畢業(yè)設(shè)計(jì)---下掛式無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速器組裝工藝

1、<p>　　題 目 下掛式無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速器組裝工藝</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要 ……………………………………………………………… 3</p><p>　　關(guān)鍵詞 ……………………………………………………………… 3</p><p>　　引 言 ……………………

2、………………………………………… 3</p><p>　　1無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展和研究狀況 ···························

3、·········4</p><p>　　1.1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展和特點(diǎn) ····················

4、3;················· 4</p><p>　　1.2 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的研究和開(kāi)發(fā)進(jìn)展 ············

5、;···················· 5</p><p>　　1.3 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用 ·········&

6、#183;··························6</p><p>　　1.4 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) ···

7、····································

8、3;··6</p><p>　　1.4.1電力電子技術(shù)及微處理技術(shù)對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的影響 ·······6</p><p>　　2 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理 ············

9、;·····························7</p><p>　　2.1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

10、 ···························7</p><p>　　2.1.1 電動(dòng)機(jī)本體 ···

11、83;····································&

12、#183;····················7</p><p>　　2.1.2 位置傳感器 ··········

13、;····································

14、83;··············7</p><p>　　2.1.3 電子換向電路 ················

15、····································

16、3;····· 8</p><p>　　2.2 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的原理與運(yùn)行特性 ·······················

17、83;··· 8</p><p>　　2.2.1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 ··························

18、;·············· 8</p><p>　　2.2.2 運(yùn)行特性分析 ················&

19、#183;····································

20、;······9</p><p>　　3 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的基本功能 ·······················

21、3;················9</p><p>　　3.1電流換向功能 ··············

22、3;····································&#

23、183;········ 10</p><p>　　3.2 調(diào)速功能 ······················&

24、#183;····································

25、;·······10</p><p>　　3.3. 驅(qū)動(dòng)電路工作原理 ·······················

26、····························· 10</p><p>　　4 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器裝配工藝

27、83;····································

28、10</p><p>　　4.1 壓裝銅套、搖臂 ······························

29、83;························· 11</p><p>　　4.1.1 壓裝銅套、搖臂的步驟 ····

30、····································

31、3;·····11</p><p>　　4.1.2 壓裝銅套、搖臂所需注意的事項(xiàng)及自檢內(nèi)容 ···················11</p><p>

32、　　4.2 組裝搖臂 ···································

33、;·······························12</p><p>　　4.2.1 組裝

34、搖臂的步驟 ···································

35、3;···················12</p><p>　　4.2.2 組裝搖臂所需注意的事項(xiàng)及自檢內(nèi)容 ·········&#

36、183;················· 12</p><p>　　4.3彈簧、限位銷(xiāo)組裝 ············

37、3;····································&#

38、183;···· 13</p><p>　　4.3.1彈簧、限位銷(xiāo)組裝步驟 ·························

39、·····················13</p><p>　　4.3.2彈簧、限位銷(xiāo)組裝所需注意的事項(xiàng)及自檢內(nèi)容 ·······&

40、#183;······· 13</p><p>　　4.4 霍爾、撥叉組裝 ······················

41、83;·································14</p><p

42、>　　4.4.1 霍爾板、撥叉組裝的步驟 ································

43、3;·········14</p><p>　　4.4.2霍爾板、撥叉組裝所需注意的事項(xiàng)及自檢內(nèi)容 ··············· 14</p><p>

44、;　　總 結(jié) ……………………………………………………………… 15</p><p>　　致 謝 ……………………………………………………………… 16</p><p>　　參考文獻(xiàn) ·················

45、····································

46、3;················ 16</p><p>　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器組裝工藝</p><p>　　摘 要：目前在工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家里,工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的有刷直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)逐步被無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)所替代。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步,

47、電子工業(yè)的發(fā)展,電子元器件的價(jià)格不斷下降。考慮綜合指標(biāo)(系統(tǒng)性能、重量、能量消耗等)之后,無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用正處上升趨勢(shì)。我所設(shè)計(jì)的是直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速器。</p><p>　　關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；霍爾位置傳感器；調(diào)速；</p><p>　　引 言：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是近年迅速興起的一種新型電機(jī)，它廣泛應(yīng)用與工業(yè)，農(nóng)業(yè)，以及軍事等領(lǐng)域。 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)既保持了直流電動(dòng)機(jī)良好的調(diào)速控

48、制特性，由具有壽命長(zhǎng)、可靠性高、無(wú)換向火花及低噪音等優(yōu)點(diǎn)，又消除了電刷和換向器的機(jī)械接觸。它的應(yīng)用將越來(lái)越廣。</p><p>　　1無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展和研究狀況</p><p>　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是近年來(lái)隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種新型直流電動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)存在換向器，因而存在碳刷磨損和碳刷粉末玷污線圈絕緣及其它零部件問(wèn)題，由此帶來(lái)火花、維護(hù)困難、壽命短等致命缺陷，但直

49、流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能好，起動(dòng)性能好，故在調(diào)速性能要求高的場(chǎng)合，可用直流電動(dòng)機(jī)。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和高能永磁材料的出現(xiàn)，能使直流電動(dòng)機(jī)做得和交流電動(dòng)機(jī)一樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐用，而又具有良好的性能。它是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和軍事裝備中重要的機(jī)電元件之一。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是以法拉第的電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，而又以新興的電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和各種物理原理為后盾。因此它具有很強(qiáng)的生命力。 </p><p>　　1.1無(wú)刷直流

50、電動(dòng)機(jī)的發(fā)展和特點(diǎn)</p><p>　　研究和分析微特電機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展，人們肯定會(huì)得出這樣的看法和結(jié)論：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)將會(huì)持續(xù)目前迅速發(fā)展的勢(shì)頭，并將在要求高性能的應(yīng)用領(lǐng)域中逐步取代其他類型的電機(jī)，占主導(dǎo)地位。</p><p>　　由于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)保持著有刷直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)良控制特性,在電磁結(jié)構(gòu)上和有刷直流電動(dòng)機(jī)一樣,但它的電樞繞組放在定子上,轉(zhuǎn)子上放永久磁鋼。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組相交

51、流電機(jī)的繞組一樣,采用多相形式,經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器接到直流電源上,定子采用位置傳感器實(shí)現(xiàn)電子換向代替有刷電機(jī)的電刷和換向器,各相逐次通電產(chǎn)生電流,和轉(zhuǎn)子磁極主磁場(chǎng)相互作用,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　和有刷直流電機(jī)相比,無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由于革除了電的滑動(dòng)接觸機(jī)構(gòu),因而消除了故障的主要根源。由于轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組,因此就沒(méi)有電的損耗。又由于主磁場(chǎng)是恒定的,因此鐵損也是極小的(在方波電流驅(qū)動(dòng)時(shí),電樞磁勢(shì)的軸線是脈動(dòng)的,會(huì)在轉(zhuǎn)子

52、鐵心內(nèi)產(chǎn)生一定的鐵損)?？偟膩?lái)說(shuō),除了軸承旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦損耗外,轉(zhuǎn)子的損耗很小,因而進(jìn)一步增加了工作的可靠性。</p><p>　　隨著電子技術(shù)的進(jìn)步,電子工業(yè)的發(fā)展,電子元器件的價(jià)格不斷下降。考慮綜合指標(biāo)(系統(tǒng)性能、重量、能量消耗等)之后,無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用正處于上升趨勢(shì)。在工業(yè)應(yīng)用中,無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在快速性、可控性、可靠性、體積小、重量輕、節(jié)能、效率、耐受環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。近幾年,隨著稀土永磁材料

53、和電力電子器件性能價(jià)格比的不斷提高,無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)作為中小功率高性能調(diào)速電機(jī)和伺服電機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。</p><p>　　1.2無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的研究和開(kāi)發(fā)進(jìn)展</p><p>　　稀土永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)效率高,性能好,體積小,重量輕,安全可靠,無(wú)需維修,壽命長(zhǎng),因而已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、航空航天、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等高科技領(lǐng)域中?，F(xiàn)代的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),其構(gòu)造實(shí)際上是1臺(tái)永磁式步進(jìn)

54、電動(dòng)機(jī)(一種永磁式同步電動(dòng)機(jī))。其轉(zhuǎn)子是由永久磁鐵組成,定子上存在著多相繞組,如圖1所示的是常用的三相無(wú)刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖。</p><p>　　圖1.1 無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng) </p><p>　　除此之外,有人已經(jīng)開(kāi)發(fā)研制了高性能的五相直流無(wú)刷電機(jī),高性能價(jià)格比的兩相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。它們使用的都是直流電源,通過(guò)如圖1所示的閉環(huán)控制線路,將直流電源按照給定的順序輪流地接通各相繞組,使無(wú)刷

55、電動(dòng)機(jī)達(dá)到給定的運(yùn)行特性?？梢?jiàn),無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)就其基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)而言,主要包括永磁電動(dòng)機(jī)本體、控制電路和位置傳感器三部分組成,其原理方框圖如圖2所示。由此可見(jiàn),無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的性能價(jià)格比主要由上述三部分決定。</p><p>　　圖1.2 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖</p><p>　　永磁電動(dòng)機(jī)本體的性能價(jià)格比主要由所選用的永磁材料本身的性能價(jià)格比和無(wú)刷電動(dòng)機(jī)磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝的合理性決定

56、。</p><p>　　1.3 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　目前在工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家里,工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的有刷直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)逐步被無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)所替代?，F(xiàn)在從國(guó)外進(jìn)口的設(shè)備中,已經(jīng)很少看到以有刷直流電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)了。這些國(guó)家相關(guān)的公司(如美國(guó)、英國(guó)、日本、德國(guó)等)已經(jīng)不再大量生產(chǎn)伺服驅(qū)動(dòng)用的有刷直流電動(dòng)機(jī)了。</p><p>　　在一般

57、的工業(yè)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域,不論電機(jī)設(shè)計(jì)還是系統(tǒng)設(shè)計(jì),提高效率節(jié)約能量都應(yīng)該被放在重要的位置。據(jù)報(bào)道,美國(guó)55%以上的電力是消耗在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行上,因此提高電動(dòng)機(jī)的效率,很有意義。在所有類型電機(jī)中,無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的損耗最小、效率最高。有資料做過(guò)對(duì)比分析, 對(duì)于7.5kW的異步電機(jī)系統(tǒng)效率可達(dá)86.4%,但是同樣容量的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)效率可達(dá)92.4%。[6]</p><p>　　隨著電子技術(shù)的進(jìn)步,電子工業(yè)的發(fā)展,電子元器件的

58、價(jià)格不斷下降?？紤]綜合指標(biāo)(系統(tǒng)性能、重量、能量消耗等)之后,無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用正處上升趨勢(shì)。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中應(yīng)用也越來(lái)越廣,應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1.4 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品,除了傳統(tǒng)的電機(jī)本體外,還必須帶有傳感器,以檢測(cè)定、轉(zhuǎn)子之間相對(duì)位置。而且離開(kāi)了驅(qū)動(dòng)控制電路,它不可能運(yùn)行。同樣的,電子技

59、術(shù)和電子元件的發(fā)展又進(jìn)一步推動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展。</p><p>　　1.4.1 性能改進(jìn)和新品種的開(kāi)發(fā)</p><p>　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中,應(yīng)該進(jìn)一步改進(jìn)的問(wèn)題中首先是轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),尤其是用于視聽(tīng)設(shè)備、電影機(jī)械、計(jì)算機(jī)中的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),更要求運(yùn)行平穩(wěn)、沒(méi)有噪聲。在這些應(yīng)用場(chǎng)合中的電動(dòng)機(jī),大多為小功率、小尺寸的電動(dòng)機(jī),尺寸緊湊,改動(dòng)更為困難。為了改進(jìn)性能,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬、分析、計(jì)算

60、、比較,研究氣隙磁場(chǎng)形狀和磁極結(jié)構(gòu),選擇合適的極對(duì)數(shù)和槽數(shù)以及合適的槽口尺寸。</p><p>　　為了滿足各種要求,也在不斷的開(kāi)發(fā)各種類型的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。如:無(wú)槽電機(jī),定子鐵心無(wú)齒槽只有磁軛,定子繞組直接放在定子鐵心軛上;盤(pán)式電機(jī),具有兩個(gè)軸向的氣隙,在小容量的情況下,這種電機(jī)容易做到低噪聲、低振動(dòng)、低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),高效率、高功率密度。和有刷直流電動(dòng)機(jī)相對(duì)應(yīng),新品種中還包括:無(wú)刷直流力矩電動(dòng)機(jī)、無(wú)刷直流直線電動(dòng)機(jī)

61、、無(wú)刷直流有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)、低慣量無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)等等[20]。</p><p>　　2無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和原理</p><p>　　2.1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) </p><p>　　眾所周知，有刷直流電動(dòng)機(jī)具有旋轉(zhuǎn)的電樞和固定的磁場(chǎng)。因此，有刷直流電動(dòng)機(jī)必須有一個(gè)滑動(dòng)的接觸機(jī)構(gòu)——電刷和換向器，通過(guò)它們把電流饋給旋轉(zhuǎn)著的電樞。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)卻與前者剛好相反，它具有旋轉(zhuǎn)的磁

62、場(chǎng)和固定的電樞。這樣，電子換向線路中的功率開(kāi)關(guān)元件，如晶體管或可控硅等直接與電樞繞組連接。電動(dòng)機(jī)內(nèi)還裝有一個(gè)位置傳感器，它與電子換向線路一起代替了有刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械換向裝置。</p><p>　　綜上所訴，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)本體和驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。</p><p>　　2.1.1 電動(dòng)機(jī)本體</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的本體主

63、要是有主定子和主轉(zhuǎn)子構(gòu)成. 主定子是電動(dòng)機(jī)本體的靜止部分。主轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的本體轉(zhuǎn)動(dòng)部分，是產(chǎn)生激磁磁場(chǎng)的部件。電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由釹鐵硼永磁材料構(gòu)成。在定轉(zhuǎn)子形成的氣隙中產(chǎn)生N-S極相間的方波磁場(chǎng)，所以也把這種電動(dòng)機(jī)稱為“方波電動(dòng)機(jī)”。為了使電動(dòng)機(jī)繞組準(zhǔn)確換向，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器，作為轉(zhuǎn)子極性的位置信號(hào)。</p><p>　　2.1.2 位置傳感器&

64、lt;/p><p>　　檢測(cè)主轉(zhuǎn)子位置的位置傳感器是實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸換向的一個(gè)極其重要的一個(gè)組成部件，因此，它是無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵部分。</p><p>　　目前在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中常用的位置傳感器有霍爾元件、光電管、電磁式位置傳感器和索尼磁性二極管(SMD)等。</p><p>　　位置傳感器可分為接觸式和無(wú)接觸式兩種。接觸式傳感器出現(xiàn)的較早，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，用于比

65、較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。它和有刷直流電動(dòng)機(jī)相比較，無(wú)疑是一種創(chuàng)新，因它把有刷直流電動(dòng)機(jī)的大電流直接接觸（電源通過(guò)電刷、換向器的接觸而加到電樞繞組中去）該為小電流接觸，然后通過(guò)放大而把電源加到電樞繞組中去。但是，這種結(jié)構(gòu)仍然存在機(jī)械接觸，當(dāng)電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作幾千小時(shí)后，傳感器的閉合次數(shù)十分頻繁，可高達(dá)109次之多。這顯然比觸頭所允許的閉合次數(shù)大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)強(qiáng)烈震動(dòng)，高真空及腐蝕性介質(zhì)中工作時(shí)，運(yùn)行不可靠，甚至有危險(xiǎn)，不能維修，在有些自動(dòng)控制系統(tǒng)、飛

66、行器、核動(dòng)力裝置和能源裝備等不宜采用。</p><p>　　無(wú)接觸式位置傳感器則能彌補(bǔ)上述不足。因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)則采用霍爾位置傳感器來(lái)檢測(cè)主轉(zhuǎn)子的位置。</p><p>　　2.1.3 電子換向電路</p><p>　　電子換向電路和位置傳感器相配合，起到與機(jī)械換向器類似的作用，所以，電子換向電路也好似無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)刷接觸換向的一個(gè)重要組成部分。</p&

67、gt;<p>　　電子換向電路的任務(wù)是將位置傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，預(yù)放大，功率放大，然后去觸發(fā)末級(jí)功率晶體管，使電樞繞組按一定的邏輯程序饋電，保證電動(dòng)機(jī)的可靠運(yùn)行。</p><p>　　2.2 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的原理與運(yùn)行特性</p><p>　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是在有刷直流電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所以設(shè)計(jì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)時(shí)首先必須了解其工作原理，了解其換向，換流過(guò)程以及定子

68、、轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)和位置傳感器的選擇，這對(duì)與設(shè)計(jì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)有著極為重要的意義，下面將對(duì)以上內(nèi)容做具體的分析。</p><p>　　2.2.1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理</p><p>　　一般所說(shuō)的直流電動(dòng)機(jī)是指具有換向器和電刷的直流電動(dòng)機(jī)。在這種電動(dòng)機(jī)中定子側(cè)安裝固定主磁極和電刷,轉(zhuǎn)子側(cè)安放電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過(guò)電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組,產(chǎn)生電樞電流,電樞電流與主磁場(chǎng)相互作用

69、產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,帶動(dòng)負(fù)載。然而由于電刷和換向器的存在,結(jié)果產(chǎn)生了一系列致命的弱點(diǎn):</p><p>　?。醈 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可靠性差,故障多,需要維護(hù),維護(hù)又困難,壽命短。</p><p>　　ｂ] 換向火花形成電磁干擾。</p><p>　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)就是在保留有刷直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上,為去除電刷和換向器而研究開(kāi)發(fā)的。由于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)沒(méi)有電刷和換向器,它的繞組

70、里電流的通、斷是通過(guò)電子換向電路及功率放大器實(shí)現(xiàn)的。要在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩,就應(yīng)使電樞電流隨磁場(chǎng)位置的變化圖隨無(wú)刷直線電動(dòng)機(jī)原理示意圖而變化。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),就需要確認(rèn)磁極與繞組之間的相對(duì)位置信息。一般采用位置傳感器來(lái)完成,由位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),然后去驅(qū)動(dòng)功率器件,控制相應(yīng)繞組電流的通、斷。與有刷直流電動(dòng)機(jī)不同,無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的永久磁鋼磁極安放在轉(zhuǎn)子上,而電樞繞組安裝在定子上。位置傳感器也有相應(yīng)的兩部分

71、,轉(zhuǎn)動(dòng)部分和電動(dòng)機(jī)本體中轉(zhuǎn)子同軸連接(轉(zhuǎn)動(dòng)部分通常由電機(jī)轉(zhuǎn)子代替),固定部分與定子相連。</p><p>　　2.2.2 運(yùn)行特性分析</p><p>　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是隨著電子技術(shù)迅速發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型電機(jī)。傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)存在換向器，因而存在碳刷磨損和碳刷粉末玷污線圈絕緣及其它零部件問(wèn)題，由此帶來(lái)火花、維護(hù)困難、壽命短等致命缺陷，但直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能好，起動(dòng)性能好，控制性能好，故

72、在調(diào)速性能要求高的場(chǎng)合，可用直流電動(dòng)機(jī)。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和高能永磁材料的出現(xiàn)，能使直流電動(dòng)機(jī)做得和交流電動(dòng)機(jī)一樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐用，而又具有良好的性能。</p><p>　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性是指電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)、正常工作和調(diào)速等情況下，電動(dòng)機(jī)外部分可測(cè)物理量之間的關(guān)系。電動(dòng)機(jī)是一種輸入電功率、輸出機(jī)械功率的原動(dòng)機(jī)械。因此我們最關(guān)心的是它的轉(zhuǎn)距、轉(zhuǎn)速，以及轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速隨輸入電壓、電流、負(fù)載變化而變化的規(guī)律，據(jù)此

73、，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性可分為：起動(dòng)特性、工作特性、機(jī)械特性和調(diào)速特性。</p><p>　　3無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的基本功能</p><p>　　在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中，換向、控制部分實(shí)際上起到了直流電動(dòng)機(jī)中電刷整流子的換向作用，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的定子繞組在轉(zhuǎn)子磁鋼不同位置時(shí)的逐相順序通電，就必須用轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來(lái)控制與定子繞組串聯(lián)的功率開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通順序．我們采用

74、磁鋼與開(kāi)關(guān)型霍爾元件作為位置傳感器．</p><p>　　一套了良好的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電子線路必須滿足工作穩(wěn)定可靠，功率損耗小，壽命長(zhǎng)，成本低等要求，這些就是我們?cè)O(shè)計(jì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電子線路的出發(fā)點(diǎn)。一臺(tái)完整的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是由電動(dòng)機(jī)的本體、位置傳感器和電子線路組成。電子線路又由震蕩電路、解調(diào)電路和功放電路組成。 </p><p>　　3.1 電流換向功能 </p><

75、p>　　換向功能主要由位置傳感器、邏輯電路及功放電路共同完成。位置傳感器將轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)反饋到驅(qū)動(dòng)器的邏輯電路部分，其輸出信號(hào)經(jīng)電壓放大去驅(qū)動(dòng)功放縱，功效部分向電機(jī)繞組按邏輯要求輪流供電，電機(jī)就按一定方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。這些就是無(wú)刷直流電機(jī)原理的基本構(gòu)架。它是驅(qū)動(dòng)器的核心部分。驅(qū)動(dòng)器一切其它功能都是圍繞它進(jìn)行設(shè)計(jì)的。</p><p><b>　　3.2 調(diào)速功能 </b></p>

76、<p>　　該功能是無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的附加功能，但確是極其主要的功能。 </p><p>　　有刷直流電機(jī)調(diào)速有兩種方法，一個(gè)方法是調(diào)節(jié)電機(jī)激磁電流，在它激直流電機(jī)中可采用該方法。但在永磁直流電機(jī)中這種方法就不行。另一種方法是調(diào)節(jié)電機(jī)供電電壓，這是通用的方法，目前直流電機(jī)調(diào)速器都是采用這種方法，無(wú)刷直流電機(jī)也不例外，它是通過(guò)驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　3.3

77、 驅(qū)動(dòng)電路工作原理 </p><p>　　驅(qū)動(dòng)線路工作原理是：位置傳感器的跟蹤轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸相聯(lián)接．接受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼的位置信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出給邏輯控制電路．邏輯控制電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯分析、判斷，經(jīng)過(guò)波形變換后輸出脈沖信號(hào)，供給功率邏輯開(kāi)關(guān)，使電動(dòng)機(jī)定子各相繞組按一定次序?qū)?，則定于相電流隨轉(zhuǎn)子位置的變化而按一定的順序換相(流)．從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不斷按一定方向運(yùn)轉(zhuǎn)．</p><

78、;p>　　4 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器裝配工藝</p><p>　　調(diào)速器裝配工藝可以分為4大步驟,分別為壓裝銅套、搖臂,組裝搖臂,彈簧、限位銷(xiāo)組裝,霍爾板、撥叉組裝。</p><p>　?。?1壓裝銅套、搖臂</p><p>　　所需零件及用量為開(kāi)關(guān)軸套一個(gè)、開(kāi)關(guān)盒一個(gè)、搖臂一個(gè)、卡簧一個(gè)、平墊片(D8)一個(gè)、開(kāi)關(guān)軸一個(gè)、止付螺絲M5*8。輔助工具有專用工裝夾

79、具手壓機(jī)、卡簧鉗、手壓機(jī)、T型內(nèi)六角板手。</p><p>　　４.1.1壓裝銅套、搖臂的步驟</p><p><b>　　圖4.1</b></p><p>　　1用手壓機(jī)把開(kāi)關(guān)軸套①壓進(jìn)開(kāi)關(guān)盒機(jī)ø１２孔內(nèi)；</p><p>　　2用卡簧鉗將卡簧⑤裝入開(kāi)關(guān)軸滾花端⑥卡槽內(nèi)；</p><p&g

80、t;　　3開(kāi)關(guān)軸⑥滾花端壓入搖臂③孔內(nèi),然后將墊片④裝入開(kāi)關(guān)軸緊貼卡簧端面；</p><p>　　4將止付螺絲⑦粘取適量的5319螺紋膠,鎖入搖臂；</p><p>　?。?1.2壓裝銅套、搖臂注意事項(xiàng)及自檢內(nèi)容</p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p><p>　　1在壓裝時(shí)銅套必須放垂直，倒角面大的向下

81、，否則將擠裂銅套孔外壁；</p><p>　　2卡簧鉗夾裝卡簧時(shí)開(kāi)口不易過(guò)大，卡簧無(wú)變形。</p><p>　　3開(kāi)關(guān)軸與搖臂D型面必須對(duì)齊，壓裝到搖臂端面貼緊卡簧為止；注意墊片安裝方向；</p><p>　　4螺栓鎖緊，避免滑絲；</p><p><b>　　自檢內(nèi)容：</b></p><p>

82、　　1、壓裝銅套到位，開(kāi)關(guān)盒軸套 孔外壁無(wú)破損，擠裂現(xiàn)象;</p><p>　　2、開(kāi)關(guān)軸壓裝到位;</p><p>　　3、螺絲鎖緊，無(wú)松動(dòng);套孔外壁；</p><p><b>　　４.2組裝搖臂</b></p><p>　　所需零件及用量為平墊片一個(gè)、卡簧一個(gè)、搖臂一個(gè)。輔助工具有卡簧鉗。</p>

83、<p>　?。?2.１組裝搖臂的步驟</p><p><b>　　圖4.2</b></p><p>　　1將已經(jīng)壓裝到搖臂的開(kāi)關(guān)軸涂取適量的黃油裝入軸套孔內(nèi)；</p><p>　　2將墊片①裝入開(kāi)關(guān)軸另一端并緊貼銅套斷面,然后壓入卡簧②；</p><p>　?。?2.2組裝搖臂的注意事項(xiàng)及自檢內(nèi)容</p&

84、gt;<p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p><p>　　1.安裝到位，開(kāi)關(guān)軸芯在銅套孔內(nèi)必須輕順滑動(dòng)；</p><p>　　2. 墊片安裝到位，卡簧鉗夾裝卡簧時(shí)開(kāi)口不易過(guò)大，裝好后無(wú)變形，開(kāi)關(guān)軸與銅套軸</p><p>　　向間隙≤0.15mm. </p><p><b>　　自檢內(nèi)容：

85、</b></p><p>　　1、壓裝銅套后，開(kāi)關(guān)盒軸套孔 外壁是否破損，擠裂;</p><p>　　2、安裝完后搖臂能自由擺動(dòng);</p><p>　　3、軸向間隙≤0.15mm; </p><p>　　４.3卡簧、限位銷(xiāo)組裝 </p><p>　　卡簧、限位銷(xiāo)組裝所需的零件及用量為限位銷(xiāo)一個(gè)、限位彈簧

86、一個(gè)、M8螺母一個(gè)、限位調(diào)節(jié)螺栓一個(gè)、 彈簧掛鉤螺釘一個(gè)、拉簧一個(gè)。輔助工具有14mm固定扳手、8mm固定扳手 、專用工具。</p><p>　?。?3.1卡簧、限位銷(xiāo)組裝步驟 </p><p><b>　　圖4.3</b></p><p>　　1將限位銷(xiāo)①裝人開(kāi)關(guān)盒的銷(xiāo)孔內(nèi),然后套上限位彈簧②；</p><p>　　

87、2將螺母③鎖進(jìn)調(diào)節(jié)螺栓④,然后將限位螺栓鎖入開(kāi)關(guān)盒；</p><p>　　3將彈簧掛鉤螺釘⑤鎖人指定的開(kāi)關(guān)盒螺絲孔內(nèi)；</p><p>　　4拉簧⑥上端掛入螺釘槽內(nèi)、下端搖臂槽內(nèi)；</p><p>　?。?3.2卡簧、限位銷(xiāo)組裝所需注意的事項(xiàng)及自檢內(nèi)容</p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p>

88、<p>　　1限位銷(xiāo)能在銷(xiāo)孔內(nèi)上下輕順滑動(dòng)，徑向間隙≤0.1mm，限位彈簧必需套上銷(xiāo)柱；</p><p>　　2限位調(diào)節(jié)螺栓端面與開(kāi)關(guān)盒端面距離為9mm為止再鎖緊螺母；</p><p>　　3鎖緊螺栓，避免滑絲;</p><p>　　4注意彈簧的方向，先入螺釘槽再入搖臂槽。</p><p><b>　　自檢內(nèi)容：<

89、/b></p><p>　　1、限位銷(xiāo)必須能上、下輕順滑動(dòng)；</p><p>　　2、拉簧兩端是否都入槽，能作用于搖臂,拉簧的彎鉤不得觸碰開(kāi)關(guān)盒表面；</p><p>　　４.4霍爾板、撥叉組裝 </p><p>　　所需要的零件及用量為霍爾板一個(gè)、帶墊片螺栓（M3*10)二個(gè)、磁鋼一個(gè)、撥叉一個(gè)、M4螺母一個(gè)、有頭內(nèi)六角螺栓一個(gè)、

90、 塑料蓋一個(gè)、 帶墊片螺栓（M3*22)三個(gè)。輔助工具有十字螺絲刀一把、2.5T型內(nèi)六角板手。</p><p>　?。?4.1霍爾板、撥叉組裝的步驟 </p><p><b>　　圖4.4</b></p><p>　　1將護(hù)線套套裝在開(kāi)關(guān)線上,扎好扎帶,按上圖所示將連線端子插入相應(yīng)的插件孔內(nèi),然后將霍爾板①用帶墊片螺栓②鎖入開(kāi)關(guān)盒內(nèi)；<

91、;/p><p>　　2磁鋼③粘適量703硅脂后裝入撥叉④；</p><p>　　3用螺栓⑤穿過(guò)撥叉④鎖進(jìn)螺母⑥,將撥叉④裝入調(diào)速器軸,然后將開(kāi)關(guān)線與霍爾參數(shù)儀連接,調(diào)節(jié)搖臂,達(dá)到規(guī)定數(shù)值；</p><p>　　4裝入塑料蓋⑦,鎖緊帶墊片螺栓⑧；</p><p>　?。?4.2霍爾板、撥叉組裝所需注意的事項(xiàng)及自檢內(nèi)容 </p><

92、;p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p><p>　　1注意方向，不同顏色線路的連線端子對(duì)應(yīng)相應(yīng)的插件孔，鎖緊螺栓，避免滑絲；；</p><p>　　2磁鋼底面安裝到與撥叉底面貼平為止，磁鋼無(wú)傾斜；</p><p>　　3霍爾參數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)調(diào)至規(guī)定值范圍（停止位1.3-1.5V，上限大于4.1V，下限小于0.96V），鎖緊螺栓 ，避免

93、滑絲;</p><p>　　4調(diào)速器護(hù)線套必須卡入開(kāi)關(guān)盒槽內(nèi)，鎖緊螺栓，避免滑絲.。</p><p><b>　　自檢內(nèi)容：</b></p><p>　　1、連線端子是否對(duì)應(yīng)裝到相應(yīng)的插件孔內(nèi)，無(wú)松脫現(xiàn)象；</p><p>　　2、撥叉與開(kāi)關(guān)軸配合緊密;</p><p>　　3、螺栓鎖緊無(wú)滑絲現(xiàn)象

94、;；</p><p>　　5總 結(jié)：此次畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到了知識(shí)的運(yùn)用與熟練的目的，為日后的學(xué)習(xí)工作打下了一定基礎(chǔ)，也積累了些許經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我全面地溫習(xí)了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，經(jīng)過(guò)復(fù)習(xí)整理所學(xué)得專業(yè)知識(shí)使得設(shè)計(jì)思路清晰系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)計(jì)使我更加接近生產(chǎn)實(shí)際，鍛煉了將理論運(yùn)用于實(shí)際的分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深了。</p><p>　　掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，有助于樹(shù)立正確的工程設(shè)

95、計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　最后對(duì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我認(rèn)真、耐心輔導(dǎo)的***老師表示衷心的感謝！有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在此感謝系部領(lǐng)導(dǎo)和教研室老師的支持和指導(dǎo)。特別感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師***老師，在這我特向xx老師致以最崇高的敬意

96、，愿xx老師身體健康，萬(wàn)事如意，工作順利！</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 葉金虎.徐思海等編著.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī).北京.科學(xué)技術(shù)出版社.1991 </p><p>　　[2] 賈大義，艾高烈.編著.常用電機(jī)原理與設(shè)計(jì).北京.中國(guó)輕工業(yè)出版社.1996</p><p>　　[

97、3] 張琛.直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)原理及應(yīng)用.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1996.</p><p>　　[4] 阮明.新型電動(dòng)自行車(chē)直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與控制[M].機(jī)電工程.2002（1）</p><p>　　[5] 張庸等.永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的特性研究[M].機(jī)床電器.1995（6）</p><p>　　[6] 于維順.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)線路分析[M].江蘇機(jī)械制造與自動(dòng)化

98、.1998（6）</p><p>　　[7] 鄭吉 王學(xué)普 無(wú)刷直流電機(jī)控制技術(shù)綜述[M].微特電機(jī). 2002（3）</p><p>　　[8] 王季秩.無(wú)刷直流電機(jī)的現(xiàn)在和將來(lái)[M].微特電機(jī).1999（5）</p><p>　　[9] 蔡耀成 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中的霍爾位置傳感器[M].微特電機(jī).1999（5）</p><p>　　[10]