电机学课程论文范文（优秀8篇）
电机设计论文 篇一
关键词：DSRC噪声系数灵敏度动态范围混频器
DSRC作为一种专用的无线短距通信协议，主要针对固定于车道或路侧的路侧单元(RSU)与转载于移动车辆上的车载单元(OBU)之间的通信接口规范。本文采用广泛使用的被动式欧洲DSRC标准，其主要技术指标如下：工作频率为5．8GHz，下行数据为FMO编码，速率为500kbps，调制方式为幅度(AM)调制；上行数据为NnZI编码，速率为250kbps，调制方式为2MHz或1．5MHz副载波的二进制相移键控(BP5K)调制，数据误码率为10-6。图l为DSRC通信系统工作模式。它采用半双工的通信模式，主要有两种工作方式：下行和上行方式。当在下行方式时，RSU为发射模式，而OBU为接收模式，RSU发射以AM调制方式把调制信号FAM加到5．8GHz的载波频率F0上。当在上行方式时，RSU为接收模式，而OBU为发射模式，RSU发射连续的j．SCHz载波FO给OBU，并与OBU中的2MHz或1．5MHz的副载波BP5K调制信号Fm混频后，再通过天线反射回R5U上的接收机进行同步解调。
本文针对DSRC通信系统给定的要求，提出了一套含OBU和RSU的频率为5．8GHz的微波接收电路，具有灵敏度高、动态范围大等特点，并在最后介绍了系统的实验情况。
图1
1设计原理
1．1接收系统的作用距离和灵敏度估算
OBU的下行唤醒作用距离为：
(1)式中，λ=载波的波长=5cm；po=RSU发射机的功率输出=18dBm；Gt为RSU的天线增益：13dB；Gr=OBU的天线增益=6dB；Ls=车辆挡风玻璃造成的损耗=-5dB；Smin=OBU的唤醒灵敏度=-40dBm。因此可求得OBU的下行唤醒作用距离在15m左右。
OBU接收到的功率，经OBU的BP5K副载波调制后，再发射回RSU接收机，故接收功率为：
(2)式中，Lb为OBU的副载波调制和转发损耗，约为-6dB；月为上行链路时OBU与RSU接收机的距离。所以当只为5m-1lm的正常通信范围时，R5U接收机射频端的动态起伏为-84dBm~-97dBm，RSU接收机灵敏度必须<-97dBm。
1．2RSU接收机的总体设计
本系统为微波反射式系统，OBU反射RSU发射机的载波作为上行发射载波，故RSU接收机的RF信号与本振10信号相同。所以本接收机采用零中频接收方案设计，因为上行副载波BPSK调制信号是双边带调制，它的频谱位于载频的两边，故不需要镜频抑制。如图2所示，RSU接收机主要由射频带通滤波器、低噪声放大器、1昆频器、中频带通滤波器和中频放大及BPSK解调电路组成。
图2
针对系统对接收机的要求，在接收机设计中，主要注重以下几个方面：接收机的噪声系数设计、接收机的大动态范围设计、接收机微波无源部件的准确设计。考虑其全面的性能，在具体电路设计中，必须均衡设计各级的噪声系数、功率增益，保证各个无源部件的准确性，合理分配部分电路的指标，以达到系统对接收机的要求。
1．3RSU接收机的灵敏度
对于相干解调的BPSK信号的比特误码率BER为：
(3)式中，S／N为输入信号的信噪比。因此，为了获得10-6或更少的数据误码率，中频放大器端的信噪比必须大于10．5dB。而RSU接收机所需的信号功率可表示为：
PUR=10lg(kT)+10lgB+NF+S/N(4)
(4)式中，k=波尔兹曼常数，T=室温(290K)，B=中频带宽=1MHz，NF=RSU中频放大器前端的噪声系数，S／N为中频放大器输入端信噪比>10．5dB。
RSU中频放大器前端的噪声系数为：
(5)式中，NF1=1／G1=射频带通滤波器插入损耗=2dB，NF2=低噪声放大器噪声系数=2.1dB，NF3=混频器单边噪声系数=5dB，G2=低噪声放大器增益=24dB(见图2)。G3=混频器的增益=-8dB，NF4=中频带通滤波器噪声系数=3dB。
当S／N为最小所需信噪比(10．5dB)时，可求得RSU接收机的灵敏度为：
Pmin=(-114+4.2+10.5)dBm≈-99dBm<-97dBm
故可以满足系统的设计要求。
1．4RSU接收机的动态范围
动态范围是指以某种方式降低接收机性能的较强带外信号电平与极微弱信号之比。通常考虑的弱信号就是接收灵敏度。动态范围通常有两种表现方式，即用IdB增益压缩表示的单音动态范围和三阶互调表示的双音动态范围。本接收系统中，主要考虑单音动态范围。RSU接收机总的三阶互调输入截断点(IP3)3为：
(6)式中，(IP3)1=射频带通滤波器的I/P=∞，(IP3)2=第一级LNA的IP3=15dBm，(IP3)3=第二级LNA的IP3=23dBm；(IP3)4=混频器的IP3=14dBm；Gi为以上各级的增益，其中G2=15dB，G3=9dB，两级共24dB，其他增益值如图2所示。故可求得：
,
得(／P3)o=-8dBm。
一般而言，IdB输入压缩点Pldb-in要比三阶互调截断点约低10dB，所以RSU接收机总的Pldb-in约为-18dBm，故接收端动态范围为-99dBm--18dBm。本系统正常通信时接收端工作信号范围为-97dBm--84dBm，但因为发射机的输出功率为18dBm，而收发天线之间的隔离度>38dB，考虑发射的强信号耦合，则接收机收到的最大信号Pmax=(18-38)dBm=-20dBm。故实际接收射频信号端动态范围为-97dBm~-20dBm。显然，RSU接收机的动态范围满足系统的要求。
1．5RSU接收机的微波部件设计、仿真和制作
射频带通滤波器采用耦合微带线三级级联方式，结构紧凑，寄生通带的中心频率较高，适用频带范围大。图3为带通滤波器仿真的S21和S11参数图，带通滤波器3dB带宽为5．65GHz~5．95GHz，在5．3GHz和6．3GHz带外频率点处衰减>20dB。实际测试的带内插损S21比仿真设计的要大1~2dB，这是因为滤波器相对频带仅为4％左右，此时耦合线的辐射损耗对Q值影响大，导致带内衰减加大。
图3
扇形线应用于微波有源器件的直流偏置电路中，它与隔直电容一起确保直流偏置与射频信号的隔离。扇形的长度和连线长度都为中心频率1／4波长左右，连线一般作成弯曲的形式，便于对其长度进行微调，夹角为45度如图4扇形线的S11和S22参数仿真图所示，扇形偏线在5．7GHz~5．9GHz频段内，插损小于0．5dB，其回波损耗约大于40dB，故能较好地对射频信号进行隔离。
2接收机电路设计技术
2．1OBU电路设计
OBU电路框图如图5所示，SB_out为唤醒直流输出最大信号，DATA_out为解调后的下行FMO码输出，MOD为下行的2MHz载波的BPSK调制信号输入端，OBU有闲置、下行和上行方式三种工作模式，由WKin和T／R来选择控制。OBU的唤醒灵敏度约为-40dBm，转发损耗约为-6dB。在PCB制作时，要注意周边器件尽量靠近IC，布线尽量短，减少分布参数的影响。在RF端口接一1／4波长的短接线到地，保护OBU不受静电或其它瞬态干扰损坏。
图4
2．2RSU接收机低噪声放大电路
为了更好地达到噪声与增益的平衡，本系统采用了两级低噪声放大。要把idb压缩点小、噪声系数小和增益大的作为前级放大。要注意低噪曹的防静电保护和电磁屏蔽，防止其振荡影响性能。
2．3RSU接收机混频器电路设计
一般说来，无源平衡混频器的性能最好，它具有较高的二阶、三阶截获点，有更好的噪声平衡性能，但缺点是需要大的本振功率并具有较大的变频损耗。这里采用无源双平衡混频器MMIC，在RF信号频率为5．8GHz、本振LO输入功率为10dBm的情况下，变频损耗为8dB，双边噪声系数为5dB(双边带为8dB)，输入1dB压缩点为9dBm，三阶互调截断输入点为14dBm，本振-射频信号的隔离度为30dB，本振-中频的隔离度为25dB。
2．4RSU接收机中频滤波／放大电路
中频系统的频率特性如中心频率、通频带、带内起伏、带外衰减等主要取决于中频滤波器，通常为LC型滤波器，这里采用低通-高通构成的带通滤波器。BPSK信号的频谱类似载波抑制的双边带，其带宽为基带信号带宽的2倍，即500kHz。但考虑到2MHz或1．5MHz作为载波中心频率，所以滤波器中心频率为1．75MHz，3dB带宽为1MHz，带外抑制在0．3MHz处大于30dB，滤除因反射强耦合混频后产生的直流低频信号，在10MHz处大于35dB，防止带外信号的干扰。
中频放大器由四级组成，前三级为低噪声系数和宽频带工作范围的双极型放大器MMIC，末级为视频宽带运放。四级增益共为7&lB左右。因为增益高，很容易导致正反馈产生自激，可在级间并接稳定电阻到地，一般为100欧姆左右。
2．5日SU接收机系统指标测试
RSU接收机系统指标测量方案如下：接收机本振端输入频率为5797．5MHz，功率为10dBm的频率源，网络分析仪HP8753ET输出端经衰减器衰减后与接收机信号端相连，HP8753ET输出频率为5799．5MHz的单频连续波，功率可调整，用频谱仪测试中放2MHz频率处的输出功率值，测试结果如表1。
表1实验测试结果
信号输入端功率（dBm）本体噪声（不加输入）-102-97-92-88-86-84-82
相应的功率值（dBm)-21-13-9-40244
电机设计论文 篇二
关键词：数控加工、机床夹具、数控编程、计算机辅助工艺
1.产品功能分析
织机导板是横机中重要的零部件，在横机中起到走针线路的作用。
2．零件的加工面
零件的加工面有：外圆、2*￠8孔、内外轮廓、键槽
3．零件分析
确定加工表面的可加工方案：该零件下方属于回转类零件，其外圆的加工具有一定的局限性，特别适合以车削加工来完成，其他的方法有精车、磨削、或以车代磨等等，这主要以零件外形及加工要求来决定以何种方法来完成加工，前提是在保证质量的同时，以最快的效率，最低的成本来完成工件的加工。对于一些孔的加工无法以车磨加工，可以以另外的加工方法来完成，例如，钻削，铣削，铰削等等。一般以孔轴线的位置来确定，与外圆轴线重合的，可在铣床上加工。加工特殊表面，主要是零件的内外轮廓加工，主要以铣削完成，也可以用加工中心完成，其余适情况所定采用车、铣、磨等加工。
零件结构工艺性：零件形状小，加工困难，其加工工艺不能一味的以普通的加工来确定工艺。由于该零件的轮廓下表面存在带槽的台阶圆柱，不易进行一次性加工，所以先加工轮廓下表面（两个圆柱）再对上表面轮廓进行铣削。（零件技术要求分析：1.零件精度要求：从零件图纸上看，工件的尺寸要求并不大，表面粗糙度也不高，但工件使用有一定的要求，故在加工时应相应提高一点。φ15.9的圆与走针表面有垂直度要求，而且在该表面上钻两个φ8的通孔，在加工时有一点困难。2.零件的热处理要求：加工完毕后进行真空淬火处理其硬度为HRC62-64，还需要振动研磨，可以看出对零件的工作环境要求较高，工件要求强度好）。
4．从生产条件分析看，生产设备、生产批量等。该零件加工工艺采用普通车床和数控铣床或加工中心及工序分散形式的生产方式进行。在本次毕业设计要求我们以我院现有的数控机床为可选择的加工设备，按大批量生产方式。生产纲领为：400个/批，生产周期为两周（包括热处理）。数控加工与普通加工相比具有的优点是：工序高度集中，可减少很多复杂的工装夹具，可减少工件的装夹次数，提高劳动生产率，降低工件在装夹中的累积误差。
1.制订工艺规程的步骤：
（1）熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，进行零件的结构工艺性分析，确定零件制造的关键技术问题。
（2）确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法，绘制，毛坯图。计算总余量、毛坯尺寸和材料利用率等。
（3）拟订工艺路线。
（4）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差，绘制工序图。
（5）选择切削用量和计算时间的定额。
（6）确定各主要工序的技术要求及检验方法。
（7）进行技术经济分析，选择最佳方案。
（8）编制工艺文件
前言
本课题的设计意义在于了解织机导板零件功能及工作场合，进行数控加工工艺设计，编制程序，以及设计数控加工夹具。在期间将发现的问题及时更正，将技术更新，充分将数控技术发挥到相应水平。随着我国制造业的发展，数控设备的需求也在增加。它们总的发展趋势是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工艺适用性和经济性。
制造业是我国国民经济的支柱产业，其增加值约占我国国内生产总值的40%以上，而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。数控技术又是其核心技术，它的出现及所带来的巨大效益，已引起了世界各国科技与工业界的普遍重视。目前，国内数控机床用量剧增，这就需要一大批面向生产第一线的熟悉数控加工工艺，能够熟练掌握现代数控机床编程、操作和维护的应用型高级技术人员。
数控加工技术的应用，使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体，使零件的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）和计算机辅助制造（CAM）的一体化成为现实，使机械加工的柔性自动化水平不断提高。
本课题实践性强，其理论源于生产实际，是归根于生产实践的总结。做本课题必须注重理论同实际相结合，根据不同的现场条件灵活运用理论知识，以获得解决生产实践问题的最佳方案。通过本课题的学习，应基本掌握数控加工中的基本知识和理论，达到本课程的要求。
目录
摘要———————————————————1
前言————————————————————2
一、设计课题分析————————————————————5
1、产品功能分析————————————————————5
2、零件的加工面————————————————————5
3、零件分析————————————————————5
4、从生产条件分析————————————————————5
5、设计任务分析————————————————————5
二、工艺规程设计说明———————————————————6
1、毛坯的确定和材料分析————————————————6
2、工艺安装原则和方法——————————————————7
3、工序卡片安排原则——————————————————7
4、工序顺序的安排——————————————————8
5、定位基准的选择——————————————————8
6、加工方法的选择——————————————————9
7、工序集中与工序分散——————————————————9
8、零件加工工序——————————————————9
9、工艺装备选择——————————————————9
三、工装夹具设计——————————————————9
1、夹具作用——————————————————10
2、选择夹紧面时的原则——————————————————10
3、夹具结构设计要则——————————————————10
4、夹具的标准化——————————————————11
5、夹具的刚度和强度——————————————————11
6、夹具的稳定性——————————————————11
7、夹具与机床的位置关系—————————————————11
8、夹具与刀具的位置关系—————————————————11
9、夹具操作和使用上的要求————————————————11
10、对安全和可靠性的要求————————————————12
11、夹具零件结构的工艺性————————————————12
12、夹具体的方案分析及制订————————————————12
———————————————————14
五、加工程序——————————————————15
电机论文 篇三
一、引言
建滔集团共有生产用电机10000余台，遍及集团公司生产装置的各个角落，在生产过程中发挥着极其重要的作用。但由于大部分电机使用年限较长，且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境中，电机烧毁的事故常有发生，而且呈上升趋势，严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。现针对电机烧毁原因及相应对策做一简要分析和介绍，希望能对从事电气工作和安全管理工作的人员有所帮助。
二、电机绕组局部烧毁的原因及对策
1．由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。
相应对策：①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。
2．由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。
相应对策：①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。⑥禁止多种润滑油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。
3．由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。
相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4．由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
相应对策：①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。
5．电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
相应对策：①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
三、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。
当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。
为三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。
这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。
相应对策：无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。
四、常见问题汇总，详见附表。
五、为规范电机检修及保证检修质量，制定如下电机工艺卡
低压交流异步电动机检修工艺卡
四、结论
建滔集团公司从1987年试生产至2002年3月15年间，累计烧毁电机达1300余台次，平均每年达80余台次，仅修理费用支出达200余万元。其中77%属于维护不良（如电机进水、轴承缺油、通风不畅等）、检修不当（如轴承拆装不当、缺陷消除不彻底、附件不全等）、机加工精度不符合要求（如对转轴堆焊后加工精度不够、端盖嵌套过盈量大等）、运行环境恶劣（如现场跑冒滴漏严重、水冲电机等）等原因所致。希望以上分析能够对从事电工工作的人员有所帮助和借鉴。
附表：三相异步电动机常见故障及处理方法
序号故障现象故障原因[td=1,1,252]处理方法1通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。
1．电源未通（至少两相未通）；
2．熔丝熔断（至少两相熔断）；
3．控制设备接线错误；
4．电机已经损坏。
1．检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；
2．检查熔丝型号、熔断原因，更换熔丝；
3．检查电机，修复。
2通电后电动机不转，然后熔丝烧断。
1．缺一相电源，或定子线圈一相反接；
2．定子绕组相间短路；
3．定子绕组接地；
4．定子绕组接线错误；
5．熔丝截面过小；
6．电源线短路或接地。
1．检查刀闸是否有一相未合好，或电源回路有一相断线；消除反接故障；
2．查处短路点，予以修复；
3．消除接地；
4．查出误接，予以更正；
5．更换熔丝；
6．消除接地点。
3通电后电动机不转，有嗡嗡声。
1．定子、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；
2．绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；
3．电源回路接点松动，接触电阻大；
4．电动机负载过大或转子卡住；
5．电源电压过低；
6．小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬，轴承卡住。
1．查明断点，予以修复；
2．检查绕组极性；判断绕组首末端是否正确；
3．紧固松动的接线螺栓，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；
4．减载或查出并消除机械故障；
5．检查是否把规定的接法误接为Y接法；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正；
6．重新装配使之灵活；更换合格油脂，修复轴承。
4电动机起动困难，带额定负载时，电动机转速低于额定转速叫多。
1．电源电压过低；
2．接法误接为Y接法；
3．笼形转子开焊或断裂；
4．定子、转子局部线圈错接、接反；
5．电机过载。
1．测量电源电压，设法改善；
2．纠正接法；
3．检查开焊和断点并修复；
4．查出误接处，予以改正；
5．减载。
5电动机空载电流不平衡，三相相差大。
1．绕组首尾端接错；
2．电源电压不平衡；
3．绕组有匝间短路、线圈反接等故障。
1、检查并纠正；
2、测量电源电压，设法消除不平衡；
3、消除绕组故障。
6电动机空载电流平衡，但数值大。
1．电源电压过高；
2．Y接电动机误接为接；
3．气隙过大或不均匀。
1．检查电源，设法恢复额定电压；
2．改接为Y接；
3．更换新转子或调整气隙。
7电动机运行时响声不正常，有异响。
1．转子与定子绝缘低或槽楔相擦；
2．轴承磨损或油内有砂粒等异物；
3．定子、转子铁心松动；
4．轴承缺油；
5．风道填塞或风扇擦风罩；
6．定子、转子铁心相擦；
7．电源电压过高或不平衡；
8．定子绕组错接或短路。
1．修剪绝缘，削低槽楔；
2．更换轴承或清洗轴承；
3．检查定子、转子铁心；
4．加油；
5．清理风道，重新安装风罩；
6．消除擦痕，必要时车小转子；
7．检查并调整电源电压；
8．消除定子绕组故障。
8运行中电动机振动叫大。
1．由于磨损，轴承间隙过大；
2．气隙不均匀；
3．转子不平衡；
4．转轴弯曲；
5．铁心变形或松动；
6．联轴器（皮带轮）中心未校正；
7．风扇不平衡；
8．机壳或基础强度不够；
9．电动机地脚螺丝松动；
10．笼形转子开焊、断路、绕组转子断路；
11．定子绕组故障。
1．检查轴承，必要时更换；
2．调整气隙，使之均匀；
3．校正转子动平衡；
4．校直转轴；
5．校正重叠铁心；
6．重新校正，使之符合规定；
7．检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状；
8．进行加固；
9．紧固地脚螺栓；
10．修复转子绕组；
11．修复定子绕组。
9轴承过热。
1．润滑脂过多或过少；
2．油质不好含有杂质；
3．轴承与轴颈或端盖配合不当；
4．轴承盖内孔偏心，与轴相擦；
5．电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；
6．轴承间隙过大或过小；
7．电动机轴弯曲。
1．按规定加润滑油脂（容积的三分之一至三分之二）；
2．更换为清洁的润滑油脂；
3．过松可用粘结剂修复；
4．修理轴承盖，消除擦点；
5．重新装配；
6．重新校正，调整皮带张力；
7．更换新轴承；
8．矫正电机轴或更换转子。
10电动机过热甚至冒烟。
1．电源电压过高，使铁心发热大大增加；
2．电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；
3．定子、转子铁心相擦，电动机过载或频繁起动；
4．笼形转子断条；
5．电动机缺相，两相运行；
6．环境温度高，电动机表面污垢多，或通风道堵塞；
7．电动机风扇故障，通风不良；
8．定子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。
1．降低电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、接法错误引起，则应改正接法。
2．提高电源电压或换相供电导线；
3．消除擦点（调整气隙或锉、车转子），减载，按规定次数控制起动；
4．检查并消除转子绕组故障；
5．恢复三相运行；
6．清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施；
7．检查并修复风扇，必要时更换；
电机论文 篇四
YH坝后水电站位于闽粤边界，水库总库容3850万立方米，站内安装一台500千瓦的低压水轮发电机组，发电机系赣州电机厂1983年11月产品，型号TSWB143/30-12,定子绕组为B级绝缘，电站1985年5月并入县电网运行。机组经一台800kVA主变升压，“T”接在35千伏线路上。同时发电机母线上还接有一台S7-30/10近区变和0.4千伏直配线路一条。发电机出口设低压自动空气开关，变压器10千伏、35千伏侧采用跌落式熔断器保护。
二、事故经过
⒈事故前运行工况
由于当时水库水位较低，机组仅做调相运行。从电站提供的事故前运行记录分析，机组属正常运行。“设备绝缘电阻记录簿”上记录：电站检修人员分别于2000年7月和2001年3月测量发电机三相对地绝缘电阻，分别为0.6MΩ、0.5MΩ符合规范不小0.5MΩ的要求，但阻值不高且有所下降。此前，发电机运行、试验一切均正常。
⒉事故过程和处理办法
2001年5月18日下午雷雨天气，17：10分左右，一阵响雷过后，发电机出口自动空气开关突然爆炸，发电机过流保护动作，机组与系统自动解列，值班人员立即关机、断开灭磁开关，10千伏、35千伏熔断器均未动作。事故发生后当晚，电站检修人员断开发电机中性点，用量程500伏的兆欧表测量定子三相绕组对地绝缘电阻：A相＝0.5兆欧B相＝0兆欧C相＝0.5兆欧，经仔细检查引出线电缆，绕组端箍可以看到的B相绕组外露部位，均无故障点，初步确定为定子铁芯槽内的绕组主绝缘破坏，金属导体与铁芯之间连通而接地。18：30分起进行5小时定子绕组三相短路烘干；5月19日又进行短路烘干处理后，测量各相绕组对地绝缘：A＝6兆欧、B＝0、C＝6兆欧，初步判断B相绕组绝缘击穿，造成对铁芯对机组外壳接地。现已将发电机出口空气开关更换为DW10-1500/3.从现场查看，发电机定子铁芯两端部绕组肉眼未看到明显绝缘击穿痕迹。抽出转子后，查到了接地点所在的铁芯槽位置，对绝缘损坏的线棒进行局部绝缘处理，耐压试验、绝缘电阻满足要求后，下线就位，装回转子、盘车成功投入使用。
三、事故原因及结论
由于诏安县属沿海多雷区，年平均雷暴日60－80,高压线路遭受直击雷或感应雷侵害的机率较大。依照5月18日下午天气状况，事故发生应是由雷电波沿线路入侵发电机造成定子B相绕组绝缘击穿损坏，形成对机壳接地，由于低压发电机定子绕组中性点为引出、直接接地运行，B相接地电流通过电机定子铁芯、外壳、大地和发电机中性点构成闭合回路，此时流过该闭合通道到的为单相接地短路电流。其次，传递到发电机定子三相绕组上的感应雷过电压使流过发电机出口回路的三相不对称短路电流幅值剧增，发电机出口空气开关过流脱扣器动作，企图断开发电机主回路，但由于短路电流较大，开关遮断容量偏小，无法迅速切断电弧，最终造成自动空气开关爆炸。
从上述分析可以得出结论：雷电波入侵发电机组，造成B相对铁芯击穿，引起单相接地故障。
四、存在问题与措施
⒈这次事故我们发现：电站主变35千伏侧FZ-35避雷器未见放电记录器，可见电站电气设备日常巡视和维护存在严重漏洞，是事故发生不可避免的一个重要原因。建议今后要完善全站防雷保护措施，每年雷雨季节前，应做好避雷器预防性试验，同时使接地网接地电阻值满足规程要求，保证避雷器动作后的残压低于变压器和发电机的允许段冲击耐压值，。
⒉35千伏线路未架设进线避雷线，不符合《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则》（DL/T5090-1999）的要求，应在进线段架设1～2公里避雷线；0.4千伏直配线未按防雷保护要求设计，建议采用地埋电缆线。
电机设计论文 篇五
关键词：机电一体化，毕业设计，措施
Abstract:Thegraduationdesignisanteachingcontentinauniversity,andisalsoankeycontenttoimprovethestudentoverallqualityandtheinnovationability.Thecontentisnotonlyaessentialpracticetrainingindependently,butalsoanimportantsynthesisreorganizationaboutknowledgeintheschool.Thepaperintroduceimprovemeasureaboutteachingqualityfromtheselectedtopic,decidedtopic,Instructionofgraduationdesignandgraduationreply.
keyword:mechanicalandelectronicintegration，Graduationdesign，Measures
1引言
毕业设计是高校机电一体化专业教学中的一个必不可少的教学环节，是对学校应届毕业生在毕业前接受的一次综合性实践训练，是对学生所学知识进行整理和系统的必要环节。它是学生接受设计任务，在教师指导下独立进行工程实践，获得基本训练并取得成果的过程，它是评估毕业生学业成绩的一个重要方式，也是提高学生综合素质与创新能力的关键一环[1]。结合我校教学工作的实际情况，我主要从选题、开题环节、毕业设计指导，论文答辩等方面，提出了改进毕业设计工作的措施。
2立足实际，科学选题
选题是毕业设计工作的龙头，选题质量是影响毕业设计质量的重要因素，精心挑选毕业设计题目，是搞好毕业设计的第一步。结合我校实际情况，我认为当前选题工作存在着一些问题：1、有的选题缺乏综合性、新颖性，深广度不够；2、有的选题对学生显得难度较高，工作量过大；3、有的选题虽然有较高的研究价值，但学生由于怕难或者因就业等原因而不愿选；4、有的选题虽然取自实际生产，但学生并不能完全弄明白生产实际的具体情况，设计就有脱离实际的情况出现；5、有的选题虽然很好，但是学生都选同一类型的题目，相互之间，互相借鉴的比重太大，使的设计变相的成了一种具体的形式，另外，不同指导教师之间和不同的学生之间设计题目在难度和份量上也存在一定差异。
针对以上问题，可以从三个方面综合考虑选题。
（1)毕业设计选题要尽可能做到一人一题，相互之间的共性尽可能少一些，这样就可以避免学生之间互相抄袭、引用，让他们能够真正从设计的角度去思考问题，达到锻炼和学习解决实际问题的能力，达到这个教学环节实施的意义。
(2)毕业设计选题要尽可能联系生产实际和工程应用的研究。这样有利于调动学生的积极性，由于是真做实干，他们就会主动去了解、熟悉有关企业生产的实际情况，积极主动的去分析实际问题，找到解决问题的方法和途径，使学生的综合能力得到提高。因此，我们在为2004级机电一体化专业的学生选题时，选择了“20Kg铝锭自动装箱系统的设计”，“擦黑板机械人的设计”，“简易倪红灯控制系统的设计”,“十层电梯的PLC控制系统设计”，“电子抢答器的设计”等新颖的又结合生产、生活实际的设计题目，这些题目不仅能够反映当代科技发展水平，而且能够让学生能进一步了解、把握国内外在机电一体化领域的一些最新成果和发展动态，使学生能够积极主动的参与到实际课题的研究中来。
(3)要考虑完成课题的客观条件。学校毕业设计经费、教学试验条件都有限，不是任何来自科研实际的课题都可用做毕业设计，必须根据客观条件来选择设计题目，这些条件主要包括：可查资料库源，试验设施和足够的经费等，因此我们在选题时，一般选用能为学生提供可用的仪器设备，试验场地等条件的科研课题，这样可以为学生做毕业设计时提供可以直接操作，锻炼自己的动手能力的机会。
（4)要有适当的难度和深度。举例说我们选择“擦黑板机械人的设计”课题时，考虑到该课题涉及了机械原理、系统设计、数电、模电、单片机、微机原理、汇编等多个领域，涉及的知识面较广，设计工作量较大，有一定的深度，学生可以通过综合应用所学的基础理论和专业知识，在规定的时间内得到充分的锻炼，但是考虑到本课题有一定的难度，为了保证学生在有限的毕业设计工作时间内，经过努力能完成任务或做出阶段性结果，我们安排了两个同学参加，在掌握总体设计思路的基础上，分别进行硬件结构设计、软件设计等不同部分的的设计工作，让每一位同学都各有侧重点地进行研究，经过两位同学的分工合作，最终完成了整个毕业设计题目的设计任务，效果良好。
3加强教学督导，落实开题环节
为了提高毕业设计的教学质量，我们借鉴了研究生创新能力培养方法，在本科毕业设计教学中加入开题环节，其目的是：1、通过开题环节可以尽早发现毕业设计题目是否满足专业要求，学生能够完成的可能性有多大，能否涵概所学专业的所有知识等基本问题。2、通过落实开题环节，还可以强化学生通过查阅文献资料，广泛获取信息的能力，培养学生提出问题、拟定实验研究方案和设计方案，进行科学实验与测试，对数据进行整理与分析，撰写实验报告、毕业论文的能力，同时也是对学生的书面表达和口头表述的能力的培养，是落实和加强对学生创新能力的培养的有效手段。具体的实施办法是：
（1）明确落实开题环节的必要性。开题的意义在于完善论文设计方案，使论文设计方案更加系统化。学生通过收集设计资料的相关信息，听取各方意见，可以明确自己的设计思路，坚定设计者的信心。一般说来，将思考的东西正式地讲出来和写出来，会比原来所思考的更有升华的意味，因为从“思”到“说”和“写”,其间加入了逻辑的创造过程。因为在撰写开题报告时，就要求学生能够弄清楚设计题目的来龙去脉，从而使学生明确毕业设计课题的目的和要求，让他们对题目有更深刻理解与认识，会使原来的设计思路更加完善和系统，令他们对自己的工作做到“胸有成竹”，减少盲目性，避免出现不知从何处入手的尴尬局面。（2）开题环节的组织和实施。我们要求学生在开题会之前，，要按规范书写开题报告。在开题的时候，学生须持经指导老师签字同意的开题报告书、任务书及其它相关资料上台汇报。主要汇报选题的目标和意义、拟采取的技术路线和方法、工作基础、预期成果和工作计划等要求的内容，要求学生自述10分钟，然后评审小组根据学生的自述和开题报告书及其它文本内容，对学生毕业设计题目是否达到专业培养目标要求和完成论文设计的可行性进行考核，并对毕业设计题目的设计广度、深度、贴切度、重点和难点等提出具体的修改意见。
4采取有效措施，加强过程指导
为了提高我们机电一体化专业毕业设计的教学质量，我们探索出了一条适用于毕业设计的全环节教学质量监控的方法。具体的措施是：1、设定学生的设计出勤表，要求学生在规定的时间内签到，这样做的目的是可以很好的掌握学生的设计进度，督促和指导学生按时完成设计。2、成立设计指导小组，小组成员尽可能包含所有专业特长的教师。小组内的每一位老师都可以对小组内的学生进行自己专长方面的专业指导，这样可以提高指导设计者的综合能力，使毕业设计的内容准确专业。3、开展设计小组例会制度，即每个设计小组每周开一次例会，主要工作是：要求学生把一周设计的心得体会在例会上发言，汇报设计进度，并提出设计中发现的新问题。这样做一方面可以跟踪学生的设计进度，及时发现问题，并能及时纠正；另一方面，可以促进教师之间相互交流学习，使教师教学水平共同提高。通过对我校毕业设计工作的综合考核，这种工作方式完全实现了对整个设计过程的检测，保证了教学质量。
5严格考评，保证答辩的质量
答辩是毕业设计工作的最后一个环节，是全面检查和评估毕业设计质量的重要手段。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风，促进学生认真做好毕业设计。我校的具体情况是：根据不同的专业成立若干答辩分委会，分委会下辖若干个答辩小组。分委会主任和答辩小组组长均由副高职称以上教师担任。为了加强教学督导作用，我校专门设立教学督导组，成员都是离退休的老教授，在答辩期间分别派到各个小组指导答辩工作。
毕业答辩前首先是对学生的毕业论文进行盲审，要求由除指导教师外的答辩小组2名以上教师认真审查评阅，写出评阅意见与评分，盲审不通过的不准予参加毕业答辩，以此来审查学生的答辩资格。通过的同学要准备答辩的ppt，把毕业论文的结构、主要完成部分及设计的结果等内容准备出来。答辩时，要求每位同学的答辩自述时间应控制在15-20分钟左右，教师提问20分钟为左右。在答辩过程中要有专人对学生所提的问题进行记录，对答辩情况进行汇总。答辩完成后，要求所有答辩小组的成员对各个学生的答辩情况进行决议，给出毕业答辩成绩。毕业设计成绩评定必须坚持标准，严格要求。“优秀”的比例应严格控制在本专业参加答辩总人数的15%以内，优良比例应严格控制在60%以内。
毕业设计的质量，除了本身的学术水平、应用价值另外，还应考察学生解决实际问题的能力、对知识的综合应用能力、在工作中查阅处理信息和应用各种工具的能力、撰写科研报告和表达交流的能力以及在工作中的团队协作能力等。对毕业设计拟评“优秀”的学生，要求参加各系答辩分委会组织的集中答辩。对毕业设计平时不认真、小组答辩成绩较差的学生，由相关分委会组织复答辩后视情况决定是否给予通过。答辩委员会要办事公正，治学严谨，严把质量关，对毕业设计达不到教学要求的，决不姑息。
6结论
要想搞好毕业设计工作，关键的是要做到“五个到位”,即认识到位、经费投入到位、指导教师到位、学生到位和管理工作到位。另外，消除学生毕业前的各种干扰，专心做好毕业设计，是本阶段学生思想政治工作的重点。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风，促进学生认真做好毕业设计。正确认识毕业设计的重要性将有利于保障和提高教学质量，实现为社会输入合格人才的要求。
电机设计论文 篇六
1.1整体外观造型的平板化
纵观手机发展史，1876年贝尔发明了电话，从此人类的通讯方式发生了翻天覆地的变化。1983年摩托罗拉推向市场的第一台“砖块”手机，开创了移动通信的历史，这款手机的体积为920cm3，重1100克；1995年摩托罗拉推出了世界第一部翻盖手机摩托罗拉8900，其整体尺寸和重量大大缩小；1998年，西门子SL1088是世界首部滑盖手机，这款手机的体积只有167.7cm3，净重185克；2002年摩托罗拉V70是第一款旋盖手机；体积只有56cm3，净重79克；1997年，诺基亚公司的NOKIA9000，集手机、电脑为一体的全能个人通信设备，这款手机使用LCD屏幕以及QWERTY键盘；2007年苹果公司推出iphone手机，引入多触点显示屏和全新用户界面，让用户手指即可控制iPhone；2013的iPhone5S体积仅为55cm3，重量为115克。由此可见，手机体积的压缩变化可以说是日新月异。
1.2人机界面的平面化
人机界面的定义是：一般把机器上实现人与机器互相交流沟通的显示器、控制器称为人机界面、机器上与人的操作有关的实体部分，也是机器的人机界面。手机显示屏幕的发展呈现出平面扩大化趋势。摩托罗拉的第一台“砖块”手机是没有显示屏幕的，在之后的十几年时间里，手机的显示屏幕一直是以黑白两色为主，屏幕的厚度较大；2001年诞生了第一台单色显示手机：诺基亚8250；2000年第一台触屏手机诞生，当时的触屏还是黑白屏幕的模式；2003年，三星S300采用了双屏显示的方式；2007年的第一代苹果iphone手机采用led的多点触控屏幕，手机的屏幕增大至3.5英寸；当今的三星手机的屏幕则增大到5.3英寸甚至更大，市场反应良好。目前的OLED技术研究日渐成熟，手机的屏幕可能实现卷曲、折叠等特性。随着显示技术的发展，手机的显示效果逼真。当前的智能手机基本都是液晶显示屏（LCD），显示的色彩范围也大大增加，屏幕的亮度也趋于自然，人眼注视手机屏幕的视觉效果与观看印刷杂志的效果并无太大差异，对于人眼睛的伤害大大降低。手机操作界面与显示界面呈现一体化趋势。传统的手机键盘是以9个数字为主的模式排列的，之后黑莓手机的全键盘模式引入了电脑的QWERTY键盘大大提高了输入信息的速度。到了现在，虚拟多点触控键盘已经成为主流产品，至此手机的屏幕和操作键盘合二为一了。语音识别、体感控制等新的交互技术正在丰富着手机产品的操作界面。
1.3电源的平面化
手机的电源主要由电池和充电器两个部分组成。随着技术的发展，手机电源由厚变薄，容量由小变大，重量由重变轻。一直以来，手机电池的体积成为制约手机造型的关键因素，手机电池经历了镍镉电池到镍氢电池再到锂电池，以及今天的聚合物锂离子电池，电池的发展一直都在向着续航能力更强、更加环保的路线前进着。当今的智能手机的应用软件繁多，需要容量更大的电池。一般来说，容量越大，体积就越大，这与手机平面化趋势相矛盾。在黑白屏手机时代，接打电话是主要功能，一块电池可以待机一个星期；在智能手机时代，一天一充电是不可避免的。就目前来说，手机日益增加的应用软件功能与有限的电池容量是手机发展的一个主要矛盾，近些年兴起的移动电源技术弥补了手机电池容量不足的问题。手机的充电器部分属于外置部件，通过USB接口连接充电，无论是充电器还是移动充电设备，虽然没有增加手机本身的体积，但是增加了人们携带的负担和使用的复杂性。正在发展的无线充电技术必将简化手机的电源部件，无线充电技术主要有电磁感应、无线电波和电磁共振三种方式。电磁感应是比较有前景的技术，其充电原理是：将电流转化为电磁能发射出来，而手机端接收并把磁能转变为电流从而得到稳定的直流为手机充电。
2电子技术的智能化带来的手机操作方式的革命
2.1人们行为的改变
设计是为了改变人们的生活方式。如果说盛田昭夫的walkman随身听改变了人们听音乐的方式，那么智能手机对于人们生活方式的改变太多太多了，无论你是在公共汽车上、地铁上，还是在会议室、休闲娱乐场所，几乎所有人都在低头摆弄自己的手机。人们花费了一天当中的大量时间在手机上，发微博、看视频、读书、处理文件等工作在4G网络时代下，变得轻松自如。智能手机，正在一步步的改变人们的行为和生活。
2.2人机交互方式的改变
传统的按键式键盘需要手指去适应键盘的布局，在多点触控技术发展完善的今天，手机的操作方式从单手操作到两手并用，从按键操作到滑动手指。手机的操作方式越来越自然化，更加接近人的本能动作，在下意识中就完成了命令的输入。人与手机的交互方式正朝着“人机合二为一”的方向发展，使用者只需轻轻一点就能得到自己想要的信息，一改往日手机命令层层进入的烦琐步骤。从操作的反馈来看，美国认知心理学家唐纳德•诺曼认为：好用型产品需要良好的信息反馈。“反馈原则”其含义为：向用户提供信息，使用户知道某一操作是否已经完成以及操作所产生的结果。智能手机简化了按键的操作，但是也增加了操作反馈的不准确性，导致误操作的可能性。对于操纵反馈问题的解决，智能手机通过虚拟按钮的震动、按键形状色彩的变化以及按键的声音来提高反馈的准确性。为了防止误操作的发生，通常的做法是增加操作的复杂程度，如增加锁屏按钮，组合式的解锁动作，或者输入密码来解决。近年来，智能手机的体感与语音识别技术不断完善，操作的方式逐渐符合“自然匹配”的原则“。自然匹配”是指利用物理环境类比和文化标准理念，设计出让用户一看就明白如何使用的产品。智能手机的体感操作技术，是通过人肢体的动作传达特定的语义，用户使用简单的动作就可以完成相应的操作。例如，三星note系列运用了丰富的体感操作，利用手势左右摇摆实现翻页的操作；将手机扣在桌面上可以实现关闭闹铃或拒接来电的操作；选中欲播出的电话号码，只要将其放置耳边即可自动拨打电话；在接打电话的过程中屏幕自动黑屏，当把手机移至眼前屏幕自动亮起；在阅读或长时间注视屏幕的时候，手机前置摄像头可以感知人的眼睛以防止频繁锁屏带来的阅读上的不便。早在2009年的TED演讲中，麻省理工学院的博士生展示了他的产品“第六感”。“第六感”是以智能手机为载体，综合互动投影、多点触控、体感控制等多种新型技术的装置，用户只需要佩戴小型的外置投影设备便可以将手机的操作和显示界面投影到任何能够反光的表面上进行操作。此外“，第六感”运用体感控制技术，通过简单的手势即可完成对手机某些功能的操作“。第六感”标志着智能手机新的设计理念——计算部分和操作部分的分离，利用虚拟现实的技术对产品进行操作，手机的造型设计将趋向于“无”。
2.3多种功能的整合
“手机”顾名思义，指手上的机器，这一命名完全符合当前的手机特征。起初手机是用来通讯的，基本的功能是接打电话、发送信息，那时候叫做“移动电话”。随着手机Cpu计算功能的强大，智能手机整合了电话、音乐和视频播放、电子商务、银行终端、数码相机、照明、数码扫描可以说是万能机器了，如图2所示。传统的产品整合设计是指将不同功能的部分进行模块化设计，然后将这些模块整合在一起，从而创造出多功能的整合产品，关键点在于实体的整合。在智能手机时代，手机的运行依托的是计算能力愈来愈强的CPU，智能手机的多功能设计不再是实体的整合设计，而是应用软件“APP”的设计。手机强大取决于应用软件的开发。例如，现在的“条形码、二维码扫描”软件可以提供购物时比质比价的服务。
3电子技术推动下手机造型设计方法的变革
CMF（Color，Materiaj&Finishing），是指产品的色彩、材质与加工工艺设计，CMF将产品设计的三要素统一起来，通过深入的研究对产品的细节进行处理，从而提升产品的内在品质。在电子技术的推动下，造型的简约设计是目前手机的主要风格，由苹果公司推出的“极简主义”设计风格近年来已风靡全球，成为各大手机企业学习和模仿的对象。纵观国内手机市场，产品同质化现象愈演愈烈，在众多手机品牌中，如果去掉其标志，一般很难区分出各个品牌产品造型上的差异。产品同质化现象是设计缺乏创新的表现，加之山寨手机层出不穷，扰乱了正常的手机市场。因此，CMF设计越来越受到国内企业的重视。传统的手机造型往往可以从结构出发来进行设计，比如滑盖结构、旋转翻盖结构、全键盘结构等。在智能手机时代，单单外观形态的变化已经不足以打动消费者。时尚的色彩和丰富的表面机理足以吸引消费者的眼球，良好的材质触感赋予产品生命力，严谨科学的加工工艺使产品的表面无可挑剔。CMF设计需要设计者首先研究当前的流行色、新的材料和前沿的加工工艺，然后结合消费者的情感需求。从细节上进行设计，如苹果手机按钮的造型设计，做到让人一看就有“想去舔一下”的程度。
4结语
电机论文 篇七
1.1LED和键盘设计
为了能够实现人与机器的对话，单片机的步进电机控制系统设计了3*4键盘以及4*8LED数码管，人们可以直接对其进行控制。该系统通电后，通过键盘输入控制步进机的运转、启动以及转动方向等，由LED管动态清晰显示步进机的转向以及转速。器件8279能够控制系统键盘的输入以及LED的输出，进而减少单片机工作的承载，8279在控制系统工作的过程中，将键盘输入的信息进行扫描，利用其抖功能，避免事故的发生。（下图为LED和键盘模块）
1.2放大和驱动设计
逻辑转换器是步进机控制过程中的脉冲分配器，其是CMOS集成电路，其输出的源电流为20毫安，能够应用于三相以及四相步进机，其工作可以选择以下6种激进方式进行控制；其中，对于三相步进电机有1、2、1-2相；对于四相步进电机有1、2、1-2相，其输入的方式有单、双时钟选择方式，其具有正向控制、方向控制、监视原点、初始化原位等功能。PMM8713器件主要由激励方式判断、控制以及时钟设置等部分组成，所有的输入端都设置有秘制的电路，进而提高抗外界干扰的能力。PMM8713输出能够接受功率驱动电路，其通过驱图1LED和键盘模块动器，输出最大的工作电流，以满足电机工作的需求。单片机通过调节相关端口的脉冲信号，控制步进机的运行状态、运转方向以及运转速度等。
2单片机的步进电机控制系统软件设计
2.1单片机程序设计
通过中断脉冲信号，计算步进电机的运转步数以及圈数，并对其进行记录；实现对步进电机运转速速的控制；采用端口的中断程序关闭其相关程序，将电机控制在停机状态；通过中断电机的开启部位，将其转换到运行状态，实现电机的运行；PMM8713的U和D端口通过输出高电平，达到控制步进电机运转方向的目的；8279将其接口与自身的8个数据连接口进行连接，当单片机运行到键盘部位时，采用相关端口中断其工作状态，进而达到控制步进机的启动、停止、速度以及方向等，并将其反馈给8279，利用LED将其显示，明确其运转的速度以及方向。
2.2PC上位机设计
设计PC上位机的主要目的就是控制步进电机，利用单片机中相关部位，实现人与机的对话，其利用单片机发出执行命令，实现对步进电机的有效控制。其中，单片机接受的执行命令会存储在相关软件中，其与储存在片内的Flash的相关地址进行比较，不冲突的信息就储存在其中，如与其中储存的信息发生冲突，就会自动中断，有效的保护电机的正常运行。同时，此软件在运行的过程中，应该对晶振中的USART模块进行设置，其相关的控制软件由VB6.0对其进行编写，采用MSComm软件实现实时通讯。
3结语
电机控制系统利用单片机实现控制整个机器的工作，其使用的可靠性较高。在其工作的状态下，为其提供较为便捷的控制方案。通过控制步进电机的运转方向。云状速度以及工作状态等，提高步进电机的工作效率具有非常重要的作用。同时，该系统还能够控制三相电机和四相电机，其有PC上位机对整个步进电机的运行进行控制，使该系统在环境恶劣的情况下运行，确保人员的安全状态；此外，该系统还具有使用范围广、操作简单、成本低廉、实用性强等优势，被广泛的应用在实际生活的各大领域中，并能够发挥其独特地作用，进而提高步进电机的工作效率，创造经济效益。
电机设计论文 篇八
关键词：Halbaeh阵列 永磁直线电机 ANSYS 有限元
中图分类号：TM341 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（a）-0003-03
直线电机在原理上，与传统的旋转电机完全一样，它能将电能直接转换成直线运动的机械能，并且不需要任何中间转换机制。随着科学技术的快速发展，直线电机在很多领域中都发挥着越来越重要的作用。例如：在交通运输业，直线电机被广泛应用于磁悬浮列车中，时速可以达到每小时500 cm；在国防工业中，它可用来制造各种电磁炮，同时在火箭和导弹的发射领域也有着令人期待的应用前景。永磁直线电机融合了永磁电机和直线电机的双重特点，与一般的直线电机相比，永磁直线电机的力能指标更高，重量更轻，体积更小，并且具有发电制动功能，因而其应用范围也更为广泛[1]。Halbach 阵列是一种新型永磁体的排列方式，与传统的切向或径向式排列方式相比，有其独有的特点，若将其与永磁直线电机相结合，将会对电机的结构形式、工作原理及性能指标等产生重要的影响[2]。本文利用有限元分析软件ANSYS对Halbach永磁直线电机进行了数值分析，得到磁场分布，电磁力分布，磁场强度分布等等，并对结果进行了比较和后处理。
1 Halbach电机的工作原理和特点
1979年8月，美国伯克利实验室的物理学家K.Halbach发表了一片题为《Design of Permanent Multiple Magnets with Oriented Rare Earth Cobalt Material》的论文。在这篇论文中，针对永磁体的构造，他提出了一种新颖的设计方法，即利用永久磁铁的分布来形成正弦磁场（见图1）。在以后的研究中他不断完善这一理论，从而形成了一种特殊的永磁电机—— Halbach电机。
根据电机设计理论，增大磁负荷即提高电机气隙的磁通密度，可以有效地减小电机制造体积，提高工作效率。对永磁电机而言，增加气隙磁密的方法一般有两种，即尽可能选用剩磁高的永磁材料和改变磁体排列方式。在电机制造成本等因素的制约下，后一种方式在电机设计中使用较多（图1）。
Halbach阵列是一种新型的永磁体排列方式，当永磁体采用Halbach阵列排列方式后，其最显著的特点是气隙磁通增强，同时转子轭部磁通减小，并得到正弦波形的气隙磁场。这些对减小电机体积和提高电机力能密度十分有利。Halbach阵列打破了传统的径向、切向磁钢排列方式，它的概念是使磁化矢量的方向作为沿着阵列距离的函数连续旋转，即每两个相邻磁化矢量在方向上存在着夹角。在实际应用中，夹角常常取为45°、60°和90°（图2）。
Halbach电机最大的特点就是其磁极磁场呈正弦分布，这与其具有的特殊结构有关。一般情况下，永磁电机中永磁材料都是离散分布的，如果我们改变磁场的分布而形成平面集中分布的话，便得到了Halbach 平面阵列。下图（图3）就是利用有限元分析后得到的平面Halbach阵列的磁场分布图，这种磁场分布的Halbach阵列的使用价值在磁悬浮列车系统中得到了很好的验证。
在通常情况下，永磁电机设计中的永磁体多采用径向（垂直）或切向（水平）阵列结构。而Halbach阵列是将径向与切向阵列融汇结合的一种新型磁性结构。由（图3）可以看出，径向与切向永磁体阵列的合成（Halbach阵列），使一边的磁场增强而使另一边的磁场减弱。
Halbach电机的优越性有以下几点。
（1）功率密度大。相对于普通永磁体结构，由于Halbach阵列分解后的切向磁场与径向磁场的相互叠加使得气隙一侧的磁场强度大幅度提高，这样可有效地减小电机的体积，提高电机的功率密度。
（2）定转子不再需要斜槽。在普通永磁电机中，由于气隙磁场不可避免的存在谐波，一般在定转子结构上采取斜槽削弱其影响。在Halbach电机中，由于气隙磁场正弦分布程度较高，谐波含量小，定转子自然无需再用斜槽。
（3）永磁体利用率高。由于Halbach阵列分向磁化的结果，导致其永磁体工作点较高，一般均超过0.9，提高了永磁体的利用率。
（4）可使用集中式绕组。普通永磁电机中往往采用分布式绕组来削弱谐波磁势的影响。在Halbach电机中由于其磁场正弦分布程度较高，谐波磁场影响较小，可通过采用集中式绕组来降低线包高度。
2 ANSYS环境下永磁直线电机模型的建立
ANSYS是目前全球范围内应用最广泛的有限元分析系统。可以这样描述有限元法：把求解的区域划分为若干小区域，这些小区域称为“单元”和“有限元”，进而采用线性（有时也可以采用非线性）方法来求解每个小区域，然后把各个小区域的结果总和便得到了整个区域的解。整体区域划分为小区域后，在小区域上求解变得非常简单，仅是一些代数运算，如在小区域内应用线性插值就能得到小区域内未知点的值，而区域积分则成为小区域的求和。这正是有限元分析方法的简单思想[3]。
在ANSYS中，建模步骤可以用如图4所示的示意图表示。
本文分析的对象—— 一台永磁直线同步电机的主要参数如下：额定电压Un=220V，起动推力Fst=3300N，相数m=3，额定频率f=50Hz，同步速度Vs=30m/s=108km/h，钕铁硼牌号为NTP-264H，剩磁为1.15，磁感矫顽力为8.75E+5A/m，硅钢片相对磁导率=6000，极数为=4，额定功率因数，效率=0.88。
在ANSYS软件系统环境下建立上述永磁直线电机的模型。选择PLANE13单元，选用的材料有硅钢片，线圈绕组，永磁体，空气。定义材料特性如下：硅钢片相对磁导率μr=6000，线圈绕组和空气的相对磁导率μr=1，即μ=μ0=，定义永磁体的矫顽力，定义永磁体的B-H曲线如（图5）所示。
建立好的永磁直线电机模型如（图6）所示，图中A1～A12的区域为线圈绕组，A19，A20区域为硅钢片，A15～A18为永磁体阵列。4个永磁体组成了2对共4个极，中间的A21区域为空气隙。交叠操作的目的是保证各个面相粘结，以保证在划分网格时它们是共节点的，从而使解收敛。
分配好单元类型后便是对模型进行网格划分，本设计采用系统默认的划分大小， 划分好的网格如（图7）所示。
3 仿真结果
在施加了边界条件和电流载荷后，ANSYS便对整个永磁直线电机的磁场进行处理，（图8、9、10）分别表示处理后的电机通量线分布图，磁通密度分布图以及电磁力的分布图。
从（图10）可以看到在X和Y方向上都存在分力。可以进一步查看X方向和Y方向上力的大小和方向：
SUM ALL THE ACTIVE ENTRIES IN THE ELEMENT TABLE
TABLE LABEL TOTAL
FX -94250.2.
FY 25535.8
可以看到在向上方向即Y方向上的合力大小为25535.8N，并且合力的方向是向上的。说明Halbach电机由于Halbach阵列的特殊结构而使得竖直方向上的力即悬浮力的大小变得很大，达到了25535.8N，这说明悬浮力的表现是很不错的。还可以看出X方向上的合力大小为94250.2N。
此外，还可继续考察气隙磁场的分布情况，根据前面所述的关于Halbach阵列的基础知识可以知道，由于Halbach阵列中永磁体异向充磁的结果使得气隙中的磁通密度成正弦分布的情况，在命令窗口中输入查看磁通密度的指令后，即得到如（图11）所示的气隙磁通密度分布图。
从（图11）中不难看出，气隙上的磁通密度分布可以近似为正弦分布，这正体现出Halbach电机的气隙磁场正弦分布程度较高，谐波含量小，因而谐波磁场对于主磁场的影响很小，这为电机设计和加工带来便利，降低成本，如可通过采用集中式绕组来降低线包高度等。这也是Halbach永磁电机比之普通永磁电机的一个重要优势。
4 结论
本文在有限元分析软件ANSYS环境下建立了永磁直线电机的模型，将Halbach阵列的特点和永磁直线电机结合起来，研究了当永磁体采用Halbach阵列的排列方式下的磁场分布曲线，电磁力分布曲线以及气隙分布密度曲线等，从结果可以看出Halbach永磁直线电机的气隙磁场正弦分布程度高，谐波含量小等优点，从而为直线电机进一步的优化设计提供了依据。
参考文献
[1] 商进。直线电机的电磁场的有限元分析及其仿真的实现[J].自动化技术与应用，2005（24）：14-16.
[2] 周赣。Halbach型永磁阵列的磁场分析[J].微特电机，2008（7）：31-33.
[3] 张朝晖。ANSYS工程应用范例入门与提高[M].北京：清华大学出版社，2004.
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