永磁直流电机空载电流大的原因

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电动车电机

电机(7张)对无刷电机而言，根据电机是否具有位置传感器，又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。对于无位置传感器的无刷电机，必须要先将车用脚蹬起来，等电机具有一定的旋转速度以后，控制器才能识别到无刷电机的相位，然后控制器才能对电机供电。由于无位置传感器无刷电机不能实现零速度启动，所以在2000年以后生产的电动车上用得较少。电动车行业内使用的无刷电机，普遍采用有位置传感器无刷电机。旋转180°，线圈不动，霍耳元件感应到S极磁场，此时P1与R2截止，P2与R1导通，可以看到电流i’从电池正极经过R1、线圈、P2流到电池负极。通电线圈中的A点的电流i’方向是指向接线头的方向（矢量方向与i’矢量方向相反），磁钢受到线圈的反作用力，一样产生向逆时针方向的旋转力矩。电动车用无刷电机的磁钢数量比较多，线圈一般有3组，每组线圈都有相应的霍耳元件(3相线圈有3个霍耳元件)，这样电机旋转时就更平稳，效率更高。当磁钢旋转时，霍耳元件感应到磁场方向变化后给出相应控制信号，无刷控制器根据此信号控制着上3路与下3路功率管的导通与截止。
“绿人”牌电动自行车电动机不转故障检修与排除
经检查无电量显示。取下电池盒，发现上下触点氧化，动触点弹簧锈断.更换一套触点，故障排除
“新宇田”牌电动自行车，电动机高速运转且不可控制故障的维修
新宇田电动自行车采用有刷电动机，打开控制器，检测控制器输出+5V转把电压信号及转把输入信号l ～ 4.2V正常。测控制器输出电动机线对地电阻为零。
基本结构
电动车控制器一、三相异步电动机的结构，由定子、转子和其它附件组成。
主要特性
无刷直流电动机之所以被广泛应用于电动车，是因为它与传统的有刷直流电动机相比具有以下二方面的优势。
（1）寿命长、免维护、可靠性高。在有刷直流电动机中，由于电机转速较高，电刷和换向器磨损较快，一般工作1000小时左右就需更换电刷。另外其减速齿轮箱的技术难度较大，特别是传动齿轮的润滑问题，是有刷方案中比较大的难题。所以有刷电机就存在噪声大、效率低、易产生故障等问题。因此无刷直流电动机的优势很明显。

永磁电机气隙磁密大小对电机性能的影响

永磁电机气隙磁密大小对电机性能的影响武文虎;常丽芳;王志林;冯雪山;贾钰【摘要】永磁电机气隙磁密的设计不合理将导致启动冲击大、启动峰值电流大及启动转矩大,对变压器与负载设备造成一定的损伤,在矿用环境下甚至造成爆炸事故,严重影响工厂安全性,采用有限元分析计算获取气隙磁密大小对电机性能的影响,为永磁电机的安全设计提供指导.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2016(045)011【总页数】3页(P127-129)【关键词】永磁电机;气隙;磁密;性能【作者】武文虎;常丽芳;王志林;冯雪山;贾钰【作者单位】山西北方机电科技有限公司,山西太原 030008;太原锅炉集团有限公司,山西太原 030008;山西北方机电科技有限公司,山西太原 030008;山西北方机电科技有限公司,山西太原 030008;山西北方机械制造有限责任公司,山西太原030009【正文语种】中文【中图分类】TM351永磁电动机由于具有功率密度高、转动惯量低、效率高等优点而被广泛应用于高性能运动控制场所，如精密机床、机器人、航空航天、武器系统等[1]，尤其在高端制造业、先进电动车、舰船推进系统、国防工业等尖端工业领域得到快速发展及广泛应用[2-3]。

由于永磁电机主要依托永磁体提供能量，永磁体在电机中的合理布置、牌号选择及永磁体用量将直接导致永磁电机设计的成败。

文献[4]对组合定子铁心直流旋转电机的气隙磁密进行了分析，文献[5]利用有限元与解析法分析了永磁直流电机的空载磁场，但均未体现出气隙磁密对电机性能的影响。

目前，永磁电机中永磁体设计主要依据为反电势与输入电压基本一致[6]，尚无形成具体气隙磁密大小对性能的影响。

永磁电机中气隙磁密设计不合理将导致脉动转矩大、启动电流倍数大及启动峰值电流大，对电机负载设备及变压器造成损伤，当终端用户保护措施不到位时甚至造成人员事故，尤其在矿用环境下容易造成爆炸事故，造成大量不可挽回的损失。

本文提出的永磁电机永磁体设计方法主要采用有限元分析，通过迭代法计算调整永磁体的空间尺寸进而调整气隙磁密大小，用于控制电机的启动电流倍数、启动峰值电流及电机脉动转矩，使得设计的永磁电机电磁性能与原有异步电机基本一致，以保证负载设备及变压器的安全可靠运行，消除隐患。

永磁无刷直流电机的优缺点

无刷电机
优点
a 电子换向来代替传统的机械换向,性能可靠、永无磨损、故障率低,寿命比有刷电机提高了约6倍,代表了电动机的发展方向；
b 属静态电机,空载电流小；
c 效率高；
d 体积小;
缺点
a 低速起动时有轻微振动,如速度加大换相频率增大,就感觉不到振动现象了；
b 价格高,控制器要求高；
c 易形成共振,因为任何一件东西都有一个固有振动频率,如果无刷电机的振动频率与车架或塑料件的振动频率相同或接近时就容易形成共振现象,但可以通过调整将共振现象减小到最小程度;所以采用无刷的电动车有时会发出一种嗡嗡的声音是一种正常的现象;
d 脚踏骑行时较费力,最好是电力驱动与脚踏助力相结合;。

《新能源汽车驱动电机系统检修》期末试卷(含答案)

共6页，第1页共6页，第2页班级：_______________ 姓名：_______________ 学号：_______________密------------------------封-----------------------线------------------------外------------------------不------------------------准------------------答-----------------题《新能源汽车驱动电机系统检修》试卷202 - 202 学年第学期（A 卷，闭卷）时间： 100分钟分）1.P 挡加油发电受 SOC 、电池温度、电池电压、 BSG 电机本身等因素影响，当条件不满足时，P 挡加油发电功能将不可用。

2.电机控制系统的控制中心又称功率模块，以 IGBT 模块为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路，对所有的输入信号进行处理，并将电机控制系统的运行状态信息通过 CAN 网络发送给整车控制器，同时也会储存故障码和数据流。

3.电机缺相是电机内部某一相或两相由于某种原因不通电或者电阻值较大导致的现象。

4.电机位置传感器负责监控电机转子位置，为电机控制提供位置信号。

电机位置传感器采用旋转变压器结构。

5.检查电机控制器蓄电池正极柱头熔断丝是否熔断时，拔下蓄电池正极柱头熔断丝，检查熔断丝是否熔断，熔断丝额定容量为 150 A 。

6.能量回收系统也称制动能量回收系统或再生制动，其功能是在减速制动（或下坡）时将新能源汽车的部分动能转化为电能，并将电能储存在储存装置中。

7.驱动电机系统可通过有效的控制策略将动力电池提供的直流电转化为交流电，实现电机的正转以及反转控制。

8. 电机驱动系统是电动汽车的核心组成部分，其主要由电机、功率变换器、电机控制器和动力电池构成。

二、单选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选项填写在对应题号的答题框内。

永磁同步电动机主要参数

要充分使用好一台永磁同步电动机，发挥其最大使用功率，一般需要了解的主要参数包括额定电流、额定电压、额定转速、额定频率、磁极数、磁极位置(需要与旋转编码器配合)、反向电势、空载电流、定子电阻、电子电感等。

而需要重新测定的参数主要有定子电阻、定子电感、空载电流、反向电势和磁极位置。

1.额定电流每一台电动机都标有额定电流。

在工作时，工作电流不应超过额定电流，超过额定电流，会损坏电动机;工作电流也不应太低于额定电流，造成大马拉小车的浪费现象。

根据抽油机工作特点，电动机工作电流应在70%一100%额定电流范围内最为合适。

额定电流就是电机在允许的温度、海拔和安装条件下正常工作时所允许长期通过的最大电流。

对于一个三相5KW的电动机，额定电流指的是总电流还是单相得电流？即这个电动机的额定电流是5KW/380V=13A还是5KW/380V/3=4.3A?三相电动机的额定电流指的是电机电源引入线的线电流，对于星型接法的电动机，线电流就等于相电流，对于三角形接法的电动机，线电流等于根号3倍的相电流。

额定电流计算公式：Ie=P/（√3U*η*COSφ）P--电动机额定功率；U--电动机线电压；η--电动机满载时效率；COSφ---电动机满载时功率因数。

目前国产电动机无5kW这个规格，与之最接近的是5.5kW，以Y系列5.5kW 2极电机为例，η=85.5%，COSφ=0.88 则该电动机的额定电流为：Ie=5.5*1000/(√3*380*0.855*0.88)=11.1（A）2.堵转电流将电机轴固定不使其转动，通电，这时候的电流就是堵转电流，一般的交流电机，包括调频电机，是不允许堵转的。

由交流电机的外特性曲线，交流电机在堵转时，会产生“颠覆电流”烧电机。

堵转电流的字面意义很清楚，但大电机的实际测量不可能在额定电压下进行，所以派生出各种不同的实验方法测量后换算，有降压的，如用100V，或其它值，如用额定电流的，等等。

堵转电流是把电动机转子固定住送100V的电压所产生的电流，启动电流是电机在刚一起动瞬间所产生的电流。

无刷直流永磁电动机设计流程和实例

无刷直流永磁电动机设计实例一. 主要技术指标1. 额定功率：W 30P N =2. 额定电压：V U N 48=,直流3. 额定电流：A I N 1<3. 额定转速：m in /10000r n N =4. 工作状态：短期运行5. 设计方式：按方波设计6. 外形尺寸：m 065.0036.0⨯φ二．主要尺寸的确定 1. 预取效率63.0='η、 2. 计算功率i P '直流电动机 W P K P NNm i 48.4063.03085.0'=⨯==η,按陈世坤书; 长期运行 N i P P ⨯''+='ηη321 短期运行 N i P P ⨯''+='ηη431 3．预取线负荷m A A s /11000'= 4．预取气隙磁感应强度T B 55.0'=δ 5. 预取计算极弧系数8.0=i α 6．预取长径比L/D λ′=27．计算电枢内径m n B A P D N s i i i 23311037.110000255.0110008.048.401.61.6-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=''''='λαδ 根据计算电枢内径取电枢内径值m D i 21104.1-⨯= 8. 气隙长度m 3107.0-⨯=δ 9. 电枢外径m D 211095.2-⨯= 10. 极对数p=111. 计算电枢铁芯长 m D L i 221108.2104.12--⨯=⨯⨯='='λ根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长L= m 2108.2-⨯12. 极距 m p D i 221102.22104.114.32--⨯=⨯⨯==πτ 13. 输入永磁体轴向长m L L m 2108.2-⨯==三．定子结构 1. 齿数 Z=6 2. 齿距 m z D t i 22110733.06104.114.3--⨯=⨯⨯==π3. 槽形选择梯形口扇形槽,见下图;4. 预估齿宽: m K B tB b Fe t t 2210294.096.043.155.010733.0--⨯=⨯⨯⨯==δ ,t B 可由设计者经验得,t b 由工艺取m 210295.0-⨯5. 预估轭高: m B K B a K lB h j Fe i Fe j j 211110323.056.196.0255.08.02.222-⨯=⨯⨯⨯⨯=≈Φ=δδτ1j B 可由设计者经验得,1j h 由工艺取m 210325.0-⨯根据齿宽和轭高作出下图,得到具体槽形尺寸6. 气隙系数 135.1)5()5(2010101=-++=b b t b t K δδδ7．电枢铁心轭部沿磁路计算长度m h ph h D L j ij t i i 2111110064.2)21(2)2(-⨯=+-⨯++=απ8．槽面积2410272.0m S -⨯=电枢铁芯材料确定从数据库中读取电枢冲片材料DW540-50电枢冲片叠片系数96.01=Fe K 电枢冲片材料密度331/1075.7m j ⨯=ρ电枢冲片比损耗kg W p s /16.2)50/10(=四.转子结构1. 转子结构类型:瓦片磁钢径向冲磁2. 永磁体外径m D D i m 211026.12-⨯=-=δ3. 永磁体内径m H D D m m mi 21086.02-⨯=-=4. 永磁体极弧系数8.0=m α5. 紧圈外经D 2=m 21032.1-⨯6. 永磁材料磁化方向截面积24221043.421026.114.3108.28.02m p D L S mm m m ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==πα7. 永磁材料的选取永磁体材料：钕铁硼剩磁r B ：矫顽力c H ：796 kA/m 永磁体材料密度m ρ:cm 38. r B 对应的磁通Wb S B m r r 41087676.4-⨯=⋅=φ 9．c H 对应的磁势A D D H F mim c c 3200)2(2=-= 10．转子轭材料选择由于转子较细,故转轴、磁轭为一体,选用10号钢 11．转子磁轭等效宽度 m D D D D b i mi i e j 22222221033.02102.01086.022---⨯=⨯-⨯=-=-=12．转子磁轭沿磁路方向长度瓦片m pD D b L mii e j j 222221083.0)21(4)(-⨯=-++=απ五、磁路计算1. 漏磁系数2.1=σ2. 气隙磁通δδδταB L B i 926.4==Φ3．空载电枢齿磁密δδδB B K b t B B Fe t t 588.296.010295.010733.022=⨯⨯⨯⨯==-- 4. 空载电枢轭磁密δδδB B L K h B Fe j j 819.28.296.0325..02926.4211=⨯⨯⨯=Φ=5. 空载转子轭磁密δδδσB B L b B j j 198.38.233.02926.42.1222=⨯⨯⨯=Φ= 6. 气隙磁势A B B B K F 462610127.010135.11007.06.1106.1⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=-δδδδδδ7. 定子齿磁势A H H h H F t t t t t 22109.01045.022--⨯=⨯⨯== 8. 定子轭部磁势A H L H F j j j j 211110064.2-⨯== 9. 转子轭部磁势A H L H F j j j j 222221083.0-⨯== 10．总磁势∑+++=21j j t F F F F F δ 11. 总磁通Wb B m 410926.42.1-⨯⨯=Φ=Φδδσ12.空载特性曲线计算见表;因为表面磁钢永磁电机电动机负载时气隙的合成磁场与空载时差不多;六．电路计算1. 绕组形式及电子开关形式：两相导通星形三相六状态 2. 绕组系数采用单层集中整距绕组,即第一节距)(31槽==τy 每极每相槽数12pmZq ==m 是相数；p 为极对数故绕组系数1=w K3. 预取空载转速m in /120000r n =' 4. 每相绕组串联匝数φW '0.7V U 24.8025.700为管子压降，取匝，∆=Φ'∆-='δφαpn UU W i取匝82W =φ5. 电枢总导体数根4922==φmW N6. 实际每槽导体数N s =N/Z=82根7. 实际空载转速0nmin /11742109039.28217.02488.05.725.7400r pW U U n i=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=Φ∆-=-δφα8. 计算绕组端部长度m pD D pDav l i b 211101.42)2)(2.122.1-⨯=+=='ππ 9. 计算电枢绕组每匝平均长度m l L L bav 2108.13)(2-⨯='+= 10．预估导线截面积2661007086.01101463.04830m a J U P S aN N c-⨯=⨯⨯⨯⨯=''='η 式中26'/1014m A J a⨯=为预取导线电流密度 1=a 为每相绕组支路数 11. 导线选取选择F 级绝缘导线QZY-2 导线计算截面积26210066.04m d S c c -⨯==π导线最大截面积262max max 10092.04m d S c c -⨯==π导线直径md m d c c 3max 310342.01029.0--⨯=⨯=12. 槽满率计算公式选择35.01042max=⨯⋅=-S c s s S S N K π13. 实际导线电流密度26'/1015m A aS U P J c N Na ⨯==η 14. 每相电枢绕组电阻Ω==⨯=Φ-31022)20(62)20(20cavcava S a l W S ma Nl r ρρ式中)/(0157.02)20(m mm ⋅Ω=ρ为导线的电阻率设电机绕组的工作温度t 为75C 0,则导线工作温度电阻Ω=⨯-+=65.3])20(1[20t a at p t r r 式中00395.0=t p 为导线的电阻温度系数七．电枢反应计算1. 起动电流 A r UU I atst 77.722=∆-=2. 起动时每极直轴电枢反应最大值A K W I F w st sdm 27643==φ 3. 额定工作时的反电动势 V n W pC N ie 5.39152'==δφφα 4. 额定工作时电枢电流 A r EU U I ata 97.022=-∆-=5. 额定工作时最大直轴去磁磁势A K W I F W a adm 3443==φ 6. 负载工作点：根据sdm F 和adm F ,可在空载永磁体工作图上作出负载和起动时的特性曲线2、3,求负载特性曲线与永磁体去磁曲线的交点,得负载工作点：负载气隙磁感应强度T B 5872.0=δ 负载气隙磁通Wb 4108925.2-⨯=Φδ负载电枢齿磁感应强度t B = 负载电枢轭磁感应强度j B =7. 额定工作时电磁转矩m N I W pT a iem .0366.04==δφφπα8. 起动电磁转矩 m N I C T st T st .293.0=Φ=δ 八. 性能计算1. 电枢铜损W r I p at a Cu 87.622== 2. 电枢铁损W G B G B f p K p j j t t a Fe 11.4)()50)(50/10(12123.1=+= 式中a K ------铁损工艺系数,取2=a K1j G ------定子轭重kg L h D D G j s j 05816.010])2([43211211=⨯--=-πρt G ------定子齿重kg ZL h b G t t s t 0173.0103=⨯=-ρ3. 轴承摩擦损耗W n G K p N p mp mpn 05.1103=⨯=-Kmp=3,p G 为磁钢重转子轭重转轴重传感器转子重的和 3=mp K 为默认情况,可让用户自己指定kg G G G G r g m p 035.0=++=4. 风损W L n D p N mpb 13.01026332=⨯=-5. 机械损耗和铁损W p p p p mpb mpn Fe 29.5=++='6. 考虑到附加损耗后的机械损耗和铁损 W p p 877.63.1='=系数可选 7. 开关管损耗W U I p a 358.12=∆⨯=∆8. 电机总损耗W p p p p Cu 1.15=++=∆∑9. 输入功率W I U P a N 56.461==10. 输出功率W p P P N 46.311=-=∑ 11. 效率%57.67%1001=⨯=P P N η 12. 摩擦转距m N n p T N.00657.056.90== 13. 额定输出转距 m N T T T em .03.002=-=。

永磁无刷直流电机的设计与电磁分析

本次演示采用有限元模拟和优化设计等方法对永磁无刷直流电机进行设计和电磁分析。最后，对永磁无刷直流电机的电磁性能进行分析和讨论，包括磁场分布、功率损耗、效率等，并指出了研究的不足和未来研究方向。
引言：
永磁无刷直流电机是一种具有高效率、低噪音、长寿命等优点的电机，在工业自动化、电动汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。随着技术的不断发展，对永磁无刷直流电机的性能要求也不断提高。因此，本次演示旨在通过对永磁无刷直流电机的设计与电磁分析，提高其性能指标，以满足不同领域的应用需求。
参考内容
基本内容
盘式永磁无刷直流电机是一种先进的电动设备，具有高效率、低噪音、长寿命等优点。本次演示将详细介绍盘式永磁无刷直流电机的电磁设计过程，包括磁场分布、线圈绕制、绝缘设计、冷却系统等，旨在为优化电机性能提供理论支持和实践指导。
盘式永磁无刷直流电机是一种结合了永磁电机和无刷直流电机的优点的新型电动设备。它采用永磁体作为磁源，可直接产生恒定的磁场，避免了传统有刷直流电机需要定期更换电刷的缺点。盘式结构使得电机散热性能好、机械强度高，能够在恶劣环境中稳定运行。
电磁设计是盘式永磁无刷直流电机设计的核心环节。磁场分布是电磁设计的首要环节，合理的磁场分布可以提高电机性能、降低谐波损耗。线圈绕制方法对电机的功率密度、电气性能和机械特性有着重要影响。在电磁设计中，需要综合考虑线圈材料、线径、匝数等因素，以实现电机的高效运行。
绝缘设计对于盘式永磁无刷直流电机的可靠性至关重要。线圈绝缘材料的选用和结构设计直接影响到电机的电气性能和机械特性。在电磁设计中，应充分考虑绝缘材料的电气性能和机械性能，以满足电机在高温、高湿等恶劣环境下的正常运行。
文献综述：
自20世纪50年代第一台永磁无刷直流电机问世以来，国内外学者对其进行了广泛研究。研究内容主要包括电磁场分析、优化设计、控制策略、可靠性等方面。在电磁场分析方面，有限元法等效磁路法、模拟仿真等方法被广泛应用。在优化设计方面，主要从电机结构、材料、工艺等方面进行优化。

（毕业论文）永磁无刷直流电机论文

小功率永磁无刷直流电动机的设计和仿真研究摘要永磁无刷直流电动机是把电机、电子和稀土材料的高新技术产品发展紧密的结合在一起的新型电机，它具有单位体积转矩高、重量轻、转矩惯量小、控制简单、能耗少和调速性能好等优点，因而在航天航空、数控机床、机器人、汽车、计算机外围设备、军事等领域及家用电器等方面都获得了广泛的应用。

因此，设计性能优异的永磁无刷直流电机具有重要的理论意义和应用价值。

本论文系统的研究了35w小功率永磁无刷直流电机的本体设计，包括设计方法、有限元分析、性能计算、软件仿真等。

本文主要的研究内容如下：1、综述了永磁无刷直流电机的研究现状、存在问题和发展前景，分析了永磁无刷直流电机的基本理论。

2、建立永磁无刷直流电机的数学模型，先利用解析法对该电机进行电磁设计，然后利用有限元法对电机进行优化。

3、基于星形连接三相三状态的控制电路，利用Infolytic公司的MagNet电磁场分析软件建立了永磁无刷直流电机的有限元分析模型，仿真分析其静态气隙磁场分布及动态带负载时的电机特性。

并将软件仿真所得结果与设计计算结果进行比较分析，验证了设计方法的正确性。

关键词：电机设计，无刷直流电动机，有限元分析，稳态特性第一章绪论1．1永磁无刷直流电动机的发展状况永磁无刷直流电动机是一种新型的电动机，其应用广泛，相关技术仍然在不断的发展中，该类电动机的发展充分体现了现代电动机理论、电力电子技术和永磁材料的发展过程。

其中，永磁材料、大功率开关器件、高性能微处理器等的快速发展对永磁无刷直流电动机的进步功不可没。

1821年9月，法拉第建立的世界上第一台电机就是永磁电机，自此奠定了现代电机的基本理论基础。

十九世纪四十年代，人们研制成功了第一台直流电动机。

1873年，有刷直流电动机正式投入商业应用。

从此以后，有刷直流电动机就以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，占据了极其重要的地位。

随着生产的发展和应用领域的扩大，对直流电动机的要求也越来越高。

《机电传动技术》第三章直流电机的工作原理及特性

T = TL +T0
转矩平衡过程当电动机轴上的机械负载发生变化时，当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。一定， (平衡此时，平衡)，例：设外加电枢电压 U 一定，T=TL (平衡)，此时，突然增加，若TL突然增加，则调整过程为 E = KEΦn E↓ ↓ TL ↑ n↓ ↓ T↑
（3）求理想空载转速
根据（0，n0）和（TN，nN）两点，就可以作出他励电动机的机械特性曲线。
正反转时的机械特性
2 、人为机械特性
人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加电压、励磁磁通的大小以及电枢回路串接附加电阻所得到的机械特性。直流他励电动机有三种人为机械特性。
Ra U n= − T = n0 − ∆n 2 KeΦ Ke Kt Φ
n
d T
– U + 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向如图所示由于换向片和电源固定联接，如图所示。方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里极有效边的电流方向向里, 线圈怎样转动，总是极有效边的电流方向向里 N 极有效边的电流方向向外。电动机电枢极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后中受力(左手定则按顺时针方向旋转。左手定则)按顺时针方向旋转中受力左手定则按顺时针方向旋转。
转子
转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢铁心、转子部分电枢铁心电枢绕组、换向器、风扇、电枢绕组、换向器、风扇、轴等

直流有刷电机电火花大原因

直流电机火花很大的主要原因直流电机火花很大的主要原因是：有换向火花产生的原因是多种多样的，必须在众多的因素中，找到主要原因，方能排除故障，改善换向。

检查换向恶化原因的方法，通常称换向条件正常化检查和调整，是直流电机换向事故处理中最常用方法，其原理如下。

一台直流电机在刚投入运行或过去运行中，换向一直是正常的，而在以后的运行过程中，逐渐变坏或突然恶化，说明电机在换向恶化前，其滑动接触、电机结构和电机各部件工作情况是正常的。

在电机运行过程中，某些部件的工作状态发生了改变，或周围环境发生变化，从而破坏了滑动接触，改变了正常的换向状态，而导致换向的恶化。

如果对这些影响电机换向的因素进行全面检查和调整，使其能恢复原来的正常状态，则换向即能恢复正常。

换向正常化检查是直流电机寻找换向事故原因和排除故障的常用方法，它包括如下主要项目：a.换向器片间电阻测量。

测量换向器片间电阻，能发现电枢绕组是否断线、开焊和匝间短路，升高片是否断裂以及是否存在换向器片间短路。

片间电阻检查通常采用压降法，也可采用专用片间电阻测量仪。

b.换向器摆度测量。

当换向器变形或偏心时，在运行时将会使电刷跳动，滑动接触就不理想，超过一定数值后，将导致换向恶化。

高速电机和多重路电枢绕组电机更为敏感。

c.电刷中性面的检查，直流电机电刷中性线位置，一般应严格在主磁极几何中心线上，对于大型电机，可逆运行电机和高速电机尤其如此。

因为当电刷偏离主机中性线时，换向将发生超前和延迟。

纵轴电枢反应使电机的外特性发生变化，对可逆转电动机来说，两个转向下转速不同而且外特性也不同，两个转向时换向强弱也不同。

在电刷偏离中性位置较大时，由于换向元件进入主极磁通区，电机将产生空载火花。

d.极距、刷距和气隙的检查与调整。

直流电机各排电刷之间的距离，主极之间和换向极之间距离应力求相等。

因为刷距和极距不等则会造成各排电刷下被短路元件在磁场中位置不一样，换向极磁场和换向元件电抗电势波形不重合，各个刷架下火花不等会使电机换向不正常。

永磁同步电机学习笔记

1.内功率因数角：定子相电流与空载反电势的夹角,定子相电流超前时为正;2.功率角转矩角：外施相电压超前空载反电势的角度,是表征负载大小的象征;3.功率因数角：外施相电压与定子相电流的夹角;4.内功率因数角决定直轴电枢反应是出于增磁还是去磁状态的因素;5.实际的空载反电势由磁钢产生的空载气隙磁通在电枢绕组中感应产生,当实际反电势大于临界反电势时,电动机将处于去磁工作状态;空载损耗与空载电流是永磁电机出厂试验的两个重要指标,而空载反电势对这两个指标的影响尤其重大;空载反电势变动时空载损耗和空载电流也有一个最小值,空载反电势设计得过大或过小都会导致空载损耗和空载电流的上升,这是因为过大或过小都会导致空载电流中直轴电流分量急剧增大的缘故;还对电动机的动、稳态性能均影响较大;永磁机的尺寸和性能改变时,曲线定子电流I=fE是一条V形曲线;类似于电励磁同步机定子电流和励磁电流的关系曲线6.由于永磁同步电动机的直轴同步电抗一般小于交轴同步电抗,磁阻转矩为一负正弦函数,因而矩角特性曲线上最大值所对应的转矩角大于90度,而不像电励磁同步电机那样小于90度;这是一个特点;7.工作特性曲线：知道了空载反电势、直轴同步电抗、交轴同步电抗和定子电阻后,给出一系列不同的转矩角,便可以求出相应的输入功率,定子相电流和功率因数,然后求出电动机在此时的损耗,便可以得到电动机出去功率和效率,从而得到电动机稳态运行性能与输出功率之间的关系曲线,即为电动机工作曲线;8.铁心损耗：电动机温度和负载变化导致磁钢工作点改变,定子齿、轭部磁密也随之变化;温度越高,负载越大,定子齿、轭部的磁密越小,铁耗越小;工程上采用与感应电机铁耗类似的公式,然后进行经验修正;9.计算极弧系数：气隙磁密平均值与最大值的比值;它的大小决定气隙磁密分布曲线的形状,因而决定励磁磁势分布的形状、空气隙的均匀程度以及磁路的饱和程度;其大小还影响气隙基波磁通与气隙总磁通比值,即磁钢利用率,和气隙中谐波的大小;10.永磁电机气隙长度：是非常关键的尺寸;尽管他对于永磁机的无功电流影响不如感应电机敏感,但对于交直轴电抗影响很大,继而影响电动机的其他性能;还对电动机的装配工艺和杂散损耗影响较大;11.空载漏磁系数：是很重要的参数,是空载时总磁通与主磁通之比,是个大于1 的数,反映空载时永磁体向外磁路提供的总磁通的有效利用程度;空载漏磁系数以磁导表示的表达式又正好是负载时外磁路应用戴维宁定理进行等效转换的变换系数,同时由于负载情况的不同,电枢磁动势大小不同,磁路的饱和程度也随之改变,气隙磁导、漏磁导和空载漏磁系数都不是常数;一方面,空载漏磁系数大表明漏磁导大,磁钢利用率差;另一方面,空载漏磁系数大表明电枢反映的分流作用大,电枢反应对磁钢的实际作用值就小,磁钢的抗去磁能力强;它不仅标志着磁钢的利用程度,而且对磁钢材料的抗去磁能力和电动机性能有较大影响,还对弱磁扩速有影响;极弧系数越大,气隙长度越小,点击的极间漏磁系数越小;在正常设计范围内,磁钢磁化方向长度越大,电机的气隙长度却大,磁钢端部漏磁计算系数越大;12.对调速永磁同步电动机来讲,磁钢去磁最严重的情况是运行中的电动机绕组突然短路;短路电流产生直轴电枢磁动势而对磁钢起去磁作用;13.计算交直轴电抗时,可不考虑直轴电枢反映电抗的非线性,但是必须考虑交轴磁路的饱和对交轴电枢反映电抗的影响;14.相对地,直轴电枢反映电抗对永磁机性能影响比交轴电枢反映更加敏感;增加磁钢磁化方向长度以减小直轴电枢反映电抗,可以明显提高电动机的过载能力;为得到较高的功率因数和空载反电势,可增加绕组匝数和铁心长度,但同时会导致直、交轴电枢反映电抗,使得电动机过载能力变小;15.表面凸出式永磁电机性能类似于隐极,故而交直轴电枢反映磁密的波形系数等于1;表面式转子磁路结构分为凸出式和插入式;由于永磁材料的相对回复磁导率接近1,故表面凸出的电磁性能属于隐极转子结构;表面插入式的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料,故在电磁性能上属于凸极转子结构;16.负载法既可以考虑磁路的饱和,又计及直、交轴磁场的相互影响共磁路;17.磁钢尺寸设计不合理、漏磁系数过小、电枢反映过大、所选用磁钢的内禀矫顽力过低和电动机工作温度过高等因素都可以导致电动机中永磁体的失磁;因此要准确计算和合理设计磁钢的最大去磁工作点;18.永磁同步机一般设计的即便在轻载运行时功率因数和效率也比较高,是一个非常可贵的优点;19.设计中可通过增大绕组串联匝数和增加磁钢用量来提高空载反电势;前者只能在电动机起动转矩、最小转矩、失步转矩有裕度的前提下实现；后者要保证电机磁路不能过于饱和及制造成本的问题;20.较高的空载反电势不仅可以提高稳态运行是功率因数,还可以使得运行于冲击负载下的永磁同步机具有较强的稳定性、高的平均功率因数和平均效率;较高功率因数还使得定子电流变小、铜耗下降、效率提高和温度下降;故而设计高功率因数的永磁机是提高电动机效率的一条重要途径;21.永磁机杂散损耗比同规格感应机大;前者气隙磁场谐波含量比后者大;极弧系数磁钢槽及隔磁措施有关设计不合理,气隙磁场谐波尤其大;采用Y星形接法双层短距或正弦绕组,合理设计极弧系数,减小槽开口宽或采用闭口槽、磁性槽楔减小齿磁导谐波导致的杂耗,但漏磁系数和槽漏抗有所增大;适当加大气隙长度;通常要大于~0.02cm,容量越大大的越多;22.变频器供电加上转子位置闭环控制系统构成自同步永磁机;反电势和供电波形都是矩形波的电动机叫无刷直流电动机,都是正弦波的叫正弦波永磁同步电动机;23.矩形波永磁机中磁钢所跨极弧角小于180°时,随着极弧角的增大,电动机的平均转矩也单调增大;但是电动机的纹波转矩含量与极弧角的关系则较为复杂,设计是要同时考虑这两个因素;24.只有当电流与反电势同向时电动机才能得到单位电流转矩的最大值;定子磁动势空间矢量与永磁体磁场空间矢量正交25.正弦波永磁同步机的控制运行是与系统中的逆变器密切相关的,其运行性能收逆变器制约;最明显的是电动机的相电压有效值的极限值和相电流的有效极限值要受到逆变器直流侧电压和逆变器的最大输出电流的限制;当逆变器直流侧电压最大值为U时,Y接的电动机可达到的最大基波相电压有效值U1=U/根号6;在dq轴系统中的电压极限值为u=根号3U;26.电压极限椭圆：对某一给定转速,电动机稳态运行时候,定子电流矢量不能超过该转速下的椭圆轨迹最多落在椭圆上;随着转速的提高,电压极限椭圆的长轴与短轴与转速成反比相应缩小,形成了一簇椭圆曲线;27.电流极限圆：定子电流空间矢量既不能超过电动机的电压极限椭圆,也不能超过电流极限圆;轴代表永磁转矩,恒转矩曲线上各点是永磁转矩和磁阻转矩的合成;当转矩小时,最大转矩/电流轨迹靠近q轴,表明永磁转矩起主导作用；当转矩增大时,与电流平方成正比的磁阻转矩要比与电流呈线性关系的永磁转矩增加的更快,故会远离q轴;进一步,定子齿的局部饱和将导致定子电流增加时电动机最大转矩/电流轨迹想q轴靠近;29.矢量控制方法：1直轴电流i=0控制;从端口看相当于一台他励直流电动机,定子电流中只有交轴分量,且定子磁动势空间矢量与磁钢磁场空间矢量正交;对表面凸出式转子磁路结构来说,此时单位定子电流获得最大转矩;此时,电动机的最高转速即取决于逆变器可提供的最高电压,也决定于电动机输出转矩;电动机可达到的最高电压越大,输出转矩越小,最高转速越高;30.一般对于调速永磁机主要的要求是：调速范围宽、转矩和转速平稳、动态响应快速准确、单位电流转矩大;31.调速永磁同步电动机是与相匹配的功率系统的有关性能密不可分;设计时根据传动系统的应用场合和有关技术经济要求,首先确定电动机的控制策略和逆变器的容量,然后根据电机设计有关知识来设计电动机;传动系统的主要特征是它的调速范围和动态响应性能;调速范围分为恒转矩调速区和恒功率调速区;用工作周期来表示电动机的运行过程;动态响应性能常常以静止加速到额定转速所需要的加速时间来表示kW 级别的电动机一般仅几十ms;最大转矩是额定转矩的3倍左右;33.调速永磁同步电机的主要尺寸可以由所需的最大转矩和动态响应性能指标确定;当最大电磁转矩指标为max ()T N m ⋅,则有：24max 11104ef i T B L D A δ-=⨯-----------------------1 式中 1B δ ------气隙磁密基波幅值T ；A ----- 定子电负荷有效值A/cm,11dpmNI K A p τ=-----------------------------------2当选定电动机的电磁负荷后,电动机的主要尺寸62max 11410i ef T D L P τ⨯=--------------------------------3 动态响应性能指标的要求体现为在最大电磁转矩作用下,电动机在时间b t 内可线性地由静止加速到转折速度此时的转折速度又称为基本转速b ω,即 max b bJ J T p t pt ωω∆==∆--------------------------------4 式中 J-------电动机转子和负载的转动惯量^2;电动机的最大电磁转矩与转动惯量之比max b bT J pt ω=------------------------------------5 而电动机的转子转动惯量可近似表示为471()1022i Fe ef D J L πρ-=⨯-------------------------6 将1和6代入5就可以得到定子外径1i D =从而确定了定子内径和铁心长度这两个主要尺寸;定子外径的确定在保证散热的前提下可以为提高电动机效率而增大外径和降低成本而减小外径;34.永磁体设计磁钢尺寸连同电动机转子磁路结构,便决定了电动机的磁负荷,而磁负荷则决定着电动机的功率密度和损耗;表面转子磁路结构,磁钢尺寸近似地： {{21R M R M p h B B b δματ=-=-------------------------835.磁钢磁化方向长度直接决定了电动机直轴电感的大小和永磁磁链的大小;36.磁钢的磁化方向长度与电动机气隙长度由很大关系,气隙越长,磁钢的磁化方向长度也越大;37.正弦波永磁同步电动机中磁钢产生的气隙磁密并不呈正弦波分布,因而时必须合理设计电枢绕组以减少转矩纹波;38.影响PM停转时定位精度的主要原因是PM的定位力矩——该力矩力图使电动机转子定位与某一位置;定位力矩主要由转子中的磁钢与定子开槽的相互影响而产生;当磁钢的磁极宽度为整数个定子齿距时,可使得齿磁导谐波引起的定位力矩得到有效的抑制;39.直轴d轴：主磁极轴线纵线；交轴q轴：转子相临磁极轴线间的中心线为交轴横轴;40.集中绕组的优点：绕组端接部分缩短,导线用量减少,绕组线圈电阻降低,铜耗减少,电机效率提高,成本降低,制造周期缩短;缺点：电机的绕组因数减小,定子磁动势中的谐波含量增加及定子齿槽效应对磁场分布的影响增大,使得电机的脉动转矩增大;41.分数槽集中绕组：这种绕组的特点是电机每对极内包含的槽数小于3,是一个分数Q/p小于3,故称为分数槽绕组,但是定子总槽数必须是3的倍数,即Q/3=整数,才能构成三项对称绕组;。

电机启动时的启动电流与负载是否有关

* 贴子主题：电机启动时的启动电流与负载是否有关？ymkmqv等级：论坛游民文章：18积分：510注册：2007-5 -25楼顶电机启动时的启动电流与负载是否有关？这个问题好像不应该在这个地方问，但是觉的大家应该都知道，就问下电机启动时的启动电流与负载是否有关？好些人都说与负载有关的2007-7-18 8:17:30chenxm等级：超级版主文章：1054积分：13877注册：2006-6-14第2楼电机启动时的启动电流与负载有关,负载越大所需要的启动转矩越大，电机的启动电流也就越大。

2007-7-19 10:14:57ymkmqv等级：论坛游民文章：18积分：510注册：2007-5 -25第3楼我认为LS说的不对，电机最大的电流出现在堵转状态，堵转时即是直接启动的电流吧？负载再大也不可能增加启动电流了．负载应该和启动后，电流下降的速度有关系2007-7-19 11:39:49chenxm等级：超级版主文章：1054积分：13877注册：2006-6-14第4楼这里牵涉一个启动电流的概念，我认为启动电流是指启动过程中的电流，是指启动瞬间并包括启动之后的一段时间。

启动瞬间，电机还没有转时，当然与负载无关，但一旦电机转子开始旋转，此时的电流就与负载有关。

我们常说：电机空载的启动电流小于负载启动电流。

2007-7-19 17:13:28zjs等级：职业侠客文章：73积分：1270注册：2006-1 0-25第5楼跟电机拖动的负荷的特性有关吧？还有电机的供电方式，直接供电，还是通过变频器，软启动器，星角启动等2007-7-19 19:11:28YMKMQV等级：论坛游民文章：18积分：510注册：2007-5 -25第6楼我们考虑的电机对电网的冲击应该指的是启动瞬间的吧？2007-7-20 8:05:04ehppwwx等级：论坛游侠文章：30积分：445注册：2006-7 -30第7楼我认为启动电流是指电机启动瞬间的电流，只与电机固有电抗有关，而与负载无关。

电机知识专题问答题库

电机学问专题问答题库1、电机分哪几类？答：电机大致可分为四类：1）交、直流发电机，把机械能转换成电能。

2）交、直流电动机，把电能转换成机械能。

3、变压器、变频机、移相器等，分别用于更改电压、电流、频率和相位等。

4）掌控电机，用于掌控系统中传递信号，执行指令等。

2、三相异步电动机是怎样转动起来的？答：当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。

转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流（电磁感应原理）。

这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动（电流的效应电磁力）。

由于转子内导体总是对称布置的，因而导体上产生的电磁力正好方向相反，从而形成电磁转矩，使转子转动起来。

由于转子导体中的电流是定子旋转磁场感应产生的，因此也称感应电动机。

又由于转子的转速始终低于定子旋转磁场的转速，所以又称为异步电动机。

3、怎样做电动机空载试验？答：试验前先对电机进行检查，无问题后通入三相电源，使电动机在不带负载的情况下空转。

而后要检查电动机运转的声音、轴承运转情况和三相电流，一般大容量高转速电动机的空载电流为其额定电流的20～35%，小容量低转速电动机的空载电流为其额定电流的35～50%，空载电流不可过大或过小，而且要三相平衡。

空载试验的时间应不小于2小时，同时还应测量电动机温升，其温升按绝缘等级不得超过允许限度。

4、绕线型异步电动机和鼠笼型异步电动机相比，具有哪些优缺点？答：绕线型异步电动机的优点是：可以通过集电环和电刷，在转子回路中串入外加电阻改善启动性能，并可通过更改外加电阻在肯定范围内调整转速。

但绕线型异步电机比鼠笼型异步电动机结构多而杂，价格较贵，运行的牢靠性也较差。

5、运行中的电动机应巡检哪些内容？答：1）三相电流是否平衡，有无过载；2）电机轴承声音是否正常，润滑情况是否良好；3）电机温度、振动是否超标；4）通风散热诚况是否良好；5）其他辅佑襄助设备是否良好；6、电机运转时温度过高，应从哪些方面找原因？答：1）环境温度过高，超过40℃；2）电源电压过低或过高；3）电机定子回路有一相开路，缺相运行；4）电机绕组内部有匝间短路；5）风道或油路不畅通；6）电机所带负荷过重。

直流电机（12）直流电机的共同问题（二）直流电机的电枢反应感应电动势电..

1. 理解直流电机的磁动势和磁场2.掌握直流电机的电枢反应3.掌握直流电机电枢绕组的感应电动势4.掌握直流电机的电磁转矩本章基本要求直流电机的共同问题（二）直流电机的电枢磁动势和磁场直流电机的电枢反应直流电机电枢绕组的感应电动势直流电机的电磁转矩主要内容直流电机的共同问题（二）内容回顾直流电机绕组小结◆直流电机的电枢绕组总是自成闭路,为闭合绕组;◆电刷放置的一般原则是空载时正、负电刷间的电动势最大,或者说,被电刷短路的元件中的电动势为零;◆对于端接对称的元件,电刷放置在主极轴线下的换向片上,且总是与位于几何中性线上的导体相接触;内容回顾直流电机绕组小结◆电枢绕组的支路数(2a )永远是成对出现,因为磁极数(2p )是一个偶数;且至少有2条并联支路; 单叠绕组: a = p (并联支路对数恒等于电机极对数)单波绕组:a = 1(并联支路对数恒等于1)◆单叠绕组适应于较大电流、较低电压的电机;单波绕组适用于较高电压、较小电流的电机。

23.4 直流电机的磁动势和磁场一、空载时的主磁场1.主磁通和漏磁通◆磁场是电机实现机电能量转换的媒介;◆主极磁场由永久磁铁或励磁绕组通入直流电流产生;◆空载时电机中的磁场分布是对称的。

0f f I F s ìF -ïï F íïF -ïïî主磁通，经气隙进入电枢。

主极漏磁通(15-25%)φ0不进入电枢,只增加磁极的饱和程度。

内容回顾23.4 直流电机的磁动势和磁场一、空载时的主磁场主磁通路径：气隙→电枢齿→电枢轭→电枢齿→气隙→主磁极→定子轭→主磁极→气隙。

内容回顾23.4 直流电机的磁动势和磁场一、空载时的主磁场直流电机空载时的磁场分布内容回顾23.4 直流电机的磁动势和磁场一、空载时的主磁场2.气隙主极磁场的分布◆磁动势: 磁极范围内,励磁磁势大小相同。

◆磁密波形: 空载时的气隙磁通密度为平顶波。

直流电机的铁损铜损

直流电机的铁损铜损一、前言直流电机是一种常见的电动机，它具有结构简单、转速范围广、转矩平稳等特点，在工业生产和生活中得到了广泛应用。

但是，直流电机在运行过程中会产生一定的损耗，其中铁损和铜损是比较常见的两种损耗。

本文将从铁损和铜损两个方面对直流电机的损耗进行详细介绍。

二、直流电机的结构与工作原理直流电机由定子和转子两部分组成。

定子上有若干个线圈，称为励磁线圈或场线圈。

转子上有导体，称为绕组或电枢。

当通以直流电源后，定子励磁线圈产生磁场，使得转子上的导体受到力矩作用而旋转起来。

三、铁损1. 铁心结构及其作用直流电机的铁心是由许多薄片叠压而成的。

这些薄片之间涂有绝缘漆，以减少涡流损耗和磁滞损耗。

铁心在直流电机中起到了传导磁场、增强磁场和集中磁场等作用，是直流电机的重要组成部分。

2. 铁损的产生原因铁损是指由于铁心在磁通变化时产生的涡流和磁滞所引起的能量损耗。

具体来说，铁损主要有以下两种原因：（1）涡流损耗当铁心内部的磁通强度发生变化时，会在铁心中产生涡流。

这些涡流会在铁心内部形成环路并消耗一定的能量，造成涡流损耗。

（2）磁滞损耗当铁心内部的磁通强度发生变化时，由于铁心材料本身具有一定的磁滞性质，在磁通强度达到一定程度时会产生剩余磁化。

这些剩余磁化需要消耗一定的能量才能被消除，造成了磁滞损耗。

3. 铁损与运行状态铁损与直流电机的运行状态有关。

在空载状态下，直流电机转速较高、转子电流较小、励磁电流较大，此时涡流和磁滞所引起的能量损耗也相应增加。

在负载状态下，直流电机转速较低、转子电流较大、励磁电流较小，此时涡流和磁滞所引起的能量损耗也相应减少。

四、铜损1. 铜线结构及其作用直流电机的铜线是由导体组成的。

它们被绕制在转子和定子上，用于传递电能和产生磁场。

2. 铜损的产生原因铜损是指由于导体内部通过电流而产生的能量损耗。

具体来说，铜损主要有以下两种原因：（1）欧姆损耗当导体通过电流时，由于导体本身存在一定的电阻，会产生一定的热量并消耗一定的能量。

电机直流实验报告

一、实验目的1. 了解直流电机的结构和工作原理。

2. 掌握直流电机的特性曲线及其测量方法。

3. 学习直流电机的启动、调速和控制方法。

4. 分析直流电机的运行状态，提高电机控制能力。

二、实验器材1. 直流电机：DJ13型，额定电压200V，额定电流0.5A，额定功率100W。

2. 直流电源：可调电压，最大输出电压300V。

3. 电阻箱：可调电阻，最大阻值100Ω。

4. 电流表：量程0-10A，精度0.5级。

5. 电压表：量程0-300V，精度0.5级。

6. 测功机：用于测量电机输出转矩。

7. 计时器：用于测量电机启动时间。

三、实验原理直流电机是一种将直流电能转换为机械能的电机。

其基本结构包括定子、转子和电刷。

当直流电通过电刷和转子绕组时，会产生磁场，从而驱动转子旋转。

四、实验步骤1. 测量电机空载特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为空载状态。

（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速和励磁电流。

（3）绘制空载特性曲线。

2. 测量电机外特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为额定负载。

（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速、励磁电流和电机输出转矩。

（3）绘制外特性曲线。

3. 测量电机调节特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为额定负载。

（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速、励磁电流和电机输出功率。

（3）绘制调节特性曲线。

4. 测量电机启动时间：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为空载状态。

（2）接通直流电源，记录电机启动时间。

五、实验结果与分析1. 空载特性曲线：从空载特性曲线可以看出，当电压一定时，电机转速随励磁电流的增加而增大。

当励磁电流达到一定值时，电机转速趋于稳定。

2. 外特性曲线：从外特性曲线可以看出，当负载一定时，电机转速随电压的增加而增大。

当电压一定时，电机转速随负载的增加而减小。

永磁电机

（1）永磁电机是指使用了永磁体的电机，这类电机不需要励磁，大致可分为：永磁直流电机（有换向器），无刷直流电机（直流电机特性，电子换向），永磁同步电机（交流电机特性）等。

（2）永磁电机与普通电机区别：与普通电机相比，永磁电机具有功率密度高，特征信号小，结构简单，运行可靠，电机的尺寸和形状灵活多样等性能特点，具体体现在以下五个方面：一是功率密度和效率高。

这里所说的功率密度高，主要是指永磁电机体积小而发电或输出功率大。

这是因为永磁电机的励磁磁场由永磁体提供，转子不需要励磁电流，电机效率提高，与传统电机相比，任意转速点均节约电能，尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。

现代潜艇大都采用大直径低速7叶大侧斜螺旋桨或泵喷推进器，转速低，推进效率高。

而且，潜艇在水下多以低噪声速度机动，使得永磁电机的这一优势得到更好的体现和发挥。

二是体积小，重量轻。

由于使用了高性能的永磁材料提供磁场，使得永磁电机的气隙磁场较普通电机大大增强，而永磁电机的体积和重最较普通电机则大大缩小。

例如11千瓦的普通电机重量为220千克，而永磁电机仅为92千克，相当于普通电机重量的45.8%。

三是故障率更低、使用普遍。

由于使用了高性能的稀土永磁材料提供磁场，因此故障率更低，使用更加普遍。

四是启动转矩大。

由于永磁电机正常工作时转子绕组不起作用，因而在设计时可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求，例如从1.8倍上升到2.5倍，甚至更大。

永磁电机优点：1.转子没有损耗，具有更高的效率2.电机体积较小、重量轻3.由转子磁钢产生气隙磁密，功率因素较高4.调速范围宽5.转动惯量小，允许脉冲转矩大，可获得较高的加速度，动态性能好6.噪音小、过载能力大缺点：1.回收困难2.逆变器故障易导致退磁3.安全维修困难感应电机优点：1.小型轻量化；2.易实现转速超过10000r/min的高速旋转；3.高速低转矩时运转效率高；4.低速时有高转矩，以及有宽泛的速度控制范围；5.高可靠性（坚固）；6.制造成本低；7.控制装置的简单化；缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。

h电桥驱动直流电机的空载电流大的原因

h电桥驱动直流电机的空载电流大的原因
1.电机自身问题：
-绕组问题：如果电机在重新绕制后空载电流变大，可能是由于绕组匝数减少、电感量减小，从而导致感抗降低，在电压恒定的情况下，根据欧姆定律，电流会增大。

-机械问题：电机内部可能存在轴承磨损、润滑不足、气隙不均或过大、转子与定子摩擦增加等情况，这些都会引起额外的阻尼力矩，使得电机需要更大的电流维持空载转动。

-电磁问题：永磁直流电机如果发生退磁现象，反电动势（BEMF）减小，也会导致空载电流增大。

2.驱动电路问题：
-开关元件问题：H桥电路中，如果使用的开关器件如晶体管或MOSFET存在故障，可能会导致开关状态不稳定或饱和压降过大，间接影响电机电流。

-控制信号问题：如果驱动电路的控制算法不当或控制器故障，可能会造成电机在空载时仍然输出较大的驱动电流。

-电源电压异常：如果电源电压过高，即使在空载状态下，也会迫使电机吸取更多的电流。

3.参数设置不当：
-PWM调制参数：在采用PWM（脉宽调制）驱动时，占空比设置错误或者死区时间设置不合理，可能导致电机空载电流较大。

4.测量误差：
-测量工具精度不够或者测量方法不正确，也可能导致读取的空载电流数值偏大。

直流电机空载电流和堵转电流的关系

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