前沿技术讲座(新型电机) PPT

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电动汽车用永磁电机的前沿技术ppt课件

18
从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。
3 提高功率密度的研究动向
3.3 新型结构、设计优化和先进工艺
转矩密度高定子可无槽，齿槽转矩小制造费用高电抗小，恒功率范围窄
2.1 采用分数槽集中绕组
优点：1）绕组端部短铜耗小、效率高；
2）自感大，特别是隔齿绕电机弱磁性能好，短路电流小；
3）齿槽转矩小，不需要斜槽； 4）每相绕组在电磁、热、机械上隔离；
相间互感小，容错能力强。缺点：1）转子涡流损耗大，温升高。永磁体需要分段
2）噪声和振动相对比较大
10
从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。
2 提高效率的前沿技术探讨
2.1 采用分数槽集中绕组
4极24槽
q2
4极12槽
q 1
a）重叠、分布绕组 b）重叠、集中绕组
4极6槽
q 1 2
c)非重叠、单齿绕
d）非重叠、隔齿绕
4极6槽
q 1 2
9
从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。
3.1 冷却系统的合理设计
冷却方式的合理设计-风冷
特
殊
的
强
迫
风
冷
方
式
16
从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。

新能源驱动电机课件ppt

高效能
提高电机的效率，降低能耗，是未来发展的主要方向。
轻量化
减轻电机重量，使其更适应电动汽车等移动设备的需要。
智能化
结合先进的控制算法，实现电机的智能化控制，提高其性能和稳定性。
技术创新点
材料创新
新型材料如碳纤维、稀土永磁体的应用，可以提高电机的性能。
பைடு நூலகம்设计创新
优化电机结构设计，降低制造成本，提高生产效率。
集成化
电机与电力电子、控制系统的集成化程度越来越高，实现更高效、紧凑的解决方案。
智能化
利用人工智能和大数据技术优化电机性能，实现预测性维护和智能控制。
政策环境分析
1 2 3
政府支持
各国政府对新能源汽车产业给予政策支持，如补贴、税收优惠等，促进新能源驱动电机市场的快速发展。
排放法规
日益严格的排放法规推动汽车制造商加快新能源汽车的研发和推广，对新能源驱动电机市场产生积极影响。
分类
根据能源类型，新能源驱动电机可分为直流电机、交流电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。
工作原理与特性
工作原理
新能源驱动电机基于电磁感应原理，通过磁场和电流的作用力产生旋转力矩，从而驱动车辆或设备运动。
特性
高效、节能、环保、高扭矩、高可靠性等。
新能源驱动电机的应用场景
新能源汽车
电动自行车
集成化设计
实现电机与其他动力系统的集成化设计，提高整体效率。
成本问题
降低制造成本
通过优化生产工艺和降低材料成本，降低新能源驱动电机的制造成本。
维护成本
提高电机的可靠性和耐久性，降低后期的维护成本。
研发成本
加大研发投入，推动新能源驱动电机的技术进步和产品升级。

自动化前沿技术培训讲义(PPT 35张)

自适应控制
在日常生活中，所谓自适应是指生物能改变自己的习性以适应新的环境的一种特征。因此，直观地讲，自适应控制器应当是这样一种控制器，它能修正自己的特性以适应对象和扰动的动态特性的变化。自适应控制的研究对象是具有一定程度不确定性的系统，这里所谓的“不确定性”是指描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素。任何一个实际系统都具有不同程度的不确定性，这些不确定性有时表现在系统内部，有时表现在系统的外部。从系统内部来讲，描述被控对象的数学模型的结构和参数，设计者事先并不一定能准确知道。作为外部环境对系统的影响，可以等效地用许多扰动来表示。这些扰动通常是不可预测的。此外，还有一些测量时产生的不确定因素进入系统。面对这些客观存在的各式各样的不确定性，如何设计适当的控制作用，使得某一指定的性能指标达到并保持最优或者近似最优，这就是自适应控制所要研究解决的问题。
自动化在炮火中发展
自动化技术从产生到现在，它的发展始终没有离开武器装备的需要。在第二次世界大战中，同盟国军队的主要作战武器是火炮。当时的火炮威力大、射程远，但是命中精度比较差。如果没有二战这个巨大的实验场，自动化技术也不会有如此大的发展。可以这样说“军事装备是自动化之父，二战是自动化诞生的产房”。如果说军事设备是自动化之父，那么工业生产就是自动化之母。自动化生产是人们梦寐以求的事情。福特发明的汽车生产线是最成功的早期生产线，1913年福特创建了由专用机床组成的“运动中的组装线”在这种生产线上，要组装的部件由传送带运到一个个工人面前，每一个工人只完成一种操作。自动化技术为生产力的发展起了巨大作用，实现了人们摆脱繁重的劳动的愿望。同时自动化技术也在应用中得到不断发展和完善。
自动化原理

电机技术专题知识讲座

DC伺服电机0.3% 步进电机5.2%
无铁心电机
直流电机
图1.6 小型电机多种类旳生产情况
家电汽车有关
AV机器
其他
AV测试
图1.6 多种用途旳生产台电机 5
モータ技術
市场
将来预测
MM（有刷微型电机） BL（无刷电机） STP（步进电机） SDC（DC&串激电机） 1φ（单相电机） SHAD（罩极电机） LIN（线性传动装置、特殊电机）
10 モータ技術
电机存在旳3种力矩
但是，要用此式根据作用点旳电磁力直接计算力矩一般是比较困难旳，所以一般是使用虚功原理（移动微小距离时旳工作与那时旳磁场能量变化量是相等）根据积蓄磁气能量Wm旳变化，下列式(3.14)为基础进行计算旳情况比较多。
气隙面旳吸引力（法向力）F是在气隙长度旳变化方向X、微分积蓄磁气能量Wm而得出旳。旋转力矩（发生力矩）T一样地是在旋转方向θ、处微分积蓄磁气能量Wm而得出。
图1.7 多种小型电机旳种别预测
6 モータ技術
电机旳基本原理
7
交变磁场与旋转磁场
图3.1交变磁场
图3.1旋转磁场
8 モータ技術
力矩旳产生原理
最基本旳电磁力是如图3.5所示旳夫累铭左手法则而产生，当磁场B中所置旳长度为l旳导体上流通电流I时，载流导体所受旳作用力F为：
F=IBl
图3.图5 3夫.5累夫铭累（f铭le左m手ing法）则左手法则 9
交直流两用电机资料
小型电机旳分类、市场电机旳基本原理直流电机（共通、关联）交直流两用电机（单相串励换向器电机）附录
1
小型电机旳分类、市场
2
电机旳分类
3 ブラシレス
小型电机旳分类及定义

步进电动机课件ppt

驱动电路类型
常见的步进电动机驱动电路包括H桥、A4988等。
驱动电路元件
驱动电路的主要元件包括晶体管、二极管、电容等，用于实现电流的放大和转换。
步进电动机的常见
04
问题与解决方案
步进电动机的常见问题
电机发热过高
电机运行噪音过大
电机在运行过程中发热过高，可能是由于电机过载、通风不良、绕组故障等原因。
定制化
随着市场的多样化需求，步进电动机将逐渐实现定制化生产，满足不同客户和行业的特殊需求。
步进电动机的未来展望
更广泛的应用领域
随着步进电动机性能和效率的提高，其应用领域将进一步扩大，涉及到更多行
业和领域。
更智能的集成系统
未来步进电动机将与传感器、控制器等智能器件集成，形成更智能的控制
系统。
步进电动机的旋转角度和速度可以通过控制脉冲的数量和频
率来实现高精度的控制。
响应速度快
步进电动机的转动速度和方向可以通过控制脉冲的频率和相序来快速响应。
低速性能好
步进电动机在低速时仍能保持较好的稳定性和平滑性，不会出现丢步或过冲的现象。
可靠性高
步进电动机的结构简单，维护方便，且使用寿命长，可靠性
它广泛应用于各种自动化设备、机器人、数控机床等领域，是实现精密控制的重要元件之一。
步进电动机的分类
根据结构分类
根据工作电流方式分类
有齿型步进电动机、无齿型步进电动机、混合型步进电动机等。
有直流步进电动机和交流步进电动机。
根据相数分类
有单相、两相、三相和多相步进电动机。
步进电动机的工作原理
步进电动机的驱动
03
控制
步进电动机驱动器

新能源发电技术培训讲义(71张)PPT

❖ 特性：周期性、多样性、
复杂性
多大的风力才可以发电呢?
❖ 一般说来，3级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于4m/s才适宜于发电。
❖ 据测定，一台55kW的风力发电机组，当风速 9.5m/s时，机组的输出功率为55kW；当风速8m/s 时，功率为38kW；风速6m/s时，只有16kW；而风速为5m/s时，仅为9.5kW。可见风力愈大，经济效益也愈大。
8.虚构的加强使小说和传统故事之间的区别清晰起来。小说中的故事可以来自想象，不一定是作者的亲历亲闻。小说家常闭门构思，作品大多诞生于他们的离群索居的时候，小说家可以闲坐在布宜诺斯艾利斯的图书馆中，或者在巴黎一间终年不见阳光的阁楼里，杜撰他们想象中的历险故事。 9.一个匠人漂泊一生，积攒下无数的见闻、掌故和趣事，当他晚年坐在火炉旁给孩子们讲述这一切的时候，他本人就是故事的一部分。传统故事是否值得转述，往往只取决于故事本事的趣味性和可流传性。
新能源发电技术培训讲义(71张 )PPT完美版
1.于普通民众的文化知识和精神素养，有着为官的阅历和广阔的视野，对下层民众生活有深刻的了解。他们既可以将下情上迭，也可以将官方的意旨贯彻于民间。 2.他们在乡间承担着传承文化、教化民众的责任，同时参与地方教育和地方管理，引领着一方社会的发展。乡绅群体的消失，使乡村失去了传统文化的传承人，失去了文化颁被和灵魂，没有了
6．如何在肯定草根文化的同时，不过分鼓吹偶像崇拜，而是放大草根中 “励志 ”的因素，把社会主流价值观传递给大众，是值得娱乐媒体深思的问题。 7．当今世界自主知识产权占比重是衡量一个国家科学发展水平的标志，而科学技术进步与否是国家富强的标志。

现代电机控制技术课件PPT

BB σB mB LσBiB LmBiB LBiB
式中， LσB 、 LmB 和 LB 分别为线圈 B 的漏电感、励磁电感和自感。且有
LB LσB LmB
线圈 B 产生的磁通同时要与线圈 A 交链，反之亦然。这部分相互交
链的磁通称为互感磁通。在图 1-1 中，励磁磁通mB 全部与线圈 A 交链，
现代电机控制技术
现代电机控制技术
第1章基础知识第2章三相感应电动机矢量控制第3章三相永磁同步电动机矢量控制第4章三相感应电动机直接转矩控制第5章三相永磁同步电动机直接转矩控制第6章无速度传感器控制与智能控制
第1章基础知识
1.1 电磁转矩 1.2 直、交流电机电磁转矩 1.3 空间矢量 1.4 矢量控制
在时间 dt 内，由外部电源输入铁心线圈 A 和 B 的净电能 dWe 为
电机中常用的铁磁材料的磁导率 Fe 约是真空磁导率 0 的
2000～6000 倍。空气磁导率与真空磁导率几乎相等。铁磁材料的导磁特性是非线性的，通常将 Bm f (Hm) 关系曲线称为磁化曲线，如图 1-3 所示。可以看出，当 H m 达到一定值后，随着 H m 的增大，Bm 增加越来越慢，这种现象称为饱和。
圈不仅励磁电感相等，且励磁电感又与互感相等。
线圈 A 的全磁链 A 可表示为 A LσAiA LmAiA LABiB
同理可得
LAiA LABiB
B LσBiB LmBiB LBAiA
LBiB LBAiA
感应电动势 eA 和 eB 分别为
eA
d A
dt
eB
d B
dt
(1-33) (1-34) (1-35) (1-36)
图 1-4 串联磁路的模拟电路图

前沿技术讲座新型电机ppt课件

2.2.2 星形连接三相桥式主电路
+
VT1
VT3
VT5
US
A
B
C
VT4
VT6
VT2
-
位置检测器的三个输出信号通过逻辑电路控制这些开关管的导通和截止，其控制方式有两种：二二导通方式和三三导通方式。
26
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
b) 四相半桥主电路
12
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
2. 逆变器
2) 桥式——全控型
VT1 VD1 VT3 VD3 VT5 VD5 US
A
C
B
VT4 VD4 VT6 VD6 VT2 VD2
（8）功率变换技术的研究
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
3、新型电机重点发展方向
(1)现代高品质电气驱动与智能控制，包括电动汽车、舰船推进、高性能电梯等使用的高品质电气驱动系统和全数字、智能化交流伺服系统的研究。
外转子永磁体绕组
内定子
实际电机
结构示意图
外转子无刷直流电动机
11
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
2. 逆变器
1) 非桥式（半桥式）——半控型

第章新电机介绍PPT课件

主要内容： 1、直线电动机的结构、工作原理及应用； 2、超声波电动机的结构、工作原理及应用； 3、无刷直流电动机的结构、工作原理及应用； 4、开关磁阻电动机的结构、工作原理及应用；
第1页/共67页
一、概述
第一节直线电动机
利用电能直接产生直线运动的电动机。其原理与相应的旋转式电动机相似，在结构上可看作是由相应旋转电机沿径向切开,拉直演变而成。直线电动机包括定子和动子两个主要部分
动子
旋转电机
定子
第2页/共67页
直线电动机的结构有扁平型和管型扁平型
管型
1、轨道；2、磁路；3、定子叠片；4、定子绕组
第3页/共67页
直线电动机按原理分为直流直线电动机、交流直线异步电动机、直线步进电动机和交流直线同步电动机直线电动机较多地应用于各种定位系统和自动控制系统。大功率的直线电动机还常用于电气铁路高速列车的牵引、鱼雷的发射等装备中。
第16页/共67页
四、直线同步电动机
由旋转式同步电动机演变而来。其工作原理和旋转式同步电动机相同。主要由定子和动子两部分组成，嵌有交流线圈的部分为定子。当定子多相绕组中通入对称交流电流后，电机气隙中就产生一个磁场行波，与动子的磁场作用产生电磁力使动子发生直线运动。
第17页/共67页
直线同步电动机的比推力较直线异步电动机的比推力大，功率因数和效率也比异步好。因此，直线同步电动机的性能优越。
永磁体 Y轴
定子齿
X轴
定子磁极
第26页/共67页
第二节超声波电动机
超声波电动机是非电磁型电动机，它不是依据电磁力定律来工作的。它是利用压电振动产生的强力超声波的振动能转换为机械能。超声波电动机是利用定子变形产生振动和转子接触，通过摩擦来传递转矩和功率。

电机ppt课件

靠性和可维护性。
电机材料的发展趋势
电机材料是影响电机性能的重要因素之一，随着科技的不断进步，新型材料在电机中的应用越来越广泛。
未来电机材料的发展将更加注重轻量化和高强度化，采用新型材料如碳纤维、钛合金等，减轻电机的重量并提高其机械强度。
同时，新型导磁材料和绝缘材料的应用也将不断扩大，以提高电机的磁场强度和绝缘性能。此外，纳米材料等新型材料在电机中的应用也将逐渐增多，为电机的性能提升提供更多可能性。
子内旋转。
02
定子通常由铁芯和绕组组成，绕组通电后产生磁场。转子可以是绕组型或鼠笼型，
根据电机类型而定。
03
电机的结构需满足高效、稳定、可靠、耐用等要求，以确保电机的正常工作和长寿
命。
电机的材料电机Βιβλιοθήκη 材料选择对于电机的性能和寿命至关重要。
定子铁芯通常采用硅钢片或铁氧体材料制成，以提高磁性能和降低损耗。转子材料可以是铸铁、铸钢、铝合金等，根据电机类型和性能要求而定。
02
电机的原理与结构
电机的原理
电机的工作原理基于电磁感应定律，通过磁场和电流相互作用产生转矩，使电机旋转。
电机的种类繁多，根据工作原理和应用领域可分为直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机等。
不同种类的电机具有不同的工作原理和特性，适用于不同的应用场景。
电机的结构
01
电机主要由定子和转子组成，定子固定不动，转子在定
功率与效率
功率
电机在单位时间内所做的功，通常以瓦特（W）为单位。功率决定了电机的输出能力。
效率
电机运行时的能量转换效率，通常以百分比表示。效率越高，电机的能源利用率越好。
转矩与转速
转矩
电机产生旋转运动的力矩，通常以牛顿米（Nm）为单位。转矩决定了电机的负载能力和启动性能。

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基于专用集成电路的控制系统
数模混合控制系统
全数字控制系统
控制器是无刷直流电动机正常运行并实现各种调速伺服功能的指挥中心
19
2.1.2 基本工作原理
永磁无刷直流电机系统图
控制电路对转子位置传感器检测的信号进行逻辑变换后产生脉宽调制PWM信号，经过驱动电路放大送至逆变器各功率开关管，从而控制电动机各相绕组按一定顺序工作，在电机气隙中产生跳跃式旋转磁场。 20
2. 逆变器
2) 桥式——全控型
VT1 VD1 VT3 VD3 VT5 VD5
A
US
C
B
VT4 VD4 VT6 VD6 VT2 VD2
c) 星形联结三相桥式主电路
13
2. 逆变器
2) 桥式——全控型
VT1 VD1 VT3 VD3 VT5 VD5
US
A
VT4 VD4 VT6 VD6 VT2 VD2
9
N S
S N
N S
S N
表面式磁极
N N
N
N
S
S
S
S
SS N
NS
S
S
N
N
S
N
N
嵌入式磁极
环形磁极
内转子结构形式
10
外转子永磁体绕组
内定子
实际电机
结构示意图
外转子无刷直流电动机
11
2. 逆变器
1) 非桥式（半桥式）——半控型
US
US
A
B
C
A
B
C
D
a) 三相半桥主电路
b) 四相半桥主电路
12
1.2.1 星形连接三相半桥主电路
US
A
B
C
VT1 H1 H2 H3
VT2
VT3
24
在三相半桥主电路中，位置信号有1/3周期为高电平、2/3 周期为低电平，各传感器之间的相位差也是1/3周期，如图所示。 H1
0 120 240 360 480
t
H2
0 120 240 360 480
t
H3
0 120 240 360 480
研究方向:
（1）谐波抑制与无功补偿（2）电力电子电路仿真与设计（3）计算机控制系统（4）电气系统智能控制技术（5）现代控制理论及其在电气传动中的应用（6）系统故障诊断技术及应用（7）现代交、直流电机调速技术
（8）功率变换技术的研究
3、新型电机重点发展方向
(1)现代高品质电气驱动与智能控制，包括电动汽车、舰船推进、高性能电梯等使用的高品质电气驱动系统和全数字、智能化交流伺服系统的研究。
(2) 新型特种电机与新能源技术，包括各种新概念、新原理、新材料电机的理论、模型、控制及应用，新能源利用中所需特种电机及关键技术的研究。
(3) 电磁工程与电物理技术，包括电磁场分析技术、特种电磁装备等。
星形联接三相桥式主电路应用最多
17
3. 位置检测器
有位
置传
感器
位
检测
置
检
测
器
无位
置传
感器
检测
磁敏式光电式电磁式接近开关式正余弦变压器编码器反电动势检测续流二极管工作状态检测定子三次谐波检测瞬时电压方程法
18
4. 控制器
模拟控制系统
控制器
数字控制系统
分立元件加少量集成电路构成的模拟控制系统
工作原理
磁→→B转态—转-逻 E极A两子改子-、辑图每变磁→相B变示转一场电导相换位过次顺机导通→置，时6顺通0三V→电针o时，→1相位、机连针逆I:置六V有续旋E变6+信状旋6转开-器个A号转态通开-磁、关状定管态子磁位→相换，磁V极置导流三1场转信通、一相隔过号→V次各62I6→、:导00开OE逻o定图通跳+通辑-子示1跃A→2变-磁位0旋CAo换状—-置转、E-→C
（2）电机控制（电机控制理论与高性能运动控制方法）与电力电子应用技术（3）智能电器及在线监测技术（4）高频功率磁元件分析与应用（5）电机电器智能测试技术
（6）电气装备检测与故障诊断
2、电力电子与电气传动
电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。它是综合了电能变换、电磁学、自动控制、微电子及电子信息、计算机等技术的新成就而迅速发展起来的交叉学科，对电气工程学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。
无刷直流电动机与永磁同步电动机两种驱动模式的波形比较如下图所示。
22
B
B
O
O
t
t
ea
ea
O
O
t
t
ia
ia
O
O
t
t
Ta
Ta
O
O
t
t
Te
Te
O t
(a) 无刷直流电动机
O
(b) 永磁同步电动机
t
23
2.2 无刷直流电动机的主电路及其工作方式
无刷直流电动机的主电路主要有星形联结三相半桥式、星形联结三相桥式和角形联结三相桥式三种形式。
——自同步电机
→电机顺时针旋转
21
2.1.3 无刷直流电动机与永磁同步电动机
由变频器供电的永磁同步电动机加上转子位置闭环控制系统后构成自同步永磁电动机，既具有永磁直流电动机的优异调速性能，又实现了无刷化。无刷直流电动机出力大、控制简单、成本低，其调速性能已能达到低速转矩脉动小于3％、调速比大于1:10000的水平，因而越来越多地受到人们的青睐。
二、无刷直流电动机 Brushless DC Motor ( BLDCM)
2.1 无刷直流电动机系统 2.1.1 基本组成
直流电源
逆变器
电机本体
输出
控制信号
控制器
位置检测器
无刷直流电机构成框图
8
1. 电动机本体
定子
永磁转子传感器定子传感器转子
(a) 结构示意图
(b) 定转子实际结构
无刷直流电动机结构
t
旋转磁场在360电角度范围内有三种磁状态，每种磁状态持续120电角度。我们把这种工作方式叫做单相导通星形三相三状态。
新型电机
一、概述
1.电机与电器主要研究电机电器及其控制系统的运
行理论、电磁问题、设计和控制理论，涉及电机电器的基本理论、特种电机及其控制系统、电机计算机辅助设计及优化技术、电机电磁场数学模型与数值分析、电机的控制理论及方法、特种电机设计等研究领域。
在不同的学校，研究方向略有不同，但主要研究方向如下：（1）新型电机及机电一体化技术、能源变换技术
C
B
d) 三角形联结三相桥式主电路
14
2. 逆变器
2) 桥式——全控型
A US
B
e)正交两相全控型主电路
15
2. 逆变器
2) 桥式——全控型
USBiblioteka ADBC
f) 封闭形联结四相桥式主电路
16
主电路选择原则
绕组利用率：三相绕组优于四相、五相绕组转矩脉动：相数越多，转矩脉动越小电路成本：相数越多，电路成本越高