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電機(jī)結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計介紹 俞軍濤 電機(jī)概念 電機(jī)：以電磁場作為媒介將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動（電動機(jī)）；或?qū)�機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，給用電負(fù)荷供電（發(fā)電機(jī)）。 一種典型的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置。其分析和研究涉及電、磁、力、熱以及結(jié)構(gòu)、材料和工藝等多方面。 宏觀分析：基于電路和磁路的基礎(chǔ)理論，將電路和磁路問題統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為電路問題，多用于電機(jī)穩(wěn)態(tài)性能分析。 微觀分析：基于有限元方法，結(jié)合電磁場方程及邊界條件，求得各個微元的電磁場分布情況，最終得到電機(jī)整體運(yùn)行性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)，用于電機(jī)設(shè)計及穩(wěn)、動態(tài)性能分析。 其他：分析力學(xué)，拉格朗日方程，電機(jī)矩陣方程。 緒論：基礎(chǔ)理論 電：基爾霍夫電流、電壓定律，阻感（發(fā)熱、銅耗及滯后） 磁：磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁場強(qiáng)度；電生磁（安培環(huán)路）； 磁生電（法拉第電磁感應(yīng)）；磁路歐姆定律，磁導(dǎo)、磁阻、磁導(dǎo)率； 磁化、剩磁、矯頑力、磁滯、飽和；軟磁及硬磁材料； （磁滯、渦流及鐵耗） 力：畢-薩電磁力，力矩 能量：輸入-銅耗（電）-鐵耗=輸出 性能指標(biāo)、關(guān)鍵參數(shù)： 電壓，電流，穩(wěn)態(tài)、峰值電流 功率，轉(zhuǎn)矩，速度，效率 電機(jī)分類 電機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)座、端蓋、風(fēng)扇 、線盒等 定子： 定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成； 產(chǎn)生磁場及機(jī)械支撐、散熱； 轉(zhuǎn)子： 轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成； 磁路組成部分，感應(yīng)電動勢或電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩； 轉(zhuǎn)軸支撐轉(zhuǎn)子重量，傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出機(jī)械功率 直流電機(jī)：有刷，無刷 交流電機(jī)：異步，同步；單相，三相 永磁式直流電機(jī)工作原理 勵磁式直流電機(jī) 無刷式：采用電子式換向器代替機(jī)械式電刷-換向器，消除摩擦及接觸電勢影響，可靠性提高！ 異步電機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場 異步電動機(jī) 異步電動機(jī) 同步電動機(jī) 設(shè)計工作 基本流程： 定子，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、材料及參數(shù) 設(shè)置邊界條件及激勵源類型 設(shè)定求解方法及計算 分析磁場分布及力等 指標(biāo)：效率&性能 參數(shù)：轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速、損耗、氣隙磁通、電壓、電流、效率 項(xiàng)目建立 模型建立 定子 電導(dǎo)率，矯頑力，損耗等 定子繞組及參數(shù) 定子繞組類型 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)軸 仿真設(shè)置及求解 結(jié)果分析 問題及發(fā)展 材料：鐵磁材料：1，磁場強(qiáng)度2，鐵耗；超導(dǎo)材料：銅耗 結(jié)構(gòu)及原理：磁場與電場方向，電磁力與運(yùn)動，耦合問題 驅(qū)動電路及控制方法：電路的效率及性能，控制方法的優(yōu)化 其他：無軸承，多相，特殊結(jié)構(gòu)等 結(jié)合成熟型號，仿真結(jié)合實(shí)驗(yàn)，分析原理及材料性能 根據(jù)材料特點(diǎn)，結(jié)合仿真模型，分析、優(yōu)化設(shè)計提升性能 建立設(shè)計仿真平臺，拓展型號 設(shè)計新型結(jié)構(gòu)tDs紅軟基地

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