《永磁直流電機》課件

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1、PermanentMagnetDCMotor永磁直流電機機自09-5班第一組永磁直流電機概述永磁直流電機的機械特性和調(diào)速特性Simulink實例分析永磁直流電機的應(yīng)用與發(fā)展一.概述永磁直流電機是用永磁體建立磁場，實現(xiàn)直流電能轉(zhuǎn)換為機械旋轉(zhuǎn)的一種直流電機永磁直流電機與傳統(tǒng)他勵直流電機特性類似永磁體取代其定子上的勵磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小廣泛用于家電、辦公設(shè)備、電動工具醫(yī)療等領(lǐng)域1.基本結(jié)構(gòu)直流電機定子機殼磁鋼機械支撐部分轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子沖片/絕緣漆包線換向器機械支撐部分軸承磁鋼支架轉(zhuǎn)軸軸套端蓋碳刷碳刷支架EMC組件機械支撐部

2、分端蓋軸承1.基本結(jié)構(gòu)-爆炸圖2.工作原理F=BlIB—磁通密度;L—通電導(dǎo)體長度；I—導(dǎo)體中電流；F方向—左手定則.二.永磁直流電機的機械特性機械特性曲線與縱軸的交點為電磁轉(zhuǎn)矩等于零時電動機的理想空載轉(zhuǎn)速n0機械特性曲線與橫軸的交點為電機堵轉(zhuǎn)時(n=0)的轉(zhuǎn)矩，即電動機的堵轉(zhuǎn)矩Tk機械特性是指控制電壓恒定時，電機的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩變化的關(guān)系轉(zhuǎn)速公式：三.永磁直流電機調(diào)速特性電樞回路串電阻調(diào)速調(diào)壓調(diào)速弱磁調(diào)速由轉(zhuǎn)速公式：可知，有三種調(diào)速方式：三.永磁直流電機調(diào)速特性工作條件：保持勵磁，電壓不變；調(diào)節(jié)過程：增加電阻Ra?

3、R?R??n?，n0不變；調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速下降，機械特性曲線變軟。1.電樞回路串電阻調(diào)速三.永磁直流電機調(diào)速工作條件：保持勵磁，保持電阻不變調(diào)節(jié)過程：改變電壓Ua?U?U??n?，n0?調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速下降，機械特性曲線平行下移。2.調(diào)壓調(diào)速三.永磁直流電機調(diào)速弱磁調(diào)速：永磁電機永磁體不容易調(diào)磁，一般不采用混合勵磁四.永磁直流電機的主要特點永磁電機不需要直流勵磁電源。可以減少電源的耗電量，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值永磁電機沒有勵磁繞組，節(jié)省電機的用銅量，減少電氣銅耗。特別是在微型和小容量范圍內(nèi)，電機的重量，體積，效率和成本都

4、得到改善永磁電機中永磁材料的磁場是恒定的，因此永磁電機電壓調(diào)整率差，調(diào)速也一般通過改變電樞電壓/電流來實現(xiàn)受材料限制，永磁電機以微型和小容量為主五.永磁直流電機的simulink仿真在0.1s時施加堵轉(zhuǎn)矩該模型是驗證Faulhaber0615系列微型直流電機的特性參數(shù)：空載轉(zhuǎn)速=19100rpm空載電流=0.03A，堵轉(zhuǎn)矩=0.24mNm。DCMotor電路參數(shù)為：轉(zhuǎn)子電阻R=3.9Ohms，轉(zhuǎn)子電感L=12mH電勢常數(shù)K=0.072mV/rpm，轉(zhuǎn)子慣量J=0.01gcm^2摩擦力矩Mr=0.02mNm。？如何

5、驗證堵轉(zhuǎn)矩的大小對于微型直流電機我們可以忽略空載轉(zhuǎn)矩和克服慣性的加速轉(zhuǎn)矩。則電磁轉(zhuǎn)矩可以近似等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。因為當(dāng)電機轉(zhuǎn)速為零時的電磁轉(zhuǎn)矩為堵轉(zhuǎn)矩，所以當(dāng)微型直流電機轉(zhuǎn)速為零時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩可近似看成堵轉(zhuǎn)矩。五.永磁直流電機仿真結(jié)果電機電流曲線電機轉(zhuǎn)速曲線五.修改模型1.改變供給電壓。2.改變電機的負(fù)載。1.改變電機供給電壓將電壓降低為1.25V1.改變電機供給電壓電機電流曲線電機轉(zhuǎn)速曲線1.改變電機供給電壓降低負(fù)載，將Finalaule值改為-2e-31.改變電機供給電壓電機電流曲線電機轉(zhuǎn)速曲線2.改變電機外負(fù)載某些

6、電機的負(fù)載轉(zhuǎn)矩取決于電機的轉(zhuǎn)速。如電風(fēng)扇的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為alpha*speed^2。alpha=-1e-10Nm/(rad/s)^2則只要將上述模型建立負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系，可以得到電風(fēng)扇的仿真模型。PSGain的值取為-1e-10電風(fēng)扇的Simulink仿真模型3.改變電機外負(fù)載電機電流曲線電機轉(zhuǎn)速曲線六.永磁直流電機的應(yīng)用和發(fā)展永磁直流電機沒有勵磁繞組，體積小，重量輕，直流電機啟動調(diào)速方便等特點，永磁直流電機廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代技術(shù)，航空航天技術(shù)等。永磁直流電機會向無刷化方向發(fā)展，應(yīng)用于更多的科技領(lǐng)域。謝謝大家