电机设计课程设计

目录

设计任务书………………………………………

引言………………………………………………

设计说明书………………………………………

一、直流电机…………………………………

二、给定数据…………………………………

三、预选电机…………………………………

四、作电动机负载图…………………………

五、温开校验…………………………………

六、机械特性绘制……………………………

七、参考文献…………………………………

八、心得体会…………………………………

设计任务书

龙门刨床电动机的选择

龙门刨床的工作循环为：正向起动、正向切削、正向制动、反向起动、快速返回和反向制动六个阶段。设启动加速度为1.2米/秒2；起、制动时间相同；切削速度为15米/分；切削时间为11秒；切削力为1000kg；工件重为5吨；工作台重为3吨；齿条齿距为20毫米；返回速度为正向切削速度的1.15倍；传动效率为77%；工作台与桌面的摩擦系数为0.1。

课题设计要求：

1. 预选电动机

2. 设计传动装置，作出传动机构图

3. 求出系统折算到电动机轴上的力矩和转动惯量

4. 作电动机的负载图

5. 校验电动机

6. 写出设计说明书

引言

电机是利用电磁作用原理工作的机械，电机的功能是进行机电能量的转换和传递。电动机将交流或直流电能转换为机械能，用作拖动各种生产机械的动力，是在国民经济各部门中应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备，各种电动机所消耗的电能站全国总发电量的60%以上。

电力拖动是指用电动机作为原动机拖动各种生产机械。现代的电力拖动大多采用多电动机拖动方式，即在同一台生产机械上，不同的工作机采用多台电动机分别单独拖动，例如B2012A系列龙门刨床的各个工作机构分别用9台电动机单独拖动。电力拖动比起其他拖动方法具有许多无法比拟的有点，最主要的优点是启动、调速、制动、反转等都比其他方法容易实现，而且可得所需的静态特性和动态特性，特别是数控技术和电子计算机技术的应用，进一步提高了电力拖动

一、 直流电动机

直流电机是生产和使用直流电能的机电能量转换机械。直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。它与交流电动机（如三相异步电动机）相比，虽然因结构比较复杂、生产成本较高、故障较多等，目前已不如交流电动机应用普遍，但由于它具有优良的调速性能和较大的启动转矩，得到广泛应用。本节仅就直流电动机的结构与工作原理、直流电动机的分类及在印刷设备中的应用、直流电动机的启动与调速做一简单介绍。

下图为直流电动机的结构原理图，图中的N和S是一对固定不动的磁极，

用以产生所需要的磁场。容量较大一些的电机，磁场都是由直流励磁电流通过绕在磁极铁心上的励磁绕组产生。为了清晰，图中只画出了磁极的铁心，没有画出励磁绕组。在N极和S极之间有一个可以绕轴旋转的绕组。直流电机这部分称为电枢，而实际电机的电枢绕组嵌在铁心槽内，电枢绕组的电流称为电枢电流。

线圈两端分别与两个彼此绝缘而且与线圈同轴旋转的铜片连接，铜片上有各压着一个固定不动的电刷。

在直流电动机中，为了产生方向始终如一的电磁转矩，外部电路中的直流电流必须改变成电机内部的交流电流，这一过程称为电流的换向。换向的铜片称为换向片。互相绝缘的换向片组合的总体称为换向器。

图1：直流电动机原理图

二、 直流电动机的结构与工作原理

2.1直流电动机的结构

直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成。

（1）磁极。

磁极是电动机中产生磁场的装置，如图2所示。它分成极心1和极掌2两部分。极心上放置励磁绕组3，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度的分布最为合适，并用来挡住励磁绕组；磁极是用钢片叠成的，固定在机座4（即电机外壳）上，机座也是磁路的一部分。机座常用铸钢制成。

图2直流电动机的磁极及磁路

1-极心 2-极掌 3-励磁绕组 4-机座

（2）电枢。电枢是电动机中产生感应电动势的部分。直流电动机的电枢是旋转的，电枢铁心呈圆柱状，由硅钢片组成，表面冲有槽，槽中放有电枢绕组。

电机的课程设计

一、教学目标

本课程的教学目标是让学生掌握电机的基本原理、结构和工作特点，了解电机的主要类型和应用领域，学会分析电机的工作性能和选用方法。具体来说，知识目标包括：

1. 了解电机的基本原理，掌握电机的电磁感应原理和电动势产生机理。

2. 熟悉电机的结构和工作特点，包括直流电机和交流电机的区别。

3. 掌握电机的主要类型，如直流电机、异步电机、同步电机和发电机等。

4. 了解电机在工业、交通、家电等领域的应用。

技能目标包括：

1. 学会分析电机的工作性能，如电压、电流、功率、效率等参数。

2. 掌握电机的选用方法，包括根据负载特点、工作环境等因素选择合适的电机。

3. 具备电机故障诊断和维修的基本技能。

情感态度价值观目标包括：

1. 培养学生对电机技术的兴趣，激发学生主动学习的热情。

2. 培养学生团队合作精神，学会与他人共同分析和解决问题。

3. 培养学生关注社会、关注环保的意识，认识到电机技术在可持续发展中的重要性。

二、教学内容

根据课程目标，教学内容主要包括电机的基本原理、结构和工作特点，电机的主要类型和应用领域，以及电机的工作性能分析和选用方法。具体安排如下：

1. 电机的基本原理：介绍电磁感应原理、电动势产生机理和电机的工作原理。

2. 电机的结构和工作特点：讲解直流电机和交流电机的结构组成、工作原理和区别。

3. 电机的主要类型：介绍直流电机、异步电机、同步电机和发电机等的主要特点和应用领域。 4. 电机的工作性能分析：分析电机的工作性能参数，如电压、电流、功率、效率等。

5. 电机的选用方法：讲解如何根据负载特点、工作环境等因素选择合适的电机。

6. 电机故障诊断与维修：介绍电机故障诊断的方法和维修技巧。

三、教学方法

为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。具体运用如下：

1. 讲授法：系统地传授电机的基本原理、结构和类型等知识，为学生奠定理论基础。

《电机与拖动》课程设计——绕线型异步电动机转子串电阻起动设计

1 摘要

进一少巩固和加深“电机与拖动”课程的基本知识，了解绕线型异步电动机转子串电阻起动设计知识在工程实际中的应用。

综合运用“电机与拖动”课程和等候课程的理论及生产实际知识去分析和解决直流电动机调速设计中的一些问题，进行电机设计的训练。

通过计算和绘图，学会运用标准、规范的手册、图册和查阅有关资料等，培养电机设计的基本技能。

掌握绕线型异步电动机转子串电阻起动的原理与步骤；

培养独立的思维和动手能力。

《电机与拖动》课程设计——绕线型异步电动机转子串电阻起动设计

2 一、绕线型异步电动机转子串电阻起动设计原理

本次课程设计的主要内容为绕线型异步电动机转子串电阻起动。为了理解这一课程设计的主要内容，首先必须了解一些与之相关的内容。

三相异步电动机的定义：旋转电机都是利用电与磁的互相转化和互相作用制成的。三相异步电动机则是利用三相电流通过三相绕组产生在空间旋转的磁场。

三相异步电动机的工作原理：为了能形象的说明问题，将定子三相绕组通入三相电流后产生的旋转磁场用一对旋转的磁极来表示，它以同步转速n0顺时针方向旋转。于是，转子绕组切割磁感线而产生感应电动势，它的方向可用右手定则来确定。在N极下，穿出纸面，在S极下，进入纸面。由于转子绕组是闭合的，在交变的感应电动势作用下，其中就有交变的感应电流流动。各导体中的感应电流的有功分量和感应电动势同相，两者的方向一致。根据安培定律，导体中电流的有功分量和旋转磁场互相作用而产生电磁力F，它们的方向按照左手定则来决定。电磁力将对转子产生电磁转矩，推动转子沿着旋转磁场的旋转方向转动。至于转子导体中电流的无功分量，因滞后感应电动势90°，根据左手定则，这时电磁力F的作用彼此抵消，不会构成电磁转矩。由于转子与旋转磁场之间有相对运动时，转子绕组才会切割磁感线而产生感应电动势和感应电流，才能产生电磁转矩，所以转子的转速总是小于同步转速，两者不可能相等，故称为异步电动机，又称感应电动机。