矩叮达其额定转矩的250％。 (5)适用于频繁起停及正反向转换运行。 (6)可控参数多，调速性能好。控制开关磁阻电动机的主要运行参数和常用方法至少有四种：相导通角、相关断角、相电流幅值、相绕组电压。 (7)效率高，损耗小。以3kw SRD为例，其系统效率在很宽范围内都是在87％以上，这是其它一些调速系统不容易达到的。 (8)可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。二、开关磁阻电动机的结构图1-1开关磁阻电机结构图

典型的三相开关磁阻电动机的结构如图1-1所示。其定子和转子均为凸极结构，图示电机的定子有8个极，转子有6个极。定子极上套有集中线圈，两个空间位置相对的极上的线圈顺向串联构成一相绕组，图2-1中只画出了A相绕组；转子由硅钢片叠压而成，转子上无绕组。该电机则称三相8/6极开关磁阻电动机。在结构形式及工作原理上，开关磁阻电动机与大步距反应式步进电机并无差别；但在控制方式上步进电机应归属于他控式变频，而开关磁阻电动机则归属于自控式变频；在应用上步进电机都用作“控制电机”而开关磁阻电机则是拖动用电机，因此电机设计时所追求的目标不同而使电机的设计参数不同。与反应式步进电动机相似，开关磁阻电动机是双凸极可变磁阻电动机。图1-1给出了以8/6极开关磁阻电机为例的结构原理图，图中仅给出了一相的绕组及外围功率开关电路，从这个结构原理图中可以清晰的看到，开关磁阻电动机是双凸极结构，其转子上没有任何形式的绕组，也无永磁体，而定子上只有简单的集中绕组，其中径向相对的两个绕组构成一相。电动机每一相中流过的电流是由外围功率开关电路中的开关根据转子位置的变化，进行相应的通断而获得的。图1-1中给出的开关磁阻电动机是四相的，通常情况下开关磁阻电动机可以设计成多种不同相数的结构，如两相、三相、四相或更多相，当相数增加时其结构将变得更复杂，相应的外围电路所使用的器件也相应增加。开关磁阻电动机极数的设计也有多种形式，但是定、转子极数和相数要遵循一定的关系。即定子极数应为相数的2倍或2的整数倍；而转子极数应不等于定子极数且一般转子极数少于定子极数但都是偶数极[2]。由于开关磁阻电动机相数与极数的设计，低于三相的电动机没有自起动能力，对于有自启动、四象限运行要求的驱动场合，应选用表1-1所对应的定、转子极数组合方案。表2-1 开关磁阻电动机各种方案

电子秒表的设计与制作

电子秒表的设计与制作毕业论文院校：周口师范学院系别：物理与电子工程系班级：0 8 专升本专业：电子信息工程专业学号：2 0 0 8 0 5 0 8 0 0 2 2 姓名：王克奎指导老师：吴定允

目录摘要关键词 1 概述 1.1设计的背景 1.2 现实的意义 1.3 功能简介 2 硬件设计 2.1 总体方案的设计 2.2 单片机的选择与设计 2.3 显示电路 2.4 按键电路 2.5 时钟电路 2.6 复位电路位 2.7 系统总电路的设计 3 软件设计 3.1 程序设计思想 3.2 系统资源的分配 3.3 主程序设计 3.4 中断程序设计 4 安装与调试 4.1 软件的仿真与调试 4.2 硬件的安装与调试 4.3 系统程序的烧录总结与展望致谢参考文献

摘要：本设计的数字电子秒表系统采用AT89C52单片机为核心器件，利用其定时器/ 计数器定时和计数的原理，结合显示电路，LED数码管以及外部中断电路来设计计数器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现五位LED显示，显示时间为0~99.999秒，计时精度为0.001秒能正确地进行计时，同时能记录一次时间，并在下一次计时后对上一次计时时间进行查询。其中软件系统采用汇编语言编写程序，包括显示程序，定时中断服务程序，外部中断服务程序，延时程序等，并在W A VE中调试运行，硬件系统利用PROTEUS 强大的功能来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。关键词：单片机;中断；定时 Abstract：The design of digital electronic stopwatch system is AT89C52 microcontroller as the core device, use the timer / counter timing and counting principles, combined with display circuit, LED digital tube and the external interrupt circuit to design the counter. The software and hardware together organically, allows the system to achieve the five LED display shows the time from 0 to 99.999 seconds, 0.001 seconds precision timing can be correctly timed, while able to record a time and after time on the next time to query a time. Software system which uses assembly language programming, including the display program, timing interrupt service routine, the external interrupt service routines, delay procedures, and WAVE in the debugging and running, the hardware system used to achieve PROTEUS powerful, simple and easy to observe, In the simulation can be observed on the actual working condition. Key words: SCM; break; time 引言：随着科技的飞速发展，电子技术如雨后春笋般地生长变化着，特别是单片机的应用更是无处不在。本文正是基于单片机来设计一个数字电子秒表的文章。同时秒表计时器是电器制造，工业自动化控制，国防，实验室及科研单位理想的计时仪器，它广泛应用于各种继电器，电磁开关、控制器、延时器、定时器等的时间测试。在刚过去的加拿大的温哥华的冬奥运会上，中国女将王濛在短道速滑500米用了43秒048的成绩夺得了桂冠，而加拿大的选手玛丽安妮的以43秒707的成绩夺得了亚军，只与王濛相差了0.659秒，这种细微的差距，怎样才能计算出来呢？只能用更精确的电子秒表才能区分出来。我就基于这种情况设计了电子秒表。 1概述 1.1设计背景现在市场上的电子秒表有的利用FPGA设计的秒表，还有用逻辑电路设计的，而我采用的是单片机设计的电子秒表。单片机设计的秒表抗干扰性强，计时精度高。由于上述原因我设计了基于单片机的电子秒表。 1.2现实意义随着科技的飞速发展，电子技术如雨后春笋般地生长变化着，特别是单片机的应用更是无处不在。本文正是基于单片机来设计一个数字电子秒表的文章。本设计秒表精度

开关磁阻电机的电磁设计方法

2010 年5 月摘要开关型磁阻电动机驱动系统(Switched Reluctance Drive，简称SRD电动机)。是20世纪80年代迅猛发展起来的一种新型调速电机驱动系统。它是由功率变换电路、双凸极磁阻电机、控制器及位置检测器构成。它的结构极其简单，调速范围宽，调速性能优异，而且在整个调速范围内都具有较高的效率，系统可靠性高，是各国研究和开发的热点之一。本文介绍了开关磁阻电机的发展历史,应用领域以及它的优点；对三相6/4结构的开关磁阻电机与四相8/6结构的开关磁阻电机进行了比较；对开关磁阻电机的电磁设计与参数优化进行了分析与研究，简单介绍了ANSYS软件在开关磁阻电机电磁分析中的应用；提出8/6结构开关磁阻电机的一种设计方案；并对开关磁阻电机的磁通波形和电机损耗进行了分析。关键词: 开关磁阻电机，磁场，电磁设计，参数优化

ABSTRACT The switched reluctance drive (SRD) is a new-type drived-electromotor system which develops rapidly since 1980, and consists of power converter circuits、the doubly-salient reluctance motor、the controller and the examination of position. The structure of the SRD is simple. It has a wide range and excellent performance in speed. It also has a high efficiency and high reliability. So the SRD is one of the hot spots which is studied and designed all over the world. This thesie introduced the SRD development history, the application domain as well as its merit; comparison to the three-phase 6/4 structure SRD with four-phase 8/6 structure SRD overall performance. also analysis and research SRD electromagnetism design and parameter optimization, and introduced ANSYS software in SRD electromagnetism analysis application; Proposes 8/6 structure SRD one kind of design proposal; And analysis to the switched reluctance drive magnetic flux profile and the loss of machine. Keywords:switched reluctance motor, magnetic field, electromagn- etism design, parameter optimization

永磁直流电机设计

永磁直流電機設計 1.電機主要尺寸與功率,轉速的關系: 與異步電機相似,直流電機的功率,轉速之間的關系是: D22*Lg=6.1*108*p’/(αP*A*Bg*Ky*n) (1) D2 電樞直徑(cm) 電机初設計時的主要尺寸 Lg 電樞計算長度(cm) 根據電机功率和實際需要確定 p’計算功率(w) p’=E*Ia=(1+2η)*P N/3η E=Ce*Φ*n*Ky=(P*N/60*a)*Φ2*n*Ky*10-8 Ce 電勢系數 a 支路數在小功率電機中取a=2 p 极數在小功率電機中取p=2 N 電樞總導体數 n 電机額定轉速 Ky 電樞繞組短矩系數小功率永磁電机p=2時,采用單疊繞組Ky=Sin[(y1/τ)*π/2] y1繞組第一節矩 αP 極弧系數一般取αP=0.6~0.75 正弦分布時αP=0.637 Φ每極磁通Φ=αP*τ*Lg*Bg τ極矩(cm) τ=π*D2/P Bg 氣隙磁密(Gs) 又稱磁負荷對鋁鎳Bg=(0.5~0.7) Br 對鐵氧体Bg=(0.7~0.85) Br, Br為剩磁密度 A 電樞線負荷 A=Ia*N/(a*π*D2)Ia電樞額定電流對連續運行的永磁電動机,一般取A=(30~80)A/cm另外電機負荷Δ= Ia/(a*Sd),其中Sd=π*d2/4 d為導線直徑.為了保証發熱因子A*Δ≦1400 (A/cm*A/mm2 )通常以電樞直徑D2和電樞外徑La作為電机主要尺寸,而把電動機的輸出功率和轉睦為電机的主要性能,在主要尺寸和主要性能的基礎上,我們就可以設計電機了. 在(1)式的基礎上經過變換可為:

D22*Lg*n/P’=(6.1*108/π2)*1/(αP*Bg*A)=C A 由上式可以看, C A的值並不取決於電機的容量和轉速,也不直接與電樞直徑和長度有關,它僅取決於氣隙的平均磁密及電樞線負荷,而Bg和A的變化很小,它近似為常數,通常稱為電機常數,它的導數K A=1/C A=(p’/n)/(D22* Lg)∞αP*Bg*A 稱為電機利用系數,它是正比於單位電樞有效体積產生的電磁轉矩的一個比例常數. 2.直流電機定子的確定 2.1磁鋼內徑根據電機電樞外徑D2確定磁鋼內徑 Dmi=D2+2g+2Hp 其中g為氣隙長度,小功率直流電機g=0.02-0.06cm ,鐵氧體時g可取得大些,鋁鎳鈷磁鋼電機可取得較小,因鐵氧體H C較大.氣隙對電機的性能有很大的影響,較小的g可以使電樞反應引起的氣隙磁場畸變加劇,使電機的換向不良加劇,及電機運行不穩定,主極表面損耗和噪音加劇,以及電樞撓度加大,較大的氣隙,使電機效率下降,溫升提高. 有時電機磁鋼采用極靴,這樣可以起聚磁作用,提高氣隙磁密,還可稠節極靴形狀以改善空載氣隙磁場波形,負載時交軸電樞反應磁通經極靴閉,合對永磁磁極的影響較小.但這樣會使磁鋼結構复雜,制造成本增加,漏磁系數較大,外形尺寸增加,負載時氣隙磁場的畸變較大.而無極靴時永磁體直接面向氣隙,漏磁系數小,能產生較多的磁通,材料利用率高,氣隙磁場畸變,而且結構簡單,便於生產. 其缺點是容易引起不可逆退磁現象. Hp 極靴高(cm) 無極靴結構時Hp=0 2.2磁鋼外徑 Dm0=Dmi+2Hm (瓦片形結構) Hm 永磁體磁路長度,它的尺寸應從滿足(1)有足夠的氣隙磁密(產生不可逆退磁),(2)在要求的任何情運行狀態下會形成永久性退磁等方面來確定,一般Hm=(5~15)g Hm越大,則氣隙磁密也越大,否則,則氣隙磁密也越小. 2.3磁鋼截面積Sm 對于鐵氧體由于Br小,則Sm取較大值,而對于鋁鎳鈷來說, Br較大,則Sm取小值. 環形鐵氧體磁鋼截面積: Sm=αP*π*(Dmi+Hm)Lg/P (cm)

湖南工业职业技术学院电气毕业设计(DOC)

封面示例湖南工业职业技术学院毕业设计课题名称自动剪切生产线的PLC控制系统设计系（院）名称电气工程系专业及班级机维S2013-1班学生姓名邓鑫学号 17 指导教师张志田完成日期年月日

摘要针对普通剪切机或传统自动剪切机存在的不足，为满足中小企业对普通剪切机进行技术改造和升级的需求，提出一种基于可编程逻辑控制器S7-200PLC 的薄钢板自动剪切控制系统方案并实现。当系统传送薄钢板过来时，采用光电编码器检测系统对钢板的尺寸自动计数，当与设定值（要求用拨码盘设定）一致时启动冲压系统对薄钢板进行剪切，如果大于设定值时,电机反转,直至与设定值一致。本课题的设计关键是薄钢板的剪切精度控制。本设计内容主要包括系统总体设计，系统硬件设计，系统软件设计，具体介绍了薄钢板自动剪切控制系统结构组成，确定相关电路参数，选择器件型号，给出系统的硬件连线图，软件流程图和程序清单。本设计的薄钢板剪切自动控制系统，剪切精度较高，提高了生产效率，安装方便，具有一定的应用和经济价值。关键词：S7-200 PLC；自动剪切；光电编码器；变频调速

目录第1章绪论 (1) 1.1 本章小结 (3) 第2章系统总体设计 (4) 2.1 系统控制要求 (4) 2.2 系统结构组成和工作原理 (4) 第3章系统硬件设计 (6) 3.1 光电编码器 (6) 3.2 拨码盘应用 (9) 3.3 检测开关安装 (8) 3.4 主电路设计 (10) 3.5 变频器 (11) 3.6 PLC控制系统 (14) 3.7 脉冲当量选择 (16) 3.8 分段变频调速 (16) 3.9 制动过程 (17) 第4章系统软件设计 (16) 4.1 主流程 (16) 4.2 手动控制流程 (17) 4.3 高速计数器编程 (18) 4.4 编程软件 (19) 第5章结束语 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25)

开关磁阻电机研究的背景及意义

一、项目目的与意义开关磁阻电机设计及其在矿山机械中的应用研究项目属于《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中工业节能（机电产品节能）、基础件和通用部件的重点支持领域，同时符合《湖南省加快培育和发展战略性新兴产业总体规划纲要》高效节能制造产业中节能电机重点发展领域。开关磁阻电动机(SRD)调速系统是基于计算机和电力电子技术的控制器及开关磁阻电动机的新型调速系统，由开关磁阻电动机与微机智能控制器两个部分组成。开关磁阻电动机调速系统的突出特点是效率高、节能效果好、调速范围广、无启动冲击电流、启动转矩大、控制灵活，此外还具有结构简单、坚固可靠、成本低等优点。除可以取代已有的电气传动调速系统(如直流调速系统、变频调速系统)外，开关磁阻电动机调速系统还十分适用于矿山井下机电设备需要重载启动、频繁启动、正反转、长期低速运行的应用场合，如无极绳牵引车、电牵引采煤机、刮板输送机等。据有关资料统计，我国煤矿辅助运输职员约占井下职工总数的1/3，且矿井每采百万吨煤需要1200 ~ 1500名职工从事辅助运输，用工量是发达国家的7 ~ 10倍。其主要原因就是我国煤矿辅助运输系统落后，效率太低，大多数煤矿的辅助运输系统仍然是小绞车、小蓄电池机车等多段分散落后的传统方式，严重影响矿井生产效率和煤矿安全生产。随着当前大中型矿井的建设，矿井辅助运输设计与选型是矿井建设的重要课题之一，提高矿井辅助运输的装备水平对确保矿井生产产量进步具有极其深远的意义。目前，我国矿用机械交流电动机采用较多的调速方式主要有交流变频调速和开关磁阻电动机调速。交流变频技术硬件成本较高、控制电路复杂且不宜进行维护和维修，特别是国内的公司现在还未能很好地掌握变频器核心技术，产品基本上依靠国外进口，不能针对矿井特殊的应用条件将变频器加以改进和设计，较难适应矿用要求。开关磁

开关磁阻电机的基本了解

开关磁阻电机的基本学习内容 1 开关磁阻电机的基本原理以及结构开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor ，简称SRM) 定转子为双凸极结构，铁心均由普通硅钢片叠压而成，其定子极上有集中绕组，径向相对的两个绕组串联构成一相，转子非永磁体，其上也无绕组[1,3]。SRM 的定转子极数必须满足如下约束关系： s r s N =2km N = N + 2k (1-1) 其中，Ns ，Nr 分别为电机定、转子数；m 为电机相数值减1；k 为一常数。以下图1-1所示一个典型四相8/6极SRM 为例，相数为4，因而m=3，取k=1，则Ns=6，Nr=8。m 及k 值越高，越利于高控制性能控制，但相应成本越高，结构越复杂。目前技术较为成熟，发展较为迅速的产品多为三、四相SRM [2]。

图1-1即为一典型四相8/6结构的SRM电机本体及其不对称功率变换器主电路的示意图（图1-1在末尾手画）。为表述清晰，图中仅画出不对称半桥电路的一相，其他各相均与该相相同，并省略了相应的驱动及检测电路。完整的开关磁阻电机调速系统（Switched Reluctance Motor Drive，简称SRD）则由SRM、功率变换器、控制器、位置检测器等四大部分组成，如下图1-2示。 SRM可以认为是同步电机的一个分支，它运行时遵循磁阻最小原理，同步进电机较为类似[2,30]。其具体运行原理如下：首先要保证励磁相的定子凸极和最近的转子凹极中心线不重合，也即初始位移不能位于磁阻最小位置。通以交流电后，经过一个整流桥变为直流电源，当开关S1和S2开通时，AA’相通电励磁，产生一个磁拉力。在该电磁力的轴向分量作用下，产生电磁转矩，凸极转子铁心趋向于旋转到定转子极轴线B-B’与A-A’重合的位置；而电磁力的径向力分量则造成定子的“变形”，这也是产生转矩脉动和电机噪声的根本原因之一。在该过程中电机吸收电能。关断S1和S2，开通BB’相，此时AA’相经续流二极管VD1、VD2将电能回馈给电源，同时BB’相趋向运行到定转子极轴线C-C’与B-B’重合的位置。以此类推，顺次给A→B→C→D相循环励磁，在惯性和轴向力的作用下，转子将一直逆着励磁顺序旋转，从而完成自同步运行。同理若改变励磁顺序为C→B→A→D，则转子沿顺时针方向转动。由此可以看出， SRM与直流电机不同，其运行方向与相电流方向无关，而仅与相绕组通电顺序有关。图1-2开关磁阻电机调速系统构成

小型永磁直流电机设计

小型永磁直流电机设计（部分） Ap1008331谢志恒 1.电机主要尺寸与功率,转速的关系: 与异步电机相似,直流电机的功率,转速之间的关系是: D22*Lg=6.1*108*p’/(αP*A*Bg*Ky*n) (1) D2 电枢直径(cm) 电机初设计时的主要尺寸 Lg 电枢计算长度(cm) 根据电机功率和实际需要确定 p’计算功率(w) p’=E*Ia=(1+2η)*P N/3η E=Ce*Φ*n*Ky=(P*N/60*a)*Φ2*n*Ky*10-8 Ce 电势系数 a 支路数在小功率电机中取a=2 p 极数在小功率电机中取p=2 N 电枢总导体数 n 电机额定转速 Ky 电枢绕组短矩系数小功率永磁电机p=2时,采用单叠绕组Ky=Sin[(y1/τ)*π/2] y1绕组第一节矩 P 极弧系数一般取αP=0.6~0.75 正弦分布時αP=0.637 Φ每极磁通Φ=αP*τ*Lg*Bg τ极矩(cm) τ=π*D2/P Bg气隙磁密(Gs) 又称磁负荷，对铝镍Bg=(0.5~0.7) Br，对铁氧体Bg=(0.7~0.85) Br, Br为剩磁密度 A 电枢线负荷A=Ia*N/(a*π*D2)Ia电枢额定电流对连续运行的永磁电动机,一般取A=(30~80)A/cm另外电机负荷Δ= Ia/(a*Sd),其中Sd=π*d2/4，d为导线直径。为了保证发热因子A*Δ≦1400 (A/cm*A/mm2 )通常以电枢直径D2和电枢外径La作为电机主要尺寸,而把电动机的输出功率和转速为电机的主要性能,在主要尺寸和主要性能的基础上,我们就可以设计电机了。

在(1)式的基础上经过变换可为: D22*Lg*n/P’=(6.1*108/π2)*1/(αP*Bg*A)=C A 由上式可以看, CA的值并不取决於电机的容量和转速,也不直接与电枢直径和长度有关,它仅取决於气隙的平均磁密及电枢线负荷,而Bg和A的变化很小,它近似为常数,通常称为电机常数,它的导数K A=1/C A=(p’/n)/(D22* Lg)∞αP*Bg*A称为电机利用系数,它是正比於单位电枢有效体积产生的电磁转矩的一个比例常数。 2.磁钢的选择: 2.1磁钢的材质在永磁直流电机中,磁钢相当于串激电中的定子线圈中,它在定子铁壳中产生磁场,它和其它电机一样,是利用电磁感应原理在磁场媒质中进行能量转换的,磁场在能量转换过程中起媒介作用,在永磁直流电机中产生磁场的磁源是充过磁的永磁体,也叫磁钢，充过磁的磁石性能对电机的性能有很大的影响。在现代电机制造中,磁钢的材料有下列几种:铁氧体.铝镍鈷合金,稀士合金,釹铁硼等.由于各种材料自身特点和本公司的实际,一般选用铁氧体作为永磁材料。 2.2永磁材料的磁性能磁钢的退磁曲线如下: 永磁材料的磁性能可以用磁滞回线来反映和描述.即用B=f(H)曲线来反映永磁体的磁感应强度随磁场强度来降改变的特性,该回线包含的面积随最大充磁磁场强度HMAX增大而增大,当HMAX达到HS时回线面积渐近地达到一个最大值,而且这时磁性能也较稳定,面积最大的回线被称为磁滞回线. 磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线,它是永磁材料的基本特性曲线,退磁曲线中磁感应强度Bm 为正值而磁场强度Hm为负值,在退磁曲线过程中,永磁体相当于一个磁源.退磁

电控试卷

河南省2012年中等职业学校联考试卷汽车类专业课试题卷考生注意：所有答案都要写在答题卡上，写在试题卷上无效一、选择题（汽车电气设备构造与维修1-20；电控发动机维修21-40。每小题2分，共80分。每小题中只有一个选项是正确的，请将正确选项涂在答题卡上） 1．已经检测了蓄电池的相对密度，所有的单格电池校正后的读数均为1.200,技师甲说，在进一步检测前，蓄电池需要补充充电，技师乙说，蓄电池被硫化，需要更换．谁正确？ A.甲正确 B.乙正确 C.两人均正确 D.两人均不正确。 2 在讨论电枢绕组的检测时，技师甲说，要检测短路，需将电枢放在电枢感应仪上并手持一片薄钢锯条使其并行于铁心，查看其是否发生振动以便证实有无短路；技师乙说，电枢换向器的换向片与电枢轴之间的电阻应为零。谁正确？ A.甲正确 B.乙正确 C.两人均正确 D.两人均不正确。 3．永磁式起动机是用永久磁铁代替常规起动机中的 A．电枢绕组B．励磁绕组 C．电磁开关中的两个线圈D．以上说法都不对4．火花塞点火发生在时刻。 A．低压回路导通B．断电器触点闭合 C．点火开关断开D．断电器触点打开 5．一位顾客说他的停车灯不工作，技师甲说，应找到熔丝熔断的原因，技师乙说，熔丝可能年久老化。谁正确？ A.甲正确 B.乙正确 C.两人均正确 D.两人均不对 6．从汽车上拆卸蓄电池时正确的顺序是 A．先拆启动电缆，后拆搭铁线B．先拆搭铁线，后拆启动电缆

C．先拆点火开关，后拆启动电缆D．无顺序 7．使用专用的点火示波器可以显示点火过程的波形，其中波形是不存在的。 A．直列波B．重叠波 C．高压波D．低压波 8.发电机调节器是通过调整（）来调整发电机电压的。 A．发电机的转速 B．发电机的励磁电流 C．发电机的输出电流 9．起动机换向器片的径向厚度不得小于 A．2mm B．1mm C．3mm D．4mm 10.在讨论蓄电池电极桩的连接时，技师甲说，脱开蓄．电池电缆时，始终要先拆下负极电缆，技师乙说，连接蓄电池电缆时，始终要先连接负极电缆．谁正确？ A.甲正确 B.乙正确 C.两人均正确 D.两人均不正确。 11．若将负温度系数热敏电阻的水温传感器电源线直接搭铁，甲认为水温表表示值最大，乙认为水温表表示值最小。你认为 A．甲对B．乙对 C．甲乙都对D．甲乙都不对12．发电机输出电压调节的实质是 A．调节输出电压B．调节励磁电流 C．调节输出电流D．调节励磁电压13．电动座椅在任何方向均不能移动，最不可能的原因是 A．电源断路B．开关断路 C．电机断路D．电机过载保护器断开14．微机控制点火系统闭环控制的反馈信号是 A．负荷信号B．节气门位置信号 C．空燃比信号D．爆震信号 15．检测一个不能工作的挡风玻璃清洗系统，下列哪一项不适当A．检查流经系统软管的清洗液B．检查喷嘴是否堵塞 C．检测软管是否泄漏D．检测清洗泵是否故障16．起动机中电动机的功用是

汽车电器课程设计说明书

汽车电器与电子课程设计说明书华夏HX7180轿车汽车电器与电子设备线路设计 2015年6月12号

内容摘要：汽车的所有用电设备均是由蓄电池和发电机组合而成的电源系统供电，在此电源系统中，发动机正常工作时，对用电设备供电并对蓄电池充电。当发电机发出的功率不足以给汽车用电设备所消耗的功率时蓄电池对其供电。发动机工作时必须保证给蓄电池充足的充电时间以防止其亏点。发电机正常工作时，发电机是否给蓄电池进行充电用仪表板上的充电指示灯提示。由于发动机的转速变化范围很大，为保证发电机发出的额定电压不受转速和输出电流的影响，发电机必须装有电压调节器。发动机起动时的电源功率全部由蓄电池供给，所以蓄电池必须保证具有足够的容量才能顺利起动发动机。本文是对华夏HX7180轿车汽车电源系统和启动系统进行了相关的设计和对各主要电器设备的选用，并对其工作原理进行了论述。关键字：蓄电池发电机发动机电压调节器起动机充电指示灯一 . 华夏HX7180轿车的相关数据华夏HX7180轿车汽车与电器与电子设备线路设计相关的基本技术数据见表1-1。表1-1 线路设计相关的基本技术数据车型华夏HX7180 轮距（前/后）mm 1480/1485 驱动形式 4×2前轮驱动最高车速km/h 150 自重kg 1000 功率(kw/r/min) 65/5200 总重kg 1600 排量L 1.8 整车外形尺寸（长×宽×高）mm 4770 ×1800 ×1450 发动机型号/压缩比 481Q/8.5:1 轴距mm 2700 电源系统电压V 12 —.起动机和蓄电池的参数选择 1起动机功率的选择起动机的选择应根据发动机的功率、起动机与发动机曲轴的最佳传动比、蓄电池容量这三个参数来确定。起动机必须具有足够的功率才能保证迅速、可靠地起动发动机。功率的大小由发动机的最低起动转速q n 和发动机的起动阻力矩决定，即9550 q q n M P ?≥。式中：q M 的单位为N ·m ，q n 的单位为r/min 。发动机的起动阻力矩有摩擦力矩、压缩损失力矩和发动机附件损失力矩三部分组成。其中摩擦力矩是活塞与缸壁的摩擦、曲轴轴承摩擦及搅油阻力等产生，占起动阻力矩的60%。压缩力矩与气缸容积和压缩比有关，约占起动阻力矩的25%。发动机附件阻力矩是发动机用于驱动发电机、分电器、汽油泵、风扇、水泵等所消耗的力矩，约占起动阻力矩的15%。一般由试验测定，也可用式Mq=CL 来计算，即Mq=CL=35 ×1.8=63N ·m 。式中：C 表示系数，取30～40，L 为发动机排量。发动机的最低起动转速nq 是保证发动机可靠起动曲轴的最低转速。汽油机在0～20℃时，根据汽油机的雾化条件，最低起动转速为应30～40r/min 。为保证低温起动，通常取起动转速为50～70r/min 。即 9550 q q n M P ?≥ =63×70/9550=0.46kw 考虑到要有一定的功率储备，合理选取P 为1.0kw

串激电机电设计程序

串激电机电磁设计程序一、程序简介 1．本程序适用于电动工具、家用电器等以输入功率或输入电流作为额定指标的串激电机设计，也可以作为机车牵引串激电机的设计参考。 2．本程序适用于初学者手工设计的初步计算,设计时需要一定经验数据做参考,请结合最后所列参考资料同时使用。 3．本程序追求的计算精度为10%，需要提高计算精度，则应采用计算机软件计算。 4．对本程序有任何疑问，请在https://www.360docs.net/doc/983106723.html,论坛公开交流。突破个人经验的局限，播撒文明传承的火种，完成从“钻木取火”到“气体打火机”的跨越，需要我们共同努力。二、电磁设计程序（一）额定参数和工作条件(核算时只要前面1.2.4项即可) 1额定电压 (V) 2额定频率 (H Z) （直流串激电动机可按频率为0Hz计算） 3额定输入功率 (W) 4额定电流（A）(其中Cos直流为1,交流取0.9) 5额定转速（r/min）(应按要求的转速提高10%来设计)

6额定输出功率 (W) 7额定输出转矩 (N.m) (输出功率和转矩为最重要工作条件，有条件时应对负载特性进行实际测试，作出曲线，负载特性曲线和电机特性曲线的交点，即为工作点。) 8绝缘等级，工作制，使用环境等 (此相关项目与发热温升有关，非常重要，但对核算性能无影响。)

（二）定子冲片尺寸及计算 (设计新电机应尽可能的选择现有冲片，便于自动化生产；一般冲片一致工装模具可以通用。) 1定子外径（cm） 2定子外形X方向（cm） 3定子外形Y方向（cm） 4定子轭高（cm） 5定子内圆半径（cm） 6定子内圆半径偏心距（cm） 7定子极弧宽度（cm） 8定子极身宽度（cm） 9线槽半径（cm）计算： 10定子轭磁路长度（cm） (为轭部中心之长度，此公式应按照实际适当修正。) 11定子极身高度（cm）12定子线槽有效面积

电磁开关的设计与制作

电磁开关的设计与制作一、概述起动机电磁开关是由激磁线圈和动铁心组成，由电提供能量，是一种由电磁能转化为机械运动的并带辅助装置的柱塞式电磁铁（图1）。图1 图2 以开关装配形成来分分可分为整体式电磁开关（图2）和分体式电磁开关（图3）。图3 图4 以起动机的啮合来分，可分为强制啮合式（图4）和辅助啮合式电磁开关（图5）。图5 各种形式的电磁开关，是针对起动机来讲的，离开起动机来讲电磁开关，就失去了其根本意义。

电磁开关典型的电路图及起动机电路图如下：电路图二、电磁开关在起动机上的安装形式的要求 1、安装方式与起动机连接有凸缘式(见图4）和平底式的（见图3），通过螺钉、螺栓紧固。铁心与起动机连接，通常有直推式（图6）、钩式（图7）、凹槽式（见图2）、螺栓（图8）等。图6 图7 图8

电磁开关电压等级通常分为 12V和24V两种电压等级。因而压也为两种,分别为8.4V、16.8V 和4.8V、9.6V，作为电磁开关的生产，对断电能力的要求应充分 b 损坏整个起动机。每个电磁开关，均有断电能力设计（图9） d e f 图9 主触点压降应作为专门考虑的，否则，将大大降低起动机的扭矩及输出功率。对强制啮合式起动机的电磁开关和辅助啮合式起动机电磁开关的工作状况不同，要求也不同。一般来讲，强制啮合式起动机的电磁开关工作时间稍长些，对保持线圈的要求相对稍高一些，而对于辅助起动的电磁开关来讲，状况有所不同，吸引线圈的要求要更高一些，因为短时间内要输出很大的电流，并要考虑起动机在偶然的顶齿状态下还能工作，因而选材也不同。任何电磁开关都是本身产生力，又利用弹簧抵消力，从而保持一定的力而满足起动机的工作状态，并不是电磁开关的吸力越大越好（当然要考虑在发热状态下也能正常工作），否则将会损坏起动机，损坏发动机。

KW调速永磁同步电动机电磁设计程序文件

11KW 变频起动永磁同步电动机电磁设计程序及电磁仿真 1永磁同步电动机电磁设计程序 1.1额定数据和技术要求除特殊注明外，电磁计算程序中的单位均按目前电机行业电磁计算时习惯使用的单位，尺寸以cm(厘米)、面积以cm 2(平方厘米)、电压以V （伏）、电流以A （安）、功率和损耗以（瓦）、电阻和电抗以Ω（欧姆）、磁通以Wb(韦伯)、磁密以T(特斯拉)、磁场强度以A/cm(安培/厘米)、转矩以N （牛顿）为单位。 1额定功率kw P n 11= 2相数 31=m 3额定线电压V U N 3801= 额定相电压Y 接法V U U N N 39.2193/1== 4额定频率50f HZ = 5电动机的极对数P =2 6额定效率87.0, =N η 7额定功率因数78.0cos , =N ? 8失步转矩倍数2.2* =poN T 9起动转矩倍数2.2* =stN T 10起动电流倍数2.2* =stN I 11额定相电流62.2478.087.039.21931011cos 105 , ,15=????=?=A U m P I N N N N N ?η 12额定转速1000=N n r/min 13额定转矩m N n P T N N N .039.1051000 11 55.91055.93=?=?=

14绝缘等级:B 级 15绕组形式:双层叠绕Y 接法 1.2主要尺寸 16铁心材料DW540-50硅钢片 17转子磁路结构形式:表贴式 18气隙长度cm 07.0=δ 19定子外径cm D 261= 20定子内径cm D i 181= 21转子外径86.17)07.0218(212=?-=-=cm D D i δ 22转子内径cm D i 62= 23定,转子铁心长度cm l l 1521== 24铁心计算长度cm l l a 152== 铁心有效长度cm cm l l a ef 14.15)07.0215(2=?+=+=δ 25定子槽数136Q = 26定子每极每相槽数332/362/11??==p m Q q =2 27极距cm P D i p 728.932/1814.32/1=??==πτ 28定子槽形:梨形槽定子槽尺寸 cm h cm r cm b cm b cm h 72.153.078.038.008.002110101===== 29定子齿距cm Q D t i 5708.136 181 1 1== = π π