电机设计speed
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电机参数电机(英文:Electric machinery,俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。
电机在我们生活生产等各个方面无处不在,但是电机设计的各种电学机械参数有些让人头疼不已,下面我们就电机中参数术语进行一个整理。
下文中的参数解释比较简单,主要是为了方便不同行当的读者对于电机参数概念的理解,并非最完整的定义(如很多参数定义需要附带温度湿度等一系列的环境定义等)。
1、标称功率或额定功率(Rated Power or Assigned power rating)。
指该电机系统设计设计时的理想功率也是在推荐工作情况下的最大功率。
额定功率是表征电机工作能力的重要指标。
2、额定电压或工作电压(Rated Voltage or Nominal Voltage)。
由于一般电机可以工作在不同电压下,但电压直接和转速有关,其他参数也相应变化,所以该电压只是一种建议电压。
其他参数也是在这种推荐的电压下给出的。
3、空载转速(No load speed)。
单位是(转/每分钟)RPM 此处的R不是RATE 速度的意思,是REVOLUTION旋转的意思,(revolutions per minute)即每分钟转多少圈。
转速是外行看电机参数的一个大坑,因为它不是以一秒为单位,而是分钟,转速频率转换时需要注意这点。
值得注意的是,rpm以分钟作为时间基准单位,但近年来精密型转动、精密型转速的马达愈来愈多,以分钟为单位是早期技术尚不够进步,每秒转动的圈数尚不稳定时(如:这一秒转590圈,下一秒转611圈),因此才以分钟为量测基准单位,如今逐渐也开始有以每秒为单位的需要,特别是有精密控制旋转圈数需求的马达上。
空载转速由于没有反向力矩,所以输出功率和堵转情况不一样,该参数只是提供一个电机在规定电压下最大转速的作用。
4、额定转速(Rated Speed ):是指在额定功率下电机的转速。
也即满载时的电机转速,故又叫做满载转速。
电机 electric engine; electric machine; electric (al) motor电机参数 parameter of electric machine电机槽宽 tooth ratio电机槽内导体 electric machine slot-conductor电机常数 constant of the machine电机厂 motormaker电机车 haulage motor电机车架空线保护 trolley wire guard电机车运输 electric(al) haulage电机传动辊 motorised roll电机传动轴 motor transmission shaft电机磁场 motor-field电机的电气线端 electric terminals of a machine电机的规格 rating of machine电机的输入功率 power input to a machine电机的铁间空隙 entrefer电机底座 motor base电机电刷 motor brush电机调整器 regulator generator电机定子铁芯自动焊接机 dynamo stator core automatic welder电机端部磁场 end-region magnetic field of electrical machine电机短路测试仪 electric motor short circuit test instrument电机放大器 amplidyne generator; motor amplifier; rotating amplifier 电机放大器控制部件 amplidyne control unit电机放大器伺服系统 amplidyne servomechanism电机放大伺服机构 amplidyne servomechanism电机钢 dynamo steel电机钢板 dynamo steel sheet电机工程 electric engineering电机工程师 electrical engineer电机功率 power of motor电机规格 rating of machine电机硅钢片 dynamo sheet电机黄铜合金 motor brass alloy电机减速机 motor reducer; motor reducing gear电机壳 motor casing; motor enclosure电机控制 electric machine control电机控制器 machine controller电机偏心率 motor eccentricity电机起动器 motor starter电机青铜 dynamo bronze电机驱动 motor drive电机驱动的 motor-driven电机驱动开关 motor driven switch电机驱动种子清选机 motor-driven seed cleaner电机绕组 machine winding电机设计 electric machine design电机室 motor room电机输送 motor transport电机数量 number of motors电机损耗 loss of machine电机碳刷 carbon brush for electric machine; motor carbon电机效率 electric efficiency; electrical efficiency电机械加工 electromechanical working电机械模拟 electromechanical analogy电机学 electromechanics电机用薄钢片 dynamo sheet steel电机用硅钢片 dynamo steel sheet电机用油 motor oil电机油 dynamo oil; electric engine oil电机运行特性 electric machine operating characteristic电机制造业 electric manufacturing电机轴 motor shaft电机轴承 motor bearings电机转子试验装置 motor rotor tester电机转子压铸机 die-casting machine for motor rotor电机自动继电器 motor automatic relay电机座 motor cabinet电机座位 motor cavity3-phase slip-ring induction motor 三相滑环式感应电动机3-phase squirrel cage induction motor 三相鼠笼式感应电动机battery-operated motor cycle (玩具) 电动摩托车bearing of motor 电动机轴承bin drive motor 分页格驱动电机biphase motor 两相电动机bisynchronous motor 双倍同步速度电动机blower motor 鼓风电动机; 鼓风机用马达boost motor 助推器; 加速器Boucherot (squirrel-cage) motor 双鼠笼式电动机box-frame motor 箱形机座电动机; 框形电动机brake motor 制动电动机brush and slotless motor 无电刷槽电动机brush motor 换向器电动机; 整流式电动机brush-shifting motor 移刷型电动机built-in motor drive 单独电机传动; 单独内装电机传动built-in motor 机内电动机cage motor 鼠笼式电动机cam-type axial piston motor 斜盘式轴向柱塞电动机canned motor pump 密封电动泵; 密封式电动泵; 屏蔽泵canned motor 封闭电动机; 密封式发动机capacitive motor 电容电动机capacitor induction motor 电容电动机capacitor motor 电容起动电动机; 电容器起动电动机; 电容式单相电动机; 电容式电动机capacitor split-phase motor 电容分相式电动机capacitor start and run motor 电容起动行驶式电动机capacitor start motor 电容起动电动机capacitor start-run motor 固定分相电容器式电动机capacitor-start motor 电容器起动电动机; 电容式启动电动机capacitor-start-and-run motor 电容式启动和运转的电动机capstan motor 主导电动机; 主动轮电动机cascade motor 级联电动机cascade motors 级联电动机组ceiling-fan motor 吊扇电机cell motor 电池电动机centre drvie motor mower 中央驱动动力割草机ceramic permanent-magnet motor 陶瓷永磁电动机; 铁淦氧永磁电动机chain-drive motorcycle 链动机器脚踏车chain-type side-rake for motormower 动力割草机的链指式侧向搂草器change speed motor 分级调速式电动机change-speed motor 变速电动机charge motor 充电马达; 充电用电动机chopper motor 斩波器供电电动机; 断路电动机Class I Motor Carrier 一级汽车运输公司clock motor 计时电动机; 电钟用电动机close-ratio two-speed motor 近比率双速电动机closing motor 密闭电动机clutch motor 带离合器电动机coastal motor boat 海岸汽船coller for motor 电动机冷却器combustion motor 内燃机commercial motor 商用电动机common pumpl motor base 泵与电动机的共用底座commutating pole motor 换向极电动机commutator induction motor 换向器感应电动机commutator motor 换向器式电动机; 整流式电动机; 整流子式电动机commutator variable speed motor 换向器变速电动机compass torque motor 罗盘矫正电动机compensated commutator motor 补偿整流电动机compensated induction motor 补偿感应电动机; 补偿式感应电动机compensated motor 补偿电动机compensated repulsion motor 补偿感应推斥电动机; 补偿式推斥电动机; 补偿推斥电动机; 补偿推斥式电动机compensated series motor 补偿串激式电动机; 补偿串励电动机complete motor type 配带电机型号compound motor 复励电动机compound-wound motor 复激电动机; 复励电动机compressed air motor 气动电动机concatenated motor 级联电动机; 链系电动机; 串级电动机concatenation motor 链系电动机; 串级电动机condenser motor 电容式电动机condenser run motor 电容起动电动机condenser shunt type induction motor 电容分相式感应电动机condenser start motor 电容起动电动机condenser-start induction motor 电容起动感应电动机connector motor magnet 回转电磁铁consequent-poles motor 变极式双速电动机; 交替磁极式电动机constant current motor 定流电动机constant displacement motor 定量马达constant field commutator motor 定激励整流式电动机constant power motor 恒定功率电动机constant pressure motor 等压内燃机constant speed motor 等速电动机; 恒速电动机; 定速电动机constant torque asynchronous motor 恒力矩异步电动机constant voltage motor generator 恒压电动机发电机constant voltage motor 恒压电动机; 定电压电动机constant-current motor 恒流电动机constant-speed motor 等速马达constant-voltage motor 恒定电压电动机continuously rated motor 连续额定运行电动机continuous-time-rated motor 连续运行电动机converter-fed motor 换流器供电电动机coolant pump motor 冷却液泵电动机cooled motor 冷却式发动机crane motor 吊车电动机crawler-type motor grader 履带式自动平地机crescent gear motor 内啮合齿轮马达cross feed motor 交叉馈电式电动机cumulative compound motor 积复激电动机cup motor 杯形电机current-displacement motor 深槽电动机; 深槽感应电动机cutter motor 截煤机电动机cycloid gear hydraulic motor 摆线齿轮油液压马达cycloidal gear reducing motor 摆线齿轮减速电动机cycloidal needle wheel type motor 摆线针轮电动机DC electronic motor 离子式直流电动机DC series motor 串激直流电动机dead motor 关闭的电动机decompounded motor 差复励电动机decussation motoria 运动交叉deep-bar motor 深槽鼠笼式电动机deep-slot induction motor 深槽感应电动机deep-slot motor 深槽感应电动机deep-slot squirrel cage motor 深槽鼠笼式电动机definite-purpose motor 专用电动机deluge proof motor 防水电动机Denison motor 丹尼森液压电动机; 轴向回转柱塞式液压电动机Deri motor 德里电动机Deri repulsion motor 德里推斥电动机despun motor 反旋转电动机; 反自转电动机diaphragm motor 膜片阀控制电动机; 光阑驱动电动机die-casting machine for motor rotor 电机转子压铸机diesel motor roller 柴油碾压机; 柴油压路机diesel motor 狄塞尔发动机differential compound motor 差复激电动机; 差复励电动机; 差复励电视机; 差复绕电动机; 差绕复激电动机differential motor 差绕电动机differential selsyn motor 差动自动同步电机differential shunt motor 差并励电动机differential wound motor 差励电动机differential-field motor 他激差绕直流电动机differential-field series motor 串激差绕直流电动机differentially-compound wound motor 差复激电动机differentially-wound motor 差绕电动机direct motor drive 电动机直接传动direct motor driven 单电动机传动的direct-connected motor 直连电动机direct-coupling motor converter 连轴电动换流机direct-current motor control 电动机电子控制direct-motor-driven 单电动机传动disabled motor switch 电动机故障断路器dither motor 高频振动电动机; 高频振动电机; 高频振动用电动机double armature motor 双电枢电动机double commutator motor 双整流子电动机; 双换向器电动机double motor 双电动机double squirrelcage motor 双鼠笼电动机double-casing motor 双层机壳式电机double-fed repulsion motor 双馈推斥电动机double-reduction motor 两级减速电动机double-unit motor 双电动机机组drag-cup induction motor 空心转子感应电动机drag-cup motor 拖杯式电动机; 托杯形电动机drag-cup type rotor motor 空心转子电动机drill-motor rotor vane 钻孔转子叶片drip-proof motor 防滴式电动机drip-proof type induction motor 防滴式感应电动机drive motor 传动马达driver motor 主驱动电动机driving shaft motor 传动轴电机drop-proof type motor 防滴水式电动机drum motor 鼓形电动机dual-capacitor motor 双电容器式电动机dual-frequency motor 双频率电动机dual-thrust motor 双推力发动机duocentric motor 同心双转子电动机duplex power feed type A.C. commutator motor 并联馈电整流式交流电动机dust-tight type motor 防尘式电动机dynamoelectric motor 旋转换流机eddy currents in attraction type motor 吸引型电动机中的涡流eddy-current motor 涡流电动机either-rotation motor 双向电机electric (al) motor 电机electric hoist with creep lifting motor 变速电葫芦electric motor car 电动车; 电动机车electric motor coach 电动客车electric motor drive 电动机传动electric motor driven butter churn 电动乳脂制作器electric motor for rolling way 辊道电动机electric motor generator 电动发电机electric motor movie camera 电动式活动摄影机electric motor oil 电动机油electric motor saw 电锯; 电力锯electric motor short circuit test instrument 电机短路测试仪electric motor signal mechanism 电动臂板信号机构electric motor truck 电气载重车electric motor 电动机electric motor-drawn channel scraper 电动粪槽刮铲electric motordriven point mechanism 电动转辙机构electric motor-operated fixed crane 固定式电动起重机electric pulse motor 电脉冲电动机electric starter motor 电力起动机electric vehicle motor 牵引电动机electric wiper motor 刮水器电动机electrical motor 电动机electrically operated motor car 电动车electro-hydraulic servo motor 电动液压伺服电动机electrohydraulic stepping motor 电液步进马达electromagnetic speed-adjustable motor 电磁调速电动机electromagnetic variable-speed motor 电磁调速电动机electro-motor 电动马达electronic motor control 电动机电子控制electronic motor controller 电子电动机控制器electropneumatic point motor 电动气动转辙机electropneumatic signal motor 电动气动信号机electrostatic motor 静电电动机; 静电电动机elevating motor 升降电动机elevation drive motor 仰角传动电动机; 仰角驱动电动机enclosed motor 密封式电动机; 封闭电动机; 封闭式电动机; 封闭型电动机enclosed type induction motor 封闭式感应电动机enclosed type motor 封闭式电动机enclosed ventilated motor 封闭通风式电动机engine cranking motor 发动机起动马达Enor motor 埃诺罗式叶片液压马达E-P signal motor 电动气动信号机epicycle motor 行星减速电动机erection torque motor 竖起力矩电动机; 架设转矩电动机exciter motor-generator 励磁电动发电机expiratory motor neuron 呼气运动神经元explosion motor 爆燃式发动机explosion-proof motor 防爆马达; 防爆型电机explosion-proof type induction motor 防爆式感应电动机explosion-proof ventilated synchronous motor 防爆通风型同步电动机explosive motor 内燃发动机external concrete vibrators with motor 带电动机的混凝土振动器externally reversible motor 双向启动可逆电动机external-rotor motor 外转子式电动机face-type motor 凸缘型电动机fan motor 风扇电动机; 风扇马达fan-cooled motor 全封密风冷式电动机farm motor 农用电动机feed motor 进给电动机Ferrari s motor 费拉里电动机field-control motor 磁场可控式电动机; 可调磁场型电动机fixed brush type polyphase series motor 固定电刷式多相串激电动机fixed displacement motor 定量马达fixed-displacement motor 定容量马达flame-proof 3-phase induction motor 防爆型三相感应电动机flame-proof electric motor 防爆电动机flame-proof motor 防爆式电动机flange motor 凸缘底座电动机; 凸缘型电动机flanged motor 凸缘电动机flange-mounted motor 凸缘型电动机flange-type motor 凸缘型电动机; 法兰式电动机flea-size motor 超小型电动机fluid motor 液力发动机; 液压马达fluid power motor 液压发动机fluid pressure motor 液压电动机fluid servo-motor 液压伺服马达fluidic stepping motor 射流式步进电动机fluid-power motor 液力电动机; 液力马达follower motor 随动电动机foot engine with electric motor 牙科脚踏电动二用钻机foot-mounted motor 底座安装型电动机; 落地安装型电动机force motor 执行电动机forced-ventilated motor 强制通风式电动机form-wound motorette 模绕线圈试验装置foundation bolt for motor 电动机地脚螺栓four-phase stepper motor 四相步进电动机four-pole motor 四极电动机four-stroke motor 四冲程发动机four-wheel motor vehicle 四轮机动车辆fractional electric motor 小功率电动机; 分马力电动机fractional horse power motor 分数马力电动机fractional horsepower motor 分马力电动机fractional horse-power motor 分数功率电动机fractional HP light metal induction motors 铝合金壳分马力感应电动机fractional-horsepower asynchronous motor 分马力异步电动机fractional-horsepower motor 低功率电动机fractional-horse-power motor 小马力电动机frame suspended motor 底架悬挂电动机; 底座悬挂型电动机frost-proof motor 耐寒式电动机full voltage starting motor 全电压起动电动机fully-flameproof motor 全防爆型电动机gas for motor fuel 气态发动机燃料; 动力煤气gas motor 煤气发动机; 煤气机gasoline motor car 汽油车gasoline motor 汽油发动机gas-pressurized rocket motor 气压式液体火箭发动机gate motor 栏木电动机gear head motor 齿轮减速电动机gear motor for screw conveyer 螺旋输送器减速电动机gear motor 齿轮电动机; 齿轮马达gear(ed) motor 减速电动机geared motor 齿轮传动电动机; 齿轮传动马达; 齿轮电动机; 带变速齿轮箱的电动机;带减速齿轮的电动机geared-down motor 齿轮减速发动机gear-type hydraulic motor 齿轮式液压马达gear-type motor 齿轮液压电动机gear-within-gear motor 内啮合齿轮马达general-purpose motor 通用电动机generator-motor set 发电机电动机组gimbal servo motor 万向伺服电动机gimbaled motor 悬挂式电动机gimbaling rocket motor 万向架支座火箭发动机glass reinforced plastic motor lifeboat 玻璃钢机动救生艇governor motor 调节马达; 调速电动机; 调速器电动机; 调速器用电动机; 调整机用电动机graduation of the motor currents 电动机电流级加法gramophone motor 唱机电动机grinding head motor for woodworking 木工专用磨头电动机grinding head motor 磨头电动机grinding wheel drive motor 砂轮电机gunmetals motor carriage 机械化炮车gyro motor 陀螺马达hand motor 手电动机harmonic motor 谐波电动机haulage motor 电机车head motor 头部发动机heat-pipe motor 热管冷却电动机heat-resistant motor 耐热电动机; 高温电动机heavy motor truck 重型载货汽车Hele-Shaw motor 径向活塞式液压电动机; 径向活塞式液压电动机hermetic motor 密封式电动机; 密封式电动机; 密封型电动机hermetically sealed motor 密封式电动机hermetically-sealed motor 密封型电动机heteropolar D.C. linear motor 多极直流直线电动机high capacity motor 高功率电动机high frequency motor generator 高频电动发电机high power motor 大功率电动机high slip motor 高转差率电机high speed low-noise synchronous motor 高速低噪音异步电动机high torque AC motor 大转矩交流电动机high torque and low speed motor 大转矩低速电动机high torque motor 高启动转矩电机high voltage motor 高压交流电动机high voltage wound asynchronous motor 高压卷线异步电动机high-capacity motor 大型电动机; 高功率电动机high-compression motor 高压缩发动机high-output three-phase induction motor 高功率三相感应电动机high-slip induction motor 高滑差感应电动机high-slip motor 高滑率电机high-speed motor 高速电动机high-speed servo motor 高速伺服电动机high-voltage motor 高压电动机high-voltage synchronous motor 高压同步电动机hoisting motor 升降电动机home motor 家用电动机homopolar motor 单极电动机horizontal induction motor 卧式感应电动机horizontal motor 卧式电动机horizontal-type motor 卧式发电机horse motor 马拉传动装置horse-drawn motorized duster 马拉机动喷粉机; 马拉式机动喷粉机hot mill motor 热轧电动机hot motor part detection 发动机发热部分探测hot motoring method 热机马达法hydraulic control motor 液压控制马达hydraulic motor drive 液力马达传动hydraulic motor SAE stall pressure 液压马达的SAE制动压力hydraulic motor 水力发动机; 液压发动机; 液压马达; 油压马达hydraulic slave motor 液压马达hydraulic stepping motor 液压步进马达hydraulic traversing electric motor 液压方向机电动机hydraulic-powered wiper motor 液压式风窗刮水器的液力驱动器hydro-electric motor 水力发动机hydro-motor jig 流体传动跳汰机hydro-motor 水压发动机; 液压发动机; 液压马达; 射水发动机hysteresis motor 磁滞电动机; 磁滞式电动机hysteresis synchronous motor 磁滞式同步电动机; 磁滞同步电动机igniter motor 点火发动机immersed torque motor 湿式力矩电动机; 湿式力矩马达immersible motor 浸入型电动机; 潜水电动机impulse motor 脉冲电动机; 脉冲马达impulse stepping motor 脉冲步进电动机increased-safety motor 增安型电动机independent motor drive 单独电动机传动individual drive motor 单独传动电动机individual-drive motor 单独传动电动机induction motor controller 感应电动机控制器induction motor 感应电动机; 异步电动机induction-motor meter 感应式电度表inductor motor 感应子电动机; 作为发电机的感应电动机inductor type synchronous motor 感应子同步电动机in-line (plunger) motor 直列式柱塞电动机in-line motor 直列式马达; 直列式柱塞马达in-line plunger motor 直列式柱塞马达inner tube of pneumatic tyre for motor cycle 摩托车用充气轮胎内胎inside-out motor 旋转电枢式同步电动机; 反结构同步电动机instrument motor 仪表电动机integral horsepower motor 整数马力电动机integrated motor 机内电动机; 积分马达; 积分直流电动机; 整体式电动机integrating motor 积分电动机; 积分马达; 积分直流电动机internally geared motor 内装减速器的电动机internally ventilated motor 内通风式电动机inverse speed motor 反速电动机inversed repulsion motor 反排斥电动机; 反推斥电动机inverse-speed motor 串激特性电动机inverted motor 反结构电动机inverted repulsion motor 反常推斥式电动机; 反用推斥电动机ironless A.C.servo motor 无铁交流伺服电动机Janney motor 轴向回转柱塞式液压电动机; 轴向回转柱塞液压马达jazz the motor 强化发动机jet motor 喷气发动机kick motor 加速发动机Lacour motor 拉库尔电动机large AC three-phase synchronous motor 大型交流三相同步电动机large and medium DC motor 大中型直流电动机large induction motor 大型感应电机large power motor 大功率电动机Latour motor 拉吐尔电动机leaf driving motor 过滤叶片驱动电机leak-proof motor pump 防漏式电动泵lengthened motor lorry 加长载重汽车level-compound excited motor 平复激电动机lift motor 电梯用电动机lifting motor 起重电动机light power motor 小型电动机light rail motor tractor 轻型机车lighting motor-generator set 照明用电动发电机组linear electric motor 直线电动机linear induction motor 线性感应电动机linear motor principle 直线驱动原理linear motor 直线电动机; 线性电动机linear pulse motor 直线步进电动机; 直线脉冲电动机linear reluctance motor 直线式磁阻电动机linear step motor 直线步进电动机linear stepping motor 直线步进电动机linear synchronous motor 线性同步电机line-fed motor 直接馈电电动机line-start motor 线路起动电动机; 直接起动电动机; 直接启动电动机liquid fuel motor 液体燃料发动机liquid motor fuel 液体动力燃料liquid motor 液体火箭发动机liquid-filled motor 充液式电动机load limit motor 负荷限制马达loading motor 加载电机lobed rotor motor 罗茨电动机; 罗茨马达long hour motor 持续运行电动机loom motor 织布机电动机loop motor 环流电动机low power motor 小功率电动机low speed motor 低速电动机low speed synchronous motor 低速同步电机low tension motor starter 低压电动起动机low tension motor 低压电动机low-compression motor 低压缩发动机lower motor neuron disease 下位运动神经元病lower motor neuron lesion 下运动神经元损害lower motor neuron 下运动神经元low-tension motor 低压电动机luffing motor 吊杆俯仰电动机Lundell motor 爪极式电动机; 伦德尔式电动机machine oil pump for motor 摩托车机油泵magnetic clutch motor 磁力离合器电动机magnetic stepping motor 步进电机magnetical stepping motor 磁性步进电机magnet-lagging synchronized motor 磁滞同步电动机mail motor truck 邮政汽车main drive motor 主传动电动机; 主电动机main mill drive motor 轧机主传动电机main motor contactor 主电动接触器main motor 主电动机marine flame-proof three phase asynchronous motor 船用防爆三相异步电动机marine service motor 船用电动机marine-land purpose motor 船-陆两用电机master motor 主驱动电动机medium-sized motor 中型电动机mercury motor type 水银电动机式metal-clad motor 金属加固电动机; 铠装电动机micro-stepping motor 微型步进电动机midget motor 微型电动机; 小型电动机military motor lorry 军用卡车; 军用卡车mill motor 磨坊用电动机minertial motor 小惯量电动机miniature motor 微型电动机mini-motor-home 小型旅宿车mining motor 矿用电动机mist fan motor 喷雾吹风电动机; 喷雾吹风马达mobile motor driven centrifugal pump 移动式机动离心泵model motor 模型电动机; 作为试验样品的电动机modern motor spirit 现代车用汽油Modutrol motor 莫杜特罗尔电动机monocyclic-start induction motor 单相感应电动机monocylicstart induction motor 单周期起动感应电动机monophase asynchronous motor 单相异步电动机monorail motor crab 单轨电动起重机monorail motor hoist 单轨电动绞车motor alternator 电动交流发电机motor amplifier 电机放大器motor analyser 发动机试验机; 发动机试验台motor atomizer 动力弥雾机motor auger 机力螺旋钻motor automatic relay 电机自动继电器motor bark remover 机动剥树皮机motor base (frame) 电动机座motor base (MB) 电动机基础motor base pin 电动机座销轴motor base 电机底座motor battery 电动机电池motor bearing 电动机轴承motor bearings 电机轴承motor bed-plate 电动机机座motor board 电动机配电盘motor boat 摩托艇motor body 发动机壳体motor bogie 自动转向架motor brake magnet 电动机闸磁铁motor branch circuit 电动机分支电路; 电动机馈电支路motor brass alloy 电机黄铜合金motor brass 电动机黄铜motor brush 电动机刷; 电机电刷motor cabinet 电机座motor cable 电动机电缆motor capacity 电动机容量motor car fitter 汽车修配工motor car insurance 汽车保险motor carbon 电动机碳刷; 电机碳刷motor carrier 传送机motor case 电动机壳; 发动机壳体motor casing (frame) 电动机壳motor casing 电机壳; 摩托车外胎motor cavity 电机座位motor chamber diameter 发动机燃烧室直径motor characteristic 电动机特性; 电动机特性曲线motor circuit 动力电路motor coach 长途公共客车motor combination 电动机的组合motor commutator 电动机整流子motor compressor 电动压缩机motor console 发动机试验操纵台motor constant 电动机常数motor control relay 电动机控制继电器motor control 电动机操纵; 电动机电子控制; 电动机控制motor controller 电动机控制器motor cooling jacket 发动机冷却套motor cooling 电动机冷却motor coordinating center 运动协调中枢motor coupling 电动机联轴节motor current-transformer 电动变流器motor cut-out switch 电动机停机开关motor cuts out 发动机停车motor cycle insurance 摩托车保险motor decussation 运动交叉motor disturbance 运动障碍motor drill 手电钻motor drive asphalt pump 电动沥青泵motor drive oil lifter 电动油压升降机motor drive shaft 电动机驱动轴; 马达轴motor drive type 电动机传动型motor drive 电动机拖动; 电动驱动; 电机驱动motor driven blower 电动鼓风机motor driven distributor 电动分配器motor driven hoist 电动绞车motor driven layer radiographic X-ray apparatus 电动断层X射线机motor driven miniature pump set 电动微型水泵机组motor driven psychrometer 电动型通风干湿计motor driven pump 电动泵motor driven saw 电锯motor driven sludge excavator 电动挖泥机motor driven slush pump 电动泥浆泵motor driven starter 电动起动机motor driven switch 电机驱动开关motor driven turbine pump 电动涡轮泵motor driven welding machine 电动焊机; 电动机拖动式焊机motor driving time relay 电动机式时间继电器motor dynamo unit 电动直流发电机组motor dynamo 电动发电机; 电动直流发电机motor dynamometer 电动机功率计motor eccentricity 电机偏心率motor element 电动机元件; 运动元件motor enclosure 电机壳motor end closure 发动机喷口盖motor end plate 运动终板motor excitation 电动机励磁motor exciting current 电动机励磁电流motor fan 电扇motor fault 电动机缺陷motor fiber 运动纤维motor fire brigade vehicle 救火车; 救火车motor for boat 船用发动机motor for kicker and doffer 抖动器和滚筒用电动机motor for wood-working 木工电动机motor foundation 电动机基础motor frame through bolt 电动机长螺栓motor frame 电动机架motor fuel additive 发动机燃料添加剂motor fuel constituent 发动机燃料组成motor function 运动功能; 运动机能motor fuse 电动机熔断器motor gain 电动机增益motor gasoline 动力汽油motor generator arc welder 电动发电机式直流弧焊机motor glider 电动滑翔机motor grab 电动抓斗motor group 电动机组motor head 发动机前端motor hoist 电动葫芦; 电动提升机; 电葫芦motor hotel 汽车饭店motor hull insurance 汽车车身保险motor inclosure 电动机壳Motor Industry Research Association (MIRA) 汽车工业研究协会motor integrating meter 感应式电度表motor interrupter 电动断续器motor launch 汽艇motor line 电动机系列motor load control (MLC) 电动机负载控制motor load 电动机负载motor lorry (truck) 载重汽车motor machine 电动机械motor magnet 电动电磁铁motor manufacturer 电动机制造者motor meter 电动机式电度表; 电动机型仪表; 感应式电表motor method 发动机法; 发动机开车法motor mount ring 发动机安装环motor mower with binder attachment 机动青草割捆机; 带打捆装置的动力割草机motor mower with center drive 中央驱动式动力割草机motor mower with side drive 侧驱式动力割草机motor mower 动力刈草机; 机动割草机motor nozzle 发动机喷管motor nuclei 运动核motor octane number(MON) 马达法辛烷值motor off switch 电动机切断开关motor oil 电机用油; 车用机油; 马达油motor on-off switch 马达启停开关motor petrol 车用汽油motor pinion 电动机小齿轮motor pitch 电动机节距motor plough 自走犁motor plow 机动犁motor point 运动点motor power (output) 电动机功率motor power 发动机推力motor press 机动压力机motor protection against overheat 电动机过热保护; 马达过热保护motor protection relay 电动机保护继电器motor pulley 电动机皮带轮motor pump (MMP) 马达泵motor pump works 电泵厂motor pump 电动泵; 机动泵motor rear end plate 电动机后端盖motor reducer 电动机减速器; 电机减速机; 马达降速器motor reducing gear 电动机减速器; 电机减速机motor reduction unit 降速电动机motor reel 电动机轴motor repair shop 汽车修配厂motor repair 汽车修理motor road 汽车路motor room 电机室motor rotor tester 电机转子试验装置motor rotor 电动机转子motor saw 动力锯motor scooter 低座小摩托车motor scraper 自动铲运机; 自行式铲运机motor shaft 电机轴motor shell 电动机壳motor ship 汽船; 发动机推进飞行器; 内燃机船motor side 电动机侧motor siren 电笛; 电动警笛; 马达报警器motor sleigh 雪橇motor slide rails 电动机导轨motor slip 感应电动机转差率motor specification 电动机规格motor speech area 运动言语中枢motor speed control 电动机转速控制motor speed controller 发动机转速调节器motor speed 电动机转速motor spirit 车用汽油motor spring 汽车弹簧motor sprocket 电动机链轮motor squadron 汽车队motor starter 电动机起动器; 电动起动机; 电动启动器; 电机起动器motor starting and control equipment 电动机起动控制设备motor starting characteristic 发动机起动特性motor starting rheostat 电动机起动变阻器motor stator 电动机定子motor steering 汽车转向motor step 电动机距motor stirrer 电动搅拌器motor stoppage 停车motor 运动原; 电动机; 马达。
序号(学号〉: 161240303长春大学 毕业设计(论文)直流电机速度PID 控制系统设计李一丹国际教育学院自动化1612403曹福成2016 年 5 月 30 0姓 名 学 院 专 业 班 级 指导教师直流电机速度PID控制系统设计摘要:针对现有的直流电机控速难的问题,本文设计了一种基于ATmegal6L单片机的直流电机速度控制系统。
本系统以ATinegal6L单片机为主控制器,搭载了L298n为电机驱动,通过霍尔元件进行测速,通过按键控制电机的转动方向和转动速度,并配以温度传感器DS18B20对温度进行监测,通过PID算法调节PW\1 进行对速度控制。
该系统包括的模块主要有单片机为主体的控制模块、电机的驱动模块、对电机速度进行监测的模块、由LCD1602构成的显示ky r模块、电源模块和按键控制模块等。
本系统可以通过PID算法实现可编程脉宽波形对直流电机的速度进行控制,并且可以显示出当前电机的转速。
关键词:单片机;PID算法;直流电机The design of DC motor speed control system with PID Abstract: According to the existing DC motor speed control problem, this paper describes the design of a DC motor speed control system based on ATmegal6L MCU. To ATMEGA16L microcontroller as the main controller for the system, equipped with a L298n for motor drive, through the hall element of speed, through the buttons to control the motor rotation direction and the rotation speed, and the temperature sensor DS18B20 the temperature monitoring, PID algorithm is used to adjust the PWM control of the speed. The system includes the following modules display microprocessor control module, as the main body of the motor drive module, monitoring module, the speed of motor is composed of LCD1602 module, power supply module and key control module.This system can realize through PID algorithm to control the speed of the programming pulse waveforms of DC motor, and can display the current motor speed.Keywords: single chip microcomputer, PID algorithm, DC motor ky r戈ml ml ——II —In —In | * 11—I 1111 ml 1111目录Bit (1)l.i选题背景及意义 (1)1.2国内外研宄现状 (2)1.3木文主要研究的内容 (3)第2章总体方案论述 (4)ky r2.1系统主要传感器介绍 (4)2.1.1温度传感器 (4)2.1.2转速检测模块 (5)2.2系统总体功能及方案选择 (6)2.2.1系统所需模块及功能 (6)2.2.2主控制器选择 (8)第3章系统总体硬件设计 (10)3.1单片机最小系统 (10)3.1.1ATmegal6L单片机的引脚分布 (10)3.1.2最小系统的硬件电路 (13)3.2电机驱动电路 (14)3.3温度检测电路 (15)3.4光电管提示电路和按键控制电路 (15)3.5LCD1602 显示电路 (16)3.6电源电路 (17)3.7本章小节 (18)第4章系统软件设计 (19)4.1系统总体流程图 (19)4.2 PID算法简介 (19)4.2.1PID算法介绍 (20)4.2.2HD算法结果 (21)4.3系统调试步骤 (21)4.4误差分析即改进方法 (22)给论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)隱 (26)附录I系统总体硬件电路图 (26)附录II系统中部分程序 (27)ky r In—ml ml ml ml | , I af—.第1章绪论1.1选题背景及意义电动机简称电机,俗称马达,在现实生活中,我们处处都可以见到电机的身影,小到小学生玩的电动四驱车,大到炼钢厂用的滚动罐,这些都是电机家族的成员。
收稿日期:2006-04-22.基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(50437010).作者简介:王凤翔(1938-),男,山东寿光人,教授,博士生导师,主要从事特种电机及其控制、高速电机与磁悬浮、风力发电与能量转换系统等领域的研究. 电气工程文章编号:1000-1646(2006)03-0258-07 【特约】高速电机的设计特点及相关技术研究王凤翔(沈阳工业大学电气工程学院,沈阳110023)摘 要:简要介绍了高速电动机和发电机的结构类型、设计特点、关键技术及研究现状.以高速永磁电机为例,重点阐述了高速转子的电磁与结构设计、转子强度与刚度分析、永磁体的保护方法、定子铁心与绕组的结构设计与电磁性能计算、高频与高速附加损耗计算、温升计算与冷却散热方式.此外还简要介绍了高速磁悬浮轴承的结构原理与控制方法、高速发电机和电动机的功率变换与控制技术,并对高速电机的发展趋向进行了展望.关 键 词:高速电机;永磁电机;电磁与机械设计;控制方法;发展趋势中图分类号:TM 355 文献标识码:AStudy on design feature and related technology of high speed electrical m achinesWAN G Feng 2xiang(School of Electrical Engineering ,Shenyang University of Technology ,Shenyang 110023,China )Abstract :Structure ,design feature ,key technology and research status of high speed electrical machines are summarized.Taking the high speed permanent magnet machines as an example ,electromagnetic and structure designs of rotor ,analysis of rotor strength and rigidity ,protection of permanent magnets ,electromagnetic design of stator core and winding ,calculation of additional losses caused by high frequency and high speed ,prediction of temperature rise and selection of cooling mode are mainly introduced.In addition ,structure and control method of magnetically suspension bearings ,power conversion and control technique of high speed motor and generator as well as their development tendency are discussed briefly.K ey w ords :high speed electrical machine ;permanent magnet machine ;electromechanical design ;controlmethod ;development tendency 高速电机的研究目前正在成为国际电工领域的研究热点.由于转速高,电机的功率密度大,其几何尺寸远小于输出功率相同的中低速电机,因此可以有效地节约材料;由于高速电机的转动惯量较小,因此动态响应较快;又由于高速电机可与原动机或负载直接相连,省去了传统的机械变速装置,因而可减小噪音,提高传动系统的效率.上世纪末以来,由于军用和民用对高速电机的需求,英美等发达国家竞相开展了对高速电机的研究,其典型代表是:美国麻省理工学院(M IT )的电磁和电子系统实验室研究的5MW 高速感应发电机;德克萨斯州立大学机械电子中心用于先进机车推进系统的3MW 高速同步发电机和高速感应飞轮电机;英国Turbo G enset 公司推出的以112MW 高速永磁发电机为核心的新型移动电站;美国Calnetix 公司开发的舰用2MW 高速永磁发电机,转速范围为19000~22500r/min [1].目前已研制出500000r/min 的永磁发电机[2].高第28卷第3期2006年6月沈 阳 工 业 大 学 学 报Journal of Shenyang University of TechnologyVol 128No 13J un.2006速电机的应用领域越来越为广泛,如高速磨床及其他加工机床,高速飞轮储能系统,天然气输送及污水处理中采用的高速离心压缩机和鼓风机等.近来,用于分布式供电系统的微型燃气轮机驱动高速发电机越来越受到人们的关注,我国对高速电机的需求也比较迫切,但研究工作尚处于起步阶段.现正在研制215MW高速感应电机[3],同时已研制了转速50000r/min以下的小功率高速电机.在高速和超高速运行情况下,电机的运行特性与常规电机有很大的不同,对电机的设计理论和控制技术提出了一系列新的研究课题.本文对此作一介绍和阐述.1 高速电机的特点与关键技术高速电机的主要特点有两个:一是转子的高速旋转,转速高达每分钟数万转甚至十几万转,圆周速度可达200m/s以上;二是定子绕组电流和铁心中磁通的高频率,一般在1000Hz以上.由此决定了不同于普通电机的高速电机特有的关键技术. 111 高速发电机的结构及其控制方式高速发电机可以有多种结构形式,如永磁电机、感应电机和磁阻电机等[4~6],它们各有优缺点.从功率密度和效率来看,选择次序为永磁电机、感应电机和磁阻电机;然而从转子机械特性来看,其选择次序需要颠倒过来,即磁阻电机、感应电机和永磁电机.在确定高速电机结构型式时,需要对其电磁和机械特性、控制方式和功率变换系统进行综合对比研究.目前中小功率高速电机采用永磁电机较多,中大功率高速电机采用感应电机较多.112 高速电机转子动力学电机在高速旋转时转子的离心力很大,当线速度达到200m/s以上时,常规的叠片转子难以承受高速旋转产生的离心力,需要采用特殊的高强度叠片或实心转子.对于永磁电机来说,转子强度问题更为突出,因为烧结而成的永磁材料不能承受高速旋转产生的拉应力,必须对永磁体采取保护措施.转子强度的准确计算和动力学分析是高速电机设计的关键技术[7].113 高速电机的损耗、温升计算与散热技术高速电机不仅由于绕组电流和铁心中磁通交变频率增加导致基本电气损耗的增加,而且还增加了高频附加损耗,特别是转子表面由于高速旋转产生的风磨损耗和轴承损耗在总损耗中所占有较大的比重,且与电机运行速度和散热条件密切相关,因而难以准确计算.同时,由于单位体积功率密度与损耗的增加和总体散热面积的减小,因此有效的散热和冷却方式,是高速电机设计中的一个重要问题[8,9].114 高速电机的磁悬浮技术高速电机不能采用传统的机械轴承,而需要采用非接触式轴承.磁悬浮是目前唯一可以实现主动控制的现代支承技术,具有允许转速高、摩擦功耗小、无需润滑和寿命长等优点,磁悬浮技术成为高速电机的重要研究内容.115 高速电机的控制策略与功率转换技术不管采用永磁发电机还是感应发电机,都需要采用适当的功率变换系统,将高速发电机输出的高频交流电能转化为恒频恒压的电能供给用户使用.高速电动机则需要变频调速系统.因此需要研究高速电机功率变换和控制系统的电路拓扑结构和控制策略.下面将对上述某些关键技术内容作进一步的阐述.2 高速永磁电机的转子设计由于永磁电机的高效率和高功率密度,永磁转子成为中小功率高速电机的首选结构,然而永磁材料的抗拉强度较低,成为高速永磁转子设计的难题.在永磁转子设计中需要重点考虑以下问题[10]. 211 转子直径与长度的选取从减小离心力的角度来看,高速电机转子直径应选得越小越好,然而转子要有足够大的空间放置永磁体和转轴,因而转子直径不可过小.高速电机转子一般为细长型,为了保证转子具有足够的刚度和较高的临界转速,转子轴向不可过长.特别是对于采用磁悬浮轴承的高速电机转子,为了减小跨越临界转速时磁悬浮控制的难度,希望设计成为刚性转子,采用适当的转子长径比.高速永磁转子的直径和长度需要进行精确的电磁和机械特性分析后才可确定.212 永磁材料的选取高速电机的永磁体不仅要具有良好的磁性能,即较高的剩余磁通密度、矫顽力和最大磁能积,而且应具有足够高的工作温度和热稳定性.由于高速永磁转子的高速、高频附加损耗较大而散热条件较差,因此防止转子过热造成永磁体不可逆失磁,是需要考虑的一个重要问题.213 极数选择高速电机一般为2极或者4极,各有优缺点.952第3期王凤翔:高速电机的设计特点及相关技术研究 2极电机的优点是转子永磁体可采用整体结构,保证转子沿径向各向同性有利于转子的动态平衡,同时可减小定子绕组电流和铁心中磁场的交变频率,有利于降低高频附加损耗.2极电机的缺点是定子绕组端部较长而铁心轭部较厚.4极电机刚好与2极电机相反,优点是定子绕组端部较短和铁心轭部较薄,缺点是永磁转子需要多块永磁体拼接以及定子绕组电流和铁心中磁场的交变频率较高.从电磁和机械两个方面综合考虑,特别是从转子结构设计来看,采用2极方案比较有利.214 永磁转子护套设计高速电机一般选用的稀土永磁体为烧结钕铁硼,是一种类似于粉末冶金的永磁材料,能承受较大的压应力(1000MPa ),但不能承受大的拉应力,其抗拉强度一般低于抗压强度的十分之一(<100MPa ).如果没有保护措施,永磁体无法承受转子高速旋转时产生的巨大离心力[11,12].保护永磁体的方法之一,是在永磁体外面加一高强度非导磁保护套,永磁体与护套间采用过盈配合,如图1所示.另外一种保护方法是用采用碳纤维绑扎永磁体,如图2所示.图1 采用非导磁合金钢护套的永磁转子Fig.1 PM rotor with nonmagnetic steel enclosure护套的作用是在转子处于静态不旋转时,使永磁体承受一定的压应力,以补偿高速旋转时离心力产生的拉应力,使永磁体承受的拉应力在永磁材料所许可的范围之内.需要给永磁体施加多大的预压力,永磁体与护套之间需要采用多大的过盈量,需要根据永磁转子的结构、转子运行速度范围和材料特性,进行转子强度分析,通过计算高速旋转时永磁体和护套的应力和应变方可确定.采用非导磁合金钢护套的优点是能够对高频磁场起到一定的屏蔽作用,并能减小永磁体和转子轭中的高频附加损耗,同时导热性能较好,有利于永磁体的散热;其缺点是护套为导电体,会产生涡流损耗.与金属护套相比,碳纤维绑扎带的厚度要小,而且不产生高频涡流损耗;然而碳纤维是热的不良导体,不利于永磁转子的散热,而且对永磁体没有高频磁场的屏蔽作用.研究表明,在碳纤维绑扎的永磁体外加一薄层导电性能良好而不导磁的金属,可以有效地屏蔽高频磁场进入永磁体和转子轭,对减小永磁转子的高频附加损耗十分有效[8,9].图2 采用碳纤维绑扎的永磁转子Fig.2 PM rotor covered by a carbon 2fiber bandage enclosure3 高速电机的定子设计随着转速的增高,电机的体积减小而定子绕组电流和铁心中磁通交变频率增高,电机单位体积的损耗和发热量增加而散热面减小,减小损耗和有效的散热成为高速电机定子绕组和铁心设计需要解决的主要问题[13,14].311 定子铁心材料的选择由于定子铁心中磁通的变化频率与电机的转速成正比,而单位铁损耗与频率的113~115次方成比例,一台60000r/min 的电机磁场变化频率是3000r/min 电机频率的20倍,如铁心中的磁通密度相同,高速电机的单位铁耗将增加50~80倍.降低铁耗的办法有:①适当降低铁心中的磁通密度;②采用低损耗的铁心材料,如特殊软磁合金、非晶态合金钢片(Amorphous steel )和磁粉压制的SMC (Soft magnetic composite )软磁铁心.上述特殊软磁合金成本较高,非晶态合金钢片薄而脆不易加工成型,而SMC 材料尚处于开发和试用阶段.目前高速电机的定子铁心仍以采用超薄型低损耗冷轧电工钢片为主.312 定子铁心结构可以采用如图3所示多槽式、少槽式和无槽062 沈 阳 工 业 大 学 学 报第28卷式三种不同类型的定子铁心.通过对一台2极高速电机在相同定转子尺寸和运行条件下采用不同槽数(24槽、6槽和无槽)定子铁心结构磁场有限元分析,得出的在转子表面一点的磁通密度变化曲线对比,如图4所示.图3 三种典型的定子铁心结构Fig.3 Three typical structures of stator corea.多槽式b.少槽式c.无槽式图4 不同定子铁心结构气隙磁场的比较Fig.4 Comparison of air gap magnetic fields fordifferentstator core structures通过对比图4中永磁转子表面气隙磁通密度的变化曲线可以看出,无槽定子不产生高频齿谐波磁场,对减小转子损耗十分有利,但气隙过大,永磁体产生的气隙磁场较小,材料利用率过低.6槽定子气隙平均磁场最强,材料的利用率最好,但齿谐波磁场幅值过大,转子的损耗较大.相比之下24槽定子结构较好,尽管齿谐波磁场的频率较高,但幅值较小,在转子中产生的损耗比6槽定子要小得多,而平均气隙磁通密度略小于6槽定子.313 定子绕组型式由于转子强度所限,高速电机一般为细长型,而2极和4极电机的传统定子绕组端部比较长,如图5a 所示,这就更增加了转子的轴向长度,从而降低了转子系统的刚度,尤其对采用磁悬浮轴承的高速电机十分不利.为了减小转子的轴向长度,需要缩短定子绕组的端部长度,一种有效的解决办法是采用图5b 所示的环型绕组,使线圈边之间的连接不从端部而是通过定子铁心轭的外部,这样可使绕组端部长大大缩短,其不利之处是线圈嵌线工艺比较复杂,需要穿绕.图5 传统绕组与环型绕组端部示意图Fig.5 Schematic diagram of ring winding andconventional winding a.传统绕组 b.环型绕组4 高速电机的轴承设计411 非机械接触式高速轴承的分类普通的机械轴承在高速电机中应用寿命很短,一般需要采用非机械接触式轴承,主要有三类[10]:1)充油轴承.通过在转动体与非转动体之间形成一层油膜使转子悬浮,需要一套油循环系统.由于存在漏油问题和损耗较大,因此逐渐被先进的气悬浮和磁悬浮技术所代替.2)空气轴承.空气轴承的结构原理如图6所示.用压缩空气代替油膜实现气悬浮,漏气比漏油问题容易解决.与磁悬浮轴承比,空气轴承的体积较小,控制简单;其缺点是用很薄的一层压缩空气(25nm )支撑转子,承受负载能力有限,同时对轴承材料的性能与加工精度要求极高.图6 空气轴承结构原理示意图Fig.6 Schematic diagram of air bearing162第3期王凤翔:高速电机的设计特点及相关技术研究 3)磁悬浮轴承.通过磁力耦合实现定转子之间的非接触悬浮,可进行动态悬浮力控制,不存在漏油和漏气问题,在高速电机中应用较多.412 高速电机的磁悬浮控制高速电机的磁悬浮技术有两种类型,一种是采用与电机分离的磁悬浮轴承(通常称为磁力轴承);另一种是将电机与磁悬浮轴承合为一体的磁悬浮无轴承电机,其结构示意图分别如图7和图8所示.显然,无轴承电机将径向磁力轴承与电机集成为一体,可减小电机的轴向长度,但其控制技术比较复杂.图7 磁力轴承电机的结构示意图Fig.7 Structure diagram of machine with magnetic bearings图8 无轴承电机的结构示意图Fig.8 Structure diagram of bearingless machine41211 磁力轴承磁力轴承可分为被动式、主动式和混合式磁力轴承三种类型.被动式磁力轴承由永磁体构成,不需要控制,但至少在一个自由度上需施加非永磁体产生的力约束,否则不稳定.主动式磁力轴承是由通电线圈产生的电磁力实现转子悬浮,控制器通过动态检测转子位置,调整励磁线圈的电流控制悬浮力大小,实现转子的稳定悬浮.混合式磁力轴承是主动式与被动式磁力轴承的结合,通过施加永磁体的偏磁磁场以减小主动式磁力轴承的控制功率.目前在高速电机中实际应用的是主动式磁力轴承或者混合式磁力轴承[15].图9为主动式磁力轴承的工作原理和控制系统示意图.41212 磁悬浮无轴承电机如图8所示,磁悬浮无轴承电机是将径向磁力轴承与电机集成为一体,电机的定转子不仅要产生驱动电机转动的旋转力矩,而且要产生使转子悬浮的电磁力[16].无轴承电机与传统交流电机的结构基本相同,只是为了产生磁悬浮力,除了原有用以产生旋转力矩的定子绕组外,再加上一套与转矩绕组极数相差为2的磁悬浮力控制绕组.转子可采用传统交流电机的无刷结构型式,如感应式、永磁式和磁阻式等.图9 主动式磁力轴承结构原理与控制系统示意图Fig.9 Structure and control system of active magnetic bearings无轴承电机的磁悬浮力产生原理如图10所示.N A 和N B 表示的是4极的转矩绕组,N α和N β是2极的悬浮力绕组.如果2极悬浮力绕组中没有电流通过,则转矩绕组电流产生的4极磁场是对称的,图10中所示1和2处对应的气隙磁通密度是相等的,此时电机气隙中没有单边磁拉力产生.当在2极的N α绕组中通入一个如图10所示的正方向电流时,N α绕组产生的磁场使2处的气隙磁通密度增加而使1处的磁通密度减少,不平衡的气隙磁场分布将产生单边磁拉力欲使电机转子沿α轴的负方向运动;反之,如果N α绕组中通入反方向电流,那么合成气隙磁场的作用将使转子向α的正方向运动.同理,N β绕组中的电流将产生一个沿β方向的磁拉力.因此可通过控制N α、N β绕组中的电流产生所需要的转子磁悬浮力,从而维持电机定转子之间的间隙不变.由于需要对转矩和磁悬浮力进行解耦控制,无轴承电机的控制技术要比电机与磁力轴承分体的控制技术复杂得多.图10 磁悬浮力产生原理示意图Fig.10 G eneration principle of magnetic levitation force无轴承电机成为近年来国内外的研究热点之262 沈 阳 工 业 大 学 学 报第28卷一,研究人员提出了多种电机结构形式和控制策略,然而由于控制技术的复杂性,目前无轴承电机的研究尚处于应用基础研究阶段[20],在高速电机上尚未得到实际应用.5 高速电机的控制与功率变换技术高速电动机需要采用高频逆变器供电,而高速发电机输出的是高频交流电,需要通过电力电子功率变换装置,变为用户所需要的恒频恒压交流电.由于高速电机的高频供电,电机的损耗密度较大,而散热又比较困难,因此要求电机绕组的电压和电流为正弦波,以减小高次谐波的附加损耗,为此对功率变换装置提出了较高的要求[17,18].目前高速发电机的一个重要应用领域是微型燃气轮机驱动高速发电机分布式供电系统,其控制和功率变换技术比较复杂.图11为一微型燃气轮机驱动高速永磁发电机分布式供电装置的控制和功率变换系统原理框图.由于微型燃气轮机不能自起动,机组起动时高速电机作为电动机运行,拖动机组起动,由蓄电池通过DC/DC 升压斩波器(因为蓄电池组的电压较低)和DC/AC 逆变器供电,当机组转速上升到一定值后微型燃气轮机点火,随着转速的升高和微型燃气轮机驱动功率的增加,高速电动机输出机械功率逐渐减小进而变为发电机输出电功率,此时原来用作为高速电动机供电的逆变器变为正弦波整流器,将高速发电机输出的高频交流电转换为直流电,然后由输出逆变器转换为恒频恒压的工频交流电向用户供电.此时蓄电池由放电变为充电状态,因而DC/DC 斩波器的功率流向改变,由升压斩波变为降压斩波.图11 微型燃气轮机驱动高速发电机功率变换系统原理框图Fig.11 Power conversion system block diagram of ahigh speed generator driven by micro 2turbine6 高速电机的研究展望随着军工和民用对高速发电机和电动机的需求,高速电机已成为国内外研究的热点之一.由于高速电机的高功率密度和高速、高频运行特点,涉及到材料、机械、电磁、电力电子、自动化、检测技术与计算机控制等多学科的前沿技术,因此需要深入研究的问题很多,在我国尚处于起步阶段.在电机结构上除了继续深入研究高速永磁电机并扩大其转速和功率范围外,还需要研究感应式和磁阻转子等其他结构形式的高速电机.需要进行高速电机电磁与机械综合设计方法研究,应用电磁场、应力场与温度场耦合方法,分析计算电机定转子的高频和高速损耗和温升分布,电机的强度、刚度、振动和噪声.需要研究高温高速磁悬浮轴承系统的关键技术,具有冗余容错能力的高可靠性的磁悬浮轴承系统以及磁悬浮轴承—柔性转子系统的控制方法.需要进行高速电机功率变换和控制系统变流器的拓扑结构与控制策略研究;供电与控制系统运行状态监测与可靠性研究;高速发电机供电质量控制技术、多机并网及与其他供电系统并联运行技术的研究[19,20].参考文献:[1]Huynh C ,Hawkins L ,Farahani A ,et al .Design anddevelopment of a 2MW ,high speed permanent magnet alternator for shipboard application [C/OL ].USA :Electric Machines Technology Symposium ,Philadel 2phia ,http :///white papers/PDF/2004%20ASN E %20EM TS %20Pa per.pdf ,2004.[2]Zwyssig C ,K olar J W ,Thaler W ,et al .Design of a100W ,500000rpm permanent magnet generator for mesoscale gas turbines [C/CD ].Hong K ong :Confer 2ence Record of the IEEE Industry Applications S ociety Fortieth Annual Meeting (IEEE 2IAS ’2005),2005.[3]Ma W M ,Wang D ,Xiao F ,et al 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Single-Phase Induction Motor Design单相感应电机设计GENERAL DATA常规数据Rated Output Power (kW):额定输出功率 Rated Voltage (V):额定电压Number of Poles:极数 Frequency (Hz):频率Rated Speed (rpm):额定转速 Friction and Wind Loss (W):摩擦和风摩损耗 Type of Load:负载类型 Iron Core Length (mm):铁芯迭厚Stacking Factor of Iron Core:铁芯迭厚系数 Type of Steel:硅钢片牌号Rotor Position:转子位置 Operation mode: 运转方式Run Capacitance (uF):运行电容 Its Resistance (ohm):它的阻抗Speed-Adjustment mode:速度调节方式STATOR DATA定子数据Number of Stator Slots:定子槽数 Outer Diameter of Stator (mm):定子外径Inner Diameter of Stator (mm):定了内径 Type of Stator Slot:定子槽类型Dimension of Stator Slot定子槽尺寸hs0 (mm): hs1 (mm): hs2 (mm):bs0 (mm): bs1 (mm): bs2 (mm):rs (mm):Type of Coils:绕线类型 Coil Position: 绕圈位置:Number of Parallel Branches:并联支路数 Number of Wires per Conductor:每根导根的数量 Number of Conductors per Slot:每槽导体数slot # 1: slot # 2: slot # 3: slot # 4: Main-Phase Wire Diameter (mm):主相漆包线外径 Aux.-Phase Wire Diameter (mm):副相漆包线外径 Main-Phase Wire Wrap (mm):主相漆包线外皮厚 Aux.-Phase Wire Wrap (mm):副相漆包线外皮厚 Slot Insulation Thickness (mm):槽绝缘厚度 Conductor Length Adjustment (mm):导体调节长度ROTOR DATA转子数据Number of Rotor Slots:转子槽数 Air Gap (mm):气隙Inner Diameter of Rotor (mm):转子内径 Type of Rotor Slot:转子槽类型Dimension of Rotor Slot转子槽尺寸hr0 (mm): hr01 (mm): hr2 (mm):br0 (mm): br1 (mm): br2 (mm):Number of Vents:通风孔数量 Vent Diameter (mm):通风孔直径Vent Location (mm):通风孔尺寸 Skew Width (mm):歪斜宽度Height of End Ring (mm):端环高度 Width of End Ring (mm):端环宽度Resistivity of Rotor Conductor at 75 Centigrade (ohm.mm^2/m): 75℃时转子导体电阻系数RATED OPERATION额定运转Main-Phase Resistance (ohm):主相电阻 Aux.-Phase Resistance (ohm):副相电阻Main Leakage Reactance (ohm):主相泄漏电抗 Aux. Leakage Reactance (ohm):副相泄漏电抗 Rotor Resistance (ohm):定子阻抗 Rotor Leakage Reactance (ohm):转子泄漏电抗 Magnetizing Reactance (ohm):磁抗 Turn Ratio of Aux. to Main-Coil:Stator Line Current (A):定子线性电流 Main-Phase Current (A):主相电流Aux.-Phase Current (A):副相电流 Copper Loss of Stator Winding (W):定子绕组铜耗 Copper Loss of Rotor Winding (W):转子绕组铜耗 Iron-Core Loss (W):铁芯内部损耗Friction & Wind Loss (W):摩擦、风摩耗 Input Power (W):输入功率Output Power (W):输出功率 Mechanical Shaft Torque (N.m):转矩Efficiency (%):效率 Power Factor:功率因数Rated Slip:额定压降 Rated Shaft Speed (rpm):额定转速NO-LOAD OPERATION空载运转Main Leakage Reactance (ohm):主相泄漏电抗 Aux. Leakage Reactance (ohm):副相泄漏电抗 Rotor Leakage Reactance (ohm):转子泄漏电抗 Magnetizing Reactance (ohm):磁抗Stator Line Current (A):定子线性电流 Main-Phase Current (A):主相电流Aux.-Phase Current (A): 副相电流 Iron-Core Loss (W):铁芯内部损耗Input Power (W):输入功率 Power Factor:功率因数Slip:压降 Shaft Speed (rpm):转速BREAK-DOWN OPERATION最大运转Break-down Slip:最大功率时压降 Break-down Torque (N.m):最大转矩Break-down Torque Ratio:最大转矩倍数LOCKED-ROTOR OPERATION起动运转Locked-rotor Torque (N.m):起动转矩 Locked-rotor Phase Current (A):起动电流 Locked-rotor Torque Ratio:起动转矩倍数 Locked-rotor Current Ratio:起动电流倍数DETAILED DATA AT RATED OPERATION (额定运转数据)Main Slot Leakage Reactance (ohm):主相槽泄漏电抗Main End-Winding Leakage Reactance (ohm):主相端部绕组泄漏电抗Main Differential Leakage Reactance (ohm):主相电枢齿端磁漏电抗Aux. Slot Leakage Reactance (ohm):副相槽泄漏电抗Aux. End-Winding Leakage Reactance (ohm):副相端部绕组泄漏电抗Aux. Differential Leakage Reactance (ohm):副相电枢齿端磁漏电抗Rotor Slot Leakage Reactance (ohm):转子槽泄漏电抗Rotor End-Winding Leakage Reactance (ohm):转子端部绕组泄漏电抗Rotor Differential Leakage Reactance (ohm):转子电枢齿端磁漏电抗Skewing Leakage Reactance (ohm):相位差泄漏电抗Main-Phase Winding Factor:主相绕线因数 Aux.-Phase Winding Factor:副相绕线因数 Stator-Teeth Flux Density (Tesla):定子齿部磁通密度Rotor-Teeth Flux Density (Tesla):转子齿部磁通密度Stator-Yoke Flux Density (Tesla):转子轭部磁通密度Rotor-Yoke Flux Density (Tesla):定子轭部磁通密度 Air-Gap Flux Density (Tesla):气隙磁通密度 Stator-Teeth Ampere Turns (A.T):转子齿部安匝 Rotor-Teeth Ampere Turns (A.T):定子齿部安匝 Stator-Yoke Ampere Turns (A.T):转子轭部安匝 Rotor-Yoke Ampere Turns (A.T):定子轭部安匝 Air-Gap Ampere Turns (A.T):气隙安匝Correction Factor for MagneticCircuit Length of Stator Yoke:定子轭部磁路长度修正系数Correction Factor for Magnetic Circuit Length of Rotor Yoke:转子轭部磁路长度修正系数 Saturation Factor for Teeth:磁部饱和系数 Induced-Voltage Factor:感应电压系数 Saturation Factor for Teeth & Yoke:磁部&轭部饱和系数Mean Half-Turn Length of Main-Phase Winding (mm):主相绕组平均转动长度一半Mean Half-Turn Length of Aux.-Phase Winding (mm):副相绕组平均转动长度一半Main Winding Current Density (A/mm^2):主相绕组电流密度Aux. Winding Current Density (A/mm^2):副相绕组电流密度Air-Gap Unit-Length Ampere (A/mm):气隙单位长度安培Mean Stator Thermal Load (A^2/mm^3):定子平均热负荷Fill-Factor槽满率 Thermal-Load热负荷TRANSIENT FEA INPUT DATA原始输入数据For Main Winding:主相绕组 Number of Turns:匝数Parallel Branches:并联支路 Terminal Resistance (ohm):终端阻抗End Leakage Inductance (H):终端漏磁电感 For Aux. Winding:副相绕组Number of Turns:匝数 Parallel Branches:并联支路Terminal Resistance (ohm):终端阻抗 End Leakage Inductance (H):终端漏磁电感 Starting Capacitance (uF):起动电容器 Running Capacitance (uF):运行电容器 Switch Speed (rpm):转换速度。
湖南工程学院应用技术学院毕业设计说明书题目:单绕组双速异步电机设计专业班级:电气工程班学生姓名:学号:完成日期:2012年6月指导教师:刘金泽评阅教师:谢卫才2012年6月湖南工程学院应用技术学院毕业设计(论文)诚信承诺书本人慎重承诺和声明:所撰写的《单绕组双速异步电机设计》是在指导老师的指导下自主完成,文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源,本人愿意为由此引起的后果承担责任。
设计(论文)的研究成果归属学校所有。
学生(签名)年月日毕业设计(论文)任务书姓名骆飞祥院应用技术学院专业电气工程及其自动化班级 0882学号 200813010206 指导老师刘金泽职称副教授教研室主任谢卫才一、基本任务及要求:主要设计内容包括:1、变极电机定子绕组方案确定。
2、电磁设计及参数分析。
3、实例计算。
4、熟悉和掌握电磁设计程序。
通过对电动机定子绕组方案的确定及电磁计算,掌握反向变速电机的工作原理和设计方法熟悉电磁设计程序。
二、进度安排及完成时间1、第一周:布置毕业设计任务,查阅收集相关设计资料2、第二周至第三周:撰写开题报告和文献综述3、第四周至第六周:毕业实习,撰写实习报告4、第七周至第八周:撰写毕业设计论文,完成设计5、第九周至第十二周:毕业设计中期检查6、第十三周至第十四周:整体完善、修改毕业设计7、第十五周:进一步完善、修改毕业设计,修正毕业设计格式8、第十六周:指导老师批阅,电子文档上传ftp9、第十七周:打印、装订成册,毕业设计答辩目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第 1 章绪论 (1)1 .1 单绕组多速电动机的概况 (1)1 .2 异步电动机调速研究的发展 (1)1 .3 单绕组调速电机的应用前景 (4)第 2 章变极原理和方法 (5)2 .1 变极调速原理 (5)2 .2 反向变极法的原理和绕组排列 (5)2 .2.1 反向变极原理 (5)2 .3 反向变极法的绕组接线方法 (8)第 3 章设计特点 (10)3 .1 设计数据和尺寸的选择 (10)3 .1.1 定子内径选择 (10)3 .1.2 定子槽数的选择 (10)3 .1.3 定子节距的选择 (10)3 .1.4 转子槽形选择和尺寸 (10)3 .1.5 转子槽数的选择 (12)3 .1.6 定转子槽配合问题 (12)3 .2 技术参数 (12)3 .3 转矩特性和功率特性 (15)第 4 章电磁设计 (17)4.1 四极电机电磁设计 (17)4.1.1 额定数据和主要尺寸 (17)4.1.3参数计算 (24)4.1.4 工作性能 (29)4.2 二极电机电磁设计 (35)4.2.1 额定数据和主要尺寸 (35)4.2.2磁路计算 (38)4.2.3参数计算 (42)4.2.4 工作性能 (47)4.2.5起动性能 (49)4.3 2/4极性能比较 (52)第 5 章双速异步电动机的控制 (54)5.1 对控制线路的基本要求 (54)5.2 控制原理图 (54)结束语 (56)参考文献 (57)致谢 (58)附录A 转子冲片图 (59)附录B 定子冲片图 (60)附录C 四级电机定子绕组展开图 (61)附录D 二级电机定子绕组展开图 (62)单绕组双速异步电动机摘要:随着我国经济的快速增长,双速电机的应用越来越广泛。
步进电机正反转及调速设计陈超渭南师范学院物理与电气工程系2008级电气(1)班摘要:本系统用52系列单片机和LY-36电机驱动芯片并加入了按钮来控制步进电机实现转向、转速等。
系统中使用的四相步进电机,相应的驱动和控制电路对于其整体性能起着非常重要的作用。
经系统调试,能够很好的控制步进电机的正反转、加减速,从而达到预期目的。
整个系统具有结构简单、可靠性高、成本低和实用性强等特点,具有较高的通用性和应用推广价值。
关键词:四相步进电机 52单片机控制 YL-36驱动电路正反转1 绪论1.1 概述步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化系统中,与其他类型的电机相比具有易于精确控制,无累积误差等优点。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号,就驱动步进电机按设定的方向转一个固定的角度,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的,可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有累积误差的特点,广泛应用于各种开环控制。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上,用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作[1]。
单片机内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件。
本文设计一种用STC89C52作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的步进电机控制系统。
为使步进电机系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优,根据系统的功能要求,通过单片机存储器、I/O口、中断、键盘、LED显示器的扩展来实现步进电机的启停、正反转、加减速等功能。
1.2 步进电机及单片机的发展趋势步进电机的发展,将依赖于新型材料的应用、设计手段,以及与驱动技术的最佳匹配。
随着自动控制技术、计算机网络通信技术在众多领域中的快速发展,以及进一步数字化、智能化,步进电机将会在更深入广泛的领域中得意应用。
电机研发面试知识1. 电机基础知识1.1 电机的分类•直流电机(DC Motor):根据电流方向的变化,通过电枢和永磁体之间的相互作用实现转动。
•交流电机(AC Motor):根据交流电源的频率和相位的变化,通过电磁感应实现转动。
•步进电机(Stepper Motor):以固定的步进角度驱动,适用于需要精确位置控制的场景。
•伺服电机(Servo Motor):通过反馈机制实现精确的位置和速度控制。
1.2 电机参数•额定电压(Rated Voltage):电机运行的额定电压。
•额定电流(Rated Current):电机运行时的额定电流。
•额定转速(Rated Speed):电机运行时的额定转速。
•额定扭矩(Rated Torque):电机运行时的额定输出扭矩。
•额定功率(Rated Power):电机运行时的额定输出功率。
•绕组电阻(Winding Resistance):电机绕组的电阻。
•空载电流(No-load Current):电机在无负载情况下的电流。
•堵转电流(Stall Current):电机在堵转状态下的电流。
•转矩常数(Torque Constant):电机输出转矩与电流之间的比例关系。
•电动势常数(Back Electromotive Force Constant):电机输出电动势与转速之间的比例关系。
2. 电机设计与开发流程2.1 电机设计流程1.确定需求:根据实际应用场景和要求,确定电机的额定功率、转速、扭矩等参数。
2.选型:根据需求确定合适的电机类型和规格,考虑电机效率、成本和可靠性等因素。
3.绕组设计:设计电机的绕组结构和参数,包括绕组材料、绕组方式、匝数等。
4.磁路设计:设计电机的磁路结构和参数,包括永磁体材料、磁路形状等。
5.传感器选择:根据需要选择合适的传感器,用于实现电机的位置和速度反馈控制。
6.控制算法设计:设计电机的控制算法,包括速度闭环控制、位置闭环控制等。
强大的设计能力
SPEED是一款以磁路计算为主,有限元为辅的电机设计软件。
常规的磁路法设计电机,主要是使用公式结合经验来做的,无法考虑控制电路也不能计算电机内的温度场,设计的精确性受经验的影响比较大。
而SPEED软件是由很多有经验的工程师编写的,并经过许多著名的电机厂检验,同时还可以通过有限元对其进行验证。
对于控制类电机,在其内部可以考虑很多种的控制方式。
SPEED中还包含温度场分析。
快速强大的求解功能
Speed的计算速度非常快。
初步设计只需要10分钟,优化设计在1小时左右。
因此,我们可以在很短的时间内设计出多种优化设计方案,并找到最符合要求的电机。
开放的接口程序
Speed软件与其它软件有接口程序,如Autocad,Excel,Simulink和VB等,可以和许多商业化的有限元软件耦合进行仿真,同时可以使用子程序进行二次开发。
功能
SRD-开关磁阻电机模块
有效的使用者操作界面
操作手册包含广泛的技术性附录
图形轮廓的编辑器、样板编辑器
设计表单包含超过100种的输出数据
由几何形状自动计算磁化曲线
电流和转矩波形的计算,能量换算回路
计算线圈绕组、控制晶闸管、二极管内的电流、转矩、效率和各项损耗外部磁化曲线的输出/输入功能
有限元软件的连接
控制选项的范围,例如电流调整
一般/短磁束路径:单相
范围设定(批次设计)
硅钢片的材料数据库
用以显示标准设计的热键功能
PC-BDC模块---无刷永磁马达以及控制
有效的使用者操作界面
操作手册包含广泛的技术性附录
图形轮廓的编辑器、样板编辑器
设计表单包含超过200种输出数据
多种控制器模型选择,包括旋波、方波和交流电压等
快速磁路计算
可进行损耗计算
开路时由于齿槽效应的磁铁损耗
无感应操作的反电动势值侦测波形
9种标准转子类型
线圈绕组编辑器:4种标准绕组类型,加上非整数槽的完全客制化的自动绕组空气间隙线圈绕组的近似计算
波形的谐波分析
有限元的连接
硅钢片与磁铁的材料数据库
电流谐波的引进
换向开关的损耗
源自交流线用于分相马达电容的平衡操作
自感、互感和同步电感
包含电流、电动势和转矩波形的模拟
用于显示标准设计的热键功能
PC-DCM模块—永磁直流换向马达及其控制
有效的操作界面
操作手册包含大量的技术性附录
图形轮廓的编辑器、样板编辑器
设计表单包含超过150种输出数据
电流、转矩、电流和转矩波形、重量和惯量的计算4种齿槽形状
线圈绕组的形状:重叠、波绕、前进和倒退
硅钢片、磁铁、电刷的材料数据库
转矩/速度的特性
直流电压、半换向器、全换向器、断路器的驱动方式
PC-IMD模块---分相异步电动机和三相异步电动机
有效的操作界面
操作手册包含大量技术性附录
图形编辑器、样板编辑器
设计表单包含超过180种输出数据
设计表单计算器
12种可完全编辑的转子齿槽类型
线圈绕组编辑器:转矩/速度的特性
动态模拟(直接起动计算)
等效电路编辑器:相量图
电流、转矩、功率因数、效率的计算以及在任意转差情形下等效电路参数的计算深导条效应
漏磁饱和和磁化电抗的计算
分相马达:电容启动/电容运转、永磁分相电容马达、电阻启动/电容运转等等
PC-WFC模块—串激电机模块
有效的操作界面
操作手册包含大量技术性附录
图形轮廓的编辑器、样板编辑器
设计表单包含超过1000种输出数据
电流、转矩、电流和转矩波形、重量和惯量计算7种结构形状
线圈绕组的形状:重叠、波绕、前进和倒退
硅钢片、磁铁、电刷的材料数据库。