永磁直流电机简介精品课件
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chap07永磁无刷直流电机精选PPT课件
直流电动机的不足
解决措施：
电刷的磨损与维护； 机械式换向火花，限制了应用场合； 难以实现高速运行；
通过电力电子式逆变器完成直流到交流的转换； 通过转子位置传感器检测转子位置，完成换向片与电刷的作
用，以决定换流时刻； 考虑到实现的方便性，定、转子位置颠倒，组成反装式直流
电动机。
河南科技大学电信学院
3）再转过120度，C相导通。
河南科技大学电信学院
15
A相通电
Ff
Ff
Fa
7.永磁无刷直流电机
上述过程可以看成按一定顺序换相通
电的过程，或者磁场旋转的过程，定
子各相绕组在气隙中所形成的旋转磁
场是跳跃运动的，一周内有三种状态， 每种磁场状态持续120°，他们跟踪 转子并与转子的磁场相互作用，产生
驱使转子旋转的电磁转矩。
河南科技大学电信学院
21
7.永磁无刷直流电机
(T6、T1) (T1、T2 ) (T2、T3 ) (T3、T4 ) (T4、T5 ) (T5、T6 )
H3 转子位置传感器
(T6、T1) (T1、T2 ) (T2、T3 ) (T3、T4 ) (T4、T5 ) (T5、T6 )
河南科技大学电信学院
18
7.永磁无刷直流电机
(T6、T1) (T1、T2 ) (T2、T3 ) (T3、T4 ) (T4、T5 ) (T5、T磁场。因此，所产生的电磁转矩为脉动转矩。
减小转矩脉动的方法是增加一周内的磁状态数，如二相导通六 状态。
河南科技大学电信学院
17
7.永磁无刷直流电机
➢二相导通星形六状态
V1
D1 V3
US
V4
V6
D4
D3 V5
《永磁电机设计》课件
安全保护措施
为了防止意外事故，永磁电机应配备必要的安全保护措施，如过载保护、短路保护等。同时，应遵循 相关国家和地区的电气安全标准进行设计和制造。
04
永磁电机的优化设计
材料选择与优化
磁性材料
选择具有高磁导率、高矫顽力和 高剩磁的磁性材料，如钕铁硼和 钐钴等，以提高永磁电机的性能
。
导体材料
选用高导电性能的导体材料，如铜 和铝等，以减小电机的电阻和损耗 。
分析时需要考虑各种负载和工况下的应力、应变和振动 情况。
分析的主要目标是确保电机在各种工况下具有足够的强 度和稳定性，防止振动和断裂。
结构强度与振动分析的优化可以通过实验和计算机仿真 进行验证和改进。
03
永磁电机的性能分析
效率与功率因数
效率
永磁电机由于采用永磁材料，相比于传统电机具有更高的能量转换效率，减少了 能源的浪费。
绝缘材料
选用耐高温、电气性能良好的绝缘 材料，以提高电机的绝缘性能和耐 久性。
设计参数优化
01
02
03
气隙长度
合理设计气隙长度，以平 衡电机效率和磁场强度。
绕组匝数
根据电机性能要求，优化 绕组匝数，以获得更好的 电气性能。
转子结构
采用合理的转子结构，如 斜槽、磁阻转子等，以提 高电机效率。
制造工艺优化
冷却系统设计是永磁电机设计 的必要环节，它决定了电机的
可靠性和寿命。
冷却系统设计的主要目标是确 保电机在运行过程中温度保持 在合理范围内，防止过热和热
损坏。
设计时需要考虑冷却介质的类 型、流动路径和散热器等参数
。
冷却系统设计的优化可以通过 实验和计算机仿真进行验证和
改进。
结构强度与振动分析
为了防止意外事故，永磁电机应配备必要的安全保护措施，如过载保护、短路保护等。同时，应遵循 相关国家和地区的电气安全标准进行设计和制造。
04
永磁电机的优化设计
材料选择与优化
磁性材料
选择具有高磁导率、高矫顽力和 高剩磁的磁性材料，如钕铁硼和 钐钴等，以提高永磁电机的性能
。
导体材料
选用高导电性能的导体材料，如铜 和铝等，以减小电机的电阻和损耗 。
分析时需要考虑各种负载和工况下的应力、应变和振动 情况。
分析的主要目标是确保电机在各种工况下具有足够的强 度和稳定性，防止振动和断裂。
结构强度与振动分析的优化可以通过实验和计算机仿真 进行验证和改进。
03
永磁电机的性能分析
效率与功率因数
效率
永磁电机由于采用永磁材料，相比于传统电机具有更高的能量转换效率，减少了 能源的浪费。
绝缘材料
选用耐高温、电气性能良好的绝缘 材料，以提高电机的绝缘性能和耐 久性。
设计参数优化
01
02
03
气隙长度
合理设计气隙长度，以平 衡电机效率和磁场强度。
绕组匝数
根据电机性能要求，优化 绕组匝数，以获得更好的 电气性能。
转子结构
采用合理的转子结构，如 斜槽、磁阻转子等，以提 高电机效率。
制造工艺优化
冷却系统设计是永磁电机设计 的必要环节，它决定了电机的
可靠性和寿命。
冷却系统设计的主要目标是确 保电机在运行过程中温度保持 在合理范围内，防止过热和热
损坏。
设计时需要考虑冷却介质的类 型、流动路径和散热器等参数
。
冷却系统设计的优化可以通过 实验和计算机仿真进行验证和
改进。
结构强度与振动分析
永磁无刷直流电机(电机控制)课件
设备的驱动。
新能源
用于风力发电、太阳能 发电等新能源设备的驱
动和控制。
汽车电子
用于电动汽车、混合动 力汽车等车辆的驱动和
控制。
其他领域
如航空航天、医疗器械 、智能家居等需要高精
度控制的领域。
02
电机控制系统
控制系统概述
控制系统是永磁无刷直流电机的重要组成部分，用于实现电机的启动、调速、制 动等功能。
永磁无刷直流电机通过控制电流 的相位和幅值，实现电机的启动 、调速和制动等功能。
结构与特点
结构
永磁无刷直流电机由定子、转子和控 制器三部分组成。定子包括永磁体和 电枢绕组，转子为金属导体。
特点
具有高效、高可靠性、高控制精度、 长寿命等优点，适用于需要高精度控 制的应用场景。
应用领域
工业自动化
用于各种自动化生产线 、机器人、数控机床等
电磁干扰和噪声
无刷直流电机在运行过程中会产生电磁干 扰和噪声，对周围环境和人体健康造成一 定影响，需要采取措施进行抑制。
未来研究方向
高效能电机及其控制技术
研究新型的电机结构和控制策略，以 提高电机的能效和稳定性。
智能感知与故障诊断
利用传感器和智能算法，实现对电机 系统的实时感知和故障诊断，提高系 统的可靠性和安全性。
模糊控制算法
总结词
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，通过模糊化输入变量和模糊规则实现控 制输出。
详细描述
模糊控制算法将输入变量的精确值模糊化，转换为模糊集合，然后根据模糊规则进行逻 辑运算，得到输出变量的模糊集合。最后，对输出变量的模糊集合进行去模糊化，得到 精确的控制输出。模糊控制算法能够处理不确定性和非线性问题，适用于永磁无刷直流
新能源
用于风力发电、太阳能 发电等新能源设备的驱
动和控制。
汽车电子
用于电动汽车、混合动 力汽车等车辆的驱动和
控制。
其他领域
如航空航天、医疗器械 、智能家居等需要高精
度控制的领域。
02
电机控制系统
控制系统概述
控制系统是永磁无刷直流电机的重要组成部分，用于实现电机的启动、调速、制 动等功能。
永磁无刷直流电机通过控制电流 的相位和幅值，实现电机的启动 、调速和制动等功能。
结构与特点
结构
永磁无刷直流电机由定子、转子和控 制器三部分组成。定子包括永磁体和 电枢绕组，转子为金属导体。
特点
具有高效、高可靠性、高控制精度、 长寿命等优点，适用于需要高精度控 制的应用场景。
应用领域
工业自动化
用于各种自动化生产线 、机器人、数控机床等
电磁干扰和噪声
无刷直流电机在运行过程中会产生电磁干 扰和噪声，对周围环境和人体健康造成一 定影响，需要采取措施进行抑制。
未来研究方向
高效能电机及其控制技术
研究新型的电机结构和控制策略，以 提高电机的能效和稳定性。
智能感知与故障诊断
利用传感器和智能算法，实现对电机 系统的实时感知和故障诊断，提高系 统的可靠性和安全性。
模糊控制算法
总结词
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，通过模糊化输入变量和模糊规则实现控 制输出。
详细描述
模糊控制算法将输入变量的精确值模糊化，转换为模糊集合，然后根据模糊规则进行逻 辑运算，得到输出变量的模糊集合。最后，对输出变量的模糊集合进行去模糊化，得到 精确的控制输出。模糊控制算法能够处理不确定性和非线性问题，适用于永磁无刷直流
永磁直流电机ppt课件
第二讲永磁直流电机
1.概述
永磁直流电机与传统他励直流电机特性类似 只是永磁体取代其定子上的励磁系统 永磁体励磁不可调节 结构简单、体积小 广泛用于家电、办公设备、电动工具医疗等领域
第二讲永磁直流电机
1.磁极结构
第二讲永磁直流电机
1.1铝镍钴永 磁直流电机 磁极结构
第二讲永磁直流电机
弱磁调速：
永磁电机永磁体不容易调磁，一般不采用 混合励磁
第二讲永磁直流电机
5.永磁直流电机电枢反应
与他励直流电机一样
电刷在几何中性线上为交轴电枢反应 电刷不在几何中性线上 既有q轴又有d轴电枢反应
电枢反应使得永磁体后 极尖可能发生不可逆退 磁，应确保其中永磁体
退磁线拐点以上
最大电 流：堵 转、反 接制动
1.2铁氧体永磁直流电机磁极结构
第二讲永磁直流电机
1.3稀土永磁直流电机磁极结构
第二讲永磁直流电机
1.4永磁直流电机复合磁极结构
第二讲永磁直流电机
1.5永磁直流电机电枢结构
第二讲永磁直流电机
2.永磁直流电机的基本方程（与他励直流机类似）
电枢电压方程： 感应电势： 电磁转矩： 电磁功率： 功率平衡方程：
转矩平衡方程：
第二讲永磁直流电机
3.永磁直流电机的工作特性
磁直流电机的工作特性
机械特性：
第二讲永磁直流电机
4.永磁直流电机调速
电枢回路串电阻调速：
第二讲永磁直流电机
4.永磁直流电机调速
调压调速：
第二讲永磁直流电机
4.永磁直流电机调速
1.概述
永磁直流电机与传统他励直流电机特性类似 只是永磁体取代其定子上的励磁系统 永磁体励磁不可调节 结构简单、体积小 广泛用于家电、办公设备、电动工具医疗等领域
第二讲永磁直流电机
1.磁极结构
第二讲永磁直流电机
1.1铝镍钴永 磁直流电机 磁极结构
第二讲永磁直流电机
弱磁调速：
永磁电机永磁体不容易调磁，一般不采用 混合励磁
第二讲永磁直流电机
5.永磁直流电机电枢反应
与他励直流电机一样
电刷在几何中性线上为交轴电枢反应 电刷不在几何中性线上 既有q轴又有d轴电枢反应
电枢反应使得永磁体后 极尖可能发生不可逆退 磁，应确保其中永磁体
退磁线拐点以上
最大电 流：堵 转、反 接制动
1.2铁氧体永磁直流电机磁极结构
第二讲永磁直流电机
1.3稀土永磁直流电机磁极结构
第二讲永磁直流电机
1.4永磁直流电机复合磁极结构
第二讲永磁直流电机
1.5永磁直流电机电枢结构
第二讲永磁直流电机
2.永磁直流电机的基本方程（与他励直流机类似）
电枢电压方程： 感应电势： 电磁转矩： 电磁功率： 功率平衡方程：
转矩平衡方程：
第二讲永磁直流电机
3.永磁直流电机的工作特性
磁直流电机的工作特性
机械特性：
第二讲永磁直流电机
4.永磁直流电机调速
电枢回路串电阻调速：
第二讲永磁直流电机
4.永磁直流电机调速
调压调速：
第二讲永磁直流电机
4.永磁直流电机调速
永磁电机 ppt课件
12
i
电流入
A× Z
×
Y
0
ωt
C×
B
电流出
X
ωt=0时电流和磁场情况
A、C两相电流t=0时为正，因此首端流入、末端流出。 B相电流t=0时为负，末端流入、首端流出。 相邻线圈电流流向一致，在气隙中生成合成磁场。
PPT课件
13
i ωt =120°
0
ωt
ωt =120°时电流和磁场情况
A× Z×
Y
×B CX
11
实际三相电动机
的旋转磁场是如 何产生的呢？
三相异步电动机的三相定子绕组以互隔1200的方式嵌放在定子铁 芯中。当三个绕组分别接入三相交流电后，便可以产生旋转磁场。
i
A
Z
Y
0
ωt
B
C
X
规定：电流为正值时，电流从绕组首端流入，从 末端流出；电流为负值时，电流从绕组末端流入， 从首端流出。
PPT课件
1）变压器电动势：线圈与磁场相对静止，只有磁通变化。
2）运动电动势：线圈与磁场相对运动，引起磁通变化。 e=Blv 符合右手定则。
PPT课件
8
PPT课件
9
PPT课件
10
前面，我们回顾了电磁感应方面的一些基础知识，下面我们在此基础上开始了解电机 方面的理论知识，首先，来了解下右手定则。
PPT课件
1、直线电流 产生的磁场
2、环形电流 产生的磁 场
PPT课件
4
三、磁场对电流的作用
1、通电导体在磁场中会受到力的作用，电 磁力的方向符合左手定则。
左手定则 伸开左手，四指并拢，拇指与四指垂直，并 且在同一平面里，让磁感线垂直穿过手心，使 四指指向电流方向，这时大拇指所指的方向就 是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。
永磁无刷直流电机简介课件
• 稀土钴：适合于对电机体积、重量和性能要求很高，工作环境温度高， 要求温度稳定性好，制造成本不是主要考虑因素的场合。
• 粘结永磁材料：适合批量大、磁极形状复杂、电机性能要求不高的场 合。 电气学院
转子设计
转子设计
损耗与效率
概述
电机损耗可分为下列5类： （1）定、转子铁心中的基本铁耗，它是由主磁场在铁心中发生变化时产生的。
6步通电顺序
A
4
1a
6 3
COM
c
b
B
2
C
5
• 三相绕组通电遵循如下规则：
每步三个绕组中一个绕组流入电流，一个绕组流出电流，一个 绕组不导通；
• 通电顺序如下：
1.A+B- 2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5. B+C- 6.A+C-
6步通电顺序
A
A
FA+C-
FA+B-
4
1a
6
3
FB+C-
由6只功率开关元件组成的三相
H形桥式逆变电路。
一、电枢绕组的反电势
单根电枢绕组在气隙磁场中的感应电势
e Blv
式中：B ——气隙磁感应强度；
l ——导体的有效长度； v ——转子相对于定子导体的线速度。
对于线速度v 有：
v D n 2 p n
60
60
式中：n ——电动机转速，单位为r/min； D ——电枢内径； p ——极对数；
• 如果将一只霍尔传感器安装在靠近转子的位置，当N极逐渐靠近 霍尔传感器即磁感应强度达到一定值时，其输出是导通状态；
• 当N极逐渐离开霍尔传感器、磁感应强度逐渐减小时，其输出仍 然保持导通状态；只有磁场转变为S极并达到一定值时，其输出 才翻转为截止状态。
• 粘结永磁材料：适合批量大、磁极形状复杂、电机性能要求不高的场 合。 电气学院
转子设计
转子设计
损耗与效率
概述
电机损耗可分为下列5类： （1）定、转子铁心中的基本铁耗，它是由主磁场在铁心中发生变化时产生的。
6步通电顺序
A
4
1a
6 3
COM
c
b
B
2
C
5
• 三相绕组通电遵循如下规则：
每步三个绕组中一个绕组流入电流，一个绕组流出电流，一个 绕组不导通；
• 通电顺序如下：
1.A+B- 2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5. B+C- 6.A+C-
6步通电顺序
A
A
FA+C-
FA+B-
4
1a
6
3
FB+C-
由6只功率开关元件组成的三相
H形桥式逆变电路。
一、电枢绕组的反电势
单根电枢绕组在气隙磁场中的感应电势
e Blv
式中：B ——气隙磁感应强度；
l ——导体的有效长度； v ——转子相对于定子导体的线速度。
对于线速度v 有：
v D n 2 p n
60
60
式中：n ——电动机转速，单位为r/min； D ——电枢内径； p ——极对数；
• 如果将一只霍尔传感器安装在靠近转子的位置，当N极逐渐靠近 霍尔传感器即磁感应强度达到一定值时，其输出是导通状态；
• 当N极逐渐离开霍尔传感器、磁感应强度逐渐减小时，其输出仍 然保持导通状态；只有磁场转变为S极并达到一定值时，其输出 才翻转为截止状态。
永磁直流无刷电动机-PPT精选文档21页
Hunan University
Hunan University
Hunan University
• 定子各相绕组在位置检测器的控制下， 依次馈电
• 产生的电枢磁场和转动的转子永磁磁场 在空间能保持将近垂直
• 转子在一周内有三种磁状态，电磁转矩 有很大的脉动
2. 三相桥式
Hunan University
Hunan University
5-1 永磁无刷直流电动机原理
Hunan University
一、基本组成
永磁电机本体、转子位置检测器和功率电子开关
Hunan University
Hunan University
逆变器用于给电动机定子各相绕组在一定的时刻通以一定时间长 短的直流电流，以便与转子永磁磁场相互作用产生持续不断的 恒定转矩，各个功率器件的触发由转子位置监测器检测到University
Hunan University
三三通电方式
Hunan University
三、运行特性
Hunan University
n(Us K eUT)KeRKTTa
与并励直流电动机机械特性 相似，调压调速式永磁直流 无刷电动机的主要调速方式 通过对直流电源的PWM调制 来实现
位置检测装置
Hunan University
• 电磁式位置传感器 • 磁敏式位置传感器 • 光电式位置传感器
Hunan University
磁敏式位置传感器
Hunan University
磁敏式位置传感器
Hunan University
光电式位置传感器
二、运行原理
1.三相半桥
Hunan University
Hunan University
直流电机PPT精品课件
绕电枢一周， 所有元件互相串联构成一闭合回路。
电路图
结合电刷的放置， 得到该瞬时的电路图
每个极下的元件组成一条支路。 即单迭绕 组的并联支路数正好等于电机的极数。
这是单迭绕组的重要特点之一。
单迭绕组的特点
• 元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。 • 并联支路数等于磁极数， 2a=2p; • 整个电枢绕组的闭合回路中， 感应电动势的总和为零，
电枢绕组
换向极
电刷装置 换向器
风扇 转轴
轴承
二、直流电机的工作原理
磁场定义
直流电机的物理模型
1 直流发电机的工作原理
（1）、换流过程
b
Aa
c
d
B
b
a
A
c
Bd
电势正方向：abcd B+,A-
电势正方向：电势正方向： dcba
B+,A-
c
Ad
b
a
B
（2）直流发电机运行时的几点结论
1. 电枢线圈内电势、电流方向是交流电； 2. 电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方向一
2-2 柴油发电机型号和规格的选择
三、容量计算的原则：
1.柴油发电机的额定容量所供负荷的计算容量
2.柴油发电机的允许起动容量电动机有效起动容
量
柴油发电机额定容量(Sfe) ------主力发电功率(铭牌数据)
所供负荷的计算容量(SJ) ------发电机可能提供负荷的计算容量
柴油发电机允许起动容量(Sfq) ------发电机出口压降达20%时的允许起动容量(铭
转矩方向电：势方向：dcba 电势方向：
c
d
b
a
（2）直流电动机运行时的几点结论
电路图
结合电刷的放置， 得到该瞬时的电路图
每个极下的元件组成一条支路。 即单迭绕 组的并联支路数正好等于电机的极数。
这是单迭绕组的重要特点之一。
单迭绕组的特点
• 元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。 • 并联支路数等于磁极数， 2a=2p; • 整个电枢绕组的闭合回路中， 感应电动势的总和为零，
电枢绕组
换向极
电刷装置 换向器
风扇 转轴
轴承
二、直流电机的工作原理
磁场定义
直流电机的物理模型
1 直流发电机的工作原理
（1）、换流过程
b
Aa
c
d
B
b
a
A
c
Bd
电势正方向：abcd B+,A-
电势正方向：电势正方向： dcba
B+,A-
c
Ad
b
a
B
（2）直流发电机运行时的几点结论
1. 电枢线圈内电势、电流方向是交流电； 2. 电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方向一
2-2 柴油发电机型号和规格的选择
三、容量计算的原则：
1.柴油发电机的额定容量所供负荷的计算容量
2.柴油发电机的允许起动容量电动机有效起动容
量
柴油发电机额定容量(Sfe) ------主力发电功率(铭牌数据)
所供负荷的计算容量(SJ) ------发电机可能提供负荷的计算容量
柴油发电机允许起动容量(Sfq) ------发电机出口压降达20%时的允许起动容量(铭
转矩方向电：势方向：dcba 电势方向：
c
d
b
a
（2）直流电动机运行时的几点结论
《永磁直流电机》课件
航空航天
在航空航天领域，永磁直流电机具有较高的 可靠性和稳定性，适用于各种特殊环境下的 驱动需求。
未来发展方向与挑战
01
长寿命与可靠性
提高永磁直流电机的寿命和可靠 性，以满足各种严苛环境下的应 用需求。
能效与环保
02
03
智能化与网络化
降低永磁直流电机的能耗，实现 绿色、低碳的能源利用，符合可 持续发展的要求。
磁铁可以通过充磁机进行充磁，使磁 性得到加强。
磁铁通常以粘接或烧结的方式固定在 转子上，以产生稳定的磁场。
其他组件
电刷和刷握
01
电刷和刷握是永磁直流电机中用于导电的部分，电刷通过刷握
与转子接触，将电流引入转子绕组。
轴承
02
轴承是永磁直流电机中支撑转子的部分，通常使用滚动轴承或
滑动轴承。
散热系统
03
《永磁流电机的结构与组成 • 永磁直流电机的工作特性 • 永磁直流电机的设计与优化 • 永磁直流电机的维护与保养 • 永磁直流电机的发展趋势与未来展望
01
永磁直流电机概述
定义与工作原理
定义
永磁直流电机是一种利用永久磁体产生磁场，通过换向器实现电流换向，从而 产生旋转运动的电机。
05
永磁直流电机的维护 与保养
使用注意事项
01 确保电机工作环境清洁，防止灰尘和杂物 进入电机内部。
02 定期检查电机接线是否松动，确保电机正 常工作。
03
避免电机过载运行，以免造成电机损坏。
04
电机应安装在平稳的基座上，确保运行稳 定。
常见故障与排除方法
01
02
03
04
电机无法启动
检查电源是否正常，电机接线 是否牢固，排除机械卡阻等问
在航空航天领域，永磁直流电机具有较高的 可靠性和稳定性，适用于各种特殊环境下的 驱动需求。
未来发展方向与挑战
01
长寿命与可靠性
提高永磁直流电机的寿命和可靠 性，以满足各种严苛环境下的应 用需求。
能效与环保
02
03
智能化与网络化
降低永磁直流电机的能耗，实现 绿色、低碳的能源利用，符合可 持续发展的要求。
磁铁可以通过充磁机进行充磁，使磁 性得到加强。
磁铁通常以粘接或烧结的方式固定在 转子上，以产生稳定的磁场。
其他组件
电刷和刷握
01
电刷和刷握是永磁直流电机中用于导电的部分，电刷通过刷握
与转子接触，将电流引入转子绕组。
轴承
02
轴承是永磁直流电机中支撑转子的部分，通常使用滚动轴承或
滑动轴承。
散热系统
03
《永磁流电机的结构与组成 • 永磁直流电机的工作特性 • 永磁直流电机的设计与优化 • 永磁直流电机的维护与保养 • 永磁直流电机的发展趋势与未来展望
01
永磁直流电机概述
定义与工作原理
定义
永磁直流电机是一种利用永久磁体产生磁场，通过换向器实现电流换向，从而 产生旋转运动的电机。
05
永磁直流电机的维护 与保养
使用注意事项
01 确保电机工作环境清洁，防止灰尘和杂物 进入电机内部。
02 定期检查电机接线是否松动，确保电机正 常工作。
03
避免电机过载运行，以免造成电机损坏。
04
电机应安装在平稳的基座上，确保运行稳 定。
常见故障与排除方法
01
02
03
04
电机无法启动
检查电源是否正常，电机接线 是否牢固，排除机械卡阻等问
永磁直流电机
6.永磁直流电动机的设计特点 永磁直流电动机的设计大部分与电励磁直流电动机相同，主要差别在 于励磁部分不同及由此而引起的结构型式和参数取值范围的差异。有关永 磁材料和磁极结构型式的选择、磁路计算主要参数、电枢反应和永磁体工 作点的计算已在前面介绍，下面主要介绍小功率永磁直流电动机设计中某 些特点。永磁直流电动机的磁极结构多种多样，磁场分布复杂，计算准确 度比电励磁直流电动机低；而且永磁材料本身性能在一定范围内波动，直 接影响磁场大小并使电动机性能产生波动；永磁电动机制成后又难以调节 其性能。这些都增加了永磁直流电动机设计计算的复杂性。除了采用电磁 场数值计算等现代设计方法尽可能提高计算准确性外，设计中要留有一定 的裕度，并充分考虑永磁材料性能波动可能带来的影响。 永磁直流电动机的应用场合极为广泛，不同的使用器具对电机性能的要 求大不一样。有的要求伺服性能好；有的要求价格低廉；有的要求效率高、 节能；有的则要求功率密度高、体积小；有的工作环境恶劣；有的则对某 项指标要求苛刻。因而在设计时不论是主要尺寸和电磁负荷的选择，还是 绕组和冲片的设计都有很大差异，选择的范围很大，需要针对用户对电机 性能、尺寸和价格的具体要求以及所选用的永磁材料，根据制造厂的现有 条件和经验，选择适宜的结构型式和典型主要从以下几方面进 行分析讨论
• • • • •
永磁直流电动机基本方程和稳态运行特性 永磁直流电动机的磁极结构 永磁电机磁路计算中的主要系数 永磁直流电动机的电枢反应 永磁直流电动机的设计特点
2.永磁直流电动机基本方程和稳态运行特性
2.1 电磁转矩和感应电动势
改进的圆筒形磁极结构(图5-5b)、弧形磁极结构和端面式磁路结构 (图5-6)可以增加磁化方向长度，一般应用在铝镍钴永磁直流电动 机中。改进的圆筒形结构在磁极中心外圆处有两个凹槽，以利于 充磁，在与NS极垂直的轴线内圆处也开凹槽以减少交轴电枢反应 和改善换向；但形状复杂，加工较难。端面式结构的磁路较长， 漏磁系数较大(可达1.5~1.6)，仅在40W以下微型电机中使用。
【2019年整理】永磁直流电机简介精品课件
结构特点
13
14
永磁直流电机有三种基本的结构 1、conventional slotted motor
15
特点： •More durable and reliable than a slotless rotor •The greater the number of slots, usually the less the cogging torque and torque ripple, and the less the electromagnetic noise. •Rotor core skewing(时滞) can significantly reduce the cogging torque.
Cogging torque exists in PM brushed dc machines, as well as all other types of PM machines 17
18
2、slotless motor
19
特点 •Extremely low cogging torque •Gap between rotor core and pole shoes is larger, so larger volume of PMs are needed to get sufficient magnetic flux
20
3、moving-coil rotor（动圈式？）
21
Cylindrical outside—field type
22
Cylindrical inside —field type
23
Disc types Pancake moving—coil rotor
24
Printed moving—coil motor
永磁直流电机课件
Tk
Kt Ra
Ua
机械特性曲线与 横轴的交点为电机堵 转时(n=0)的转矩，即 电动机的堵转矩Tk
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三.永磁直流电机调速特性
由转速公式： 可知，有三种调速方式： 电枢回路串电阻调速 调压调速 弱磁调速
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三.永磁直流电机调速特性
1.电枢回路串电阻调速
工作条件： 保持励磁，电压不变 ；
端盖 轴承
碳刷支架
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1.基本结构-爆炸图
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2.工作原理
F=BlI B—磁通密度; L—通电导体长度； I —导体中电流； F方向—左手定则.
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二.永磁直流电机的机械特性
机械特性是指控制电压恒定时，电机的转速随转矩变化的关系
转速公式：
n0
Ua Ke
机械特性曲线与 纵轴的交点为电磁转 矩等于零时电动机的 理想空载转速 n0
关系，可以得到电风扇的仿真模型。
永磁直流电机课件
电风扇的Simulink仿真模型
PS Gain的值取为-1e-10
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3. 改变电机外负载
电机电流曲线
电机转速曲线
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六. 永磁直流电机的应用和发展
永磁直流电机没有励磁绕组，体积小，重量轻， 直流电机启动调速方便等特点，永磁直流电机 广泛应用于现代技术，航空航天技术等。
永磁直流电机会向无刷化方向发展，应用于更 多的科技领域。
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谢谢大家
永磁直流电机课件
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五.永磁直流电机仿真结果
电机电流曲线
电机转速曲线
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五.修改模型
永磁直流电机介绍精品课件
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15
COGGING TORQUE是电机行业的一个专业名词，译为齿槽转矩， 大小只和电机本身有关，反映的是电机本身的内在特性的综合指标。 它的存在会使电机的振 动、噪声和控制向人们不希望的方向变化. 所以它的大小是对电机品质的一个客观评价。
Characteristics of cogging torque: • Cogging torque exists even if there is no current input. • The average of cogging torque is zero. • The number of cycle per revolution of the cogging torque is the least common multiple of poles number and teeth number.
•永磁直流伺服电动机：自动化系统、测量装置、
电子设备
•永磁直流测速发电机
•永磁直流力矩电动机：低速直接驱动系统
•永磁直流低速测速发电机：伺服系统速度反馈器
•永磁无刷直流电动机
•永磁无刷测速发电机
•永磁无刷直流力矩电动机：高真空、高冲击振动
和高精度运行
•……
永磁直流电机介绍精品课件
36
永磁直流电机以电动机为主，又以驱动型永 磁直流电动机和永磁直流伺服电动机占多数。永磁 直流发电机以测速为主
原理
电机的运行 机内主磁通 电流产生 永磁材料（经过磁化后拥有很强的磁场保持能力）
永磁直流电机与电磁式直流电机原理相似。唯一的 区别就是磁通产生的方式
由电流励磁电机介绍精品课件
1
Important characteristics of PMs（永磁材料） • Magnetic performance:
直流电机篇PPT课件
电机振动或噪声过大
常见问题 诊断方法 修复措施
电机振动或噪声过大可能是由于机械松动、转子不平衡 、轴承损坏等原因所致。
诊断电机振动或噪声过大的方法包括观察法、听觉法、 触摸法等，通过这些方法可以初步判断故障原因。
针对不同的故障原因，采取相应的修复措施，如紧固松 动部位、重新平衡转子或更换轴承等，以消除振动或噪 声。
05
直流电机常见故障与维护
电刷与换向器磨损
正常磨损 磨损原因 维护建议
电刷和换向器在电机运行过程中会发生正常磨损，这是 由于电流通过电刷与换向器接触产生摩擦所致。
电刷与换向器的磨损主要与电流大小、电刷压力、换向 器表面粗糙度以及电机运行环境有关。
为减缓电刷与换向器的磨损，应定期检查电刷和换向器 的磨损情况，保持适当的电刷压力和换向器表面粗糙度 ，并确保电机运行环境良好。
铁芯通常由硅钢片叠 压而成，以减小磁阻 和减少能量损失。
转子
转子是直流电机的旋转部分， 通常由铁芯和绕组组成。
铁芯同样由硅钢片叠压而成， 以减小磁阻和减少能量损失。
绕组则通常由绝缘导线绕制而 成，以产生磁场。
换向器
换向器是直流电机的重要部件之一，主要作用是将电刷上的直流电流转换为绕组上 的交流电流，以实现电流方向的改变。
电机过热或冒烟
01
严重故障
02
电机过热可能是由于负载过大、通风不良、轴承损坏等原 因所致，冒烟则可能是由于电机内部短路或严重过载引起 。
03
预防措施
04
为预防电机过热或冒烟，应定期检查电机运行状况，确保 通风良好，避免超载运行，并定期更换轴承等易损件。
05
处理方法
06
一旦发现电机过热或冒烟，应立即停机检查，找出故障原 因并排除，同时对电机进行全面检修和保养。
《永磁电机》PPT课件
种基本粒子的自旋。
原子核磁矩
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原子磁矩
电子磁矩
内禀磁矩
轨道磁矩
物质的磁性
铁磁性 原子磁矩总和
≠0
反磁性 原子磁矩总和
=0
原子磁矩
磁畴概要
磁畴结构（仅指铁磁性） 磁畴的形状、大小以及它们之间
的排列方式。
通过冷加工、热处理、研磨、定 向等各种外部因素来影响磁畴的结构， 从而制造出不同性能的磁性材料。
材料名称 铁
退磁曲线
磁感应强度B值的变 B
化总是落后于磁场
强度H的变化，这种 Bm
现象称为磁滞。
Br
退磁曲线
Hm
Hc
磁滞回线在第二象
限的部分称为退磁
曲线。
磁滞回线
Hs H
退磁曲线
重要参数
Br —剩余磁感应强度
或剩余磁通密度（T）
1T10G 00s0
Hc —磁感应强度矫顽
力或矫顽力（A/m）
Br
B
Bm
Hm Hc
第二十章 同步发电机不对称运行 重点是不对称运行的分析方法，掌握相序电抗 概念，掌握阻尼绕组的作用
第二十一章 同步发电机的突然短路 重点是三相突然短路物理过程的分析，要求了 解瞬态电抗及突然短路电流。
第二十二章 同步发电机的并联运行 重点是同步发电机并网的条件及方法，另一重 点是功角特性及并网后有功功率及无功功率的 调节，均要求掌握。
5. 价格低廉
稀土材料: 退磁曲线即回复线，磁性能稳定！！
§24-2 永磁同步电机 永磁代替电励磁电枢结构不变。
N S
星型
径向
切向
结构特点
➢不消耗励磁 功率损耗小，效率高 ➢省去转子的滑环或电刷（电磁式同步电机） 结构简单
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旺材电机与电控
08-15 11:24
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