《型、特种电机漫谈》PPT课件

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新型特种电机概述
特种电机分类
按照用途可分为发电机、电动机和控制用电机。控制用电机 主要包括伺服电机、自整角机、步进电动机、旋转变压器、交直 流两用电机和测速发电机等；有些电机如爪极电机，罩极电机， 超导电机，音圈电机等是按照其结构特点定义的。此外还有些电 机是按照其应用场合命名的，如汽车电机，舰船电机，航空电机， 航天电机，超低温和超高温电机，潜水电机，潜油电机，牵引电 机，防爆电机，脉冲电机等。
为了满足高功率密度的需要，感应子电机应运而生。感应子 电机可以用作航空电源，舰船电力推进，混合动力汽车，风力发 电等场合。
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1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
据不完全统计，电机种类多达数百种，并广泛应用于国民经 济各个领域，电机工业为我国现代化建设做出了重要贡献。
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在研电机介绍
研究背景及意义
对于移动系统用的发电机，要求高可靠性和高功率密度。高 可靠性要求电机最好是无刷，电励磁，实心转子结构。高功率密 度要求电机可以在高转速下运行，进而减小电机的体积和质量。 以上就对电机的提出了很高的性能要求，常规电机无法满足。
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在研电机介绍
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图1 感应子电机转子结构示意图
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在研电机介绍
பைடு நூலகம்
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图2 感应子电机左半部结构示意图
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在研电机介绍
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图3 感应子电机定子结构示意图
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在研电机介绍
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图4 感应子电机磁通示意图
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在研电机介绍
Stator
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
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在研电机介绍
电机原理
感应子电机是基于磁通脉振理论而工作的。它的电枢绕组和 励磁绕组均布置在定子上，转子称为感应子，其上无任何绕组和 部件，为实心结构，可以运行在100000r/rpm以上。电机损耗小， 可靠性高，具有非常优良的特点。
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新型特种电机概述
原理介绍
常规电机的运行是基于电磁感应原理，而新型、特种电机除 此之外，还包括利用压力、声、热等效应实现机电能量转换。如 用作照相机镜头和工业机器人中的超声波电动机是基于压电陶瓷 的逆压电效应而工作的；基于温差效应而工作的形状记忆合金电 机，被应用于机器人、宇宙飞船和导弹助推器；还有利用热能直 接发电的行波热声发电机，等等。这些新型、特种电机的出现主 要得益于新材料，新技术的发展。
感应子电机分为同性极式和异性极式感应子电机。本课题选 用的是同性极式感应子电机。同性极式感应子电机电枢绕组和常 规电机无异，为三相对称绕组。励磁绕组为环向集中绕组。当励 磁绕组通直流电时，由于感应子表面的磁阻不同而形成方向不变， 幅值介于最大最小值之间的稳恒磁场。当感应子旋转时，这一磁 场为脉振性质，在电枢绕组内感应电动势，从而实现机电能量转 换。
Huazhong University of Science and Technology
新型、特种电机漫谈
西莫电机论坛 2009年 1月 12日
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目录
新型特种电机概述 在研电机介绍 总结
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新型特种电机概述
背景介绍
随着新材料、新技术的发展，出现了很多新型、特种电机， 这些电机都是为了满足某些特定场合的需要而产生的。如永磁直 驱电机和无刷双馈电机是风电发展的需要，直线电机、超导电机、 爪极电机和双机械端口电机是为了满足交通发展的需要，脉冲发 电机等是适应军事变革的需要，而横向磁通电机、感应子电机的 研制则分别旨在提高电机的功率密度和转矩密度。另外为了满足 控制系统的特殊要求，还出现了很多微电机。 由于新型、特种电机适用的场合与常规电机不同，因此在电机结 构、设计和运行特点上存在很大差异，需要进行大量的研究工作。
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Rotor
图5 感应子电机左边径向磁通示意图
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总结
21世纪，其他学科与技术的发展，极大地促进了电机学科的 发展。如功率电子学，大功率，高电压电力电子器件的出现；材 料科学的进步，绝缘材料，永磁材料，超导材料，都推动着电机 向高功率密度，低噪声，无电磁干扰，高效率，高可靠性的绿色 环保电机方向发展。
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新型特种电机概述
特种电机分类
按照转子形式可分为叠片和实心转子电机，还可分为内转子 和外转子电机，以及单转子和双转子电机；按照定子形式可分为 单定子和双定子电机；按照有无槽还分为有槽电机和无槽电机； 按照气隙是否均匀可分为均匀气隙、单凸极电机和双凸极电机； 按照运动方向又分为旋转电机、直线电机和直线振荡（往复）电 机；按照机械端口个数可分为单机械端口和双机械端口电机；按 照馈电方式可分为单馈和双馈电机；按照转矩产生来源分为磁阻 电机和非磁阻电机；按照功率密度分为一般功率密度和高功率密 度电机。
目前研究热点主要集中于超导电机，磁轴承及无轴承电机， 无传感器电机，永磁电机，无刷电机，开关磁阻电机等。
相信古老的电机学科必将焕发新的生命活力！
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谢谢大家
华中科技大学电气与电子工程学院
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新型特种电机概述
特种电机分类
与常规电机结构或原理不同的都可以称为新型、特种电机，其 也有很多分类办法。
如按照相数，可分为单相、三相和多相电机；按照频率，可分 为工频、中频和高频电机；按照电压等级，可分为低压电机和高 压电机；按照电机转速可分为单速电机和多速电机，还可分为低 速和高速电机；按照有无电刷可分为有刷电机和无刷电机；按照 励磁的来源可分为电励磁、永磁和混合励磁电机；按照磁通走向 可分为径向、轴向和横向磁通电机；按照轴承可分为机械轴承、 磁轴承和无轴承电机；按照磁路介质性质可分为铁心电机和空心 电机；按照磁场方向还可以分为同性极式和异性极式电机。