-DesignofOuterrotortypeDCgenerator【Abstract】Eraofprogressandtechnologicaldevelopment,theshareoftheDCmotorintheproduction,manufacturing,transportationanddailylifegravityisheavier.Therefore,thestudyoftheDCmotorisnecessaryisverymeaningful.DCmotorinthestructurecanbedividedintotwocategories:oneisaninnerrotorDCmotor;thesecondisexternalrotorDCmotor.AnouterrotorDCmotorcandirectlydrivethemotor,thuseliminatingtheneedformechanicaltransmissionmeans,whichincreasesthedrivingefficiency.Therefore,inourexternalrotorDCmotorhasawiderangeofapplications.ThistopicisdesignedouterrotortypeDCgeneratordesignedonthebasisofthispaperistoreviewdomesticandexternalrotorDCgeneratorsandDCgeneratorsoftechnicalinformationontheexpandeddesign.DC'sexternalrotorgeneratorunitisdeterminedatthebeginningofthedesignstage,themaincomponentsoftheinteriordetaildesign.Forexample,design,verificationandanalysisoftherotationshaft;astator,rotor,bearinghousingdesignandtheselectionofthelike.Finally,accordingtotheabovedesignandanalysis,drawtheouterrotorassemblydrawingDCgeneratorsandmajorpartsdiagram,designcalculationspreparedthismanual.Throughthiscomprehensiveanalysisanddesigncultureingeneralengineeringandtechnologytosolvetheproblemoftheprofessionalabilitytoworkindependently,tobroadenanddeepentheexpertisetolayasolidfoundationbasedonthecommunity.【Keywords】Motor，Outerrotortype，Design，Verification目錄TOC\o"1-1"\h\z\u\t"標(biāo)題2,3,標(biāo)題3,2,一級(jí)節(jié)標(biāo)題,2"第1章前言 11.1外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)的發(fā)展歷程 11.2外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)的特點(diǎn) 21.4本課題研究的內(nèi)容及目的 31.4.1本課題研究的內(nèi)容 31.4.2本課題研究的目的 3第2章總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 42.1外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)的組成 42.2設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 5第3章主要零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 63.1傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 63.1.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 63.1.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 63.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 63.1.4軸的受力分析 83.1.5軸上鍵槽的設(shè)計(jì) 103.2定子鐵芯的設(shè)計(jì) 103.3電機(jī)電樞的設(shè)計(jì) 103.4定子的設(shè)計(jì) 123.5轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì) 12結(jié)論 14致謝 15參考文獻(xiàn) 16第1章前言1.1外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)的發(fā)展歷程通過相應(yīng)的調(diào)查我們可以很清晰的知道，直流發(fā)電機(jī)在其構(gòu)造上面可以把它分成2種：一種是內(nèi)轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)；還有一種就是轉(zhuǎn)子在外面的直流發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子在外面的這個(gè)直流發(fā)電機(jī)能夠不要任何輔助元件的帶動(dòng)電機(jī)，可以省去中間的傳動(dòng)裝置。在提高功效的同時(shí)還可以結(jié)束相應(yīng)的時(shí)間。所以，我們還能夠清晰的看到這樣的發(fā)電機(jī)他的發(fā)展前景還是比較的寬幅的。通過他們的名稱我們可以理解成轉(zhuǎn)子裝在外面的就叫做外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)。這樣的直流發(fā)電機(jī)是在有了有刷電機(jī)以后才出現(xiàn)的新型電機(jī)。在上個(gè)世紀(jì)中葉就出現(xiàn)了這樣的電機(jī)，他以擁有很好的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩的特點(diǎn)和功能，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里面處于領(lǐng)先的步伐。電子、電力技術(shù)的發(fā)展在很大層面上決定著直流發(fā)電機(jī)的發(fā)展的快和慢。在有刷電機(jī)剛剛發(fā)展起來的開始階段，因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候功能比較大的電器元器件還在起步的階段，安全性和可行度得不到保障。并且價(jià)格還是比較高的，還有就是控制水平的發(fā)展還不是特別理想，造成了無刷直流發(fā)電機(jī)從問世以來在很長(zhǎng)很長(zhǎng)的一段歲月里面得不到好的使用性能，人們對(duì)這樣的技術(shù)和成品也是非常的不看好的，生產(chǎn)出來的成品也只能夠在實(shí)驗(yàn)室里面做做實(shí)驗(yàn)。從19世紀(jì)70年代開始，半導(dǎo)體技術(shù)的迅速崛起，很多好的元器件也相應(yīng)的得到了人們的一致好評(píng)，還有就是永磁性材料也出現(xiàn)在人們的面前，這些都在為直流發(fā)電機(jī)的發(fā)展提供了比較有利的保證和保障。從那個(gè)時(shí)刻起，我們有開始對(duì)外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)的發(fā)展、研究和分析有了比較濃厚的興趣，這個(gè)也成為了該產(chǎn)品走向成功的一個(gè)重要的里程碑。1.2外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1.沒有機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)子的位置傳感器進(jìn)行控制這樣的傳感器是整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)里面比較重要的構(gòu)件之一，不單單是加大了系統(tǒng)的構(gòu)造費(fèi)用和復(fù)雜性的加大，并且還能夠減輕系統(tǒng)因?yàn)榉N種原因帶來的不良影響。同時(shí)還需要占據(jù)一定的空間位置，在很多應(yīng)用場(chǎng)合，例如空調(diào)器以及計(jì)算機(jī)外設(shè)都要求無刷直流發(fā)電機(jī)以無轉(zhuǎn)子位置傳感器方式運(yùn)行。現(xiàn)在市面上行之有效的方法有下面3種：第1種是利用反電動(dòng)勢(shì)的辦法，第2種是采用定子三次諧波檢測(cè)的辦法，第3種是采用續(xù)流二極管電流通路檢測(cè)的辦法。2.控制轉(zhuǎn)矩通過脈動(dòng)的方法存在轉(zhuǎn)矩是直流發(fā)電機(jī)的固有缺點(diǎn)，特別是隨著轉(zhuǎn)速升高，換相導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)加劇，并使平均轉(zhuǎn)矩顯著下降。減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是提高無刷直流發(fā)電機(jī)性能的重要方面。3.采用智能進(jìn)行相應(yīng)的控制當(dāng)前信息和研究的理論數(shù)據(jù)的表明，在電氣控制范疇，一個(gè)比較先進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)就是采用比較先進(jìn)的方法進(jìn)行控制，特別是在智能控制理論方面。隨著直流發(fā)電機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，智能控制技術(shù)受到廣泛的重視。1.3外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)我們這里講到的一個(gè)以電子換向電路和轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置替代了有刷直流發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)。這樣的發(fā)電機(jī)工作起來比較的可行，維修起來比較的方便，構(gòu)造上也不是很復(fù)雜，還能夠?qū)崿F(xiàn)在調(diào)速上無級(jí)變速的好處。直流發(fā)電機(jī)在其構(gòu)造上面可以把它分成2種：一種是內(nèi)轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)；還有一種就是轉(zhuǎn)子在外面的直流發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子在外面的這個(gè)直流發(fā)電機(jī)能夠不要任何輔助元件的帶動(dòng)電機(jī)，可以省去中間的傳動(dòng)裝置。在提高功效的同時(shí)還可以結(jié)束相應(yīng)的時(shí)間。所以，我們還能夠清晰的看到這樣的發(fā)電機(jī)他的發(fā)展前景還是比較的寬幅的。通過他們的名稱我們可以理解成轉(zhuǎn)子裝在外面的就叫做外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)。和傳統(tǒng)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)相較，這樣的發(fā)電機(jī)擁有很大的功率密度，擁有更好地效率和更加良好的性能。一般有下面幾點(diǎn)好處：（1）由于采用高性能永磁性材料，直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子體積得以減小，可以具有較低的慣性，更快的響應(yīng)速度，更高的轉(zhuǎn)矩慣量比。（2）因?yàn)闆]的轉(zhuǎn)子上頭的損失，這樣就不需要所謂定子勵(lì)磁電流分量，這樣來說的話它就工作速度就很快了。功率一樣的機(jī)器跟它來比較的話，機(jī)器的驅(qū)動(dòng)這點(diǎn)動(dòng)力就不能滿足了，它就需要更大的整流器還有逆變器了。（3）因?yàn)闆]有來發(fā)熱的轉(zhuǎn)子，所以我們研究的此款機(jī)器也就不需要來考慮給轉(zhuǎn)子降溫這個(gè)問題了。（4）永磁沒有刷的直的電流的機(jī)將感應(yīng)電動(dòng)機(jī)非線性本質(zhì)和復(fù)雜的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化為離散六狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置控制，無需坐標(biāo)變換。1.4本課題研究的內(nèi)容及目的1.4.1本課題研究的內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)。其技術(shù)要求為：a、額定功率：500W；b、額定電壓：24V；c、工作溫度：-20-40℃。確定外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)裝置；繪制外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)的圖紙；編寫不少于5000字的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.4.2本課題研究的目的（1）培養(yǎng)綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)生的知識(shí)。（2）讓我們現(xiàn)在在校的學(xué)生有一個(gè)方向正確的思考，不停留在原來的層面上去考慮問題，同時(shí)也要熟悉和理解怎么去思考。（3）訓(xùn)練我們的在校生能夠用正確的方法去查閱相關(guān)資料，工具書等等，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)所需要的一些數(shù)據(jù)的計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。（4）培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。第2章總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)的組成通過上面的分析我們可以知道，外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)主要由三個(gè)部分組成：1.電動(dòng)機(jī)本體-包括有繞組的定子和永磁轉(zhuǎn)子；2.位置傳感器；3.電子換向線路。1.發(fā)電機(jī)本體發(fā)電機(jī)本體的主要部分是轉(zhuǎn)子和定子。它們首先必須滿足電磁這個(gè)層面的需要，要確保工作的過程中所需要的磁通達(dá)到需要，這樣才能夠有一定量的電流流過，然后才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩．然后，對(duì)于機(jī)械方面的安排，就是說一定要穩(wěn)，還要結(jié)實(shí)，一定要承受的住一定的重量，還有外部環(huán)境對(duì)機(jī)器的侵蝕。另外，還需考慮節(jié)約材料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單．緊湊，運(yùn)行可靠和溫升不超過規(guī)定的范圍。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖2－1圖2－1外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.位置傳感器位置傳感器是無刷電機(jī)中實(shí)現(xiàn)無接觸換向的一個(gè)極其重要的部件。它起著測(cè)定轉(zhuǎn)子磁極位置，為邏輯開關(guān)電路提供正確換相信息的作用。也就是位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁鋼磁撅的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。然后去控制定子繞組電流換相。位置傳感器可分為接觸式位置傳感器和無接觸式位置傳感器兩大類。接觸式位置傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，用于比較簡(jiǎn)易的場(chǎng)合，當(dāng)它在強(qiáng)烈振動(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)，不便維修。而無接觸式位置傳感器則能彌補(bǔ)上述不足。3.電子換向線路電子轉(zhuǎn)變方向的路線和位置傳感器相配合，起到與機(jī)械換向相類似的作用其任務(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，此后發(fā)動(dòng)最后一級(jí)功率器件，按照指定的程序來發(fā)電，保證驅(qū)動(dòng)器可以動(dòng)起來。一般說來，對(duì)改變電的線路的基本要求是：線路簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、體積小、重量輕、功耗?。荒馨凑账男盘?hào)進(jìn)行正確換向．并能控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)；能滿足不同環(huán)境條件的要求。2.2設(shè)計(jì)參數(shù)的確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成外轉(zhuǎn)子式直流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)。根據(jù)任務(wù)書上面的要求我們可以知道：發(fā)電機(jī)的額定功率：500W；發(fā)電機(jī)的額定電壓：24V；發(fā)電機(jī)的工作溫度：-20-40℃。另外，通過調(diào)查及參考同類產(chǎn)品我們還可以確定發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。第3章主要零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力因傳遞的功率不大，對(duì)材料沒有特殊的要求。軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。采用碳鋼制造軸尤為廣泛。采用45鋼，并且對(duì)其正火處理，根據(jù)機(jī)械手冊(cè)查得強(qiáng)度極限，許用的彎曲應(yīng)力。3.1.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑各軸段的直徑所需要的軸徑與軸上的載荷的大小有關(guān)。在初步確定其直徑的同時(shí)，還通常不知道支反力的作用點(diǎn)，不能確定其彎矩的大小及分布情況。因此還不能按軸上的所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定主軸的直徑。但是，在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，通常能求出主軸的扭矩。所以，先按軸的扭矩初步估計(jì)所要的軸的直徑。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，取A=106，由式式中p—軸傳遞的功率0.5kW；n—軸的轉(zhuǎn)速3000r/min因軸上需開鍵槽，故軸徑應(yīng)該相應(yīng)的增大5%。按照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-4，取標(biāo)準(zhǔn)值得d=12mm。3.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)上面圖2－1外轉(zhuǎn)子直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)，我們可以初步確定傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)外形為圖3－1，下面就各軸段的直徑和長(zhǎng)度進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。圖3－1軸的結(jié)構(gòu)第1軸段：需要安裝聯(lián)軸器或者連接裝置，經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算后確定，該軸段的直徑為12mm。寬度為20mm。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該保證軸段寬度比帶輪的寬度要稍微短一些。所以該軸段的直徑取值12mm，長(zhǎng)度取值18mm。第2軸段：為第1軸段與第3軸段的連接部分。其主要的作用是對(duì)第1軸段安裝的連接件起到軸向固定的作用，現(xiàn)設(shè)計(jì)該軸段的直徑取值14mm，長(zhǎng)度取值5mm。第3軸段：安裝支承軸的軸承，經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算，我們決定選用61902深溝球軸承（軸承的內(nèi)徑為15mm，軸承的外徑為28mm，軸承的寬度為7mm），為保證軸承的軸向定位。所以該軸段的直徑取值15mm，另外該軸段還需要安裝左端蓋，設(shè)計(jì)端蓋的長(zhǎng)度為12mm，所以該軸段的長(zhǎng)度為18mm。第4軸段：為第3軸段與第5軸段的連接部分。其主要的作用是對(duì)第3軸段安裝的軸承起到軸向固定的作用，現(xiàn)設(shè)計(jì)該軸段的直徑取值18mm，長(zhǎng)度取值10mm。第5軸段：也就是軸的中間部分安裝定子鐵芯，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)后，設(shè)計(jì)該軸段的直徑為23mm，長(zhǎng)度為40mm。第6軸段：和第4軸段的作用是一樣的，為第7軸段與第5軸段的連接部分。其主要的作用是對(duì)第3軸段安裝的軸承起到軸向固定的作用，現(xiàn)設(shè)計(jì)該軸段的直徑取值18mm，長(zhǎng)度取值10mm。第7軸段：和第3軸段的作用是一樣的，安裝支承軸的軸承，經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算，我們決定選用61902深溝球軸承（軸承的內(nèi)徑為15mm，軸承的外徑為28mm，軸承的寬度為7mm），為保證軸承的軸向定位。所以該軸段的直徑取值15mm，另外該軸段還需要安裝右端蓋，設(shè)計(jì)端蓋的長(zhǎng)度為12mm，所以該軸段的長(zhǎng)度為18mm。第8軸段：和第2軸段的作用是一樣的，為第7軸段與第9軸段的連接部分。其主要的作用是對(duì)第9軸段安裝的連接件起到軸向固定的作用，現(xiàn)設(shè)計(jì)該軸段的直徑取值14mm，長(zhǎng)度取值5mm。第9軸段：和第1軸段的作用是一樣的，需要安裝輸出連接裝置，經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算后確定，該軸段的直徑為12mm。寬度為20mm。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該保證軸段寬度比帶輪的寬度要稍微短一些。所以該軸段的直徑取值12mm，長(zhǎng)度取值18mm。為防止軸段之間的應(yīng)力集中，我們采用R0.5圓弧過渡，軸的兩端進(jìn)行C1倒角處理。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖。圖3－2軸的零件圖軸上技術(shù)要求：本軸采用的材料是45鋼，在加工前要對(duì)其進(jìn)行熱處理，安裝鍵槽的部位其表面粗糙度為3.2um，安裝軸承的部位其表面粗糙度為0.8um，安裝定子鐵芯的部位其表面粗糙度為3.2um。其余部位的表面粗糙度公差為12.5um。主要工序的加工工藝：軸上軸段外圓及端面采用CA6140車床進(jìn)行加工，鍵槽采的銑削加工，采用X5032銑床進(jìn)行加工，磨削軸段采用磨床進(jìn)行加工。3.1.4軸的受力分析1.軸傳遞的轉(zhuǎn)矩鍵槽軸段圓周力鍵槽徑向力軸承軸段的軸向力軸承軸段的圓周力軸承軸段的徑向力軸承軸段的軸向力2.支承反力的計(jì)算水平面支承反力R=0鍵槽軸段垂直面支承反力軸承軸段垂直面支承反力3.彎矩的計(jì)算水平面彎矩垂直面彎矩合成彎矩具體的受力圖，彎矩圖及扭矩圖詳見下圖3－3：圖3－3受力圖、彎矩圖及扭矩圖4.按當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度查得，根據(jù)公式計(jì)算齒輪處軸徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，表13-5查得強(qiáng)度極限，許用的彎曲應(yīng)力，所以按照式13-3得所以設(shè)計(jì)的軸滿足強(qiáng)度要求。3.1.5軸上鍵槽的設(shè)計(jì)鍵的作用是連接軸和安裝在軸上的傳動(dòng)件，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，必要的時(shí)候還具有安全保護(hù)的作用。依據(jù)上面對(duì)軸的設(shè)計(jì)，我們可以清晰的看到在直徑為12mm，長(zhǎng)度為18mm的第1軸段和第9軸段上需要加工鍵槽。參閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，在公稱直徑為10-12mm的時(shí)候，鍵的寬度和深度取值為4X2.5，安裝在軸上的鍵槽在以軸為基準(zhǔn)時(shí)，其公差為0.03mm。長(zhǎng)度確定為14mm。3.2定子鐵芯的設(shè)計(jì)即定子沖片是由沖槽的冷軋硅鋼片D23迭壓在鐵芯支架上而成的。冷軋硅銅片兩端的端板由絕緣板沖制而成。槽數(shù)視繞組的相數(shù)和概對(duì)數(shù)而定為60個(gè)。鐵芯支架是起支撐、固定鐵芯的作用。為減輕重量，可采用鋁合金壓鑄而成。為滿足設(shè)計(jì)所求的轉(zhuǎn)矩要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)．支架和軸采用緊配合，而且應(yīng)有足夠的過盈量。冷軋硅鋼片D23磁化曲線如下表所示：表3－1冷軋硅鋼片D23磁化曲線表B(T)1.41.5H(A/m)138158181210250306383493652890126020103.3電機(jī)電樞的設(shè)計(jì)外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)的電樞繞組由銅線繞繞制而成，結(jié)構(gòu)與一般電機(jī)的電樞繞組相類似。它在實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換過程中起著極重要的作用。此外，應(yīng)特別指出的是。電樞繞組浸漆工藝一定要在粘接霍爾元件之前進(jìn)行。因?yàn)榛魻栐蜔嵝圆睿诤媾嘀幸妆黄茐?。槽?shù)選擇：有些無刷直流電機(jī)的槽數(shù)應(yīng)為相數(shù)和極對(duì)數(shù)的整數(shù)倍，這是針對(duì)無刷直流電機(jī)往往采用政距集中繞組而言。為了構(gòu)成多相対稱繞組，槽數(shù)必須是相數(shù)的整數(shù)倍，但不一定是級(jí)數(shù)的整數(shù)倍。在無刷直流電機(jī)中，如采用整數(shù)槽，往往會(huì)產(chǎn)生定子的齒同轉(zhuǎn)子磁極相吸而產(chǎn)生類似于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定位力矩現(xiàn)象，這對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生不良的影響。隨著功率增大或外轉(zhuǎn)子應(yīng)用，為了改善電機(jī)性能，電樞繞組也可以采用分?jǐn)?shù)繞組，采用分?jǐn)?shù)槽繞組的優(yōu)點(diǎn)主要在于：（1）定子齒和轉(zhuǎn)子磁極相互錯(cuò)開，從而改善了發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能；（2）電樞沖片的齒槽數(shù)減少，便于電樞沖片和鐵心的制作；（3）一般情況下，電樞繞組的第一節(jié)距y=1，即每個(gè)齒上繞制一個(gè)集中線圈，從而可采用自動(dòng)繞線機(jī)繞制，可以顯著地降低發(fā)電機(jī)的制造成本；（4）能顯著地縮短電樞線圈的端部長(zhǎng)度，節(jié)省銅材；并可以減少電樞的漏抗，增加發(fā)電機(jī)的出力，提高了靈敏度和效率。（5）減小齒槽效應(yīng)引起的力矩脈動(dòng)。綜上所述，本設(shè)計(jì)的電機(jī)電樞繞組采用分?jǐn)?shù)槽型式繞組。極槽配合：在電機(jī)中，每極每相槽數(shù)q不是整數(shù)，而是分?jǐn)?shù)的繞組稱為分?jǐn)?shù)槽繞組。采用分?jǐn)?shù)槽繞組時(shí)，每極每相槽數(shù)q可以寫成：（3.1）式中：m——電機(jī)的相數(shù)；Z——齒數(shù)(槽數(shù))；b——整數(shù)；——不可約的真分?jǐn)?shù)。當(dāng)為分?jǐn)?shù)時(shí)，則每個(gè)極距內(nèi)的槽數(shù)就不是整數(shù)。而當(dāng)q為真分?jǐn)?shù)時(shí)同樣滿足繞組對(duì)稱條件。此時(shí)，q可表示為(3.2)一般情況下，分?jǐn)?shù)槽電機(jī)的Z和p有一個(gè)最大的公約數(shù)，即(3.3)式中：,因此q可寫成：(3.4)式（3.4）意味著：在分?jǐn)?shù)槽電機(jī)中，每20p個(gè)磁極下每相占有個(gè)齒。在電機(jī)中，為了獲得對(duì)稱的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)，首先要求其具有對(duì)稱的電樞繞組。在分?jǐn)?shù)槽電機(jī)中，不是任何槽數(shù)Z和任何磁極對(duì)數(shù)p相配合就能獲得對(duì)稱的電樞繞組的。為了獲得對(duì)稱的電樞繞組，參數(shù)Z、p和m必須滿足下列關(guān)系：(1)Z/m=整數(shù)(2)=整數(shù)(，)上述關(guān)系式被稱做分?jǐn)?shù)槽繞組的對(duì)稱條件。綜合上述條件，并參考相似電機(jī)和實(shí)際的需要，本次設(shè)計(jì)選擇了Z=6槽、p=2對(duì)極的極槽形式，屬于分?jǐn)?shù)槽電機(jī)，符合分?jǐn)?shù)槽繞組的對(duì)稱條件。Z和p有最大公約數(shù)t=2。3.4定子的設(shè)計(jì)外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)的定子主要由定子鐵芯，電樞繞組和軸等三個(gè)部分組成。定了鐵芯是采用冷軋硅鋼片D23迭壓在鐵芯支架而成的長(zhǎng)度為0.0625m，冷軋硅鋼片厚度為0.5mm沖槽數(shù)為60個(gè)。冷軋硅鋼片兩端的端板由絕緣板沖制而成，以防止電樞繞組對(duì)地短路。繞組線徑0.5，繞組圈數(shù)60。3.5轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子是電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部件,主要由機(jī)殼,端蓋,永磁體等組成。電機(jī)外殼一般采用鑄鋼或鑄鐵,在本設(shè)計(jì)的電機(jī)采用的是10號(hào)鋼作為材料。因其具有良好的導(dǎo)磁能力和良好的鋼度所以一般作為首選。在機(jī)殼的內(nèi)圓周面安放的是燒結(jié)釹鐵硼永磁體，這二者是用粘結(jié)劑粘在一起作為電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件即外轉(zhuǎn)子。粘結(jié)劑應(yīng)選用耐溫和粘接性能都比較強(qiáng)的種類，另外機(jī)殼的內(nèi)圓周面不能太光滑，它應(yīng)具有一定的粗糙度以便于永磁體與機(jī)殼的粘結(jié)。本設(shè)計(jì)的外轉(zhuǎn)子直流發(fā)電機(jī)的永磁體采用燒結(jié)釹鐵硼30SH，其性能在電機(jī)結(jié)成部件中已詳細(xì)說明在此就不重復(fù)了。端蓋是用螺釘固定在機(jī)殼上的。它由鋁合金壓鑄加工而成。選用鋁合金的目的是：第一，鋁的比重小，可減輕電機(jī)的總重量；第二，鋁屑非導(dǎo)磁體．可減小主磁場(chǎng)的漏磁。在端蓋的設(shè)計(jì)中，既要注意鋁合金壓鑄工藝的要求，又要保證端蓋具備一定的機(jī)械強(qiáng)度。結(jié)論本次設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)的一個(gè)綜合考察。作為一名大學(xué)生，在設(shè)計(jì)方面有了更大的進(jìn)步。在這幾個(gè)月的時(shí)間里，通過網(wǎng)上查找資料，翻閱設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)專業(yè)書籍，使我了解到很多專業(yè)知識(shí)。熟悉了外轉(zhuǎn)式直流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的過程步驟，通過對(duì)整體結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)的知識(shí)。同時(shí)，通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，也提高了對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)外轉(zhuǎn)式直流發(fā)電機(jī)有了進(jìn)一步的了解。課堂上的知識(shí)為此次設(shè)計(jì)提供了正確的理論指導(dǎo)，而實(shí)踐中遇到的問題又進(jìn)一步加深和鞏固了我們的知識(shí)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我有一次復(fù)習(xí)了以前的內(nèi)容并運(yùn)用它做出了自己的東西，讓我對(duì)機(jī)電控制技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在本次設(shè)計(jì)中，更多的是對(duì)機(jī)械CAD軟件的使用，這使我能更加熟練的運(yùn)用CAD畫圖，而且還熟練掌握了一些常用軟件的應(yīng)用，比如WORD，OFFICE等。本設(shè)計(jì)中不足的是，只是對(duì)整體機(jī)構(gòu)及主要零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但是還不能夠投入生產(chǎn)，如果要設(shè)計(jì)一個(gè)合格的實(shí)際使用的商品的話，還要做市場(chǎng)調(diào)查，考慮成本，工作環(huán)境，優(yōu)化設(shè)計(jì)等，所以，我覺得現(xiàn)在做的還不夠，所以要作為一名真正的設(shè)計(jì)人員，還要更加的努力！致謝我的這篇設(shè)計(jì)完成，除了自己將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到其中以外，還和我的指導(dǎo)老師的幫助分不開，完全依靠我自己不能這么順利的將設(shè)計(jì)完成，沒有老師的關(guān)心和指導(dǎo)，我的設(shè)計(jì)不會(huì)這么快速，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瓿?，這設(shè)計(jì)也費(fèi)了老師很大的精力。他對(duì)本設(shè)計(jì)的構(gòu)思、框架和理論運(yùn)用給予了許多深入的指導(dǎo)，使得設(shè)計(jì)才能這么快的完成。在此謹(jǐn)向尊敬的導(dǎo)師表示衷心的感謝和崇高的敬意。還要感謝同組同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，他們給了我許多建議和意見，尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)方面對(duì)我的精心指點(diǎn)，才使整個(gè)設(shè)計(jì)得以順利完成，感謝系部領(lǐng)導(dǎo)、老師對(duì)我的關(guān)心和幫助。再次感謝所有支持和幫助我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)們。PAGE17參考文獻(xiàn)[1]葉金虎.無刷直流電動(dòng)機(jī)[M].科學(xué)出版社，1982.52-58.[2]張深.直流無刷電動(dòng)機(jī)原理及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1996.23-27.[3]沈建新.永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)特殊繞組結(jié)構(gòu)及無位置傳感器控制的研究[D].浙江大學(xué)博士論文，1997.10-15.[4]林友仰，葉云岳，等.電機(jī)優(yōu)化技術(shù)[M].浙江大學(xué)出版社，1989.11-18.[5]胡虔生.電機(jī)學(xué)[M].水利電力出版社，2001.20-23.[6]盛劍霓.工程電磁場(chǎng)數(shù)值分析[M].西安交通大學(xué)出版社，1991.33-36.[7]王沖權(quán).電機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)[M].上海交通大學(xué)出版社，1989.53-57.[8]陳世坤.電機(jī)設(shè)計(jì)(上、下)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1997.44-49.[9]鞠立華，蔣書運(yùn)，等.稀土永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)電磁場(chǎng)有限元分析[D].東南大學(xué)機(jī)械工程系碩士論文，2005.16-25.[10]王淑紅，劉會(huì)飛，熊光煜，等.永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的靜動(dòng)態(tài)特性分析[D].太原理工大學(xué)電氣動(dòng)力學(xué)院碩士論文,2005.29-33.[11]鮑曉華，劉根，張敬華，等.永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)碩士論文,2002.63-69.[12]徐惠明.外轉(zhuǎn)子永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)船舶工業(yè)總公司第七一二研究所期刊,1998,（1）：11-17.[13]IntroductiontoD.C.Machines[M]．ProceedingsforAPEC．1998.86—92.[14]Chang—LeeWon，Joong—HoSong，IckChoy．CommutationtorqueripplereductioninbrushlessDCmotordrivesusingasingleDCcurrentsensor[M]．ProceedingsformPESC，2008.985—990．基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)HYPERLINK"/d