电机设计禁忌手册

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1、电机设计禁忌手册 1.线圈电流密度不宜过大或过小:电机线圈具有一定的电阻.当电流通过线圈时就产生损 耗.绕组温升高,电机设计希望减小电阻,以减小损耗,提高效率.加粗线径,降低电流密度可以减电阻,但会线圈材料用量增加.由于槽面积的加大,引起铁心磁密增加,使电机的励磁电流和铁损增加.通常感应电机j取37A/mm (槽面积大也就是芯片设计时铁心槽孔大) 2.电机铁心的磁通密度不宜过高或过低. 当铁心材料,频率和硅钢片厚度一定时铁损决定于磁通密度的大小,磁通密度过高使铁损增加,电机效率降低,铁心发热使电机温升增高.并由于励磁安匝增加电机功率因子降低,所以铁心的磁通密度不宜过高,尽量避免用在磁化曲线的过

2、饱和段,磁密过低则使电机材料用量增加,成本提高.芯片齿部窄,磁密高即槽入线的空位大也就是铁心槽孔大反之. 3.电机槽满率不宜过高或过低. 一般取7585%槽满率低电机运行时导线在槽内松动.易损伤绝缘.此外槽内空隙多,由于空气导热差,影响线圈的散热使电机温升增高. 4.电机槽形的设计尽可能选用平行齿梯形槽并槽形边缘不要有尖角,尽量用圆底槽,由于圆槽铸铝时填充好,并做模方便.定子芯片嵌线容易. 5.电机槽口宽度不宜过大,槽口太大使气隙磁通分布不均,齿谐波增大附加损耗增加,通常约3.5mm,太小入线困难, 6.定子槽数不要太多或太小.异步电机定子槽数多,磁势,电势波形好,附加损耗小,电机效率高槽数多

3、还使线圈和铁心的接触面积增加,线圈散热好,温升低.性能好但制作工艺困难.成本高 7.异步电机气隙大,磁阻大,励磁安匝数多,使电机励磁电流增大,电机功率因子降低,但气隙大使谐波磁场减弱,电机附加损耗降低, 气隙太小易引起定转子扫膛,以及由于附加损耗增加而使电机效率降低. 8.异步电机转子扭斜可以使转子导条沿轴向的谐波电势相位不同而被削弱,从而减少了附加同步转矩,及附加异步转矩,降低电机附加损耗,提高效率,降低噪音,振动. 9.单层绕组不要用于容量较大的电机,容量较小的电机不要双层绕组. 10大电机不宜用铝合金做支架由于刚度,强度差些 11.转轴上尽量避免用不同宽的键槽(即介子槽)轴芯二级位应倒圆

4、角. 12电机两端都用滚动轴承时轴向不要卡死.因为电机运行时转轴的散热比定子支架差,温升高些,转轴的热膨涨要大于定子部件,和支架,机座.转轴就不能自由膨胀,所以一般加波浪介子加啤令盖. 13.转轴和转子芯片配合的长度不要太长.(轴芯中间部分可以缩小解决) 14.带滚动轴承结构的不要使电机转子产生轴向窜动.(所以啤令内加波浪介子)滑动轴承的在转子前端加弯介子 手提吸尘机的不带弯介子是前端是E介子结构虚位控制很小0.10.4mm 15.电机的定,转子铁心不要错位,错位不利的原因a:错位相当于空气隙有效面积减小,励磁电流增大,功率因子降低.,还使定子电流大定子铜损大,效率低.温升高. B:转子受到一

5、个轴向力加快轴承磨损.增大电机的噪音和振动.(但有些成品运行向前端一个方向常常磨一端轴承此时故意错位)c:影响电机的正常通风. 16.注意异步电机转子铸铝质量(可用硫酸化解芯片看) 17.引线不要过细如果过细的引线容易绝缘老化通常导体电流密度取46A/mm小电机取大值.大电机取小值. 18.电机起动电流一般是额定电流的6倍左右,所以不要频繁起动,堵转的电流菲士通常是额定电流的2.53倍. 电流菲士需200%的电流才能冲断. 19.转子临界转速应大于1.2倍或小于0.8倍的额定转速以免发生共振. 20.电机干燥时应避免温度急剧升高.过分潮湿的绕组,应避免用通入电流的方法进行干燥. 21.定子槽楔

6、不要高于铁芯内圆 22.拆卸轴承入轴承应当加力于啤令内圈,不能受力啤令外圈和钢球位. 23.多粉尘场所不要用防护式电机应用封闭式电机.(但封闭式电机不易散热. 24.不要便电机在电源频率过低下运行.电源电压一定时,频率下降使磁通增加,电机设计一般使硅钢片工作在磁化曲线的饱和区,磁通增加使励磁电流增加较多,功率因子下降,电机电流增大铜损增加,效率下降,频率下降还使电机转速下降.风量减少,散热困难,电机温升增高.电源频率下降不但电机输出功率减少,而且使各项性能变坏.额定频率不能超过1% 25.不要使异步电机的电源电压过高或过低 电压过低电机磁通减少,电机转矩则与电压平方成正比下降.造成电起动困难,

7、电机负载不变时电机电流增加,损耗加大,温升增高,长时间低压运行可能使电机烧毁. 26.换向器和碳刷的摩擦噪声.是因为a换向器表面加工精度不够和粗糙度较差.b.碳刷和刷盒间隙过大.c碳刷弹簧弹力失效.另外换向器表面有杂物易产生火花.电动机制造的加工方法生产要求的最佳战略1、 团队参与今天日益变化的电动机要求,你的机器供货商必须是你的产品中的一员。参与帮助你们设计产品,达到制造的最高水平以及继续理解你们的生产要求。最成功的地方就是在你的原始产品设计何销售预测中加入供货商。在碰到电动机性能和安装问题前,帮助更快地实现市场化产品。有助于维持启动日程表。允许你的制造业人员具有最可能的情节,实现转换和电机

8、零件的结合。这也是评估零件安装的问题和可能消除零件多种处理的时候了。2、 原型开发工作利用许多生产所需的实际工艺和工装,在工作单元中制造电机。提供这种服务,是由于你们不具备配备合适设备和人员的晻贵电机实验室,用来生产这些原型电机。另一个问题是,标准的生产必须中断以生产这些原型电机。通过与你们机器供货商的合作,这就使你们能够向用户提供测试产品和安装数据,更重要的是你们制造团队能够检验实际所需的严格工艺。这就排除了潜在的制造问题。3、 匹配商业理念的合适设备合适的设备符合你们独特的公司理念。因为有许多用户,所以有许多不同的实现这种理念的途径。主题或今天使用的”BUZZ”字眼就是”倾斜制造”的概念。

9、所以机器供货商提供能满足要求的最佳方案。我感觉工艺的共同主题是在你们整个加工过程中消除任何浪费。让我们评估以下我们用这种思想所实现的东西; 减少产品设计到投产的时间 转化成本-原材料到成品 制造空间 交货性能+99% 交货质量4、 生产力的最高水平,包括质量、高能力、开机时间和kiss(使设备简单和智能)性能调试 1.T=97.5x T=转矩Kg.cm P=输出功率 n=转速 T=单位为(牛.米)此两扭力公式是一致,只是单位不同而已. 2.cos= 单相 COS= 三相。 P=输入功率 COS=功率因素 3.效率= 4.激滋绕组同电枢绕组间的匝比通常取0.40.7 吸尘机因通风冷却好匝比可取大

10、些匝比a=定子匝数x2/转子总匝数. 改善火花可提高a但匝比a取过大,效率下降,温升上升 5.Q=IR. Q=发热量 要降低转子温升需将线径加粗.匝数减少,如要降定子温升只需将转子线径改小.匝数加多,将负荷移到转子部分当然这样做需注意马达寿命是否正常 6.罩极马达加高铝环和加大转子外径,马达转速上升但需注意气隙单边不能小于0.2mm当然气隙越小,效率越高.铸铝质量越好马达性能越好. 7.罩极马达线径加粗,圈数减少.转速上升性能降低反之 8.一款串激马达转速偏高你怎样去改良:a.转子圈数加多性能降低电流,功率,转速均下降只需稍稍增加12圈就等于加了1020圈,但需注意匝比变小,火花会差些,效率降

11、低,转子电阻大,转子温升高,定子温升下降b.增加定子匝数.性能也会下降但定子温升上升如果是吸尘机马达因吸风冷却好,性能降低,温升反而下降. 9.一款串激马达减少转子总匝数和增加定子总匝数相同的话,性能基本不变. 10.马达结构相同性能相同.使用频率相同只是额定电压不同的线规换算: W=匝数 D=线径 U=电压 11.吸尘机马达吸力公式:Pout= Q=气流量M/MIN H=真空吸力mmH2O 12.uc 系列常规10bar铜头左扭22.5挂5勾 逆时针旋转.右扭22.5挂10勾20Bar铜头左扭应在810勾调整.右扭应在201勾调整.不管左扭或右扭,扭的角度越大性能越高. 13.电流同匝数的平

12、方成反比.同电阻成反比.所以调匝数比调线径变化明显. 14.罩极马达转子外圆加大,转速上升,效率上升,最大扭力上升,空载性能下降,负载性能不一定要看具体扭力点.铸铝质量良好的好,转速,效率上升.空负载和最大扭力上升, 15.碳刷弹簧压力大,机械阻力大,接触电阻小,性能提高,马达跑合后,机械阻力小些性能下降, 温升.堵转 1.温升要求 GB4706.1.1998A级75K 65注解1.带 为热电偶法.不带括号为电阻法.交直流两用E级90K 802.不带括号规格对两种方法均适用-交流马达B级95K 853.环境温度通常不超过25但偶然可达35为基础.但规定的 F级115K温度是以25为基础.H级1

13、40K4.电阻法计算公式: T=(K+t1)-(t2-t1)k=234.5铜绕组 k=225铝绕组2.温升改善: a.改善风道冷却 b.调试线规:转子线径减小.匝数加多这样定子负荷小温升下降但转子温升上升. C.更改转子扭角挂勾如UI-32原线规S:0.95x75Tx2R:0.55x(17+18)Tx6 右扭7.5挂12勾改为扭0挂12勾这样性能会降低一些,温升相应下降了一些 3.罩极马达温升改善 a.线径加粗匝数加多. B.加高铝环.转子外圆加大.铸铝质量提高.芯片材质提高. 4.串激如风鼓类电机(吸尘机,气泵)定子加匝数温升有时反而会降因为冷却好,性能降低,如果是电动工具,搅拌器类则定子加

14、匝数定子温升一定上升 5.堵转要求: a.马达堵转不能着火, b.3A速断电流菲士接地不能断开 C.不能超过 堵转所要求的等级温升.通常串激马达1030秒堵转断开. 6.堵转改善: A.用温度菲士或电流菲士保护. B.漆皮线菲士加长或线径改小均易冲断.电阻大,发热量大,Q=I.R电流密度大. 7.马达定子通常只装一个温度菲士.接在客户成品通风条件差的一侧,如果马达成品对称就无所谓接在马达定子哪一侧.但有时堵转不能解决也用2pcs 温度菲士.如UAK-20定子一侧各接1个113C温度菲士. 8.电流菲士选择通常为额定电流的2.5倍.如UE一款240V马达额定输入功率715W.选择7A/250V电

15、流菲士.UC一款120V马达额定输入功率600W选择15A/125V电流菲士. 9.马达提高效率温升会降低.嘈音与震动1,嘈音限值嘈声是一种不希望有的不同频率和不同强度的无规律地组合在一起的声音.嘈声令人烦恼,讨厌,心神不安,分散注意力;长期生活在嘈声大的环境中,使人的听觉受到损害,甚至会引起神经系统疾病。因此,嘈声控制是环境保护所面临的一个重要课题,而电机嘈声自然是电机的主要质量指标之一。电机嘈声电机的嘈声可分为机械声、电磁嘈声和空气动力嘈声.产生各类嘈声的主要原因用因果分析图表示。随电机设计参数、结构、功率、尺寸、转速和加工精度的差别而不同。气流流动转子转动碳刷摩擦轴承震动转子不平衡引起震

16、动电机嘈声基波磁场产生切向及径向激振力风扇谐波磁场产生径向及切向激振力轴向激振力电磁嘈声空气动力性嘈声-12声音在单位时间内辐射出来的总声能w称声功率,而电机嘈声大小一般以声功率级表示。声功率级定义为 lw=101g*W/W0dB式中 , W0为基准声功率,取W0=10 W。由于嘈声的频率在2020000Hz的宽广范围,而人耳对不同频率的声音所感受的响度是不同的。为了使人们对不同频率的声音感觉到的响度相同,在嘈音测量时为模以人耳的听觉特性而设计了几种对不同的频率嘈声的衰减接近人耳对声音的感觉,在电机嘈声测试中都用A网络,所测得的声功率级称A计权声功级.记为Db(A)。A计权声功级Lw与A计权平

17、均声压级Lp之间关系由下式表达;Lw=Lp+101g*S/S0Db(A)式中,S0为基准面积,为1m平方;S为测量面面积(m平方);当测量半径r=0.4m所放对应的半球面测量面积S时,101g*S/S0=0此时Lw=Lp。在嘈声测试现场被测试电机嘈声外,任何其他嘈声通称为背景嘈声。背景嘈声大小对测试结果有不同程度的影响,电机嘈声应为测量点值减去如表1列出的修正值。只有当测点各频率带或计权声级的背景嘈声低于 Conversion Table 单位换算表PRESSURE压力/STRESS应力1psi=6.48948kPa1bar=1.013*10Pa1kg/cm=14.2psi1MPa=145ps

18、i1MPa=10.2kg/ cmIMPACT STRENGTH 冲击强度1ft-1b/in=5.44kg.cm/cm1ft-1b/in=53.4J/m1kg.cm/cm=9.8J/mENERGY能量1Cal=4.184J1ft-1bf=1.3558J1Btu=1055.1JPOWER功率1horse Power0.7458kWTEMPERATURE温度T=1.8T+32T=( T-32)*5/9LENGTH1ft1in=0.3048m=2.54cmAREA面积1 in1ft=6.4516cm=0.09203cmVOLUME体积1ft1gallon1litre=0.0283m=0.0038 =1

19、000c mWEIGTH 重量1lb1kg1ounce1metric ton=0.4536kg=2.2046lb=28.3495g=1000kgDENSITY密度1lb/ ft1lbs/gal=16.0185kg/ m=119.4 kg/ m WEIGHT MEASURE 重量换算表Kilogram公斤Mctric ton公吨Pound磅Short ton短吨Long ton长吨10.0012.204620.0.1.00012.204621.102310.0.0.10.00050.907.1840.2.00010.1.1.016052.2401.1211台斤=0.6000公斤=1.2000市斤

20、=1.3227磅 , 1市斤=0.5000公斤=0.8333台斤=1.1023磅 Linear Measure 长度单位换算表Km(公里)m(公尺)cm公分mm毫米in英吋ft英呎mile英哩11000101039.3703280.830.621360.0011100100039.373.280830.100.011100.39370.0.62100.0010.110.039370.0.0622.54*100.025425.4025.4000510.083330. 16.扭力图示: 第一图示为风机水泵类(罩极)从风叶负载看要提高转速必须提高很大扭力才行,转速降低,温升下降,扭力下降.第二图标为

21、恒转矩负载(串激)扭力大转速下降温升上升. 17.串激马达参考推导公式: T=转矩 n=转速 Nr=转子匝数 Nr=定子匝数 Pin=输入功率 P=输出功率 18.罩极马达常见推导公式: 转速同匝数成反比(同线径) (不同线径) (常用的升降压来调匝数) W=匝数 d=线径 n=转速 19 .24bar铜头通常用是左扭7.5挂11勾 左转 ,右扭7.5挂24勾 右转 左扭可在1012勾波动, 右扭可在241勾波动.例a:0.31x(34+16)Tx12实际为24bar 铜头这样调节主要为平行反电动势,改善火花. B:0.31x(23+22)Tx12这样调节主要是平行性能有时多一圈性能又低,少一

22、圈性能又高的情况下用这种方法微调. 20.UO-43/50 230V 电锯不同线规和同线规性能比较. 电流输入功率转速扭力效率输出功率功率因子AmpswinRPMKg.cmEFFWOUTPF无载状态4.81092292401.30.363900.98最高效率点11.52525.8204508.50.7117850.95最大扭力14.5316417452120.6821500.95UO-43 0.55x12Tx24 扭0挂24勾,分槽绕挂1勾(支架碳刷已向右扭22.5) 0.9x100Tx2 电流输入功率转速扭力效率输出功率功率因子AmpswinRPMKg.cmEFFWOUTPF无载状态6.21

23、393266672.360.466460.98最高效率点7.21614240964.10.6310230.97最大扭力25.25292983326.50.526800.91UO-50 0.55x12Tx24 扭0挂24勾,分槽绕挂1勾(支架碳刷已向右扭22.5) 0.9x100Tx2电流输入功率转速扭力效率输出功率功率因子AmpswinRPMKg.cmEFFWOUTPF无载状态5.81310263852.280.476170.98最高效率点6.91544234193.80.599170.97最大扭力25.75358924227.60.4926200.91UO-50 0.55x(12+13)Tx12 扭0挂24勾,分槽绕挂1勾(支架碳刷已向右扭22.5) 0.9x100Tx2