《电机设计论文【优秀10篇】》
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电机设计论文 篇1
电动机安装形式为IMB3。电动机冷却风路采用经济实用半管道出风。转子铁心两端不带冷却风扇。为了确保电动机性能的准确性，设计电磁方案时尽量使气隙磁场分布接近合理化，性能指标达到最高，定、转子均采用新系列通用冷轧硅钢片设计。电动机轴承均采用滚动轴承，电动机结构示意图。圆柱滚子轴承只用于承受径向载荷，且承载能力强，使用中对同轴度要求高，在滚子轴承中极限转速较高。允许外圈与内圈轴线偏斜度较小(2''''～4'''')，故只能用于刚性较大的轴上，并要求支撑座孔很好地对称。此次设计中，对大轴及相关零部件的加工质量有严格的要求，特别是轴承档的全跳不得超过0．025mm。深沟球轴承主要用于承受径向载荷，但当增大轴承径向游隙时，具有一定的角接触球轴承的性能，可以承受径向、轴向联合载荷。在转速较高又不宜采用推力球轴承时，也可用来承受纯轴向载荷。深沟球轴承装在轴上后，在轴承的轴向游隙范围内，可限制轴或外壳两个方向的轴向位移，因此可在双向作轴向定位。此外，该类轴承还具有一定的调心能力，当相对于外壳孔倾斜2''''～10''''时，仍能正常工作，但对轴承寿命有一定的影响。与尺寸相同的其他类型轴承比较，此类轴承摩擦因数小、极限转速高、噪声低，且结构简单，使用方便。外圈带止动槽的可简化轴向定位，缩小轴向尺寸。综合两种轴承的性能特点，在该同步电动机的结构设计时轴伸端采用深沟球轴承6244M/C3和圆柱滚子轴承NU244M/C3相结合，非轴伸端用一件圆柱滚子轴承NU244M/C3，这种轴承组合在力求成本最低的情况下，充分利用了各个轴承的优势，满足电动机的设计要求。
2电动机重点结构设计
2．1轴承
传统的同步电动机结构是采用座式滑动轴承，电动机机座与端罩及轴承同装在一个底板上，两轴承中心的轴向距离为2000mm(图3)。而采用端盖滑动轴承后两轴承中心的轴向距离压缩为1770mm。通过本次改进，采用滚动轴承后的两轴承中心的轴向距离压缩到了1297mm。
2．2集电环
对用户要求集电环防护等级为IP23的同步机，原来设计的集电环为下端采用支架承托和上端用螺杆拉紧联合固定形式(到机座端面距离为850mm)。在本电动机设计时改变大型同步机集电环的支撑形式，在电动机端盖上加工止口，并设计了高度为100mm的连接环，实行过渡连接(集电环端面到机座端面距离为650)。由于连接环的高度有限，原用轴承测温元件WZP－280体积大，考虑到安装特别困难，设计时改用体积小，经济实惠的端面热电阻WZPM－201来检测轴承温度。改进集电环连接形式后，安装方便，电动机结构因此而更加紧凑。
2．3连接环
设计连接环时，在保证连接环与轴承外盖不干涉的情况下，考虑用户给轴承加脂以及排脂时的空间、方便安装轴承测温和把合螺丝，所以连接环的圆周设计为辐射筋、周边为敞开的形式。
3结语
电机设计论文 篇2
随着电力电子技术的发展，用电设备对电源的要求不断提高，开关电源正逐步向着高效率、大功率密度、高可靠性、低电磁抗干扰、无噪声、维修方便等方向发展。瞬时同步整流技术由于实现简单，响应速度快和具有自然限流等优点而得到广泛地应用。
本文在分析DC-DC技术发展的基础之上，用Buck电路，运用MAX767系列芯片研究一条简洁的途径实现DC-DC直流变换，即应用同步整流技术控制方法，来实现变换器高效工作。该变换器主电路结构简单可靠，可以实现输入：DC4.5～5.5V，输出DC5V/3.3A的设计。
分析其系统工作原理的过程，为该变换方法和应用提供了理论基础，通过同步整流技术的方法和应用MOSFET管的设计，较理想的实现了DC-DC变换器的设计要求。
最后，运用这些设计成功的设计出DC-DC直流变换器。
本文主要介绍Buck电路和MAX767系列DC设计，工作原理和主要参数的设计，并对系统的外特性和稳定性作了分析。
关键词：DC-DC直流变换；同步整流技术；MOSFET管
Abstract
Withthedevelopmentoftheelectronictechnology,thehigherrequirementofPowerSupplyareraisedincludinghighefficiency,highpowerdensity,lowEMI,andrapiddynamicresponse.Ahysterics-bandinstantaneouscurrentcontrolPWMTechniqueispopularlyusedbecauseofitssimplicityofimplementation,fastcurrentcontrolresponse,andinherentpeakcurrentlimitingcapability.
Thedesignofthefoundationofupper，withbuckcircuit，handlemax767serieschiplookintoaslipofcompactavenuerealizedc-dcdirectcurrenttransform，namelyapplicationsynchronousrectificationtechnicalcontrolmeans，camerealizeconvectorhighlyactivewroughtofthetextatanalysesdc-dctechnologicaldevelopment.beone''''sturnconvectortrunkfeederstructuresimplicitycredibility，couldrealizeimport：DC4.5～5.5v，outputdc5V/3.3A
Boththatofanalyseshissystemprincipleofoperationcourse，forbeone''''sturntransformmethodandapplicationsupplyknowclearlyrationale，throughthemediumofsynchronousrectificationtechnicalmeansandapplicationMOSFETtabledesign，compareidealrealizeknowclearlydc-dcconvector''''designrequirement.
Atthelast，handlethesebedesignedforwrought''''thoughtoutdc-dcdcconverterto.
Thedesign，combineversussystemicexternalcharacteristicandstabilitydidknowclearlyanalysesofthebothtextmostlyintroducebuckcircuitandmax767seriesDCdesign，principleofoperationandmajorparameter.
keyword：dc-dcdirectcurrenttransformsynchronousrectificationtechnologymosfettube。
主电路的设计
电力电子技术是以电力为对象的电子技术，它在主要任务是对电能进行控制和交换。现在电力电子技术已成为信息产业和传统产业之间的重要接口、弱电与被控强电之间的桥梁。
从SCR、IGBT、SITH；从相控整流电路及周波变换电路到脉宽调制和高频斩波电路，现代电力电子技术正逐渐向集成化、高频化、全控化、电路弱电化、控制数字化和多功能化发展，本文所讨论的充电机系统就是现代电子技术的产物。
2.1整流滤波电路
整流电路由三相整流桥、充电电阻R、短路开关S和滤波电容C1构成。
当电路加电时，开关S处于断开状态，电网通过整流桥和充电电阻R向电容C1充电。电阻限流作用，防止加电时产生冲击电流。
当电容充电结束后，开关S闭合，将限流电阻R短路，电路进入正常工作状态。开关S的动作是由控制电路中的软启动电路实现的。
由于整流滤波电路所使用的是不控制元件，对电网影响较少，同时，以软启动过程所实现可防止潮涌电流的产生。
2.2主电路的选型
开关电源的电路拓扑结构众多，其中正激式、反激式和半桥型适合小功率电源使用，全桥型适合大功率电源使用，其中正激电路又可以分单管正激和双管正激等多种。电路形式的最终确定，需要根据设计任务书和实际应用场合的具体情况来确定。
一般来说，功率很小的电源（1-100W），采用电路简单、成本低的反激型电路较好；当电源功率在100W以上且工作环境干扰很大、输入电压质量恶劣、输出短路频繁时，则应采用正激型电路；对于功率大于500W、工作条件较好的电源，则应采用半桥或全桥电路较合理；如果对成本要求比较严，可以采用半桥电路；如果功率很大，则应采用全桥电路；推挽电路通常用于输入电压比较低、功率较大的场合。充电机的核心部分是DC/DC功率变换电路。DC/DC变换器一般可分为自激式和他激式两种。自激式变换电路输出功率较小，频率不易控制，只用于较小故在此只介绍他激式变换电路，在他激式变换电路中，开关管的控制信号是由可调频率的震荡器给出的。下面对它激式变换电路的组成部分分别加以说明。
目录
摘要I
AbstractII
第一章绪论1
1.1PWM技术历史和现状1
1.2高频软开关逆变式充电机2
第二章主电路的设计3
2.1整流滤波电路3
2.2主电路的选型4
2.3软开关技术的基本概念6
2.4软开关技术的提出与发展7
2.5工作过程分析9
2.6全桥型电路的主电路元气件参数的确定12
2.7输出滤波电路的设计16
第三章滤波电路和主电路的计算18
3.1滤波电感18
3.2滤波电容19
3.3开关器件的设计20
3.4主电路设计的具体计算22
3.5驱动电路的设计27
第四章控制电路的设计及保护电路的实现31
4.1控制方案的确定31
4.2PWM信号的产生33
4.3移相及互锁电路36
4.4开关信号的产生38
4.5恒流控制电路的设计39
4.6调节器电路的设计41
4.7保护电路设计42
参考文献44
电机论文 篇3
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。
电机论文 篇4
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。
电机论文 篇5
1电动机控制电路控制
芯片STM32F103RB是一款基于ARMCortex－M3内核的32位单片机，价格便宜、使用简单、开发方便．其片内资源丰富，含有128kB内部存储器（flash）、串行总线IIC（inter－integratedcir－cuit）、定时器TIMER、串口USART、实时时钟RTC、直接存储器DMA以及12位数字模拟转换器ADC等模块．定时器TIMx的输出比较功能可产生PWM信号，输入捕获功能可采集测量传感器位置信号．12位的ADC模块可以直接用来采样测量外部电压值（＜5V）．IIC模块可以对日历／时钟芯片进行信息写入和读取．STM32芯片的这些模块和功能都较大方便了系统的软硬件设计．控制芯片电路图．控制芯片STM32实时测量6路霍尔位置信号，按照预先设定的程序，输出相应的6路PWM（pulsewidthmodulation）波和6路控制信号给功率开关管驱动电路芯片IR2103，通过控制功率开关管的导通顺序，实现电机的正反向转动和制动．芯片的PC1，PC2，PC3，PB5，PB6，PB7等6个端口分别采集上、下电机的位置传感器信号．通过激活设置这些端口相应的定时器计数模块，来计算电机转速和电机转动长度．PB13，PB14，PB15，PA8，PA9，PA10等6个端口输出PWM波．调整PWM寄存器的计数频率，就可改变PWM的占空比．PA1，PA2，PA3，PC7，PB0，PB1等6个端口输出驱动管开关电路控制信号，控制MOS开关管通断．NRST，JTRST，JTDO，JTCK，JTMS，JTDI等6个端口为JTAG接口，用来下载调试程序．PB10，PB11复用USART3＿TX和USART3＿RX串口，PC11和PC12复用IIC＿SDA和IIC＿SCL端口，分别与外接控制器和PCF8563时钟芯片进行指令、数据传递和读取．PC0，PC4，PC5，PA4启用ADC模块，检测电路电压和电流．两个晶振Y1和Y2分别为8MHz和3768kHz，提供外接晶振时钟源．
2功率开关管
驱动电路功率开关管驱动电路由上、下2组3个驱动控制芯片IR2103和6个功率开关管P75NF75组成．1个IR2103连接2个功率开关管，通过驱动开关管开闭，控制电机相电流通断及流向，使电机内定子电流不断变向，从而生成变化磁场，推动永磁转子运转．IR2103依单片机发出信号控制上下MOS管通断，通过调整和控制MOS管开关频率，调节电机输入电流，实现对电机速度调节．IR2103驱动芯片设有对输入信号的死区时间保护，有效保证同一驱动电路中两个MOS管不同时导通而发生短路．图3为电动机的一相驱动电路，其余两相电路相同．当输入信号PWM和COM为高电平时，Ho输出高电平，上MOS管导通，＋24V直流电压经AU给电机供电；当PWM和COM为低电平时，Lo输出高电平，下MOS管导通，相电流从电机经AU接电源地．
3霍尔信号采集
电路霍尔信号采集电路用来测量电机的霍尔信号．其采用一个上拉电路、RC滤波电路和二极管钳位，保证测量信号在0～5V．端口TIMx定时器模块启用，在每次任一路霍尔信号输入发生变化后开始计数．利用霍尔信号的周期性，可计算电机速度，通过计算T时间内时钟脉冲λ个数k，得到f＝1／T＝1／kλ．根据电机转动一周的霍尔信号的周期数，就可计算出电机转速．
4检测电路对三相星型六状态
永磁无刷直流电机，只要在任一相电流和电源之间串接一个阻值为0．01Ω的电阻RT1作为检测电阻，经采样电路转变为电压信号DCT，就可测出电流值．当测量值大于预设值时，控制芯片发出信号封锁MOSFET管，电机停转．电压检测电路采用LM358双极性放大器，通过比较3．3V电源电压、3．3V备用电池电压和地之间的电位，可检测电源电压的状态．对＋24V电源的检测，采用电阻分压方法，并联100nF电容滤除杂波．
二系统软件设计
软件编程在Keil的RVMDK4．70上用C语言完成．电机控制板程序由串口中断及参数设置程序、时间扫描及电机工作程序两部分组成．串口中断程序用来接收串口信号，进行握手判断，进入参数设置子程序；否则，进入时间扫描程序．时间扫描程序用来定期读取日历芯片的时间参数，判断是否运行或结束电机工作程序．电机工作程序用来控制电动机工作．首先，电机顺时针转动，同时测量转动长度，当到达一个广告画面的长度时停止转动，静止时间即为设定的广告画面的展示时间；电机继续顺时针转动翻页、静止展示，直至最后一张画面展示完毕．电动机开始逆时针转动重复以上过程，转动翻页—停止展示—转动翻页，循环转动直到系统判断结束时间停止转动．图4为电机控制板程序的流程图．
三结论
本系统电路设计借鉴无刷直流电机控制系统，使用STM32F103RB单片机为控制核心，充分利用其丰富的片内资源．通用定时器TIMx模块的串口、IIC通讯模块的运用，使电路设计简单方便．IR2103驱动芯片的死区时间保护，电压、电流检测电路，提高了整个电路安全性．比较其他形式户外广告技术，本系统设计简单、经济方便、使用可靠，对电机控制领域的产品设计有参考借鉴意义．
电机设计论文 篇6
中图分类号：V448文献标识码：A
1 概述
反作用飞轮利用其零动量姿态控制方式让设计系统整体质量小，控制精度高。永磁无刷直流电机转矩密度大、运行效率高，是反作用飞轮中核心装置驱动电机的首选。因为电枢尺寸是电机的主要结构，因此驱动电机的最终选择还需结合电机的电枢尺寸计算。一直以来，永磁无刷直流电机的电枢尺寸设计都是使用前苏联叶儿穆林《小功率电机》中的公式和方法。但是这种计算方法在实际工程中使用不确定因素多，计算过于繁琐，且电枢尺寸公式也不能全面反映电机机械特性。为了解决这一问题，邱国平等人提出结合具体电机技术进行电机结构参数和尺寸数据计算的方法，但是误差相对较大，且计算时不能应用经验公式和传统电机的磁场分析法进行分析。因此本文结合邱国平的设计思路以及飞轮电机本身的结构特点提出基于磁场和磁路相结合的设计方法。下面论文将针对这一构思进行详细介绍分析。
2 永磁无刷直流电机的具体结构
永磁无刷直流电机通过控制飞轮速度来实现设计体的动量交换，从而达到最终的控制目的。其主要结构包括高精度霍尔传感器、内定子和外转子三部分。霍尔传感器是电机中的位置传感器；内定子由三相星形连接的电枢绕组、支撑轴和电枢铁心等部分组成。外转子实现电机和飞轮轮体的连接。永磁无刷直流电机使用的是无齿槽电枢，这种电枢有效电磁气隙大，可以减少转矩脉动的产生，而较大的径长比可以满足飞轮对转动惯量的要求。另外，“面贴式”转子磁钢设计可以很好地满足电压对电压和速度等方面的要求。
3 基于目标设计的电磁设计方法
3.1 电枢尺寸公式分析
不同于传统电枢尺寸计算，利用有限元法与磁路法结合的反作用飞轮驱动电机电磁设计完整地反映了电机机械特性同时建立了电枢尺寸、转矩系数和电枢电阻三者的关系。利用这种方式进行电机电磁设计是以机械特性为初始设计目标来进行后续的设计和数据分析，且在计算中减少了公式应用和数学计算，从而大大方便了设计过程。
5 结语
永磁无刷直流电机的特点在于有效电磁气隙大、径长比大，因此对飞轮直流电机进行设计需和传统电机区别开来。本文结合飞轮使用的永磁无刷直流电机的结构特点提出了电磁设计方法。结合电机的结构特点和具体系数建立了电枢尺寸和径长比、电机机械特性、磁极数、绕组系数、有效电磁气隙等系数之间的表达式关系，并提出了利用磁场逆问题求解策略进行建模求解的方案来计算电机的磁钢尺寸。在完成最终设计之后将其飞轮结果和飞轮样机进行比照。该方法的最大设计误差仅有2.88%，误差较小，设计精度较高，值得采纳。且利用该方法进行设计和数据计算可以不受传统方法的思想限制，在设计过程中也减少了使用多个繁琐公式和多次查找数据的麻烦，让设计变得更简洁、快速，另外这种设计方法一般只适合大径长比结构、大有效电磁气隙的飞轮电机的设计。本文中飞轮电机的设计主要是基于电机机械特性进行具体设计和计算，但是电机设计过程中的结构参数的具体设计思路和方法也同样适用于类似结构的永磁电机设计。
参考文献
[1] 吴一辉，高庆嘉，白越，吴晓溪，武俊峰，黎海文。反作用飞轮驱动电机的电磁设计 [J].光学精密工程， 2010，（6）.
[2] 王辉，武俊峰，吴一辉。轮缘驱动式姿控飞轮电机设计 [J].工程设计学报， 2012，（3）.
电机设计论文 篇7
关键词：嵌入式；墨色控制系统
1 墨色调整原理
墨色控制系统是针对以往印刷机直接循环供墨结构设计的墨色预置、墨量控制系统。采用先进的信息采样和数据处理方式，通过改变墨刀与转动的墨斗锟之间的间隙大小达到精确控制墨量的目的，为印刷机提供了集中和自动化的墨色管理。
2 墨色控制原理
墨色控制系统是一套建立在CIP3标准上的为印刷机配套的精确数字化墨色控制系统。该系统将每个墨辊分为若干个等份，对应着若干个控制墨刀，每个墨刀由一个电机控制，通过改变墨刀与转动的墨辊之间间隙得大小来达到精确控制墨量的目的。每个电机由一个微处理器来驱动，微处理器负责将中央主控台和电机控制按键送来的信号转化为脉冲信号控制电机转动，电机推动墨刀前进或后退。
3 调色总体方案设计
墨色控制系统总体结构分为上位机和下位机两部分进行设计。上位机部分实现对印刷文件的处理、设备运行状态显示等人机交互功能；下位机主要完成设备功能控制，电机位置检测、电机状态收集以及与上位机的数据交换功能。由于墨色控制系统的安装空间有限，所以对产品的体积设计又提出了一个更高的要求，所以由于时间和篇幅的原因本论文针对墨色控制系统的下位机部分进行具体讨论。
根据墨色控制系统的功能要求，墨色控制系统的下位机采用分离式控制方式。整个控制系统分为2级结构：
第一级为信息转发主控制单元，实现上位机与控制系统的数据交换，控制台操作对下一级单元的转发等功能。由于上位机用户界面对于实时性要求不高，但又考虑到数据量交互比较大的特点，第一级主控制单元与上位机之间考虑使用以太网进行数据交换。
第二级为各个执行部分的数据分发节点，即具体的执行机构的控制单元，实现电机的位置控制。这部分设计主要从生产成本和安装尺寸两方面考虑。本产品主要针对四色印刷机设计，每个色组单元设计32个墨色控制单元，所以整套产品需要制作128个电机以及控制单元。控制单元根据安装尺寸考虑采用微动直流电机，位置采集部分常见有编码采集和模拟量采集两种元件，从成本和控制板的设计尺寸考虑采用模拟量采集方式，采集芯片使用ADI7171。该部分设计完成后整体安装尺寸需要满足30mm*40mm。通讯方式仍然采用工业级485通讯，通讯协议使用工业控制中常用的MODBUS协议。
其原理为通过主控制单元（ARM内核的控制芯片）结合μCOS-II操作系统的框架结构，TCP/IP协议栈实现了与上位机通讯的功能，使用MODBUS协议栈的实现了下位机主控单元与其他执行单元之间通讯的功能。使用这种分散式的组织结构可以很好的满足印刷机色组分离的结构，而且对于设备程序组织设计以及后续的产品升级提供了更大的空间。
本文的主要工作包括：⑴研究嵌入式实时操作系统μC/OS-II在彩色印刷机上的应用，分析了μC/OS-II的任务管理，中断管理，任务间通讯，内存管理等模块结构，实现了μC/OS-II在ARM LPC2378上的移植，分析了LPC2378的中断处理机制和μC/OS-II下中断处理程序的编写规则，为开发高速印刷机提供一个稳定的软件平台。⑵通过ARM的特点和结构的分析，确定其作为墨色控制系统的主控制单元，而各级执行部分的数据分发节点通过与ARM的通讯，来控制印刷机油墨。再次，是对ARM进行设计。⑶用32位ARM RISC处理器代替8位单片机做系统控制核心，提高系统的处理能力，提供更加友好的人机界面，使操作更加直观。⑷利用485总线构成分布式控制系统，由下位机实时控制各电机完成主轴驱动和墨色控制功能，取消套色误差修正辊，实现套色误差调整和墨色的全自动化，设计了用于同步的总线高层协议。⑸完成了系统硬件和软件的设计调试工作。
4 总结
嵌入式系统具有可移植性、可固化性、可裁剪性、确定性、稳定性和可靠性等特点，符合工业控制系统对可靠性、灵活性和实时性有较高要求。墨色控制系统在实际的印刷机制造企业以及印刷企业中的应用并不广泛，其中大部分的产品仍然使用循环供墨的系统，无法满足不同印品对墨量的需求。本论文是将嵌入式系统引入到墨色控制系统的一次实际研究。本文通过一个实际的项目设计过程分析，讨论了墨色控制系统下位机控制单元的芯片选型以及软件设计的方法。该系统将每个墨辊分为若干个等份，对应着若干个控制墨刀，每个墨刀由一个电机控制，通过改变墨刀与转动的墨辊之间间隙得大小来达到精确控制墨量的目的。每个电机由一个微处理器来驱动，微处理器负责将中央主控台和电机控制按键送来的信号转化为脉冲信号控制电机转动，电机推动墨刀前进或后退。最终实现墨色预置与墨量控制的功能。
[参考文献]
[1]Li Xiaodong，Zhu Xinlian.Printing Equipment[M].ChangSha：Publishing House in National University OF Defense Technology，2002.
[2]王田苗。嵌入式系统设计和实例研发[M].北京： 清华大学出版社，2003.62-89.
电机设计论文 篇8
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
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[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.
电机设计论文 篇9
作者：陆召振 周树艳 陆伟宏 王宁 单位：无锡油泵油嘴研究所
共轨系统通常正常工作电压选择28~30V，即需要满足Ur≧30V。2）最小击穿电压UbUb分为5%和10%两种。对于5%的Ub来说，Ur=0.85Ub；对于10%的Ub来说，Ur=0.81Ub。当电压高于此值后，TVS发生雪崩击穿，此后，TVS两端电压将一直保持在钳位电压Uc。3）最大钳位电压Uc当TVS管承受瞬态高能量冲击击穿后，管子中流过大电流，峰值为IP，端电压由Ur值上升到Uc值就不再上升了，从而实现了保护作用。Uc与Ub之比称为钳位因子，一般在1.2~1.4之间，计算多代入为1.3。其他诸如反向漏电流、结电容等参数也需要考虑电路静态电流以及信号频响等因素进行择优选择。最大允许瞬时功率Pp根据车用电源系统电路抗干扰标准要求须至少大于6000W。防反接保护电路设计防反接保护使用一个普通二极管就可以实现，或者采用其他MOS管防反接电路。普通二极管防反接保护电路优点是电路简单，器件少，但由于受二极管额定功耗的限制，这种防反接不能承受长时间的反接故障。图3为防反接保护二极管在电路中的设计位置，二极管选择时考虑ECU的整体功耗，选择正向导通电流大于正常工作最大电流，同时防反接保护二极管尽量选择低压降快恢复二极管，反向耐压满足电路要求。过电流保护电路ECU电源电路在过载或者负载短路等故障发生时，需要在外部线束中或电源处理电路回路中设计过流保护电路，否则电路将损毁不能正常工作。通常在开关电源设计中采用自恢复熔断丝串联在回路中，或设计电路采样闭环控制电路等。
从以上自恢复熔断丝的原理可以看出，当电路发生过流时，可能存在大量热量的产生，由于ECU通常安装在相对封闭的空间内，热量无法快速消散，因此可能会对ECU其他电路的工作产生影响，再加上自恢复熔断丝存在不好安装及精度不高的问题，因此ECU过流保护电路通常不选用这种方案。图4为一种闭环电流采样控制保护电路，T1用来检测负载电流IL，采样电阻R1产生成比例的电压。电流过载发生时，电容C1充电电压会增加到稳压二极管Z1的导通电压，此时三极管Q1导通，集电极输出信号关闭后续电路的控制级，从而切断电源电路的工作。类似过流保护电路设计时，需要注意变压器的设计选型，由于车用ECU对成本的要求越来越高，此电路设计成本较高，且占用ECU体积大，目前在ECU上采用较少。综上，我们似乎没有非常完美的过流保护电路方案，幸运的是目前世界上一些著名半导体公司都提供带有过流自动保护的电路控制芯片。比如美国国家半导体公司的汽车DC/DC控制芯片，德国英飞凌公司的汽车级LDO电源处理芯片，这些芯片都能提供过流自动保护功能。因此在ECU电源电路设计时，尽量选用类似集成芯片作为电路核心元件，这些芯片通常都经过汽车等级的测试，可以放心采用。共模抑制电路设计ECU电源系统电路通常采用共模扼流圈设计共模抑制电路。共模扼流圈，也叫共模电感（Com-monmodeChoke），是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。
在电源电路设计时，采用共模扼流圈能够有效地消除共模干扰，提高ECU电磁兼容性能。目前一些著名的无源器件生产厂家均提供ECU专用的电源系统电路共模扼流圈，比如TDK公司的ACM-V系列主要用于ECU电源线设计，TDK公司提供的这种共模扼流圈通过专用磁芯设计而成的方形闭磁路磁芯，在保持原有特性的同时实现了小型化，便于安装。同时具有高阻抗特性，可发挥优异的共模噪声抑制效果，最大电流可高达8A。滤波电路设计共轨系统ECU电源电路的输入是从汽车蓄电池直接引入的。由于汽车上所有电子设备都共用这一个电源，其他电子设备的干扰可能通过电源耦合到ECU。另外，车用蓄电池的电源高频干扰、汽车电机的启动停止以及负载的突然变化均会将干扰带入ECU。在设计电源处理电路时必须设计滤波电路来滤除这些干扰。通常采用∏形滤波电路设计串联在电源处理回路中，主要对差模干扰起到抑制作用，图6为基本的∏形滤波电路。在实际的∏形滤波电路设计时，需要根据ECU实际使用需求进行电感L及电容C1和C2的参数选择，电容C3根据负载功率的大小调整容值及耐压参数。电源系统设计方案总结共轨系统ECU电源系统电路设计时需要综合以上的各种保护电路的设计，同时选择合适的DC/DC控制芯片。控制芯片的PWM调制频率设置需要综合考虑电源处理的效率和EMC性能。常用的ECU电源系统电路设计方案如图7所示。ECU通过点火钥匙开关处理电路，将汽车蓄电池电源输入，然后通过各种保护电路将稳定的电压输入DC/DC处理电路，最后通过汽车专用低压降线性稳压电源（LDO）处理成多路电源分别给ECU各电路模块供电。
在设计电源系统处理电路时，不仅应考虑基本电压处理电路的精度和效率，还应设计不同的保护电路，应对各种可能出现的干扰和故障情况。保护电路的设计需要考虑整个电源系统电路的工作原理，合理的布局保护电路在整个电源系统电路中的位置；各种保护电路的器件选择则需要综合电路原理、成本、安装及厂家品牌等诸多因素进行合理选择。除了本文提到的几种保护电路设计外，或许还有其他应对整车复杂故障情况的电路选择，这就需要在ECU的实际使用过程中进行不断的积累和研究。
电机设计论文 篇10
关键词：变频电机设计交流调速系统变频器谐波
一、变频器运行时对变频电机工作的影响
在变频电机调速控制系统中，采用电力电子变压变频器作为供电电源，供电系统中电压除基波外不可避免含有高次谐波分量，对外表现为非正弦性，谐波对电机的影响主要体现在磁路中的谐波磁势和电路中的谐波电流上，不同振幅和频率的电流和磁通谐波将引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜(铝)耗。这些损耗都会使电动机效率和功率因数降低。同时，这些损耗绝大部分转变成热能，引起电机附加发热，导致变频电机温升的增加。如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%～20%。同时这些谐波磁动势与转子谐波电流合成又产生恒定的谐波电磁转矩和振动的谐波电磁转矩，恒定谐波电磁转矩的影响可以忽略，振动谐波电磁转矩会使电动机发出的转矩产生脉动，从而造成电机转速(主要是低速时)的振荡，甚至引起系统的不稳定。谐波电流还增加了电机峰值电流，在一定的换流能力下，谐波电流降低了逆变器的负载能力。对于变频电机，如何在设计过程中采取合理措施避免或减小应用变频器所带来的影响，以求得系统最佳经济技术效果，是本文讨论的重点。
二、变频电机设计特点
对于变频电机，其设计必须与逆变器、机械传动装置相匹配共同满足传动系统的机械特性，如何从调速系统的总体性能指标出发，求得电机与逆变器的最佳配合，是变频电机设计的特点。设计理论依据交流电机设计理论，供电电源的非正弦以及全调速频域内达到满意的综合品质因数是变频电机设计中需要着重注意的两个问题，设计中参数的选取应做特别的考虑。与传统异步电机相比，一般变频电机设计有如下一些特点：
1.用于变频调速的异步电动机要求其工作频率在一定范围内可调，所以设计电机时不能仅仅考虑某单一频率下的运行特性，而要求电机在较宽的频率范围内工作时均有较好的运行性能。如目前大多调速异步电动机的工作频率在5Hz~100Hz内可调，设计时要全面考虑。
2.变频电机在低速时降低供电频率，可以把最大转矩调到起动点，获得很好的起动特性，因而在设计变频电机时不需要对起动性能作特别的考虑，转子槽不必设计为深槽，从而可以重点进行其它方面的优化设计。
3.变频电机通过调节电压和频率，在每一个运行点都可以有多种运行方式，对应多种不同的转差频率，因而总能找到最佳的转差频率，使电机的效率或功率因数在很宽的调速范围内都很高。因而，变频电机的功率因数和效率可以设计得更高，功率密度得以进一步提高。现有数据表明：在额定工作点，逆变器供电下的异步电机效率比普通电机高2%~3%，功率因数高10%~20%。
4.变频电机采用变频装置供电，输入电流中含有较多的高次谐波，产生电机局部放电和空间电荷，增大了介质损耗发热和电磁振动力，加速了绝缘材料的老化，所以应加强电机绝缘和提高整体机械强度，变频电机的绝缘强度一般要达到F级以上。
5.变频供电时产生的轴电压和轴电流会使电机轴承失效，缩短轴承使用寿命，必须在设计上要加以考虑。对较小的轴电流，可以适当增大电机气隙和选用专用润滑脂；另外，增加轴承的电气绝缘或者将电机轴通过电刷接地，可以有效解决轴承损坏问题；对过高轴电压，应设法隔断轴电流的回路，如采用陶瓷滚子轴承或实现轴承室绝缘。同时，在逆变器输出端增加滤波环节，降低脉冲电压dU/dt也是一种有效的方法。
三、电磁设计
在普通异步电动机设计基础之上，为进一步提高变频调速电机的性能，对变频调速异步电动机的设计参数也要进行更加细致的考虑。满足高性能要求时的变频电机设计参数的变化与设计目标之间的关系。在设计参数和性能要求之间还必须折衷选择。电磁设计时不能仅限于计算某一个工作状态，电磁参数的选取应使每个频率点的转矩参数满足额定参数要求，最大发热因数满足温升限值，最高磁参数满足材料性能要求，最高频率点满足转矩倍数要求，额定点效率、功率因数满足额定要求。由于谐波磁势是由谐波电流产生的，为减小变频器输出谐波对异步电动机工作的影响，总之是限制谐波电流在一定范围内。
四、绝缘设计
电机运行于逆变电源供电环境，其绝缘系统比正弦电压和电流供电时承受更高的介电强度。与正弦电压相比，变频电机绕组线圈上的电应力有两个不同点：一是电压在线圈上分布不均匀，在电机定子绕组的首端几匝上承担了约80%过电压幅值，绕组首匝处承受的匝间电压超过平均匝间电压10倍以上。这是变频电机通常发生绕组局部绝缘击穿，特别是绕组首匝附近的匝间绝缘击穿的原因。二是电压(形状、极性、电压幅值)在匝间绝缘上的性质有很大的差异，因此产生了过早的老化或破坏。变频电机绝缘损坏是局部放电、介质损耗发热、空间电荷感应、电磁激振和机械振动等多种因素共同作用的结果。变频电机从绝缘方面看应具有以下几个特点：(1)良好的耐冲击电压性能；(2)良好的耐局部放电性能；(3)良好的耐热、
耐老化性能。
五、结构设计
在结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般应注意以下问题：
1.普通电机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的振动和噪声变得更加复杂。在设计时要充分考虑电动机构件及整体的刚度，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。
2.电机冷却方式：变频电机一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动，使其在低速时保持足够的散热风量。
3.对恒功率变频电机，当转速超过3000r/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。
4.变频电机承受较大的冲击和脉振，电机在组装后轴承要留有一定轴向窜动量和径向间隙，即选用较大游隙的轴承。
5.对于最大转速较高的变频电机，可在端环外侧增加非磁性护环，以增加强度和刚度。
6.为配合变频调速系统进行转速闭环控制和提高控制精度，在电机内部应考虑装设非接触式转速检测器，一般选用增量型光电编码器。
7.调速系统对传动装置加速度有较高要求时，电机的转动惯量应较小，应设计成长径比较大的结构。
六、结论
与普通异步电动机不同，变频调速异步电动机采用变频器供电，其运行性能与电机本体和调速系统的设计都密切相关。这一方面使变频调速电机的设计要同时兼顾电机本体和调速系统；另一方面也使得变频调速异步电动机的设计变得灵活，但同时也增加了高性能变频调速系统设计的复杂程度。只有结合变频器和一定的控制策略，从整体上进行电机的设计和优化，才能获得最理想的运行性能。
参考文献：
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