八极九槽无刷直流电动机
五邑大学本科毕业设计
第1章绪论
1.1课题背景和选题意义
低速大转矩电动机淘汰了笨重的减速机构，避免了减速机构带来的结构复杂、转动惯量大、效率降低、噪声增加、润滑油泄露、传动间隙、磨损维护频繁等各种不利影响。因此这类直接驱动电动机作为传统电动机加减速器系统的替代产品得到了很大的重视，并己得到一定程度的应用. 在各种各样的轻易驱动电机中，与其它类型低速小转矩轻易驱动较之，轻易驱动永磁无刷电机具备更高的功率密度和转矩密度，具备更高的运转效率，因此极具应用领域前景。低速小转矩永磁无刷电机尽管在结构和原理上等同于传统的高速永磁无刷电机，但随着现代科技的发展，人们对其性能建议出现了非常大变化，例如对转矩脉动建议严苛，同时为适应环境目前的节能环保小背景，对其效率指标也明确提出了代莱建议。其次，由于该种 电机体积很大，电机的有效率材料消耗量小，如何提升该种电机的有效率材料利用率就是该种电机研制开发的一个关键课题。
过去，永磁无刷电机大多采用整数槽绕组的设计，近年分数槽绕组技术在无刷直流电动机上应用日益广泛，而且具有自己的一些特点。与整数槽相比，无刷电机采用分数槽特别是采用每极每相槽数小于1的分数槽绕组甚至分数槽集中绕组有如下好处： 1）在电机设计时，电机的齿部磁密应当尽可能光滑，这样才可以充分利用电机的有效率材料，充分利用电机的有效率空间
2)平均每极下槽数减少，以较少数目的大槽代替较多数目的小槽，有利于槽满率的提高、线圈周长和绕组端部缩短，使电动机绕组较少、铜损降低，进而提高电动机的效率、降低温升、降低时间常数、提高快速性、增加功率密度等。
3)减少绕组的短距和原产效应，提升电动势波形的正弦性。每极每相槽数
4)由于分数槽电机齿槽转矩频率较高，齿槽效应转矩幅值通常比整数槽绕组小，有利于降低振动和噪声
5)分数槽绕组电机有可能获得线圈节距了=1的设计(分散绕组)。每个线圈只拖在一个齿上，延长了线圈周长和绕组端部张开长度，降低用铜量;各个线圈端部没重合，不必设立相间绝缘。旗袍花扣
采用高性能的永磁材料，就可满足电机的尺寸、重量和性能之间的协调要求，多极磁路可减小磁扼，因而可减小电机的体积与重量，多相供电可以增加电机的电负荷，提高绕组的利用率。
因此本文研究的多相供电分数槽分散绕组的永磁螺距直流电机同时研究其他有关掌控和设计排序问题具备关键理论意义和现实意义。本文研究的课题为三相供电八极九槽永磁螺距直流电机。
内孔撑圆涨紧夹具 1
五邑大学本科毕业设计
1.2永磁无刷电动机分数槽绕组结构的应用研究现状
最近几年研发的轻易驱动洗衣机基本上都使用分散绕组分数槽螺距电动机，比如，日本东芝公司使用pz为36/24方案;哈尔滨工业大学在其轻易驱动洗衣机的螺距电动机多个
专利中公布了所采用的有2p=27/26、27/24、21/20、24/22、18/16多个方案;也有采用
pz=18/20方案的。中外航模专用螺距电动机使用12/14、12/8、9/6、6/8、6/4等方案。
电动自行车和摩托车用无刷直流电动机采用24/22、21/20、21/22、36/40、51/46等方案;磁盘机采用9/8、12/10方案等等。
竹炭颗粒
目前对低速小转矩分数槽分散绕组永磁无刷电机的研究很广为，从相同极/槽协调电机的性能对照而获得该种电机的设计准则，至根据其电感参数的特点而引发的其特定应用领域研究，除了为进一步提高电机的转矩密度、减少电机的齿槽转矩而使用多相分数槽分散绕组结构，对电机的不能均衡磁拉力展开了研究。目前的研究或者紧固电机的气隙直径和有效率长度、或者紧固电机的外径尺寸，发生改变槽数极之数展开电机的性能比较，忽略了电机极数变化对电机结构尺寸的影响。分数槽分散绕组由于电感的减少而引致最小功率减少，似乎在某些应用领域自身利益对负载能力的建议而无法使用分数槽分散绕组电机，为
此须要减少电机的电感，也就是必须提升分数槽绕组电机的q值，目前很少存有文献对从低速小转矩分数槽分散绕组电机(通常q<0.5)至q=1电机展开综合比较。
1.3论文的主要内容
本文的主要内容包含以下几个方面:
1)研究三相八极九槽永磁无刷直流电机，着重研究这种电机的理论、运行机理、电机结构、实现方法，并对这种电机的换向状态进行详细的讨论。
2)研究一套基于mc33035专用芯片的三相八极永磁螺距直流电机的控制系统，包含维护电路、驱动电路和低电压电路，着重于研究这种方法的理论基础、同时实现方法，以及如何对电机各性能参数展开掌控。
1.4论文预计进程：
4月顺利完成电机的定子转子尺寸结构，绕线组，和电机外壳等有关设计。
5月份完成电机控制系统，包括反馈系统，基于mc33035芯片控制模块和功率驱动模块
等。
2
五邑大学本科毕业设计
1.5须要对以下问题着重于展开研究分析：
1)磁路结构和设计计算。必须建立新的设计概念，重新分析和改进磁路结构和控制系统;应用现代的设计方法，研究新的分析计算方法，以提高设计计算的准确度;采用先进的测试方法和制造工艺。
2)掌控问题。永磁电机做成后不须要外界能量即可保持其磁场，但导致从外部调节、掌控其磁场极为困难，然而，随着电力电子器件和控制技术的迅猛发展，大多数永磁电机在应用领域中，可以不必展开磁场掌控而只展开电枢掌控。
3)不可逆退磁问题。在设计和制造时，要分析各种不同结构形式的抗去磁能力，采用相应措施保证永磁电机不失磁。
4)成本问题。在设计时既须要根据具体内容采用场合和建议，展开性能、价格的比较后权衡，又必须展开结构工艺的技术创新和设计优化以降布氏成本。
3
五邑大学本科毕业设计
第2章八极九槽无刷直流电动机的结构和工作原理概述
2.1电机的基本组成部分
2.1.1电机结构
本课题研究三相八极九槽永磁螺距直流电机由以下几部分共同组成:电机本体(具有电枢绕组的定子和永磁转子)、边线传感器和电子高速运行线路。这种电机本身结构直观紧凑型、体积小、体积小，并无机械高速运行。它不仅留存了直流电机优良的变频性能和机械特性，而且防止了直流电机由于机械高速运行增添的一系列问题。其结构框图例如图2-1右图。
齿槽转矩
图2.1无刷直流电动机组成框图
4
五邑大学本科毕业设计
图2.2螺距直流电动机简略原理图
2.1.2电机本体
本文设计转子由永久磁钢按4对数共同组成，其定子绕组为三相，根据绕线法则和分析排序确认具体内容的绕线组方案。图2.2中为螺距直流电机简略结构原理图，电动机本体为三相两极结构，三相定子绕组与电子高速运行线路中适当的功率控制器器件相连接，在图中a二者、b二者、c二者绕组分别与逆变器功率控制器管v1、v2、v3相连。
石材背栓 构成无刷直流电机转子的永久磁钢与永磁有刷电机中所使用的永久磁钢的作用相似，都是在电机的气隙中建立足够的磁场。其不同之处在于，无刷直流电机中永久磁钢装在转子上，而有刷直流电机的磁钢装在定子上。永久磁钢目前多使用稀土永磁材料，如钱铁硼(nd
peb)和衫钻(smco)等。由于转子磁钢的几何形状不同，使得转子磁场在空间的分布可近似分为正弦波和方波(梯形波)两种。因此，当转子旋转时，在定子上产生的反电动势也有两种形式，一种为正弦波形，另一种为方波(梯形波)。习惯上将反电动势为正弦波电动机称为正弦型永磁同步电动机(pmsm);而方波(梯形波)电动机在原理和控制方式上基本与直流电动机类似，故称为无刷直流电机(bldcm)。
磁疗鞋 2.1.3转子边线传感器
位置传感器在无刷直流电动机中起着测定转子磁极位置的作用，为逻辑开关电路提供正确的换相信号，即将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，然后去控制定子绕组换相。位置传感器种类很多，目前在无刷直流电动机常用的有电磁式位置传感器、光电式传感器、磁敏式位置传感器和旋转变压器等。
电磁式边线传感器就是利用电磁效应去测量转子边线，存有开口变压器、铁磁谐振电路、吻合开关电路等多种类型。它具备输入信号小、工作可信、寿命长、对环境建议大等优点，但这种传感器体积很大，信噪比较低，同时其输入波形为交流，通常须要经整流、滤波方可采用。
光电式位置传感器是利用光电效应，由跟随电机转子一起旋转的遮光部分和固定不动的光源等部件组成，有绝对式编码器和增量式编码器之分。它具有定位精度高、价格便宜、易加工等特点，但对恶劣环境的适应能力较差，输出信号需加整形电路处理。
磁敏式边线传感器就是利用某些半导体敏感元件的电参数按一定规律随其周围磁场变化而变化的原理做成。常用的类型存有霍尔元件、磁敏电阻和磁敏二极管等。一般说来，它对环境适应能力较强，输入信号不好，成本高昂，但精度不低。
根据控制系统的精度要求及其实用性，我们采用霍尔元件为电机转子位置传感器。
5
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议