第一篇：淺析低速電動車用電機控制器的設計與實現論文

引高

隨著新能源產業的興起，電動汽車以低成本運營，綠色環保等優勢進入到人們的生活中。低速電動車作為一種新型的代步工具，在農村占據了很大的市場。但是低速電動車目前使用的電機及控制器大多為直流有刷控制系統。直流有刷控制系統的缺點是電機維護費用高，最高轉速低，爬坡能力有限，這些因素一直制約著低速電動車的推廣。交流異步電機控制系統可以有效克服直流有刷控制系統的缺點，但是價格偏高。本設計在電路設計及器件選型上做了大量的分析及試驗驗證，提供了一種操作簡單，價格低廉的低速電動車用交流異步電機控制器

1電機控制器系統設計

電動汽車電機控制器主要工作方式為扭矩控制方式。工作原理為:采集車輛油門踏板的信號和電機速度傳感器信號作為輸入，根據檢測到的電機U,V,W的相電流做閉環反饋，得到電機驅動需要的PW M波形。同時，電機控制器需要實時監測電機的溫度信號、電流大小、控制器的溫度信號、電壓信號等，保障控制系統的安全及行車的安全為了方便實現對電機參數的匹配設置及整車特性的設置，專門設計了CAN總線通信電路，提高了控制器使用的方便性及故障定位的便捷性。本設計共由三部分組成，控制板、功率板及電容。

控制器的主芯片采用T1公司的TMS320LF2406，該款芯片將實時處理能力和控制器外設功能集于一身，為控制系統應用提供了一個理想的解決方案。控制器的外圍電路主要包括:模擬量檢測電路、開關量檢測電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、轉速采集電路及CAN通信電路、參數存電路

1.1模擬量檢測電路

模擬量檢測電路通過運放完成對輸入油門踏板信號的采集功能。

1.2電流檢測電路

電流檢測電路是電機控制器系統的重要組成部分。電流采樣的準確性影響電機相電壓矢量三角形的閉合性，即影響電機的效率及運行的平穩性。但是由于集成的電流傳感器價格比較貴，本設計采用Allegro公司的A 1326芯片，配合磁環進行電流的檢測，通過改變磁環的磁場氣隙，可以調整電流的檢測范圍。實踐證明，使用該電路可以實現對電流的準確采集

1.3電壓檢測電路

電壓檢測電路可以通過檢測電池的端電壓，實現對電池的過欠壓報警。由于蓄電池的工作電壓范圍比較寬，為了準確檢測到最高電壓和最低電壓，本設計采用I雙運放分段采集的方式。其中，低電壓由U8A檢測，高電壓由U 8B部分電路檢測。低電壓段輸出:VO =(R58*(1/CR57 +R45)+1/R58 +1/R56)*Vi+)。R58/R56*VREF。高電壓段輸出:V 1=(R49*(1/R52+1/R49+1/R50)* Vi+)-R49/R50* V REF。其中，Vi+=R48/(R37+R48)* U do ,V REF=3.OV do。此種檢測方法大大提高了電壓的采集精度，而且電路簡單，器件便宜。

2結束語

文章詳細論述了采用'PMS320LF2406 DSP為核心的低速車交流異步電機控制器的硬件設計，給出了模擬量采集、電流采集、電壓采集、CAN通信等電路的設計方法及器件選型。本電機控制器通過臺架測試及實際車輛道路測試，證明硬件電路工作可靠，控制器效率達到95%以上，各種保護功能完善。通過CAN總線進行電機匹配設置及故障讀取，增強了控制器的可操作性，方便了用戶使用。

第二篇：電動車用電機的技術發展概況

電動車用電機的技術發展概況

蒸汽機啟動了18世紀第一次產業革命以后，19世紀末到20世紀上半葉電機又引發了第二次產業革命，使人類進入了電氣化時代。20世紀下半葉的信息技術引發了第三次產業革命，使生產和消費從工業化向自動化、智能化時代轉變；推動了新一代高性能電機驅動系統與伺服系統的研究與發展。

21世紀伊始，世界汽車工業又站在了革命的門檻上。雖然，汽車工業是推動社會現代化進程的重要動力；然而，汽車工業的發展也帶來了環境污染愈烈和能源消耗過多兩大問題。而對于我國日益擴大的汽車市場，這種危機就更明顯。據了解，2000年我國進口汽油7000萬噸，預計2010年后將超過1億噸，相當于科威特一年的總產量。目前世界上空氣污染最嚴重的10個城市中有7個在中國，而國家環保中心預測，2010年汽車尾氣排放量將占空氣污染源的64%。雖然，加劇使用傳統內燃機技術發展汽車工業，將會給我國的能源安全和環境保護造成巨大的影響。為此，國家科技部啟動了十五“863”電動汽車重大專項。

高密度、高效率、寬調速的車輛牽引電機及其控制系統既是電動汽車的心臟又是電動汽車研制的關鍵技術之一，已被列為863電動汽車重大專項的共性關鍵技術課題。20世紀80年代前，幾乎所有的車輛牽引電機均為直流電機，這是因為直流牽引電機具有起步加速牽引力大，控制系統較簡單等優點。直流電機的缺點是有機械換向器，當在高速大負載下運行時，換向器表面會產生火花，所以電機的運轉不能太高。由于直流電機的換向器需保養，又不適合高速運轉，除小型車外，目前一般已不采用。

近十年來，主要發展交流異步電機和無刷永磁電機系統。與原有的直流牽引電機系統相比，具有明顯優勢，其突出優點是體積小，質量輕（其比質量為0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免維護、調速范圍廣。其研究開發現狀和發展趨勢如下。

1.異步電機驅動系統

異步電機其特點是結構簡單、堅固耐用、成本低廉、運行可靠，低轉矩脈動，低噪聲，不需要位置傳感器，轉速極限高。

異步電機矢量控制調速技術比較成熟，使得異步電機驅動系統具有明顯的優勢，因此被較早應用于電動汽車的驅動系統，目前仍然是電動汽車驅動系統的主流產品（尤其在美國），但已被其它新型無刷永磁牽引電機驅動系統逐步取代。

最大缺點是驅動電路復雜，成本高；相對永磁電機而言，異步電機效率和功率密度偏低。

2.無刷永磁同步電機驅動系統

無刷永磁同步電機可采用圓柱形徑向磁場結構或盤式軸向磁場結構，由于具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調速范圍，發展前景十分廣闊，在電動車輛牽引電機中是強有力的競爭者，已在國內外多種電動車輛中獲得應用。

內置式永磁同步電機也稱為混合式永磁磁阻電機。該電機在永磁轉矩的基礎上迭加了磁阻轉矩，磁阻轉矩的存在有助于提高電機的過載能力和功率密度，而且易于弱磁調速，擴大恒功率范圍運行。內置式永磁同步電機驅動系統的設計理論正在不斷完善和繼續深入，該機結構靈活，設計自由度大，有望得到高性能，適合用作電動汽車高效、高密度、寬調速牽引驅動。這些引起了各大汽車公司同行們的關注，特別是獲得了日本汽車公司同行的青睞。當前，美國汽車公司同行在新車型設計中主要采用內置式永磁同步電機。

表面凸出式永磁同步電機也稱為永磁轉矩電機，相對內置式永磁同步電機而言，其弱磁調速范圍小，功率密度低。該結構電機動態響應快，并可望得到低轉矩脈動，適合用作汽車的電子伺服驅動，如汽車電子動力方向盤的伺服電機。

無位置傳感器永磁同步電機驅動系統也是當前永磁同步電機驅動系統研究的一個熱點，將成為永磁同步電機驅動系統的發展趨勢之一，具有潛在的競爭優勢。

永磁同步電機驅動系統低速時常采用矢量控制，高速時用弱磁控制。

3.新一代牽引電機驅動系統

從20世紀80年代開關磁阻電機驅動系統問世后，打破了傳統的電機設計理論和正弦波電壓源供電方式；并隨著磁阻電機，永磁電機、電力電子技術和計算機技術的發展，交流電機驅動系統設計進入一個新的黃金時代；新的電機拓樸結構與控制方式層出不究，推出了新一代機電一體化電機驅動系統迅猛發展。高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調速牽引電機驅動系統已成為各國研究和開發的主要熱點之一。SRD開關磁阻電機驅動系統的主要特點是電機結構緊湊牢固，適合于高速運行，并且驅動電路簡單成本低、性能可靠，在寬廣的轉速范圍內效率都比較高，而且可以方便地實現四象限控制。這些特點使SRD開關磁阻電機驅動系統很適合電動車輛的各種工況下運行，是電動車輛中極具有潛力的機種。SRD的最大特點是轉矩脈動大，噪聲大；此外，相對永磁電機而言，功率密度和效率偏低；另一個缺點是要使用位置傳感器，增加了結構復雜性，降低了可靠性。因此無傳感器的SRD也是未來的發展趨勢之一。永磁式開關磁阻電機也稱為雙凸極永磁電機，永磁式開關磁阻電機可采用圓柱形徑向磁場結構、盤式軸向磁場結構和環形橫向磁場結構。該電機在磁阻轉矩的基礎上迭加了永磁轉矩，永磁轉矩的存在有助于提高電機的功率密度和減小轉矩脈動，以利于它在電動車輛驅動系統中應用。

轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機這一概念一提出就引起國際電工界和各大汽車公司研發中心的極大關注。轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機具有磁場控制能力，類似直流電機的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合電動車輛牽引電機低速大力矩和恒功率寬調速的需求。目前該電機的研究處于探索階段，電機的機理和設計理論有待于進一步深入研究與完善，作為假選的電動車輛牽引電機具有較強的潛在的競爭優勢。

此外，正在研發的熱點課題還有：

具有磁場控制能力的永磁同步電機驅動系統；

車輪電機驅動系統；

動力傳動一體化部件（電機、減速齒輪、傳動軸）；

雙饋電異步電機驅動系統和雙饋電永磁同步電機驅動系統。

4.下一代汽車電子伺服系統及其車用伺服電機

1993年美國能源部、商務部、貿易部、國防部、環保局、宇航局、國家科學基金會七個政府部門下美國三個最大的汽車制造公司，克萊斯勒、福特和通用，建立了新一代車輛伙伴關系（PNGV，Partnership for a New Generation of Vehicles），目標是開發新一代機動車技術，以增強美國汽車工業的實力。1998年至2002年期間，美國國家自然科學基金（NSF）資助美國國家電力電子中心（由美國Virginia和美國Wisconsin等四所大學組建）研發車輛電子動力驅動系統、電子伺服控制系統和各種車輛專用IC模塊，提高汽車電子電氣部件的可靠性，降低其成本和搶占車輛電氣自動化技術的制高點，增強在國際市場的競爭力。線控的汽車電子伺服系統（X-by-wire）在未來將是十分重要的技術，該技術可將各種獨立的系統（如轉向、制動、懸掛等）集成到一起由計算機調控，使汽車的操縱性、安全性以及汽車的總體結構大大改善，設計的靈活度也大大增加。目前，電子動力方向盤和線控剎車已經在一些歐洲車型上被采用，在這個系統中已經削減了相當多的機械部件，如液壓泵等。汽車電子伺服技術是具有革命性的技術，隨著這個技術的使用，許多傳統的機械部件將會在未來的汽車上消失，而越來越多的車用伺服電機將出現在未來的汽車上。

全球最大的汽車零部件企業一美國德爾福汽車系統公司預計，在未來的3-5年內全世界的汽車將逐步采用電子伺服驅動系統，如電子動力方向盤和線控剎車伺服驅動系統。目前，美國德爾福汽車系統公司正在全球范圍內尋找年產300萬臺以上的電子動力方向盤的交流伺服電機合作伙伴。

第三篇：基于DSP的步進電機控制器的設計

《DSP原理及應用》 課程設計指導書

學 院 ：機械工程學院 系 所 ：測控技術與儀器系 班 級 ： 姓 名 ： 學 號 ： 指導老師：

江蘇大學測控技術與儀器系

2016-01-18 應用于包裝機的步進電機控制器的設計

（江蘇大學機械工程學院儀器科學與工程系，江蘇，鎮江，212013）

摘要

本文介紹了以典型電機微控制器TMS320LF2407芯片為控制核心的步進電機控制系統，闡述了如何利用TMS320LF2407實現電機轉向、速度控制，并給出了相應系統控制策略。簡述了步進電機的驅動控制和DSP的PWM脈寬調制原理，詳細闡述了DSP實現步進電機的加減速控制問題。

步進電機是一種通過電脈沖信號控制相繞組電流實現定角轉動的機電元件，與其他類型電機相比具有易于開環精確控制、無積累誤差等優點，廣泛運用于數控機床、機器人、自動化儀表等領域。DSP芯片的出現，開創了步進電機控制的新局面。用DSP控制的步進電機不僅減小了控制系統的體積、簡化了電路，同時進一步提高了電機控制的精度和控制系統的智能化，從而逐步實現控制系統的嵌入式。基于DSP的步進電機控制技術在九十年代時期得到了較大發展，主要應用在工業、航天、機器人、精密測量等領域。數控機床、跟蹤衛星用電經緯儀在采用了步進電機技術后，大大提高了控制與測量精度，這樣就使步進電機伺服系統的應用前景更加廣闊。鑒于此，本文提出了基于DSP的步進電機控制系統的設計方案。包括其硬件設計和軟件設計。在軟件設計中給出了主要控制程序，達到對步進電機轉向、轉速的控制，如正轉、反轉、加速、減速等。使用DSP最明顯的優點在于提高了系統的可靠性，并降低了整個系統的成本。實驗證明，此驅動系統簡化了電路，提高了系統控制性能。

關鍵詞：步進電機；DSP;控制系統；TMS320LF2407；

目錄

第一章 緒論..................................................................................................................1 1.1引言..................................................................................................................1 1.2數字信號處理器DSP發展和現狀..................................................................2 1.3 課題背景及意義.............................................................................................3 第二章 總體方案設計..................................................................................................5 2.1 設計方案.........................................................................................................5 2.2 TMS320LF2407 DSP芯片介紹........................................................................5 2.2.1 TMS320LF2407 的性能特點...................................................................5 2.2.2 A/D轉換原理........................................................................................7 2.2.3 TMS320LF2407 內部A/D轉換模塊概述...............................................7 2.2.4 事件管理器.............................................................................................8 2.2.5 通用定時器.............................................................................................8 2.2.6 全比較單元.............................................................................................9 2.2.7 捕獲單元和正交編碼脈沖電路...........................................................10 2.3 四相反應式步進電機.................................................................................10 2.3.1 步進電機的結構.................................................................................10 2.3.2 步進電機的工作原理...........................................................................11 2.4 四相反應式步進電機的數學模型...............................錯誤！未定義書簽。2.4.1 電路方程...............................................................錯誤！未定義書簽。2.4.2 機械方程...............................................................錯誤！未定義書簽。2.5 驅動芯片結構與特點...................................................................................12 第三章 詳細設計........................................................................................................13 3.1 系統硬件設計...............................................................................................13 3.2系統軟件設計................................................................................................13 3.2.1 DSP開發軟件CCS介紹........................................................................13 3.2.2 程序控制流程.......................................................................................14 3.2.3 電機初始化程序...................................................................................15 3.2.4 電機控制程序.....................................................................................16 3.3 程序調試.....................................................................................................17 第四章 心得體會........................................................................................................19 參考文獻......................................................................................................................20 附錄..............................................................................................................................21

第一章 緒論

1.1引言

隨著人們生活水平不斷提高，對各種方便食品的需求也隨之大增，這近一步拉動了我國食品包裝業的快速發展。包裝機是發展比較快的包裝機械之一，擁有著廣闊的發展前景。在制袋、充填、封口為一體的包裝機中，要求包裝用塑料薄膜定位定長供給，采用步進電機與拉帶滾輪直接連接拉帶，不僅結構得到了簡化，而且調節極為方便，只要通過控制面板上的按鈕就可以實現，這樣既節省了調節時間，又節約了包裝材料。

步進電機是一種把電脈沖信號變成直線位移或角位移的控制電機。它的位移速度與脈沖頻率成正比，位移量與脈沖數成正比。每來一個脈沖電壓，轉子就旋轉一個步距角。根據電壓脈沖的分配方式，步進電機各相繞組的電流輪流切換，從而使電機旋轉。步進電機具有步進數可控、運行平穩、價格便宜的優點，在加速器控制系統中的應用很廣。

傳統的步進電機一般可分為永磁式步進電動機(PM Step Motor)，反應式步進電動機(VR Step Motor)和混合式步進電動機(Hybrid Step Motor)三種。

在數字化電機控制系統產生之前，要想獲得高性能的步進電機驅動要么是采用昂貴、難維護的直流電機配便宜的控制裝置，要么就是使用便宜的交流電機配昂貴、復雜的控制裝置。基于DSP的數字化電機控制的出現改變了這一狀況，由于DSP強大的運算能力，它可以實時地實現一些先進的控制算法，獲得高性能的電機驅動控制。

數字化電機控制的優點正是由于數字化的信號和信號處理所帶來的，和模擬控制相比，它具有互聯方便，穩定性好，便于大規模集成，可以構成復雜的系統，容易修改，便于測試、調試和大規模生產等優點。數字化電機控制技術包括兩個組成部分，現代電機控制理論和數字信號處理，其中數字信號處理又包括數字信號處理技術和數字信號處理器技術。數字化電機控制的發展和這幾個方面的進展是密不可分的。

現代電機控制理論以矢量控制理論為代表，還有近年來得到快速發展的直接轉矩控制理論等，這些高性能的控制方案需要進行大量的實時運算，用模擬器件的硬件方案來實現相當困難，難以實用化。只是在具有強大運算能力的控制器如 DSP等價格下降，性能提高之后，數字化的高性能控制方案才開始大量步入實用領域。

1.2數字信號處理器DSP發展和現狀

DSP是Digital Signal Processor的縮寫，DSP在70年代末、80年代初產生后起初并不顯眼，主要應用于一些特定的數字信號處理密集的領域如軍事的聲納和雷達、監測和監聽設備，以及氣象衛星、地震監測器等。雖受到個人計算機發展光輝的遮掩，它一直在幕后悄悄發展著。80年代后期開發出較通用產品后，逐步進入各個領域。近年來，隨著通訊領域的紅火，個人計算機的普及以及家用電器的發展，DSP更是從幕后走到了臺前，各種應用如手機、MODEM、硬盤、聲卡、顯卡、DVD.VCD、可視電話、數字電視、數字相機、導彈、高保真音響、洗衣機、空調、語音識別、游戲等等數不勝數，大到上天入地，小到我們每個人的身邊，現在是哪兒都有它的蹤跡了。

如果說CPU是PC時代的技術核心，則說DSP是后PC時代的技術核心毫不為過。由于具有超強的數字信號處理能力和合理的性價比，二十幾年時間，DSP的發展日益迅猛，應用日益廣泛。現在，DSP已經成為計算機網絡、無線通訊、信息家電、電子產品、圖形處理、視頻會議、數字音頻廣播等領域的核心。業內人士預言：DSP將是未來發展最快的電子器件，是電子產品更新換代的決定性因素。

DSP芯片能夠高速發展，一方面得益于集成電路的發展，另一方面也得益于巨大的市場。目前，DSP芯片的價格越來越低，性能價格比日益提高，具有巨大的市場潛力。據世界半導體貿易統計組織（WSTS）發布的統計和預測報告顯示：1996～2005年，全球DSP市場一直保持穩步增長，2005年增長率為35％；另據CCID統計：2005年中國DSP增長率超過40%，銷售量達到13億塊。

據市場調查公司ICE統計，1998年DSP市場達33.4億美元，其中通信占48%，計算機/MODEM占30%，硬盤12%，消費類產品5%，軍用航空航天5%，典型應用產品和市場包括：電視會議、文件成像、可視電話、數字蜂窩電話、數字設備、電機調速等，一些家用電器如空調、洗衣機、電冰箱等為了節能和靜音也開始采用DSP控制。

DSP按數據格式分可分為定點DSP和浮點DSP兩種，也可按用途分為通用型 DSP和專用型DSP，近年來德州儀器(TI)和美國模擬器件公司(Analog Device,簡稱AD)都推出了專門針對電機控制領域的專用型DSP系列，TI是TMS320-2XX系列，AD則是ADMC系列，這些芯片都是定點DSP，具有普通定點DSP的運算能力和單片機般的外圍設備，使得它們成為用于數字化電機控制的最佳選擇。當前，DSP芯片還在快速發展中，它的處理速度正隨著時間的前進而不斷提高，從1982年的5MIPS(每秒百萬指令)到1997年的100MIPS，再到現在的2000MIPS(多DSP單一化)，預計2007年將達到320000MIPS。DSP的價格則正走著一條相反的道路，據DSP最大的生產廠家TI公司的歷史價格統計，12年來每MIPS的價格己從200美元降到了一個美元，價格的下降導致應用領域的擴大，而應用的擴大也引起價格的下降，形成了一種良性的循環。

技術的高速發展引發了信息產業革命，以計算機技術、通信技術為核心的信息技術正在以前所未有的速度改變著人們的生活和工作方式。數字信號處理是信息技術中的一個核心問題。實現數字信號處理的核心器件是數字信號處理器(以后簡稱為DSP)。

數字化電機控制包括電機模型的數字化和信號處理的數字化，而DSP的運算速度則是這樣的實時一控制所必須的。為實現上述步進電機控制和交流電機控制融合的想法，由于其中有較多實時數學運算的要求，因此考慮使用德州儀器(TI)C2000系列DSP中的TMS320LF2407來實現。

1.3 課題背景及意義

用DSP控制的步進電機不僅減小了控制系統的體積、簡化了電路，同時進一步提高了電機控制的精度和控制系統的智能化，從而逐步實現控制系統的嵌入式。基于DSP的步進電機控制技術在九十年代時期得到了較大發展，主要應用在工業、航天、機器人、精密測量等領域。數控機床、跟蹤衛星用電經緯儀在采用了步進電機技術后，大大提高了控制與測量精度，這樣就使步進電機伺服系統的應用前景更加廣闊。

DSP控制器的技術水平主要體現在三個層面：硬件方案、核心控制算法以及應用軟件功能。國內步進電機控制器所采用的硬件平臺和國外產品相比并沒有太大差距，有的甚至更加先進。DSP用于電機控制有很多好處：

(1)可執行高級運算，減少力矩紋波，從而實現低振動、長壽命；(2)高級運算使諧波減小，很容易滿足國家要求，同時降低濾波器成本；(3)提供無傳感器運算，省去位置和速度傳感器：

(4)實時產生平滑的、近乎完美的參考模型，獲得良好的控制性能；(5)控制逆變器，產生高精度PWM輸出；(6)提供單片機控制系統。

本課題的研究內容是使用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407控制步進電機，實現步進電機的驅動，構成控制系統。

第二章 總體方案設計

2.1 設計方案

本次設計是步進電機控制器系統，整個控制系統分為四個部分：DSP中央控制器TMS320LF2407、外接電位器、步進電機及其驅動。

在本次設計中采用的電機是微型四相反應式步進電動機，其接受數字控制信號（電脈沖信號），并轉換為與之相對應的角位移。基于對低碳節能的考慮，在這里設計成一個單四拍信號來進行步進電動機的控制，通電順序為A-B-C-D-A，步距角為15°。驅動芯片采用的是ULN2003芯片，控制流程如下：首先由DSP的A/D轉換模塊將電位器輸出的模擬信號轉換為數字信號，然后將該數字信號輸入到DSP中以設定脈沖信號的間隔時間以便控制電機的轉速，接著將由DSP的四個I/O口提供脈沖信號給驅動芯片，脈沖信號經過驅動芯片的處理后用來驅動步進電機的四個相，從而達到控制電機運轉的目的。

在本次步進電機的控制系統中，由于步進電動機本身所擁有的精確定位特點我們采用開環控制系統。系統總體結構圖如下所示：

電位器A/DTMS320LF2407 DSP驅動芯片步進電機

圖2-1 系統總體結構圖

2.2 TMS320LF2407 DSP芯片介紹

2.2.1 TMS320LF2407 的性能特點

TMS320LF2407芯片是Texas Instruments公司生產的16位定點數字信號處理器TMS320C2000家族中的一種，是TMS320X240X系列DSP控制器中功能最強、片上設施最完備的一個型號。與其他TMS320C2000系列芯片相比具有以下特點：

1、采用高性能靜態CMOS技術，使供電電壓降為3.3V，減小了控制器功耗；40MIPS的最高指令執行速度使得指令周期為33ns(30MHz)，從而提高了控制器的實時控制能力。

2、基于TMS320C2xxDSP的CPU內核，保證了TMS320LF2407代碼和TMS320系列DSP代碼兼容。

3、片內有高達32K字FLASH程序存儲器，高達1.5K字數據/程序RAM，544字雙口RAM(DARAM)和2K字單口RAM(SARAM)。

4、兩個事件管理模塊EVA和EVB，每個模塊包括：兩個16位通用定時器；8個16位脈寬調制(PWM)通道。它們能夠實現： PWM的對稱和非對稱波形；可編程PWM死區控制以防止上下橋臂同時輸出觸發脈沖；3個捕獲單元；片內光電編碼器接口電路；16通道10位A/D轉換器。事件管理器模塊適用于控制交流感應電機、無刷直流電機、開關磁阻電機、步進電機和功率逆變器。

5、可擴展外部存儲器總共192K字空間：64K字程序存儲空間；64K字數據存儲空間；64K字I/O尋址空間。

6、看門狗定時器模塊(WDT)：可用來監控系統軟件和硬件的操作，它可以按照用戶設定的時間間隔產生中斷。如果軟件執行進入一個不正確的循環或者CPU運行出現異常時，該模塊可以實現系統復位，使系統進入預定狀態。

7、控制器局域網絡(CAN)2.0模塊：CAN模塊給用戶提供了設計分布式或網絡化運動控制系統接口。

8、串行通信接口(SCI)模塊：用于實現DSP與其他異步外設之間的串行通信，其接收器和發送器都是雙緩沖的。9、16位串行外設(SPI)接口模塊：用于DSP與外設或其他控制器進行串行通信，典型應用包括與數模轉換器、LED顯示驅動等器件的通信。

此外，TMS320LF2407包含高達40個可單獨編程或復用的通用輸入/輸出引腳和基于鎖相環的時鐘發生器。之所以稱TMS320LF2407為電機控制專用芯片，主要原因在于該芯片內置有功能強大的事件管理器、PWM脈沖發生器和兩路10位模數轉換模塊。有了事件管理器強大的實時處理功能和PWM控制波形發生器以及兩路同時采樣、保持、轉換的高速A/D，TMS320LF2407幾乎可以實現任何電機控制。

2.2.2 A/D轉換原理

A/D轉化電路亦稱“模擬數字轉換器”，簡稱“模數轉換器”。將模擬量或連續變化的量進行量化（離散化），轉換為相應的數字量的電路。

隨著數字技術，特別是信息技術的飛速發展與普及，在現代控制。通信及檢測等領域，為了提高系統的性能指標，對信號的處理廣泛采用了數字計算機技術。由于系統的實際對象往往都是一些模擬量(如溫度。壓力。位移。圖像等),要使計算機或數字儀表能識別。處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉換成數字信號；而經計算機分析。處理后輸出的數字量也往往需要將其轉換為相應模擬信號才能為執行機構所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號與數字信號之間起橋梁作用的電路-模數和數模轉換器。

A/D轉換器的功能是把模擬量變換成數字量。由于實現這種轉換的工作原理和采用工藝技術不同，因此生產出種類繁多的A/D轉換芯片。A/D轉換器按分辨率分為4位、6位、8位、10位、14位、16位和bcd碼的31/2位、51/2位等。按照轉換速度可分為超高速(轉換時間≤330ns)、次超高速(330~3.3μs)、高速(轉換時間3.3~333μs)、低速(轉換時間＞330μs)等。A/D轉換器按照轉換原理可分為直接a/d轉換器和間接a/d轉換器。所謂直接A/D轉換器，是把模擬信號直接轉換成數字信號，如逐次逼近型，并聯比較型等。其中逐次逼近型a/d轉換器，易于用集成工藝實現，且能達到較高的分辨率和速度，故目前集成化A/D芯片采用逐次逼近型者多；間接A/D轉換器是先把模擬量轉換成中間量，然后再轉換成數字量，如電壓/時間轉換型(積分型)；電壓/頻率轉換型，電壓/脈寬轉換型等。其中積分型a/d轉換器電路簡單，抗干擾能力強，切能作到高分辨率，但轉換速度較慢。有些轉換器還將多路開關、基準電壓源、時鐘電路、譯碼器和轉換電路集成在一個芯片內，已超出了單純A/D轉換功能，使用十分方便。

2.2.3 TMS320LF2407 內部A/D轉換模塊概述

TMS320LF2407的A/D轉換模塊（ADC）具有以下特性：

1、帶內置采樣和保持（S/H）的10位ADC。

2、多達16個模擬輸入通道（ADCIN0-ADCIN15）。

3、自動排序的能力。一次可執行最多16個通道的“自動轉換”，而每次要轉換的通道都可以通過編程來選擇。

4、兩個獨立的最多可選擇8個模擬轉換通道的排序器（SEQ1和SEQ2）可以獨立工作在雙排序器模式，或者級聯之后工作在一個最多可選擇16個模擬轉換通道的排序器模式。

5、在給定的排序方式下，4個排序控制器（CHSELSEQN）決定了模擬通道轉換的順序。

6、可單獨訪問的16個結果轉換器（RESULT0-RESULT15）用來儲存轉換結果。

7、可有多個觸發源啟動A/D轉換： 軟件：軟件立即啟動（用SOC和SEQN）；

EVA/B：事件管理器（在EVA/B中有多個事件源可以啟動A/D）； 外部：ADC SOC引腳；

8、靈活的中斷控制，允許在每一個或每隔一個序列的結束時產生中斷請求。

9、排序器可工作在啟動/停止模式，允許多個按時間排序的觸發源同步轉換。

10、EVA和EVB可各自獨立地觸發SEQ1和SEQ2（僅用于雙排序器模式）。

11、采樣和保持獲取時間窗口有單獨的預定標控制。

12、內置校驗模式。

13、內置自測試模式。

2.2.4 事件管理器

在實際應用中，使用TMS320LF2407來構成運動控制系統的關鍵是該芯片具有一個事件管理器(Event Manager)專用外設模塊。事件管理器是一個專門用于電動機控制的外設模塊，主要由通用定時單元、比較單元、捕獲單元、正交編碼脈沖電路QEP和外部輸入組成。

2.2.5 通用定時器

TMS320LF2407的每個事件管理模塊有兩個可編程通用定時器(GP)。每個GP定時器x(EVA，x=1，2；對EVB，x=3，4)包括：

一個16位定時器增/減計數的計數器TxCNT，可讀寫。一個16位定時器比較寄存器(映射雙緩沖寄存器)TxCMPR，可讀寫。一個16位定時器周期寄存器(映射雙緩沖寄存器)TxPR，可讀寫。一個16位定時器控制寄存器TxCON可讀寫。可選擇的內部或外部輸入時鐘。

用于內部或外部時鐘輸入的可編程預定標器(Prescaler)。

控制和中斷邏輯用于四個可屏蔽的中斷：下溢、溢出、定時器比較和周期中斷。

可選方向的輸入引腳TMRDIR(當選擇雙向計數方式時，可以用來選擇向上或向下計數)。

在實際應用中，這些定時器能夠產生系統所需要的計數信號、離散控制系統的采樣周期、QEP電路、捕獲單元和比較單元的時基等。為了適應不同應用的需要，每個通用定時器都有6種可選的計數模式，分別是：停止/保持模式；單增計數模式；連續增計數模式；定向增/減計數模式；連續增/減計數模式；單增/減計數模式。

每個GP定時器都有一個比較寄存器和一個比較PWM輸出引腳，通用定時器可以工作在比較操作模式或比較PWM輸出模式。當工作在比較操作模式時，定時器的計數器值總是和相關的比較寄存器中的值相比較，當兩者相等時就發生比較匹配事件。當工作在比較PWM模式時，其輸出引腳的信號受通用定時器控制寄存器的定義、定時器所處的計數模式以及定時器的計數方向的影響。

2.2.6 全比較單元

事件管理器EVA模塊中有三個全比較單元CMPx(x=1，2，3)；事件管理器EVB模塊中同樣有三個全比較單元CMPx(x=4，5，6)。每個比較單元都可以工作在比較模式或PWM模式下，可以通過COMCON中的位決定每個比較單元的工作模式。

當比較模式被選中并且全比較操作被使能時，定時器的計數器就會不斷地與全比較單元的比較寄存器中的值進行比較。當發生比較匹配時，全比較單元的輸出引腳會根據ACTR中的定義產生合適的電平跳變，同時比較中斷標志被置位。如果同組中沒有其他更高優先級的中斷掛起，該中斷標志將向DSP內核發出中斷請求。當工作在PWM模式下，全比較的操作類似于通用定時器的比較操作。2.2.7 捕獲單元和正交編碼脈沖電路

捕獲單元在TMS320LF2407的捕獲引腳上出現跳變時被觸發，事件管理器總共有6個捕獲單元。當捕獲引腳CAPx(對EVA，x=1，2，3：對EVB x=4，5，6)上檢測到所選的跳變時，所選的GP定時器的計數值被捕獲并存儲在兩級FIFO棧中。

每個EV模塊都有一個正交編碼脈沖電路。該電路被使能后，可以在編碼和計數引腳CAP I /QEP I和CAP2/QEP2(對于EVA模塊)或CAP3lQEP3和CAP4/QEP4(對于EVB模塊)上輸入正交編碼脈沖。正交編碼脈沖電路可用于連接光電編碼器以獲得旋轉機械的位置和速率信息。此電路在處理電機測速光電編碼器的輸出信號時很有用，可以大大簡化電機測速的軟硬件開銷，提高控制系統的測速精度與可靠性。如果使能了正交編碼脈沖電路，則相應引腳上的捕獲功能將被禁止。

2.3 四相反應式步進電機

2.3.1 步進電機的結構

四相步進電機的基本機構如圖2-2。四相步進電機在結構上分為轉子和定子兩部分。定子一般由硅鋼片疊成，定子上所繞的線圈稱為勵磁線圈。對于如圖2.1所示的繞線方式，A、A’引線形成一相，B、B’引線形成一相,C、C’引線形成一相D、D’引線形成一相。當給某相線圈通電時將形成8個磁極。這樣，對于四相八級步進電機共有A、A’，B、B’，C、C’和D、C’四個繞組、8個磁極。每個定子磁極內表面都分布著小齒，它們大小相同，間距相同。

轉子是由軟磁材料制作成的。其外表面也均勻分布著小齒，這些小齒與定子磁極上的小齒相同，形狀相似。

由于小齒的齒距相同，所以不管是定子還是轉子，它們的齒距角都可以由下式

?Z?2?/Z（2.1）

來計算。式中，Z為轉子的齒數。

圖2-2 四相步進電機步進示意圖

2.3.2 步進電機的工作原理

在步進電機的結構中必定有錯齒和對齒的存在如圖2-3所示。我們把定子小齒和轉子小齒對齊的狀態稱為對齒；把定子小齒與轉子小齒不對齊的狀態稱為錯齒。錯齒的存在是步進電機能夠旋轉的前提條件。如果給處于錯齒狀態的相線圈通電，轉子在電磁力的作用下，如果磁極相異，則轉子向完全對齒方向轉動，如果磁極性相同，則轉子向完全錯齒方向轉動。假設將電機的轉子置于線圈所產生的磁場中，便會受到磁場的作用而產生與磁場方向一致的力，轉子便開始轉動，直到轉子的磁場和線圈的磁場方向一致為止。步進電機的轉動就是基于這一原理實現的。

定子小齒

轉子小齒

（a）對齒（b）錯齒

圖2-3 定子齒與轉子齒的磁導現象

按如下四個步驟循環通電： A’A相通電，電流方向為A’—A； B’B相通電，電流方向為B’—B； C’C相通電，電流方向為C’—C； D’D相通電，屯流力向為D’—D。

可以分析出，在每一次通電過程中，步進電機的轉子均相對上次通電時的平衡位置順時針旋轉了一個位移角。對繞組通電一次的操作稱為一拍，根據上面給出的算式每給電機一個脈沖，步進電機將轉過15度，既轉過一圈則需要，360/15=24個脈沖。

2.5 驅動芯片結構與特點

本次設計采用的驅動芯片是ULN2003。它是高耐壓、大電流達林頓陳列。由七個硅NPN達林頓管組成。該電路的特點如下：

ULN2003的每一對達林頓都串聯一個2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連。可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數據。ULN2003工作電壓高．工作電流大．灌電流可達500mA，并且能夠在關斷時承受50v的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。

圖2-4 ULN2003內部結構圖 第三章 詳細設計

3.1 系統硬件設計

系統硬件設計詳細信息請查閱成員朱永良報告。

3.2系統軟件設計

3.2.1 DSP開發軟件CCS介紹

CCS（Code Composer Studio）軟件是德州儀器公司專為TMS320系列DSP開發的一個開發軟件。

CCS在Windows環境下工作，類似于VC++集成開發環境，它采用圖形接口界面，提供有編輯工具和工程管理工具，將代碼產生工具，如匯編器、鏈接器、C/C++編譯器、建庫工具整合為一個統一的開發平臺。CCS支持匯編語言、C/C++語言編程。能對DSP進行指令級的仿真和可視化實時數據分析，極大地方便了DSP系統地軟硬件開發。但多數情況下，考慮到軟件的移植性問題，一般采用C語言編程。下圖所示為CCS平臺的組成。

圖3-1 CCS平臺組成 CCS集成的源代碼編輯環境，使程序的修改更為方便；CCS集成的代碼生成工具，使開發設計人員不必鍵入大量的命令及參數；CCS集成的調試工具，使程序調試一目了然，大量的觀察窗口使程序調試得心應手。更重要的是CCS增強了實時、嵌入信號的開發過程，開發人員可在不中斷程序運行的情況下檢查算法的對錯，實現對硬件的實時跟蹤調試，大大縮短了程序的開發時間。3.2.2 程序控制流程

如下圖所示為主程序流程圖：

開始系統初始化I/O口模式設置所有LED初始化LCD初始化調用電機子程序

圖3-2 主程序流程圖

程序運行開始后，首先進行系統初始化，初始化內容包括：將DSP的IOPE0到IOPE7管腳設置為I/O模式、將中斷模式位清零使所有未屏蔽的中斷使能、將IOPE0到IOPE7管腳設置為低電平既使開發板上的燈全部熄滅、定時器1初始化設置定時周期和計數模式等。

3.2.3 電機初始化程序 main(){

SystemInit();

//系統初始化

MCRC=MCRC & 0xFF00;

//IOPE0-7設為IO口模式

PEDATDIR=0xFF00;

asm(“ CLRC INTM ”);

LcdInit();

Timer1Init();

while(1)

{

KeyLed();

} }

void SystemInit()

{

asm(“ SETC INTM ”);

asm(“ CLRC SXM ”);

asm(“ CLRC CNF ”);asm(“ CLRC OVM ”);

SCSR1=0x83FE;

時鐘CLKOUT=40M */

WDCR=0x006F;

KickDog();

IFR=0xFFFF;

IMR=0x0002;

}

//所有LED=0，/*LCD初始化*/

//定時器初始化

//系統初始化程序

/* 關閉總中斷 */

禁止符號位擴展 */

/* B0塊映射為 on-chip DARAM*/ /* 累加器結果正常溢出*/

/* 系統時鐘CLKOUT=20*2=40M */ /* 打開ADC,EVA,EVB,CAN和SCI的時鐘,系統

/* 禁止看門狗,看門狗時鐘64分頻 */

/* 初始化看門狗 */

/* 清除中斷標志 */

/* 打開中斷2*/

/*

3.2.4 電機控制程序

調用電機控制程序numled=0,numled++提取AD模塊采樣結果（AD>0）numled等于AD？numled++是IOPE1輸出高電平;LED1亮 numled等于2*AD？numled++是IOPE2輸出高電平;LED2亮 numled等于3*AD？numled++numled++是IOPE3輸出高電平;LED3亮 numled等于4*AD？numled++是是IOPE4輸出高電平;LED4亮 numled等于5*AD？圖3-3 電機控制流程圖

void KeyLed(){

if(numled==AD)

//修改參數AD可以控制步進電機轉速

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全滅

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0002;

//IOPE=1;LED1亮

}

if(numled==2*AD)

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全滅

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0004;

//IOPE2=1;LED2亮

} if(numled==3*AD)

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全滅

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0008;

//IOPE3=1;LED3亮

} if(numled==4*AD)

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全滅

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0010;

//IOPE3=1;LED4亮

}

if(numled>=4*AD)

{

Que();

WriteMenu1(6,b);

numled=1;

}

}

程序初始化后，DSP的AD轉換模塊將電位器輸入的電壓模擬信號轉換為數字信號,并存在結果寄存器RESULT0（設計采用的通道為AD0通道）中，我們通過賦值的方式將寄存器里的值賦給數組，然后用求平均數的方式來進行濾波，最后將平均值賦值整數值AD。根據上面的程序可以看出AD的大小決定了脈沖之間的間隔，也就是說通過調節AD的值可以控制電機的轉速。

3.3 程序調試

在PC機系統安裝好編譯軟件CCS3.3后，在計算機桌面上將出現兩個快捷方式圖標，一個是Setup CCStudio v3.3，另一個是CCStudio v3.3。Setup CCStudio v3.3是用來對該編譯器的運行環境進行配置；CCStudio v3.3為程序仿真調試集成環境軟件。CCS集成開發環境不能直接將匯編源代碼或C語言源代碼文件Build生成DSP可執行代碼。必須使用項目（Project）來管理整個設計和調試過程。項目保存為*.pjt文件。新建完項目并把C源程序文件（.C）、匯編源程序文件(.ASM)、目標文件(.OBJ)、庫文件(.LIB)、命令文件(.CMD)等都加入后，便可以開始調試程序。其中的頭文件將通過在程序中用include來添加。在調試過程中也遇到了一些問題，例如電機無法正常運轉，后來在同學的幫助下終于找到了問題的所在，最終解決了問題。

第四章 心得體會

這次為期一周的DSP課程設計，我不僅僅學到了DSP設計方面的知識，更使我懂得一個儀器的設計過程。在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。

在這次難得的課程設計過程中我鍛煉了自己的思考能力和動手能力。通過題目選擇和設計電路的過程中，加強了我思考問題的完整性和實際生活聯系的可行性。在方案設計選擇和芯片的選擇上，培養了我們綜合應用的能力,對集成開發環境CCS的使用也有了更深的了解，對DSP芯片的應用也有了更深刻的體會。還鍛煉我們個人的查閱技術資料的能力，動手能力，發現問題，解決問題的能力。并且我們熟練掌握了有關器件的性能及測試方法。

再次感謝老師的輔導以及同學的幫助，是他們讓我有了一個更好的認識，無論是學習還是生活，生活是實在的，要踏實走路。課程設計時間雖然很短，但我學習了很多的東西，使我眼界打開，感受頗深。

在今后社會的發展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發現問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可!19

參考文獻

[1]王玲，王曉明．電動機的DSP控制-TI公司DSP應用．北京：北京航空航天大學出版社，2004 [2]劉和平，鄧力．DSP原理及電機控制應用．北京：北京航空航天大學出版社，2006 [3]王曉丹．基于單片機的步進電機細分驅動系統的研究：[碩士學位論文]．長沙：中南大學控制科學與工程，2008 [4]孫忠獻．電機技術與應用．福州：福建科學技術出版社，2004 [5]李愛芹．基于DSP的三相混合式步進電機細分驅動系統研究：[碩士學位論文]．杭州：浙江工業大學控制理論與控制工程，2006 [6]孫忠獻．電機技術與應用．福州：福建科學技術出版社，2004 [7]章烈剽．基于單片機的高進度步進電機控制研究：[碩士學位論文]．武漢：武漢理工大學控制理論與控制工程，2007 [8]劉愛萍．基于C8051F005單片機的兩相混合式直線步進電機驅動系統的設計：[碩士學位論文]．呼和浩特：內蒙古農業大學農業電氣與自動化，2007 [9]湯涌．基于電機參數的同步電機模型．電網技術，2007 [10]楊渝欽．控制電機．天津：機械工業出版社，2008 20

附錄

/*Main.c*/

/*步進電機控制系統程序*/ #include “hd44780.h” #include “global.c” void SystemInit();void Timer1Init();void LcdInit(void);void WriteCom(Uint16 com);void WriteMenu1(Uint16 num,Uint16 *pBuffer);void KickDog();

void KeyLed();void Lv();void Que();Uint16 a[6],b[6];unsigned int numled=0;unsigned int i=0,j=0,t0=0,k=0,D=0;unsigned int RESULT_0=0,AD=0;unsigned int AD0[18],AD_0,AD_FLAG=0;float AD_E=0.0;main(){

SystemInit();

//系統初始化

MCRC=MCRC & 0xFF00;

//IOPE0-7設為IO口模式

PEDATDIR=0xFF00;

//所有LED=0，asm(“ CLRC INTM ”);

LcdInit();

/*LCD初始化*/

Timer1Init();

//定時器初始化

while(1)21

{

KeyLed();

}

}

void SystemInit(){

asm(“ SETC INTM ”);

asm(“ CLRC SXM ”);asm(“ CLRC CNF ”);asm(“ CLRC OVM ”);

SCSR1=0x83FE;

CLKOUT=40M */

WDCR=0x006F;

KickDog();

IFR=0xFFFF;

IMR=0x0002;

}

void Timer1Init()

{

EVAIMRA=0x0080;

EVAIFRA=0xFFFF;

GPTCONA=0x0000;T1PR=2500;

/* 關閉總中斷 */

/* 禁止符號位擴展 */

/* B0塊映射為 on-chip DARAM*/ /* 累加器結果正常溢出*/

/* 系統時鐘CLKOUT=20*2=40M */

/* 打開ADC,EVA,EVB,CAN和SCI的時鐘,系統時鐘

/* 禁止看門狗,看門狗時鐘64分頻 */

/* 初始化看門狗 */

/* 清除中斷標志 */ /* 打開中斷2*/

// 定時器1周期中斷使能

// 清除中斷標志

// 定時器1初值,定時0.4us*2500=1ms

}

T1CNT=0;T1CON=0x144E;

//增模式, TPS系數40M/16=2.5M,T1使能

void KeyLed(){

while(1)

{

if(AD_FLAG==1)

{

AD_FLAG=0;

for(i=0;i<18;i++)

{

AD_Simple();

AD0[i]=RESULT_0;

}

Lv();

}

}

if(numled==AD)

// 修改這些參數可以控制步進電機轉速

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全滅

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0002;

//IOPE=1;LED1亮

}

if(numled==2*AD)

{

} if(numled==3*AD)

{ PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全滅

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0004;

//IOPE2=1;LED2亮

} PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全滅

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0008;

//IOPE3=1;LED3亮

if(numled==4*AD)

{

PEDATDIR=PEDATDIR & 0xFF00;

//IOPE1,2,3,4=0;LED全滅

PEDATDIR=PEDATDIR | 0x0010;

//IOPE3=1;LED4亮

}

if(numled>=4*AD)

{

Que();

WriteMenu1(6,b);

numled=1;

}

}

void Que(){

int v=2500/AD;

a[2]=v/1000;

//千位 a[3]=(v-a[2]*1000)/100;

//百位 a[4]=(v-a[2]*1000-a[3]*100)/10;

//十位 a[5]=(v-a[2]*1000-a[3]*100)%10;

//個

for(i=0;i<=6;i++)

{

b[i]=a[i]+0x30;

};}

void AD_Simple(){

ADCTRL1=0x4000;

asm(“ NOP ”);

/* ADC模塊復位 */

ADCTRL1=0x0020;

/* 自由運行,啟動/停止模式,雙排序器工作模式 */

MAXCONV=0x0000;

CHSELSEQ1=0x0000;

//第0通道

ADCTRL2=0x4000;

//復位使排序器指針指向CONV00

ADCTRL2=0x2000;

/* 啟動ADC轉換 */

/*等待轉換完成 */

while((ADCTRL2&0x1000)==0x1000);

asm(“ NOP ”);

RESULT_0=RESULT0>>6;

}

void Lv(){

unsigned int MaxAD0=0;

unsigned int MinAD0=AD0[0];

unsigned int tempAD0=0;

for(j=0;j<18;j++)

{

if(AD0[j]>MaxAD0)

MaxAD0=AD0[j];

else if(AD0[j]

MinAD0=AD0[j];

}

for(j=0;j<18;j++)

{

tempAD0=tempAD0+AD0[j];

}

AD_0=(tempAD0-MaxAD0-MinAD0)/16;

AD_E=AD_0*100/1023+10;}

void interrupt

c_int2()

/*定時器1中斷服務程序*/ { T1CNT=0;numled++;AD=(int)AD_E;

if(PIVR!=0x27){

asm(“ CLRC INTM ”);return;

}

t 0++;if((AD_FLAG==0)&((t0%1000)==0))

//定時AD采樣

}

void KickDog(){

}

#include “global.c” WDKEY=0x5555;WDKEY=0xAAAA;

/*踢除看門狗 */ {

AD_FLAG=1;} EVAIFRA=0x80;asm(“ CLRC INTM ”);

#include

“hd44780.h” PADATDIR = PADATDIR | 0xFF08 PADATDIR = PADATDIR & 0xFFF7 PADATDIR = PADATDIR | 0xFF10 PADATDIR = PADATDIR & 0xFFEF

PADATDIR = PADATDIR | 0xFF20

PADATDIR = PADATDIR & 0xFFDF #define

SetRS #define

ClrRS #define

SetRW #define

ClrRW #define

SetE #define

ClrE

void LCDPIN(void){

} void LCDPOUT(void){

}

PEDATDIR = PEDATDIR | 0x0080;PBDATDIR = PBDATDIR & 0x00FF;PEDATDIR = PEDATDIR & 0xFF7F;PBDATDIR = PBDATDIR | 0xFF00;void delay(Uint16 number){

}

//============================================ void Busy(void){

Uint16 Temp = 0x0080;LCDPIN();delay(200);ClrRS;Uint16 j;for(j = 0;j < number;j++);

} SetRW;while(Temp){

} SetE;delay(50);Temp = PBDATDIR;Temp = Temp & 0x0080;ClrE;delay(50);//========================================== void WriteCom(Uint16 com){

}

void WriteMenu1(Uint16 num,Uint16 *pBuffer)Busy();delay(100);LCDPOUT();delay(200);ClrRS;ClrRW;delay(50);com = 0xFF00 | com;PBDATDIR = com;SetE;delay(50);ClrE;

{

} //================== void LcdInit(void){

WriteCom(0x30);WriteCom(0x30);WriteCom(0x30);delay(1000);WriteCom(0x01);delay(1000);WriteCom(0x02);delay(1000);WriteCom(0x06);Uint16 i,t;WriteCom(0x80);SetRS;ClrRW;delay(50);for(i=num;i!=0;i--){

} t = *pBuffer;t = 0xFF00 | t;PBDATDIR = t;SetE;delay(50);ClrE;

pBuffer++;29

} delay(1000);WriteCom(0x0c);delay(1000);WriteCom(0x38);

//==================== // No more

第四篇：電機設計論文

12電機設計論文_電動機論文

一、選題的依據及意義

現在社會中，電能是使用最廣泛的一種能源，在電能的生產、輸送和使用等方面，作為動力設備的電機是不可缺少的一部分。電機在國家經濟建設，節約能源、環保和人民生中起著十分重要的作用。發電機主要用于移動電源、風力發電、小型發電設備中；電動機在生產和交通運輸中得到廣泛使用，電動機主要用于驅動水泵、風機、機床、壓縮機、冶金、石化、紡織、食品、造紙、建筑、礦山等機械產品上。隨著科學技術的不斷創新和工農業的迅猛發展，電氣化與自動化水平不斷提高，國民經濟各部門對異步電動機的需求量日益增加，對其性能，質量，技術經濟指標也相應地提出了越來越高的要求。因此，對異步電動機品種，必須適時實地做出更新與發展，以適應各個新興工業領域不同的特殊要求，特別是對需求量最大的中小型異步電動機，在保證其質量運行，壽命長和能滿足使用要求的同時，進一步節約銅、鐵等材料，提高效率和功率因數，以提高其經濟技術指標與降低耗電量，是具有十分重要的意義。由于Y系列異步電動機具有體積小，重量輕，運行可靠，結構堅固耐用，外形美觀等特點，具有較高的效率，有良好的節能效果，而且噪音低，壽命長，經久耐用。作為普遍用于拖動各種機械的動力設備，其用電量在總的電網的總的負荷中占有重要的一席。Y系列共有兩個基本系列、十六個派生系列、九百多個規格，能滿足國民經濟各部門的不同需要。所以設計研究三相異步電動機意義重大。國內外研究現狀及發展趨勢（含文獻綜述）

1、現狀

國外公司注重新產品開發，在電機的安全、噪聲、電磁兼容等方面很重視。國外的先進水平主要體現在電機的可靠性高，壽命長，通用化程度高，電機效率不斷提高，噪聲低，重量輕，電機外形美觀，絕緣等級采用F級和H級，而且也考慮電機制造成本的降低等國內雖有部分產品已達90年代初的國際水平，但相當部分的產品可靠性差，重量重，體積大和噪聲大，綜合水平只相當于80年代初期國際水平，其主要原因是制造工藝落后，關鍵材料的質量和品種不能滿足要求，科研和設計工作沒有跟上，科研投入少，新產品開發資金匱乏，企業技術創新能力較弱

2、電機行業發展趨勢 1）企業在改造中求發展

企業要自己選準位置，立足生求，真抓實干，穩步發展。我國中小電機生產銷售受各種因素的影響，變化幅度比較大，企業要看準改革市場，并重點地去占領他，發揮企業自身的優勢，例如，目前的稀土永磁電機，大量用于風機、水泵、1 機床、壓縮機、城市交通及工礦電動車輛等變頻調速裝置，預測會有較大的發展前途。2）發展派生、專用系列電機

我們要開拓多用途、多品種派生和符合國外先進標準的電機產品。隨著社會的不斷前進，科技水平的不斷提高，電機行業的不斷發展，市場需求會不斷變化，電機產品的外延和內涵也不斷拓展，電機產品配套面廣，它廣泛地應用于能源、交通、石油、化工、冶金、礦山、建筑等各個領域，并且電機的通用性逐步向專用性方面發展，打破了過去同一類電機同時用于不性質、不同場合的局面。電機產品正向著專業性、特殊性、個性化方面發展，這也是國外企業發展的最新觀點與動向。3）電機要高效、節能

我國中小型電機作為各種機械設備的動力源，其耗電總量已占全國發電量的70%左右。因此，發展中國高效電機，推廣節能產品，是響應國家節能政策、實現節能降耗的重要舉措。

在產品開發中，以前的科學院所、企業在產品設計采用了許多辦法，如采用降低起動力矩、電容補償、阻尼槽方法來節約電能，但這些都是在頻率不變的條件下來實現的。自從有了逆變器后，電源的變頻變壓變的更加容易，從而可以調節異步電機在最佳工作點上運行，保證出力不變的情況下，可用最大效率和功率因數代替額定效率和額定功率因數，減小了電機尺寸，減輕了電機重量，降低了成本，提高了企業經濟效益和社會效益。

4)機電一體化、智能化 隨著科學技術的發展，機電一體化技術得到長足發展，同時，各種高新技術也為電機產品注入了新的活力，制造工藝和管理信息化技術通過微電子、計算機、網絡技術的應用，國家政策的鼓勵、各企業對科技的重視，使新產品開發的周期逐漸縮短，機電一體化、智能化電機（如交流變頻調速電機是一種無級調速傳動系統）應運而生，調速制造、虛擬制造等先進制造技術推廣應用。我國的電機的技術性能水平與發達國家的水平相當。

2、發展趨勢

隨著國家宏觀經濟的調整以及市場需求的推動，二十世紀中小型電機的品種將得到更大的發展，尤其是對于發展高效率電機、高品位的出口電機和機電一體化的交流變頻電機將會給予特別的重視，而一些新穎的電機，如永磁電機、無刷直流電機、開關磁阻電機等，將進一步完善。同時，隨著CAD技術、數控機床、專用加工設備、冷軋矽鋼片、F級、H級絕緣材料等新技術、新材料的推廣，電 2 機行業的生產方式也將出現新的重大的變化。電機的技術發展動向是向小型化、薄型化、輕量化、無刷化、智能化、靜音化、高效化、節能化、環保化、可靠化、精密化、組合化，電機采用新型磁性、導電、絕緣材料。

二、本課題研究內容 本課題主要是研究設計Y802-4三相鼠籠式異步電動機---設計計算.首先根據給定的功率，功率因數，相數，頻率及額定相電壓確定異步發電機的主要規格。

本課題的主要計算過程如下： 1.額定數據及主要尺寸計算 2.磁路計算 3.參數計算 4.起動計算

根據Y802-4三相鼠籠式異步電動機各性能指標：效率?，功率因數cos?，TSTISTTmax 最大轉矩倍數 TN，起動轉矩倍數 TN，起動電流倍數 IN 計算出各個參數。

三、本課題研究方案

本課題的研究方案是根據設計任務書并結合所選機型的各參數指標進行復算，通過方案比較，確定電機電磁性能有關的尺寸和數據，選定材料，并核算其電磁性能。最終算計出符合國家有關標準和技術要求的電機參數； 利用計算機進行輔助設計，提高功率因數，提高效率，提高電動機的工作能，節省制造材料。

四、研究目標、主要特色及工作進度

1.研究目標：在原復算方案的基礎上既節省材料，又提高性能；將不同方案進行比較，以求得最佳結果。

2、主要特色

進行發電機的電磁設計時，先釆用手算的方法，使各項性能指標都滿足。后釆用計算機編程的方法進行計算，得出最優方案。

3、工作進度 3

六、參考文獻 [1] 陳世坤 電機設計［M］ 機械工業出版社 2000 [2] 李發海 電機學［M］ 科學出版社 1995 [3] 三相異步電動機設計、原理與試驗 沈陽機電學院 [3] 張躍峰 AUTOCAD2004 入門與提高 清華大學出版社 4 目 錄 摘

要........................................................................................................................I ABSTRACT..................................................................................................................II 前

言..........................................................................................................................1 第1章 概

述................................................................................................................2 1.1我國電機制造工業發展近況與發展趨勢..........................................................2 1.2 電機的分類..........................................................................................................2 1.3三相異步電動機的結構和用途..........................................................................3 1.3.1異步電動機結構............................................................................................3 1.3.2異步電動機用途............................................................................................4 1.4三相異步電動機的基本工作原理和運行特性..................................................5 1.4.1 基本工作原理...............................................................................................5 1.4.2三相異步電動機的工作特性........................................................................5 1.5 三相異步電動機的起動與調速..........................................................................6 1.5.1三相異步電動機的起動................................................................................6 1.5.2三相異步電動機的調速................................................................................7 1.6 感應電動機的主要性能指標和額定參數........................................................8 1.7電機節能..............................................................................................................8 第2章 三相鼠籠式異步電動機的設計方法............................................................10 2.1 電磁負荷的選擇與匹配....................................................................................10 2.1.1電磁負荷對電機性能和經濟性的影響......................................................10 2.1.2 電磁負荷的選擇.........................................................................................10 2.1.3 電荷負荷的匹配.........................................................................................11 2.2 主要尺寸、氣隙長度的選取及繞組型式的選擇............................................11 2.2.1主要尺寸的選擇..........................................................................................11 2.2.2 氣隙長度的選取及確定.............................................................................12 2.2.3鐵心尺寸......................................................................................................12 2.2.4定子繞組形式和節距的選擇......................................................................13 2.3 籠型轉子的尺寸設計........................................................................................14 2.3.1 轉子槽數選擇及定轉子槽配合問題.........................................................14 12電機設計論文_電動機論文 2.3.2 轉子槽形的選擇和槽形尺寸的確定.........................................................15 第3章 三相鼠籠式電動機電磁設計與方案調整....................................................17 3.1鼠籠式電動機電磁方案的設計........................................................................17 3.2電機調整方案....................................................................................................37 3.3 方案結果分析....................................................................................................40 3.4 提高電機工作性能的一些措施........................................................................41 第4章 計算機輔助工具在電機設計的應用............................................................43 結束語..........................................................................................................................45 致 謝.........................................................................................錯誤！未定義書簽。參考文獻......................................................................................................................45 Y802-4 0.75 kW三相鼠籠式異步電動機設計 摘 要

本文介紹了Y系列三相鼠籠異步電動機的設計方法,文章首先從異步電機的基本理論及工作特性著手，簡單介紹了異步電機的發展近況、基本特性、類型、結構、用途、技術指標、工作原理及運行特性等，為電機設計的做好必要的理論準備。電機設計是個復雜的過程，因此需要考慮的因素、確定的尺寸和數據很多。同時本文也詳細闡述了三相鼠籠異步電動機的設計改進調整方案，以及計算機輔助工具的應用，這給電機設計和優化帶來了新的契機。

關鍵詞 :三相異步電動機；設計；電磁路參數；工作性能；優化方案 Y802-4 0.75KW Three-phase Squirrel-cage Induction Motor Design Abstract In this paper, Y series three-phase squirrel-cage induction motor design method, the article first of all, from the basic theory of induction motor characteristics and the work to proceed, briefly introduced the latest development of the induction motor, the basic characteristics, type, structure, purpose, technical indicators, the working principle and operation characteristics, designed for the motor to make the necessary preparations for the theory.Electrical design is a complex process and therefore need to take into consideration to determine a lot of size and data.At the same time, this article also detailed three-phase squirrel-cage induction motor to improve the design of adjustment programs, as well as the application of computer-aided tools, this motor design and optimization to bring a new opportunity.Keyword: Three-phase asynchronous motor;design;electromagnetic parameters;performance;optimization program 前 言

現在社會中，電能是使用最廣泛的一種能源，在電能的生產、輸送和使用等方面，作為動力設備的電機是不可缺少的一部分。中小型電機行業是機械工業的重要組成部分，在國民經濟中起著舉足輕重的作用。發電機主要用于移動電源、風力發電、小型發電設備中；三相異步電動機在生產和交通運輸中得到廣泛使用，例如，在工業方面，它被廣泛用于拖動各種機床。水泵、壓縮機、攪拌機、起重機械等。在農業方面，他被廣泛用于拖動排灌機械、脫粒機及各種農產品的加工機械。在家用電器和醫療器械和國防設施中，異步電動機也應用十分廣泛，作為拖動各種機械的動力設備。隨著科學技術的不斷創新和工農業的迅猛發展，電氣化與自動化水平不斷提高，國民經濟各部門對異步三相異步電動機的需求量日益增加，對其性能，質量，技術經濟指標也相應地提出了越來越高的要求。因此，對三相異步電動機性能提出了許多新的更新的要求，必須適時實地做出更新與發展，以適應各個新興工業領域不同的特殊要求，特別是對需求量最大的中小型三相異步電動機，在保證其質量運行，壽命長和能滿足使用要求的同時，進一步節約銅、鐵等材料，提高效率和功率因數，以提高其經濟技術指標與降低耗電。三相異步電動機已有近20年多年的研制開發、設計和生產史。尤其近些年來,隨著研制開發技術的不斷創新、迅速發展和完善，如集成化技術、智能化技術、網絡化技術、虛擬技術等，設計出 ―更快、更精、更凈‖的產品。第1章 概 述

1.1我國電機制造工業發展近況與發展趨勢

電動機制造是我國機械工業中較大的行業之一，它既是關系到各行各業自動化的重要基礎產品，又是與人類生活密切相關的面廣量大、品種繁多的通用產品。電動機是把電能轉變為機械能的主要執行部件，國內60%～70%的發電量被電機所消耗。因此，電機產品的品種、數量和質量各種性能水平的提高和發展，都會直接影響國民經濟各部門成套設備的發展水平。

20世紀40年代以前，我國電機制造工業極端落后。50年代以仿制國外產品為主，60年代起走上自行設計的道路。在此之前只能生產一般中小型電機，而且批量小，品種單一。我國所生產的電動機大多是六十年代發展的產品, 部分是七、八十年代引進的國外移植產品,與國外同行業相比, 其技術水平、產品質量、結構工藝、制造能力、自動化程度等均偏低,仍有不小的差距。

解放五十多年來，國內的電機制造業通過廣大工程技術人員的不懈努力，在非常落后的基礎上逐步建立起較為完整的電機制造工業體系，無論是在發展品種、提高產品質量方面，還是在數量方面，都取得了世人矚目的成績，為工業的發展和人民生活水平的提高做出了巨大的貢獻。我國已能獨立自主地生產各種中小型電機，國內產品已經發展到100 多個系列，500多個品種，年生產能力達到5500萬kW以上，基本上滿足了社會各個方面對電機產品的需求。

隨著電機理論的不斷完善，高新技術的快速發展，可以預言：未來的電機產品將朝著高性能化、智能化、微型化和網絡化的方向發展。1.2 電機的分類

電機是以磁場為媒介進行電能與機械能相互轉換的電力機械。電機在國民經濟各個領域得到廣泛應用。需要的電機的種類各不相同，性能各異。電機的分類方法也用很多，故電機的種類也有很多。

1）按工作電源分類： 根據電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。2）按結構及工作原理分類： 根據電動機按結構及工作原理的不同，可分為直流電動機，異步電動機和同步電動機。直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。12電機設計論文_電動機論文

3)按轉子的結構分類： 根據電動機按轉子的結構不同，可分為籠型感應電動機和繞線轉子感應電動機。

4)按用途分類： 可分為驅動用電動機和控制用電動機。

我國目前生產的三相異步電動機月100個系列額，500多個品種，500多個規格。按電機尺寸分成大、中、小型。

大型：中心高H > 0.63m,定子鐵心外徑Di > 1m,功率范圍在400KW以上，電壓為300 V和600 V。

中型：中心高H =(0.355——0.63)m,定子鐵心外徑Di =（0.5——1.0）m,功率范圍在（45——1250）KW以上，電壓為380 V和3000 V和6000 V。

小型：中心高H =(0.08——0.315)m,定子鐵心外徑Di =（0.12——0.5）m,功率范圍在（0.55——132）KW以上，電壓為380 V。Y（IP44）系列的中心高H =(0.08——0.28)m,定子鐵心外徑Di =（0.12——0.445）m，共11個機座，功率范圍為（0.55——90）KW，電壓380V。1.3三相異步電動機的結構和用途 1.3.1異步電動機結構

（1）固定部分有定子繞組、定子鐵心、機殼、端蓋、風罩。

定子繞組是電動機的電路部分，通入三相交流電產生旋轉磁場的繞組。由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結構完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。定子鐵心是電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。通常是用軋成厚0.5或0.35毫米的硅鋼片疊成的（如圖1）。機殼是用來支撐定子鐵心和電動機端蓋。端蓋是用來支撐電動機的轉動部分（一般指轉子）。風罩保護風葉同時又起到通風的風路作用。圖1 定子鐵心

（2）轉動部分有轉子鐵心、轉子鼠籠、轉軸、起動開關、軸承、風葉。轉子鐵心是整個電動機磁路的一部分，一般使用硅鋼片DR510-50，DR280-35。轉子鼠籠起轉子繞組的作用轉子的導條均由鼠籠的端環所短路，形成一個多相的電路（如圖2）。鼠籠的材料一般采用高純鋁L01～L05。轉軸是作為支撐轉子鐵心和傳遞力矩最不可缺少的結構部分。軸承主要是連接轉動部分與不動部分。風葉主要是冷卻電動機。圖2 鼠籠轉子（3）其他部分有出線盒、銘牌、起動或工作電容器。（4）三相異步電動機的總結構圖 圖3 封閉式三相籠型異步電動機結構圖

1—軸承；2—前端蓋；3—轉軸；4—接線盒；5—吊環；6—定子鐵心； 7—轉子；

8—定子繞組；9—機座；10—后端蓋；11—風罩；12—風扇 1.3.2異步電動機用途

對于小型異步電動機來說，用途是十分廣泛的，常作為各類機械中的主要動力元件。Y系列小型異步電動機根據需要，既可以用于正常的工作環境，又可在潮濕、多塵、濕熱、多霉和日曬雨淋、嚴寒酷暑，沖擊波動，有爆炸危險和腐蝕性環境中使用，既可恒速傳動，又可變速傳動。這類電機既可連續工作，有可斷續工作。因此廣泛用于各種機床，風機，水泵，壓縮機和傳輸機，農業食品加工 等各類機械設備。

1.4三相異步電動機的基本工作原理和運行特性 1.4.1 基本工作原理

電動機的工作原理是建立在電磁感應定律、全 電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎上的。如 右圖4是三相交流異步電動機轉子轉動的原理圖(圖中只示出兩根導條)，當磁極沿順時針方向旋 轉，磁極的磁力線切割轉子導條，導條中就感應出 電動勢。電動勢的方向由右手定則來確定。因為運 動是相對的，假如磁極不動，轉子導 條 沿逆時針

方向旋轉，則導條中同樣也能感應出電動勢來。在電動勢的作用下，閉合的導條中就產生電流。該電流與旋轉磁極的磁場相互作用，而使轉子導條受到電磁力F，電磁力的方向可用左手定則確定。由電磁力進而產生電磁轉矩，轉子就轉動起來。異步電動機的工作原理用箭頭式子可以簡單的表示如下：

定子繞組通入三相交流電流?產生旋轉磁場?切割轉子繞組? 轉子繞組產生感應電勢?轉子中產生感應電流?轉子電流與磁場作用?產生電磁轉矩?運行。

1.4.2三相異步電動機的工作特性

異步電動機的工作特性是指在額定電壓及額定頻率下，電動機的主要物理量轉差率，轉矩電流，效率，功率因數等隨輸出功率變化的關系曲線。1轉差率特性 ○ 通常把同步轉速n1和電動機轉子轉速n二者之差與同步轉速n1的比值叫做轉差率，用s表示。關于轉差率的定義如下：當電機的定子繞組接電源時，站在

s?定子邊看，如果氣隙旋轉磁通密度與轉子的轉向一致，則轉差率s為：n1?n；n1 如果兩者轉向相反，則：s?n1?n。式中的n1、n都理解為轉速的絕對值s是n1 一個沒有單位的數，它的大小能反映電動機轉子的轉速。隨著負載功率的增加，轉子電流增大，故轉差率隨輸出功率增大而增大。2轉矩特性 ○

異步電動機的輸出轉矩：轉速的變換范圍很小，從空載到滿載，轉速略有下降，轉矩曲線為一個上翹的曲線（近似直線）。3電流特性 ○

空載時電流很小，隨著負載電流增大，電機的輸入電流增大。4效率特性 ○

其中銅耗隨著負載的變化而變化（與負載電流的平方正比）；鐵耗和機械損耗近似不變；效率曲線有最大值，可變損耗等于不變損耗時，電機達到最大效率。異步電動機額定效率載74-94%之間；最大效率發生在(0.7-1.0)倍額定效率處。5功率因數特性 ○

空載時，定子電流基本上用來產生主磁通，有功功率很小，功率因數也很低；隨著負載電流增大，輸入電流中的有功分量也增大，功率因數逐漸升高；在額定功率附近，功率因數達到最大值。如果負載繼續增大，則導致轉子漏電抗增大（漏電抗與頻率正比），從而引起功率因數下降。1.5 三相異步電動機的起動與調速 1.5.1三相異步電動機的起動（1）直接起動

直接起動是用閘刀開關或接觸器把電機的定子繞組直接接到具有額定電壓的電源上。是一種最簡單而應用廣泛的起動方法。1）優點：無需附加起動設備，操作方便；

2)缺點：起動電流大，起動轉矩小，須足夠大的電源； 3)適用條件：小容量電動機帶輕載的情況起動。（2）降壓起動

用降低電機端電壓的方法限制制動起動電流，待電機轉速接近正常轉速后，再將端電壓升高到額定電壓。如果電源容量不夠大，可采用降壓起動。即起動時，降低加在電動機定子繞組電壓，起動時電壓小于額定電壓，待電動機轉速上升到一定數值后，再使電動機承受額定電壓，可限制起動電流。1)Y-Δ降壓起動 2)自耦變壓器降壓起動 3)電阻降壓或電抗降壓起動 4)延邊三角形降壓起動（3）軟起動

軟起動就是在電動機(鼠籠式)定子回路串入有限流作用的電力器件來實現電機的起動。通過這種方法降低起動電流。軟起動是采用軟件控制方式來平滑起動電動機，一方面在控制方式上以軟件控制強電，另一方面在控制結果上將電動機的起動特性由―硬‖平滑變為―軟‖。軟起動過程中產生高次諧波，對周邊環境要求比較高，同時起動設備投資非常大；但它起動時無沖擊電流，可保持平滑起動，并且可根據負載情況實現自由無級的起動。軟起動方式：○1 液阻式軟起動 ○2 磁控式軟起動 ○3 智能式軟起動。

1.5.2三相異步電動機的調速

三相異步電動機轉速公式為： n?60f1?1?s? p 從上式可見，改變供電頻率f、電動機的極對數p及轉差率s均可太到改變轉速的目的。異步電動機的調速主要有三種方法.1、變極調速 n1?60f1，異步電動機正常運行時，轉子轉速n略低于n1，所以，一旦p p改變，n1改變，n也隨著改變。1）Y→YY 變極調速 屬于恒轉矩調速方式 2）Δ→YY變極調速 屬于恒功率調速方式

2、變頻調速 異步電動機的轉速：n?60f1?1?s?。當轉差率S變化不大時，n近似正p 比于頻率f1，可見改變電源頻率就可改變異步電動機的轉速。常用的異步電動機變頻調速控制方式通常有兩種，即恒轉矩變頻調速和恒功率變頻調速。

（1）恒轉矩變頻調速。電機變頻調速前后額定電磁轉矩相等，即恒轉，T?TTeNTeN矩調速時，有。

（2）恒功率變頻調速。電機變頻調速前后它的電磁功率相等，即 ''。Pem?TTem?1?TTem?1 12電機設計論文_電動機論文

3、轉子回路串電阻調速

轉子串入附加電阻，使電動機的轉差率加大，電動機在較低的轉速下運行。串入的電阻越大，電動機的轉速越低。此方法設備簡單，控制方便，但轉差功率以發熱的形式消耗在電阻上。屬有級調速，機械特性較軟。串電阻前后保持轉子電流不變，則有： R2R2?R?，cos?2?cos?2N ?SNS 電磁轉矩為： Tem?CM?mI2cos?2，保持不變，即屬于恒轉矩調速。1.6 感應電動機的主要性能指標和額定參數 感應電動機的主要性能指標、基準值和額定參數。1.7電機節能

電動機廣泛應用于工業、商業、公用設施和家用電器等各個領域，作為風機、水泵、壓縮機、機床等各種設備的動力。中小型三相異步電動機是電力機械的最主要的原動機。目前中國電動機消耗的電量約占全國用電量的60％，而中小型電動機占到全國電動機功率的75％，若把中小型電動機的效率平均提高一個百分點，一年可節電20多億kWh。由此可見，電動機的節能潛力巨大，提高中小型電動機的能源效率是工業終端設備節能的一個重要方面。一般采取的節能措施如下：

1、選用節能電動機 Y系列三相異步電動機是全國統一設計的新系列小型鼠籠轉子電動機。Y系列電動機效率較高，全系列加權平均效率為88.27%，比J02系列高0.41%,起動轉矩比J02系列平均提高30%，因此有利于用戶既滿 足對起動轉矩要求高而又

可選用容量較小的電動機。這有利于提高節電效果。

2、合理選擇電動機容

一般電動機負載的系數在0.5-1范圍內為高效區。電動機容量要根據生產機械需要的功率來決定。但實際中往往會出現―大馬拉小車‖的現象，由于容量選擇不合理，使電動機經常處于輕載狀態，致使功率因數降低，增加線路損耗。所以要根據不同負載合理選擇電動機。

3、異步電動機采取調速節電

目前，風機與泵類設備常用調節閥門或擋板開啟度的方法來調節流量，電能浪費很大。而用電動機調速來調節流量，可使風機、泵長期在高效率狀態運行，節電可達30%-60%a。表1列出異步電動機幾種常用的調速方式及特點。在工農業生產中可根據電機、場地、調速要求等情況選擇調速方案。對于不同的負載類型選用不同類型的電動機，可以獲得良好的節電效果。

(1)可變轉矩型異步電動機。其最大轉矩和額定轉矩都和轉速成正比，故低速時最大轉矩和額定轉矩都只有高速時的一半(倍極比電動機)，而額定功率只有高速額定功率的1/4。這類電動機適合泵、風機使用，因它的特性基本上與負載特性配合。接線方式是低速時為串聯Y,高速時為并聯Y。

(2)恒轉矩型異步電動機。其最大轉矩和額定轉矩近似地保持不變，額定功率正比于轉速。這類電動機適合傳送帶、壓縮機和機床進給機構使用接線方式是:低速時為串聯0,高速時為并聯Y(3)恒功率型異步電動機。其最大轉矩和額定轉矩反比于轉速。這類電動機適合于金屬切削機床、卷揚機等。接線方式是:低速時為并聯Y,高速時為串聯△。

第2章 三相鼠籠式異步電動機的設計方法 2.1 電磁負荷的選擇與匹配

2.1.1電磁負荷對電機性能和經濟性的影響

/由于正常電機中系數?p、KNM、與Kdp實際上變化不大，因此在計算功率P/ 與轉速n一定時，電機的主要尺寸決定于電磁負荷A、B?。電磁負荷越高，電機尺寸將越小，重量越輕，成本也越低。這就是在一般可能情況下，一般希望選取較高電磁負荷和B?的原因。但電磁負荷選取與眾多因素有關，不但影響電機有效材料的耗用量，而且對電機參數、起動和運行性能、可靠性都有重要影響。（1）線負荷A較高，氣隙磁密B?不變 1 電機體積和尺寸的減小，可節約鋼鐵材料 ○ 2 B?一定時，由于鐵心重量減小，鐵耗隨之減小 ○ 3 繞組用銅量增加 ○ 增大了電樞單位表面上銅耗，繞組溫升增高 ○ 5 影響電機參數和電機特性 ○（2）氣隙磁密B?高，線負荷A不變 電機體積和尺寸的減小，可節約鋼鐵材料 ○ 2 電樞基本鐵耗增大 ○ 氣隙磁位降和磁路飽和程度增大 ○ 4 影響電機參數和電機特性 ○ 2.1.2 電磁負荷的選擇

電磁負荷與預防護等級、冷卻方式、轉子結構、絕緣等級及電壓有直接關系。決定電磁負荷時。對于小型電機而言，各種產品之間磁密的波動范圍不大。只是對于斷續運行電機或者最大轉矩要求高、功率數允許略低的產品，磁密可以略高。但電密及熱負荷AJ1波動較大。當磁密及J1選定后，根據電磁負荷的匹配關系，求取轉子電密及調整定子齒部、軛部的磁密，電磁負荷選得高，就節省材料，但它受效率?,cos?及溫升約束，不能選得過高。在推薦的范圍內： A 隨功率增加而增加，減少A可提高過載能力； ○ 2 B? 隨極數增加面增加，降低B?可提高cos?； ○ J1 則隨功率增加而減小，隨散熱能力提高而提高。同時繞線轉子的J1要比○

籠型轉子的J1選低5%——10%；斷續運行的可比連續的選的高些。2.1.3 電荷負荷的匹配

電磁負荷的匹配直接影響電機的溫升（定子繞阻溫升），盡管隨著電機類型不同，溫度場分而亦不同，但仍有一個共同的規律。就散熱而言，轉子熱量有很大一部分要先傳給定子，再經機座或通風道，與定子熱量匯集在一起傳給周圍介質。

對于Y系列電機而言，磁負荷亦應遵循類似的規則，轉子部分損耗很小，轉子部分磁密只要在推薦范圍內選取，其損耗可忽略不計。電機總的鐵耗可以以為僅由定子齒部鐵耗及定子軛部鐵耗兩部分構成。當鐵心尺寸確定后，鐵耗隨磁密的增加而增加。對于4極電機而言，齒、軛磁密相近時，由于軛部體積較大，其鐵耗常常是齒部好幾倍。所以設計人員常將軛部磁密選項得較低，齒部選得較高，這從計算結果看是合適的，但在散熱途徑中齒部的散熱不如軛部；同時，齒部磁密偏高，這會使其脈振損耗顯著增加，這些從計算結果很難察覺，但卻往往導致溫升增高，因此齒部磁密不宜偏高。

2.2 主要尺寸、氣隙長度的選取及繞組型式的選擇 2.2.1主要尺寸的選擇

設計的主要任務是確定電動機的主要尺寸，選擇定轉子磁路結構，設計定轉子沖片和選擇繞組數據，然后利用有關公式對初始設計方案進行較核，調整電動機的某些設計參數，直至電動機的電磁設計方案符合技術經濟指標求。

三相鼠籠異步電動機的主要尺寸包括定子內徑Di1和電樞計算長度lef 6.11P'P' 決定電機主要尺寸的基本關系式：Dl?'.?CAABnnapKNmKdp1?2i1ef 其中感應電動機的計算功率P/為：P'?m1E1I1 由于感應電動機額定功率為：PN?m1UN?I1?cos? 比較上兩式，則有P'?E1iPN UN??.cos? 在生產實際中，設計感應電機時往往只需參考已經制定的同類型、相近規格電機的尺寸。一般來說，三相異步電動機的設計可有如下兩種情況：(1)直接利用某特定的定子沖片，以提高電動機定子沖片的通用性和縮短電動機的研制周期。在此情況下，由給定的定子沖片，即可知道定子沖片內徑，再由電動機的功率和電機常數選取電樞計算長度。

(2)在給定電動機的性能指標，而無其他限制。此時根據預估的電磁負荷，有電動機的功率和轉速可選定電動機的Di21Lef，然后憑經驗選取一定的主要尺寸比Lef ?1，得出電機的主要尺寸。2.2.2 氣隙長度的選取及確定

氣隙?的數值基本上決定于定子內徑、軸的直徑和軸承間的轉子長度。異步電動機的氣隙長度是影響制造成本和性能的重要設計參數，它的取值范圍很寬，選得小，可使勵磁電流降低而提高功率因數，但槽漏抗也隨之增加，使起動轉矩、最大轉矩降低。過小的氣隙也容易招致定、轉子相擦。但若選得大，則情況剛好相反。在異步電動機設計選取氣隙時，需考慮多種影響。

從電抗去磁能力考慮，較小的?對提高抗去磁能力有利，但由于制造和裝配工藝的限制，氣隙不能取的太小。與材料有關，較小時，抗去磁能力相對較差?宜取小些。極數是選取? 值需考慮的重要因數。2.2.3鐵心尺寸 鐵心的尺寸指定子鐵心外徑、內徑、轉子鐵心內徑及鐵心長。鐵芯沖片一般由相互絕緣的0.5mm厚硅鋼片沖成，沖片內圈有均勻分布的槽，用來嵌放定子繞線。當冷卻方式、工作制不同時，可參考下列關系選取鐵心尺寸。

自冷式（不帶內、外風扇）電機，當上列其他特征與自扇冷（IC0104）產品的相同時，若維持相同的輸出功率，應選比后者高2——3個功率等級的電機鐵心尺寸。

斷續運行（以S3、FC=40%工作制為代表）電機，當上列其他特征均與連續

12電機設計論文_電動機論文

運行的相同，并維持相同的功率時，可選取比連續的低約1個功率等級的鐵心尺寸。若為工作制時，FC分別為15%、25%、60%，則應分別在40%的基礎上乘以1.4、1.19及0.845，即為在同一鐵心下分別對應的輸出功率。若維持功率不變，可據此近似地推算出鐵心尺寸。2.2.4定子繞組形式和節距的選擇

繞組的形式，連同其結構參數對電機的所有電氣性能均產生不同程度的影響。不同的形式的繞組按照各自的特性有不同的適用范圍。

1、單層鏈式繞組

優點：○1 槽內無層間絕緣，槽利用率高，散熱好； ○2 同一槽內的導線都屬于同一相，在槽內不會發生相間擊穿。3 線圈總數比雙層少一半，嵌線比較方便，節約嵌線工時； ○ 缺點：○1 不易做成短距，磁勢波形比雙層繞組差； 2 電機導線較粗時，繞組嵌放和端部的整形比較困難； ○

圖 5 24槽 節距1—6 單層鏈式

通過改善磁動勢波形是使氣隙磁動勢分布接近正弦波，即其諧波含量減少了，由此帶來的效果是附加損耗，電磁噪聲減小了；T-S曲線與的形狀也改善了，即減少了附加轉矩，提高了起動過程的最小轉矩；提高繞阻系數則意味著使Bg下降，cos? 及效率都得到提高，或者保持Bg不變，適當減少匝數，或者縮短 鐵心，即收到節銅或硅鋼片的效果。

2.3 籠型轉子的尺寸設計 2.3.1 轉子槽數選擇及定轉子槽配合問題 籠型轉子感應電機在選取轉子槽數時，必須與定子槽數有恰當的配合。如果配合不當，會使電機性能惡化。下面就槽配合對附加損耗、附加轉矩、振動與噪聲等的影響作扼要的介紹。（1）槽配合對附加損耗的影響 感應電機的附加損耗主要由氣隙諧波磁通引起。這些諧波磁通在定轉子鐵心中產生高頻損耗（表面損耗和齒部脈振損耗），在籠型轉子中產生高頻電流損耗。其中以定、轉子齒諧波的作用最為顯著。

當定、轉子槽數相等時，定子齒諧波磁通不會在轉子中產生高頻電流損耗。當定、轉子槽數很接近時，轉子齒中由定子齒諧波磁通引起的脈振較小，脈振損耗也就較小。同理，定子齒中由轉子齒諧波磁通引起的脈振損耗也較小。（2）槽配合對異步附加轉矩的影響

異步附加轉矩是某一極對數的定子諧波磁場與由它感應于轉子中的電流所建立的同一極對數的諧波磁場相互作用而產生的。這兩個磁場之間有直接的依賴關系。定子?次諧波磁勢產生的異步附加轉矩最大值與基波磁勢產生的起動轉矩之比： Tvmax Tst 1Xm?K2vKskv???。'?2vR2KK?21sk1? 2（3）槽配合對同步附加轉矩的影響

如果定子某一個諧波磁場感應于轉子中的電流所建立的某一諧波磁場的極對數，等于另一個定子諧波磁場的極對數，則在某一轉速下，這兩個極對數相等的定轉子磁場可以在空間上同步旋轉而相對靜止，因此它們相互作用而產生一個象同步電機一樣的轉矩，稱為同步附加轉矩。同步附加轉矩迭加在電動機的異步轉矩上，使電機的轉矩特性曲線發生畸變，影響電機的起動性能。其中，由定子齒諧波磁場和轉子齒諧波磁場所構成的附加同步轉矩最嚴重。（4）槽配合對振動和噪聲的影響 當槽配合符合下列條件時，定、轉子齒諧波磁場將引起電機振動和噪聲： Z1?Z1?i ? ??i?1,2,3......? Z2=Z1?2p?i? 同樣，定、轉子相帶諧波磁場與轉子一階齒諧波引起振動和噪聲的條件為： Z1?2pm1k1? ??k1?0,i?1,2,3......? Z2=2pm1k1?i?（5）感應電機定、轉子槽配合的選擇

定、轉子槽配合對感應電機附加損耗、附加轉矩、振動和噪聲等影響很大。通常在選擇槽配合時主要考慮下列原則： 1）為了減小附加損耗，應采取少槽近槽配合

2）為了避免在起動過程中產生較強的異步附加轉矩，應使

z2?1.25?z1?p?。3）為了避免在起動過程中，產生較強的同步附加轉矩、振動和噪聲，應避免采用下表1第4項所列的槽配合。表1 2.3.2 轉子槽形的選擇和槽形尺寸的確定

（1）轉子槽形 感應電動機籠型轉子槽型種類很多。如下圖6 圖 6 感應電動機籠型轉子常用槽型

a）、b）平行齒 c）、d）平行槽e）凸形槽f）刀型槽 g）、h)閉口槽i）雙籠轉子槽j）梯形槽（2）轉子槽形尺寸的確定

轉子槽形尺寸對電動機的一系列性能參數如：起動電流、起動轉矩、最大轉矩、起動過程中的轉矩（即T-s曲線的形狀）、轉差率、轉子銅耗、功率因數、效率和溫升等有相當打的影響。其中起動轉矩、起動電流、最大轉矩和轉差率與轉子槽型尺寸的關系最為密切。此外還要重點考慮起動性能的要求；估算轉子導條電流；初步給定導條電流密度；計算導條截面積；由導條截面積、槽形以及轉子齒、軛部磁密，確定轉子槽具體尺寸，槽口部分主要由工藝確定。（3）端環的設計

轉子端環的設計與轉子槽的設計相類似，在保證是夠起動轉力的前提下應盡使端環原型小一點，以節約鋁材料和提高電動機的品質因數。1）類似槽形尺寸確定

2）為利于散熱，電流密度低于導條電密 圖 7 端環設計尺寸圖 第3章 三相鼠籠式電動機電磁設計與方案調整 本章詳細闡述Y90S—4 0.75 kW異步電動機的設計，該電機為一般用途的鼠籠式全封閉自扇冷式三相異步電動機，定子繞組為銅線，絕緣等級為B級，其基本結構防護要求達到國家電工委員會外殼防護等級IP44的要求。滿足國內標準，向某些國際表準及某些發達國家標準靠攏，貫徹―三化‖——標準化、系列化及通用化的要求。3.1鼠籠式電動機電磁方案的設計

一、額定數據及主要尺寸 1．輸出功率P2 P2=0.75kW 2．外施相電壓U1 U1=220V 3．功電流IKW I? P2?1030.75?103 KW m=1?U1 3?220=1.1363636A 4．效率?? ??=0.77 5．功率因數cos?? cos??=0.763 6．極數p p=4 7．定子槽數Q1 Q1=24 轉子槽數Q2 Q2=22 8．定子每極槽數 QP1? Q1p=24 4=6 轉子每極槽數 QQ222P2? p=4 =5.5 9．定、轉子沖片尺寸見右圖8，圖9 單位（mm）圖 8 定子沖片尺寸 P2=0.75 kW U1=220 V IKW=1.13636A ??=0.77 cos??=0.763 p=4 Q1=24 Q2=22 QP1=6 QP2=5.5 圖 9 轉子尺寸

12電機設計論文_電動機論文 10．極距?P ?P? ??Di1= ??75 p 4 =58.9049 11．定子齒距t1 t1??75 1? ??DiQ= =9.8175 1 24 12．轉子齒距t2 t??D22? = ??74.5 Q2 22 =10.6385 13．節距y y=5 14．轉子斜槽寬bSK bSK=9.8175 15．每槽導體數16．每相串聯導體數 ZQ1?Z1Z?1? ?1 m=24?103

Z1 Z1=103 1?a1 3?1=824 式中：

a1=1 17．繞組線規（估算）式中： 導線并繞根數·截面積 N?? I?1 1?S1? N?? 1?S1（mm22）a 1??1 = 1.9342 1?6.19 =0.3125 定子電流初步估算值 I? IKW1.1363636 I/1?1 ???cos??=0.77?0.763=1.9342 定子電流密度?? 1 ??? 21查表得?1=6.19A/MM 18．槽滿率（1）槽面積 2R?bS1??? ?R2 SS?2hS?h?2 =2?3.9?5.7??3.92?2 8.6?2??2 =70.2023mm2 18 ?P=58.9049 mm t1=9.8175mm t2=10.6385mm y=5 bSK=9.8175mm Z1=103 Z?1=824 a1=1 N??S? 11=0.3125 ?? 1=6.19 A/mm2 SS=70.2023mm2（2）槽絕緣占面積（3）槽有效面積（4）槽滿率

絕緣厚度Ci 導體絕緣后外 槽契厚度h 19．鐵心長l 鐵心有效長 凈鐵心長lFe 鐵心壓裝系數KFe 20．繞組系數（1）分布系數 式中： S? i?Ci???2hS??R??? =0.25（2*8.6+?*3.9）=7.5845 mm2 Se?SS?S =70.2023-7.5845=62.6178 mm2 SN1?Z1?d21*103*0.f? S=69 =0.7831 e 62.6178Ci=0.25 mm d=0.69 h=2 無徑向通風道leff?l?2g =80+0.25*2 =80.5 無徑向通風道lFe?KFe?l =0.95*80=76 KFe?0.95 Kdp1?Kd1?Kp1 =0.9659265*1=0.965926 sinq? ?30?1?sin??2?Kd1 ? ?2?=?2?q30 1?sin 2 2?sin2=0.965926 q1? Q124 mp= 3*4 ?2 1???p?Q=30 1 19 S2i=7.5845 mm Se=62.6178 mm2 Sf=0.7831 Ci=0.25mm d=0.69mm h=2mm leff=80.5mm lFe=76mm KFe?0.95 Kdp1=0.965926 Kd1=0.965926 q1=2 ??30（2）短距系數 Kp1?sin???90?? =1 式中： ?? y5 Q=?0.8333 p16 21．每相有效串聯導體Z?1?Kdp1?Z?1?Kdp1 數 =824*0.965926 =796

二、磁路計算 22．每極磁通 ?? E1?108 2.22f?Z ?1?Kdp1 ?194.596*1082.22*50*796 =220261.7 式中： E?? 1???1??L??? U1 ??1?0.115475 ?*220=194.6 23．齒部截面積（1）定子 ST1?bT1?lFe?QP1 =4.7569*76*6 =2169.16（2）轉子 ST2?bT2?lFe?QP2 =4.99495*76*5.5 =2068.89 24．軛部截面積（1）定子 S? C1?hC1?lFe =10.2667*76 =780.2667 mm2 式中：定子軛部磁路計? ?D1?Di11 算高度h? hC1 C1 2?hS?3 R 圓底槽 ? 120?752?13.5?1 3 *3.8 ?10.266720 Kp1?1 ??0.83333 Z?1?Kdp1=796 ?=220261.7 E1=194.6 V ST1=2169.16 ST2=2068.89 SC1=780.2667 h? C1? 10.2667 mm（2）轉子

式中：轉子軛部磁路計? SC2?hC2?lFe =11.75*76 Sc2=893 算高度h? C2平底槽

25．空氣隙面積26．波幅系數

27．定子齒磁密28．轉子齒磁密29．定子軛磁密30．轉子軛磁密31．空氣隙磁密=893 mm2 h? ?D2?Di2C2 2?h?2R3 dK2 74.5?26 ? 2 ?12.5 ?11.75mm Sg??p?leff =58.9049*80.5 =4747.84mm2 F最大? S?平均? =1.455 B? T1?FSS T1 ?1.455* 220261.7 2169.16 =14774.4 GS B? T2?FSS T2 ?1.455* 220261.7 2068.89 =15490.4 GS BC1?12??S C1 ? 12*220261.7780.2667 =14114.5 GS B1?C2?2?S C2 ? 1220261.72*893 =12332.7 GS B? g?FS S g 21 S?=4747.84 FS=1.455 BT1=14774.4 GS BT2=15490.4 GSBC1=14114.5 GS BC2=12332.7 GSBg=6758.6 GS ?1.455* 32．查附錄Vl得 220261.7 =6758.6 GS 4741.8 atT1=17.8 atT2=26.7 atC1=13.2 atC2=7.22 33．齒部磁路計算長度 定子: 半開口平底槽 轉子:平底槽 =9.2+ ? hT1?hS1?hS2 'hT1=10.4667mm 1 *3.8=10.4667 mm 3 'hT2=12 mm ? hT2?hR1?hR2=12 mm 34．軛部磁路計算長 定子: ? lC1?? ? ???D1?hC1?? 轉子: 2p ??120?10.2667?? 8 ?43.0922mm ? ???Di2?hC2? lC2? 2p ??26?11.75?? 8 ?14.8244mmge?g?KC1?KC2 ? 'lC1=43.0922 mm 'lC2=14.8244 mm 35．有效氣隙長度 式中： 定、轉子卡氏系數KC1、KC2 半閉口槽和半開口槽 ge=0.33509 =0.25 * 1.05 * 1.3404 =0.33509 KC? t?4.4g?0.75bo?t4.4g?0.75bo?bo 2 KC=1.3404 即KC?KC1*KC2 式中： 齒距為 t KC1? ?4.4*0.25?0.75*2.5?9.8175 4.4*0.25?0.75*2.5?2.529.8175 KC1=1.2722 =1.2722 22 12電機設計論文_電動機論文 槽口寬bo K10.2667 C2? ?4.4*0.25?0.75*1? 10.2667 4.4*0.25?0.75*1?12 =1.0535 36．齒部所需安匝 定子: AT?at? T1T1?hT1 =17.8×1.04667=18.6307 mm2 轉子: AT? T2?atT2?hT2 =26.7×1.2=32.04 mm2 37．軛部所需安匝 定子 ATC? C1?1?atC1?lC1 =0.353×13.2×4.30922 =20.0792 mm2 軛部磁路長度校正系C1=0.353 數C1 轉子 AT?

第五篇：2018年非道路用智能低速電動車項目可行性研究報告(編制大綱)

2018年非道路用智能低速電動車項目可行性研究報告

編制單位：北京智博睿投資咨詢有限公司

0

本報告是針對行業投資可行性研究咨詢服務的專項研究報告，此報告為個性化定制服務報告，我們將根據不同類型及不同行業的項目提出的具體要求，修訂報告目錄，并在此目錄的基礎上重新完善行業數據及分析內容，為企業項目立項、申請資金、融資提供全程指引服務。

可行性研究報告 是在招商引資、投資合作、政府立項、銀行貸款等領域常用的專業文檔，主要對項目實施的可能性、有效性、如何實施、相關技術方案及財務效果進行具體、深入、細致的技術論證和經濟評價，以求確定一個在技術上合理、經濟上合算的最優方案和最佳時機而寫的書面報告。

可行性研究是確定建設項目前具有決定性意義的工作，是在投資決策之前，對擬建項目進行全面技術經濟分析論證的科學方法，在投

資管理中，可行性研究是指對擬建項目有關的自然、社會、經濟、技術等進行調研、分析比較以及預測建成后的社會經濟效益。在此基礎上，綜合論證項目建設的必要性，財務的盈利性，經濟上的合理性，技術上的先進性和適應性以及建設條件的可能性和可行性，從而為投資決策提供科學依據。

投資可行性報告咨詢服務分為政府審批核準用可行性研究報告和融資用可行性研究報告。審批核準用的可行性研究報告側重關注項目的社會經濟效益和影響；融資用報告側重關注項目在經濟上是否可行。具體概括為：政府立項審批，產業扶持，銀行貸款，融資投資、投資建設、境外投資、上市融資、中外合作，股份合作、組建公司、征用土地、申請高新技術企業等各類可行性報告。

報告通過對項目的市場需求、資源供應、建設規模、工藝路線、設備選型、環境影響、資金籌措、盈利能力等方面的研究調查，在行業專家研究經驗的基礎上對項目經濟效益及社會效益進行科學預測，從而為客戶提供全面的、客觀的、可靠的項目投資價值評估及項目建設進程等咨詢意見。

報告用途：發改委立項、政府申請資金、申請土地、銀行貸款、境內外融資等

關聯報告：

非道路用智能低速電動車項目建議書 非道路用智能低速電動車項目申請報告

非道路用智能低速電動車項目資金申請報告 非道路用智能低速電動車項目節能評估報告 非道路用智能低速電動車項目市場研究報告 非道路用智能低速電動車項目商業計劃書 非道路用智能低速電動車項目投資價值分析報告 非道路用智能低速電動車項目投資風險分析報告 非道路用智能低速電動車項目行業發展預測分析報告

可行性研究報告大綱（具體可根據客戶要求進行調整）第一章 非道路用智能低速電動車項目總論 第一節 非道路用智能低速電動車項目概況 1.1.1非道路用智能低速電動車項目名稱 1.1.2非道路用智能低速電動車項目建設單位 1.1.3非道路用智能低速電動車項目擬建設地點 1.1.4非道路用智能低速電動車項目建設內容與規模 1.1.5非道路用智能低速電動車項目性質

1.1.6非道路用智能低速電動車項目總投資及資金籌措 1.1.7非道路用智能低速電動車項目建設期

第二節 非道路用智能低速電動車項目編制依據和原則 1.2.1非道路用智能低速電動車項目編輯依據 1.2.2非道路用智能低速電動車項目編制原則 1.3非道路用智能低速電動車項目主要技術經濟指標

1.4非道路用智能低速電動車項目可行性研究結論 第二章 非道路用智能低速電動車項目背景及必要性分析 第一節 非道路用智能低速電動車項目背景 2.1.1非道路用智能低速電動車項目產品背景 2.1.2非道路用智能低速電動車項目提出理由 第二節 非道路用智能低速電動車項目必要性

2.2.1非道路用智能低速電動車項目是國家戰略意義的需要 2.2.2非道路用智能低速電動車項目是企業獲得可持續發展、增強市場競爭力的需要

2.2.3非道路用智能低速電動車項目是當地人民脫貧致富和增加就業的需要

第三章 非道路用智能低速電動車項目市場分析與預測 第一節 產品市場現狀 第二節 市場形勢分析預測 第三節 行業未來發展前景分析

第四章 非道路用智能低速電動車項目建設規模與產品方案 第一節 非道路用智能低速電動車項目建設規模 第二節 非道路用智能低速電動車項目產品方案

第三節 非道路用智能低速電動車項目設計產能及產值預測 第五章 非道路用智能低速電動車項目選址及建設條件 第一節 非道路用智能低速電動車項目選址 5.1.1非道路用智能低速電動車項目建設地點

5.1.2非道路用智能低速電動車項目用地性質及權屬 5.1.3土地現狀

5.1.4非道路用智能低速電動車項目選址意見 第二節 非道路用智能低速電動車項目建設條件分析 5.2.1交通、能源供應條件 5.2.2政策及用工條件 5.2.3施工條件 5.2.4公用設施條件 第三節 原材料及燃動力供應 5.3.1原材料 5.3.2燃動力供應

第六章 技術方案、設備方案與工程方案 第一節 項目技術方案 6.1.1項目工藝設計原則 6.1.2生產工藝 第二節 設備方案

6.2.1主要設備選型的原則 6.2.2主要生產設備 6.2.3設備配置方案 6.2.4設備采購方式 第三節 工程方案 6.3.1工程設計原則

6.3.2非道路用智能低速電動車項目主要建、構筑物工程方案 6.3.3建筑功能布局 6.3.4建筑結構

第七章 總圖運輸與公用輔助工程 第一節 總圖布置 7.1.1總平面布置原則 7.1.2總平面布置 7.1.3豎向布置

7.1.4規劃用地規模與建設指標第二節 給排水系統 7.2.1給水情況 7.2.2排水情況 第三節 供電系統 第四節 空調采暖 第五節 通風采光系統 第六節 總圖運輸

第八章 資源利用與節能措施 第一節 資源利用分析 8.1.1土地資源利用分析 8.1.2水資源利用分析 8.1.3電能源利用分析 第二節 能耗指標及分析

第三節 節能措施分析 8.3.1土地資源節約措施 8.3.2水資源節約措施 8.3.3電能源節約措施 第九章 生態與環境影響分析 第一節 項目自然環境 9.1.1基本概況 9.1.2氣候特點 9.1.3礦產資源 第二節 社會環境現狀 9.2.1行政劃區及人口構成 9.2.2經濟建設

第三節 項目主要污染物及污染源分析 9.3.1施工期 9.3.2使用期

第四節 擬采取的環境保護標準 9.4.1國家環保法律法規 9.4.2地方環保法律法規 9.4.3技術規范 第五節 環境保護措施 9.5.1施工期污染減緩措施 9.5.2使用期污染減緩措施

9.5.3其它污染控制和環境管理措施 第六節 環境影響結論

第十章 非道路用智能低速電動車項目勞動安全衛生及消防 第一節 勞動保護與安全衛生 10.1.1安全防護 10.1.2勞動保護 10.1.3安全衛生 第二節 消防

10.2.1建筑防火設計依據 10.2.2總面積布置與建筑消防設計 10.2.3消防給水及滅火設備 10.2.4消防電氣 第三節 地震安全

第十一章 組織機構與人力資源配置 第一節 組織機構

11.1.1組織機構設置因素分析 11.1.2項目組織管理模式 11.1.3組織機構圖 第二節 人員配置

11.2.1人力資源配置因素分析 11.2.2生產班制 11.2.3勞動定員

表11-1勞動定員一覽表 11.2.4職工工資及福利成本分析 表11-2工資及福利估算表 第三節 人員來源與培訓

第十二章 非道路用智能低速電動車項目招投標方式及內容 第十三章 非道路用智能低速電動車項目實施進度方案 第一節 非道路用智能低速電動車項目工程總進度 第二節 非道路用智能低速電動車項目實施進度表 第十四章 投資估算與資金籌措 第一節 投資估算依據

第二節 非道路用智能低速電動車項目總投資估算

表14-1非道路用智能低速電動車項目總投資估算表單位：萬元 第三節 建設投資估算

表14-2建設投資估算表單位：萬元 第四節 基礎建設投資估算

表14-3基建總投資估算表單位：萬元 第五節 設備投資估算

表14-4設備總投資估算單位：萬元 第六節 流動資金估算

表14-5計算期內流動資金估算表單位：萬元 第七節 資金籌措 第八節 資產形成

第十五章 財務分析 第一節 基礎數據與參數選取

第二節 營業收入、經營稅金及附加估算

表15-1營業收入、營業稅金及附加估算表單位：萬元 第三節 總成本費用估算

表15-2總成本費用估算表單位：萬元 第四節 利潤、利潤分配及納稅總額預測

表15-3利潤、利潤分配及納稅總額估算表單位：萬元 第五節 現金流量預測 表15-4現金流量表單位:萬元 第六節 贏利能力分析 15.6.1動態盈利能力分析 16.6.2靜態盈利能力分析 第七節 盈虧平衡分析 第八節 財務評價 表15-5財務指標匯總表

第十六章 非道路用智能低速電動車項目風險分析 第一節 風險影響因素 16.1.1可能面臨的風險因素 16.1.2主要風險因素識別 第二節 風險影響程度及規避措施 16.2.1風險影響程度評價

16.2.2風險規避措施 第十七章 結論與建議

第一節 非道路用智能低速電動車項目結論 第二節 非道路用智能低速電動車項目建議