最实用直流电机计算表.xls

1 1 主主要要技技术术指指标标 1 额定电压UN1212V 2 额定电流IN2 22 2A 3 额定转速nN1300013000RPM 4 输出功率PN1010W 2 2 主主要要尺尺寸寸确确定定2 2 主主要要尺尺寸寸确确定定 5 电枢外径 D 6 1 108 P AB nN kp 1 3厘米 6 D 1 1 9 99 9 cm 选用2 042 04 cm A 线负荷 对于连续工作状态取60 80安 厘米式中A 取6060安 厘米 B 气隙磁密 铝镍钴一般取0 33 0 45特选铁氧体磁钢 Y20Y20B 0 7 0 85 35503550 铁氧体B 0 7 0 85 BrB 取28002800Gs 极弧系数 一般取0 6 0 75 取0 720 72 lt2 De2 lt2为电枢铁心长度 一般 取0 7 1 5 取0 80 8 kp 短矩系数kp sin y1 2 kp 取0 9510 951 效率 PN UNIN效率 0 380 38 P 视在功率P 1 2 pN 3 视在功率P 15 4715 47W 6 电枢计算长度l 6 电枢计算长度l 1 631 63 cm l D 厘米 3 3 定定子子尺尺寸寸3 3 定定子子尺尺寸寸 7 机壳外径Dj1 7 机壳外径Dj1 Dj1 1 4 1 7 D 厘米 Dj1 2 2 8 85 56 6 3 3 4 46 68 8 cm Dj1应与标准外径符合 或Dj1值由用户给出 取Dj1 3 263 26 cm 8 机壳厚度 j1查表或自定 8 机壳厚度 j1取0 080 08 cm 9 气隙 取0 015 0 06厘米 p 1及铁氧体电机取最大值 9 气隙 选取 0 060 06 cm 10 磁钢外径DMe Dj1 2 j1 厘米 10 磁钢外径 DMe 3 1 cm 11 磁钢内径DMi D 2 厘米 9 磁钢内径 DMi 2 16 cm 12 电枢铁心长度l2 12 电枢铁心长度l2 1 45 cm 对铁氧体磁铁l2 l l0 对铝镍钴磁铁l2 l 端部气隙等效长度 取l0 0 180 18 cm 13 磁铁轴向长度l1 13 磁铁轴向长度l1取1 851 85 cm 对铁氧体磁铁l1 l 对铝镍钴磁铁l1 l2 l 14 磁铁径向高度hm 14 磁铁径向高度hm hm DMe DMi 2 厘米 hm 0 47 cm 对铁氧体磁铁hm应在下述范围 hm范围0 36 0 48 hm 6 8 厘米 15 磁铁截面积SM 15 磁铁截面积SM 环形铝镍钴磁铁瓦形铁氧体 SM DMe DMi l1 2p 厘米2 SM DMi hm l1 2p 5 50 CM2 瓦形铁氧体磁铁 SM DMi hm l1 2p 厘米2 其中极对数p 1 1 环形铁氧体磁铁 SM D hm l 2p 厘米2 16 瓦形铁氧体磁铁弧度角 16 瓦形铁氧体磁铁弧度角 180 p 129 6 4 4 电电枢枢冲冲片片尺尺寸寸 17 槽数Z 17 槽数Z Z 2 4 DZ 4 08 8 16 3 13取Z 5 5 通常选用奇数槽 18 槽形 18 槽形选半梨形槽 平行齿的槽形 一般选梨形平行齿或半梨形平行齿槽形 在容量极小的 电机中也有采用圆形槽的 19 冲片材料 19 冲片材料 根据性能 经济要求选用 片厚为0 35或0 5毫米 选选50W60050W600 厚厚0 5mm0 5mm 20 槽距t2 20 槽距t2 t2 D Z 厘米 t2 1 282 cm 21 极距 21 极距 D 2p 厘米 或 Z 2p槽 3 204 cm 或 2 5 22 齿宽bt2 22 齿宽bt2 bt2 B t2l kFeBt2l2 厘米 bt2 0 247 0 323 cm 式中Bt2 1300013000 1700017000 Gs 取bt2 0 260 26 cm kFe 查表2 6取0 960 96 23 轭高hj2 23 轭高hj2 hj2 l B 2kFeBj2l2 厘米 hj2 0 252 0 315 cm 式中Bj2 1200012000 1500015000 Gs 考虑到1 4转轴直径可导磁 因为转子冲片直接压装到转轴上 可认为1 4转轴取hj2 0 210 21 cm 直径导磁 24 冲片内径d0 24 冲片内径d0 冲片直接压装到转轴上 轴伸端直径应符合标准 内径d0取0 30 3 cm 25 齿高ht2 25 齿高ht2 ht2 D D4 2 r2ht2 0 66 cm 式中D4 r2参考 18 中的图形位置 式中 D4 1 121 12 cm r2 0 20 2 cm 26 槽口宽b02 26 槽口宽b02 b02 厘米 b02 0 340 34 cm 27 槽口高h02 27 槽口高h02 h02 厘米 h02 0 10 1 cm 28 槽面积SS 28 槽面积SS 计算出SS 0 2720 272 cm2 5 5 磁磁路路计计算算 29 气隙系数k 29 气隙系数k 对半闭口槽 k t2 5 b02 t2 5 b02 b02b02 对铁氧体磁钢 k 1 2ln 1 0 5b02 hm 1 b02 hm hm k 1 306 式中 t2 0 0468 b02 b02 t2b02 0 2653 hm hm t2hm 0 2515 hm hm D r D hm hm 0 3224 r取1 151 15 30 气隙磁密B 30 气隙磁密B B l Gs B 0 266 Gs 31 气隙磁压降F 31 气隙磁压降F F 1 6k B 安 F 0 1254B A 32 齿磁密Bt2 32 齿磁密Bt2 Bt2 t2l B bt2l2kFe Gs Bt2 5 7719026 B Gs 33 齿磁场强度Ht2 33 齿磁场强度Ht2 Ht2 安 厘米 Ht2 A cm 查磁化曲线 34 齿磁压降Ft2 34 齿磁压降Ft2 Ft2 2ht2Ht2 安 Ft2 1 32 Ht2 A 35 转子轭磁密Bj2 35 转子轭磁密Bj2 Bj2 2kFeht2 l2 Gs Bj2 1 4492955 Gs 式中hj2 考虑1 4d0后的转子铁心轭高 hj2 hj2 1 8d0 厘米 hj2 0 2475 cm 36 转子轭磁场强度Hj2 36 转子轭磁场强度Hj2 Hj2 安 厘米 Hj2 A cm 查磁化曲线 37 转子轭磁压降Fj2 37 转子轭磁压降Fj2 Fj2 lj2Hj2 安 Fj2 0 8011061 Hj2 A 式中lj2 D4 d2 hj2 2p 厘米 式中lj2 0 8011061 cm 38 定子轭磁密Bj1 38 定子轭磁密Bj1 Bj1 2 j1lj Gs Bj1 2 0032051 Gs 式中 磁铁漏磁系数 1 1 1 3取 1 1 2 25 5 lj 机壳轴向长 厘米 lj 3 3 9 9 cm 39 定子轭磁场强度Hj1 39 定子轭磁场强度Hj1 Hj1 安 厘米 Hj1 A cm 查磁化曲线 40 定子轭磁压降Fj1 40 定子轭磁压降Fj1 Fj1 Lj1Hj1 安 Fj1 4 9951323 Hj1 A 式中Lj1 Dj1 j1 2p 厘米 式中Lj1 4 9951323 cm 41 外磁路总磁压降F0 41 外磁路总磁压降F0 F0 F Fj1 Fj2 Ft1 安 F0 F Fj1 Fj2 Ft1 A 42 空载特性计算 42 空载特性计算 见下表见下表 Mx 600065007000750080008500900095001000010500110009 92 20 00 0 Gs B l 1593 4871726 27771859 068 1991 86 2124 652257 4 2390 231 2523 02132655 81192788 6 2921 4 2443 347 A F 1 6k B 199 769216 41643233 0639 249 711 266 359283 01 299 6535 316 30094332 94836 349 596 366 24 306 3125 Gs Bt2 t2l B bt2l2kFe9197 4529963 906710730 36 11496 8 12263 3 13030 13796 18 14562 63315329 087 16095 516862 14102 76 A cm Ht22 2 3 32 2 7 72 23 3 2 26 63 3 8 89 95 57 7 1 11 10 0 2 24 41 17 7 2 23 32 25 51 1 2 29 96 612 8 A Ft2 2ht2Ht23 0363 59044 30325 13486 6 9 37213 516822 70442 2467 584 126 7216 896 Gs Bj2 2kFeht2 l28695 7739420 420910145 07 10869 7 11594 4 12319 13043 66 13768 30814492 955 15217 615942 13333 52 A cm Hj22 2 1 11 12 2 4 45 52 2 8 84 43 3 3 34 43 3 9 96 65 5 2 27 7 1 11 10 0 2 24 41 16 6 0 08 82 29 9 8 84 48 88 A Fj2 lj2Hj21 6903341 962712 275141 2 67569 3 172384 1658 5 687853 8 203326712 88178723 873 38 453 6 408849 Gs Bj1 2 j1lj12019 2313020 83314022 4415024 16025 6 17027 18028 85 19030 44920032 051 21033 722035 18429 49 A cm Hj18 8 2 25 59 9 9 91 16 6 6 62 26 6 2 23 36 65 58 88 85 51 12 24 41 17 77 72 24 40 03 32 28 8100 A Fj1 Lj1Hj141 20984 49 45181 82 9192 130 872 179 825289 72 424 5862 619 39641884 13842 1198 83 1638 4 499 5132 A F0 F Fj1 Fj2 Ft2245 7052271 42135322 5614 388 394 455 956586 26 743 4444 966 604681272 2086 1639 88 2169 8 829 1306 Mx m 750081258750937510000 10625112501187512500131251375011500 245 705 271 4214 322 561 388 39 455 96 586 3 743 444 966 6047 1272 209 1639 9 2170 829 131 43 磁铁平均磁路长LM 43 磁铁平均磁路长LM 瓦形和环形铁氧体磁铁LM 0 94 cm LM 2hm DMe EMi 厘米 环形铝镍钴磁铁 LM DMe DMi 1 2 4p 厘米 带轭铁磁极极靴的铝镍钴磁铁 LM DMe DMi 4p bM 厘米 式中bM 软铁磁极之身宽 44 去磁曲线 0 188 376 564 752 940 1128 1316 1504 1692 1880 Bm Gs 3 35 55 50 031952840248521301775142010657103550 Hm Oe 02505007501000125015001750200022502 25 50 00 0 m SMBm Mx 19534 7717581 28915627 81 13674 3 11720 99767 4 7813 906 5860 42973906 9531 1953 480 Fm 0 8LMHm A 018837656475294011281316150416921880 45 磁铁工作图 45 磁铁工作图 见下图见下图 求出空载工作点工作点为 m Fm m 1 11 15 50 00 0 Mx 求出气隙磁通量Fm 8 82 29 9 1 13 30 05 57 7 A m Mx 9 92 20 00 0 Mx 0 500 1000 1500 2000 2500 0 5000 10000 15000 20000 25000 Fm m 6 6 电电枢枢绕绕组组计计算算6 6 电电枢枢绕绕组组计计算算 46 计算电势初算Ei 46 计算电势初算Ei Ei 1 2 UN 3 伏 Ei 7 030303 V 47 电枢绕组总导体数N 47 电枢绕组总导体数N N 60aEi 108 pnNkp N 370 84104 支路对数 式中 a 1 1 短矩系数 kp sin y1 2 kp 0 9510565 实槽树y1 2 2 48 每槽导体数Ns 48 每槽导体数Ns Ns N ZNs 74 168208 49 每线圈匝数Ws 49 每线圈匝数Ws Ws Ns 2Ws 37 084104 归整后 再计算取Ws 3838 Ns N所以Ns 76N 380 50 每匝导线平均长l lavav 50 每匝导线平均长l lavav lav 2l2 2 4D 厘米 lav 7 800 cm 51 导线规格d 51 导线规格d d ksSs ns 0 5 厘米 d 0 3276712 mm 式中ks 0 55 0 7 在微型永磁直流电机中 常取ks 0 3左右式中 取ks 0 30 3 0 500 1000 1500 2000 2500 0 5000 10000 15000 20000 25000 Fm m 选QZ 2 查手册得 根据计算的d 查手册 确定导线型号 d d r20 d 0 280 28 mm d 0 330 33 mm 根据查得的d 再复算槽满率r20 0 30520 3052 m ks d 2Ns Ss槽满率ks 0 3042794 52 电流密度j2 52 电流密度j2 j2 2IN a d2 安 毫米2 j2 17 86433 A mm2 j2 7 13 安 毫米2 或查图2 67 53 线负荷A 53 线负荷A A INN 2 D 安 厘米 A 65 22232 A cm 54 发热因子AJ 54 发热因子AJ AJ 1400 安 厘米 安 毫米2 AJ 1165 1531 A cm A mm2 55 电枢绕组电阻R20 55 电枢绕组电阻R20 R20 Nlav 10 2r20 8 欧 R20 1 130766 R75 1 22R20 欧 R75 1 3795345 对于少槽电动机 电枢绕组电阻比上述计算值小 7 7 换换向向计计算算7 7 换换向向计计算算 56 换向器外径DK 56 换向器外径DK DK 0 5 0 9 D 厘米 DK 1 02 1 836 cm 取 DK 0 80 8 cm 57 换向片数K 57 换向片数K K N 2WsK 5 58 换向片距tK 58 换向片距tK tK DK K 厘米 tK 0 5026548 cm 59 换向器圆周速度vK 59 换向器圆周速度vK vk DKnN 6000 米 秒 vk 5 4454273 m s 60 换向片宽bK 60 换向片宽bK bK tK K 厘米 bK 0 4526548 cm 式中 k 0 04 0 05 厘米 式中 k 0 050 05 cm 61 电刷宽bb 61 电刷宽bb bb 1 3 tK 厘米 bb 0 5026548 1 508 cm 在微型直流电机中 特别是少槽电动机中 电刷取 bb 0 350 35 cm 宽度长小于换向片距 62 电刷截面积Sb 62 电刷截面积Sb Sb IN pjbSb 0 1466667 cm2 式中jb 电刷电流密度 与电刷型号有关选电刷型号J204J204 其电流密度为 jb 1515 A cm2 63 电刷长度lb 63 电刷长度lb lb Sb bblb 0 4190476 cm 电刷长度应与手册中标准长度符合 根据取 lb 0 40 4 cm 选定的lb bb算Sb 并校核jb 并校核jb Sb bblb 0 14 cm2 jb IN Sb 15 7143 A cm2 64 换向元件电抗电势er 64 换向元件电抗电势er er 2Wsv2Al2 10 6 伏 er 0 3555544 V 式中 S E Z式中 3 5576 Z 0 92log t2 b02 Z 0 9876 E 0 5 1 lav 2l2 E 1 34298 2 68595 槽部比漏磁导率 S与槽形有关 不同槽形有取 E 2 2 不同计算公式 可参阅有关资料 对本例槽 形 槽部比漏磁导率 S S h2 b2 2h1 3 b2 d2 h02 b02取 S 0 570 57 转子圆周速度 v2 DnN 6000 米 秒 v2 13 8858 m s 65 换向元件交轴电枢反应电势 65 换向元件交轴电枢反应电势 ea 2WSv2l2Baq 伏 ea 0 0 V 式中Baq A 2 0 1 LM 2 MbM LM 交轴 磁铁 平均磁路长 厘米 bM 磁铁厚度 厘米 0 0 4 10 6 亨 米 M 0 r 亨 米 对环形磁铁 LM DMe DMi 1 2 4 bM DMe DMi 2 厘米 对瓦形铁氧体磁铁可略去此项计算 66 换向元件合成电势er ea 66 换向元件合成电势er ea er ea 1 5 伏 er ea 0 3555544 1 5 V 67 换向区宽度bKr 67 换向区宽度bKr bKr bb k Z k 2p y1K a p tK 厘米 bKr 1 5333849 cm 式中bb Dbb DK 厘米 式中bb 0 8925 cm tK DtK DK 厘米 tK 1 2817698 cm 绕组节距 取 y1K 2 2 68 换向区宽度检查 68 换向区宽度检查 bKr 1 0 8 在小功率永慈直流电机中 往往bKr 1 0 8尽管超过0 8标准 但实际电机的换向良好 要 而换向依然良好 减少该值 可增加换向器外径DK 8 8 电电枢枢反反应应去去磁磁磁磁势势及及磁磁铁铁工工作作图图8 8 电电枢枢反反应应去去磁磁磁磁势势及及磁磁铁铁工工作作图图 69 最大瞬时电流Imax 69 最大瞬时电流Imax 瞬时堵转 Imax UN Ub R75 安 本电动机最恶劣的运行状态是突然启动 突然反转 Imax UN E Ub R75 Imax UN Ub R20 突然停转 Imax E Ub R75 8 8435627 A 突然启动 Imax UN Ub R20 式中 Ub 2 2 70 电刷偏离后直轴去磁磁势力Fd 70 电刷偏离后直轴去磁磁势力Fd Fd 2b Amax 安 Fd 10 48723 A 式中Amax NImax 2 D 安 厘米 式中Amax 262 18076 b D 2 厘米 取b 0 020 02 cm 一般取b 0 02 0 03 厘米 71 交轴电枢反应去磁磁势Fq 71 交轴电枢反应去磁磁势Fq Fq Fqmax 1 2 RMq R RMq 安 Fq 239 01944 A Fqmax Amax bkr 安 Fqmax 438 11443 A R 200 0 1 l 亨 1 R 6521434 7 H 1 RMq 100LM 2 MSM 亨 1 RMq 37674801 H 1 SM DMe DMi l1 2 厘米2 SM 0 8695 cm2 对环形铁氧体磁铁 LM DMe DMi 1 2 4 对瓦形铁氧体磁铁对瓦形铁氧体磁铁 LM DMe DMi 4LM 0 9468 72 少槽引起的直轴去磁磁势Fad 72 少槽引起的直轴去磁磁势Fad Fad DAmax k sin 2 安 Fad 197 5284 A 式中 360 2K K为奇数式中 0 62832 弧度 360 K K为偶数 K 换向片数 73 换向元件电枢反应去磁磁势力FK 73 换向元件电枢反应去磁磁势力FK FK bKrN2WSl2nNImax 1 2 104a D r 安 由于本惦记不运行在突然堵转 突然反转状态 式中bKr 换向区宽度 厘米 故无本项去磁磁势 r 换向回路总电阻 欧 取 FK 0 0 A 74 总电枢反应去磁磁势 Fam 74 总电枢反应去磁磁势 Fam Fam Fd Fq Fad FK 安 Fam 447 03507 A 75 磁铁工作图 75 磁铁工作图 对铝镍钴磁铁作工作回复直线 其斜率 见下图 tg F mSM 0 8LM 式中 m单位为高 奥 磁铁工作图如图 76 磁铁工作点 76 磁铁工作点 mp 麦 同 45 计算 工作点为 Fmp 安 m 1150011500 Mx 与初设定 m比较 若相差比较大 应重新计算Fm 829 13057829 13057 A mp 麦 9200 Mx 77 磁能积校核 77 磁能积校核 Bp mp SM 高 对铁氧体磁铁略去该项计算 Hp Fmp 0 8LM 奥 将 BpHp 与手册中的 BH m比较 若比较接近 说明磁铁利用较好 若相差很大 说明磁铁利用很差 应重新计算 对铁氧体磁铁 由于廉价 不必进行 该项计算 78 校核可逆去磁现象 78 校核可逆去磁现象 由磁铁工作图及总的最大去磁磁势和磁 Fex 10001000 A 场强度 Hex 1329 7872 A cm Fex 安 1 2Hex 1595 7447 HK Hex Fex 2Hm 0 8 奥 当 1 2 1 5 Hex HK时 不会产生不可逆磁化现象 式中 HK 铁氧体拐点的去磁磁场强度 奥 1 2 1 5 考虑铁氧体低温去磁状态的 系数 9 9 损损耗耗和和效效率率9 9 损损耗耗和和效效率率 79 电枢绕组铜损pcu 79 电枢绕组铜损pcu pcu IN2R75 瓦 pcu 6 6769471 W 80 电枢换向器电损耗pkbe 80 电枢换向器电损耗pkbe pkbe IN Ub 瓦 pkbe 4 4 W 81 电枢铁损pFe 81 电枢铁损pFe pFe kp10 50 fa 50 1 3 Gt2 Bt2 10000 2 pFe 2 2208018 W Gt2 Bj2 10000 2 瓦 式中 k 2 3取 k 2 72 7 p10 50 查手册查 p10 50 2 72 7 fa pnN 60 转 分 fa 216 66667 rpm Gt2 7 8kFel2 D2 D4 d2 2 ZSS 4000 公斤 Gt2 0 0194969 kg Gj2 7 8kFel2 D4 d2 2 d0 4000 公斤 Gj2 0 0036582 kg 82 电刷换向器摩擦损耗pkbm 82 电刷换向器摩擦损耗pkbm pkbm 9 81 2pbSbpsvk 瓦 pkbm 1 49575 W 式中pb 电刷对数式中pb 1 1 Sb 电刷截面积 厘米2 ps 电刷单位面积压力取 ps 0 40 4 kg cm2 ps 0 3 0 6 公斤 厘米2 取 0 250 25 摩擦系数 0 2 0 3 83 轴承摩擦和电枢对空气摩擦损耗pBf pWf 83 轴承摩擦和电枢对空气摩擦损耗pBf pWf pBf pWf 4 pN 瓦 pBf pWf 0 4 W 84 总机械损耗pmec 84 总机械损耗pmec pmec pkbm pBf pWf 瓦 pmec 1 89575 W 85 附加损耗pad 85 附加损耗pad pad 1 pN 瓦 pad 0 1 W 86 总损耗 p 86 总损耗 p p pcu pkbc pFe pmec pad 瓦 p 15 293499 W 87 输入功率P1 87 输入功率P1 P1 p PN 瓦 P1 25 293499 瓦 88 效率 88 效率 PN P1 100 39 535851 89 额定电流校核 89 额定电流校核 IN P1 UN 安 IN 2 1077916 a IN IN IN 100 10 IN IN IN 100 4 1912924 10 9 9 损损耗耗和和效效率率 90 电枢绕组电阻平均值 90 电枢绕组电阻平均值 适用于少槽电机 每线圈电阻 项 55 计算的R2为最大值 还应计算电刷RS 75 1 22lavWsr20 100 将两个绕组线圈短接是的最小R2min 然后 1 1036276 取其平均值R2av 见下图R2min 75 RS 75 2RS 75 RS 75 2RS 75 0 7357517 R2av 75 R75 R2min 75 2 1 0576431 91 感应电动势E 91 感应电动势E E UN Ub INR2av 75 伏 E 7 6731851 V 92 额定转速校核 92 额定转速校核 nN 60aE 108 pkp N 转 分 nN 13846 792 nN nN nN 100 10 nN nN nN 100 6 513787l 端部气隙等效长度 取l0 0 220 22 cm 13 磁铁轴向长度l1 13 磁铁轴向长度l1取5 55 5 cm 对铁氧体磁铁l1 l 对铝镍钴磁铁l1 l2 l 14 磁铁径向高度hm 14 磁铁径向高度hm hm DMe DMi 2 厘米 hm 1 41 4 cm 对铁氧体磁铁hm应在下述范围 hm范围0 0 3 3 0 50 5 hm 6 10 厘米 15 磁铁截面积SM 15 磁铁截面积SM 环形铝镍钴磁铁瓦形铁氧体 SM DMe DMi l1 2p 厘米2 SM DMi hm l1 2p 2 24 4 8 88 8 CM2 瓦形铁氧体磁铁 SM DMi hm l1 2p 厘米2 其中极对数p 1 1 环形铁氧体磁铁 SM D hm l 2p 厘米2 16 瓦形铁氧体磁铁弧度角 16 瓦形铁氧体磁铁弧度角 180 p 1 12 29 9 6 6 4 4 电电枢枢冲冲片片尺尺寸寸 17 槽数Z 17 槽数Z Z 2 4 DZ 5 5 1010 3 13取Z 1212 通常选用奇数槽 18 槽形 18 槽形选半梨形槽 平行齿的槽形 一般选梨形平行齿或半梨形平行齿槽形 在容量极小的 电机中也有采用圆形槽的 19 冲片材料 19 冲片材料 根据性能 经济要求选用 片厚为0 35或0 5毫米 选选DW540 50DW540 50 厚厚0 5mm0 5mm 20 槽距t2 20 槽距t2 t2 D Z 厘米 t2 0 0 6 65 54 4 cm 21 极距 21 极距 D 2p 厘米 或 Z 2p槽 3 3 9 92 27 7 cm 或 6 6 22 齿宽bt2 22 齿宽bt2 bt2 B t2l kFeBt2l2 厘米 bt2 1 315 1 392 cm 式中Bt2 17001700 18001800 Gs 取bt2 0 250 25 cm kFe 查表2 6取0 960 96 23 轭高hj2 23 轭高hj2 hj2 l B 2kFeBj2l2 厘米 hj2 3 007 3 408 cm 式中Bj2 15001500 17001700 Gs 考虑到1 4转轴直径可导磁 因为转子冲片直接压装到转轴上 可认为1 4转轴取hj2 0 580 58 cm 直径导磁 24 冲片内径d0 24 冲片内径d0 冲片直接压装到转轴上 轴伸端直径应符合标准 内径d0取0 80 8 cm 25 齿高ht2 25 齿高ht2 ht2 D D4 2 r2ht2 0 4450 445 cm 式中D4 r2参考 18 中的图形位置 式中 D4 1 961 96 cm r2 0 1750 175 cm 26 槽口宽b02 26 槽口宽b02 b02 厘米 b02 0 250 25 cm 27 槽口高h02 27 槽口高h02 h02 厘米 h02 0 10 1 cm 28 槽面积SS 28 槽面积SS 计算出SS 0 4590 459 cm2 5 5 磁磁路路计计算算 29 气隙系数k 29 气隙系数k 对半闭口槽 k t2 5 b02 t2 5 b02 b02b02 对铁氧体磁钢 k 1 2ln 1 0 5b02 hm 1 b02 hm hm k 1 4451 445 式中 t2 0 0 0 07 76 64 4 b02 b02 t2b02 0 0 3 38 82 20 0 hm hm t2hm 1 1 1 16 68 85 5 hm hm D r D hm hm 0 0 7 76 64 48 8 r取1 151 15 30 气隙磁密B 30 气隙磁密B B l Gs B 0 0 1 12 26 6 Gs 31 气隙磁压降F 31 气隙磁压降F F 1 6k B 安 F 0 0 1 11 15 56 6B A 32 齿磁密Bt2 32 齿磁密Bt2 Bt2 t2l B bt2l2kFe Gs Bt2 2 2 9 95 58 84 49 97 72 2 B Gs 33 齿磁场强度Ht2 33 齿磁场强度Ht2 Ht2 安 厘米 Ht2 A cm 查磁化曲线 34 齿磁压降Ft2 34 齿磁压降Ft2 Ft2 2ht2Ht2 安 Ft2 0 0 8 89 9 Ht2 A 35 转子轭磁密Bj2 35 转子轭磁密Bj2 Bj2 2kFeht2 l2 Gs Bj2 0 0 2 29 95 54 44 41 12 2 Gs 式中hj2 考虑1 4d0后的转子铁心轭高 hj2 hj2 1 8d0 厘米 hj2 0 0 6 68 8 cm 36 转子轭磁场强度Hj2 36 转子轭磁场强度Hj2 Hj2 安 厘米 Hj2 A cm 查磁化曲线 37 转子轭磁压降Fj2 37 转子轭磁压降Fj2 Fj2 lj2Hj2 安 Fj2 1 1 6 61 17 79 92 20 02 2 Hj2 A 式中lj2 D4 d2 hj2 2p 厘米 式中lj2 1 1 6 61 17 79 92 20 02 2 cm 38 定子轭磁密Bj1 38 定子轭磁密Bj1 Bj1 2 j1lj Gs Bj1 0 0 1 17 78 85 57 71 14 4 Gs 式中 磁铁漏磁系数 1 1 1 3取 1 1 2 2 lj 机壳轴向长 厘米 lj 9 9 6 6 cm 39 定子轭磁场强度Hj1 39 定子轭磁场强度Hj1 Hj1 安 厘米 Hj1 A cm 查磁化曲线 40 定子轭磁压降Fj1 40 定子轭磁压降Fj1 Fj1 Lj1Hj1 安 Fj1 9 9 0 03 32 20 07 78 89 9 Hj1 A 式中Lj1 Dj1 j1 2p 厘米 式中Lj1 9 9 0 03 32 20 07 78 89 9 cm 41 外磁路总磁压降F0 41 外磁路总磁压降F0 F0 F Fj1 Fj2 Ft1 安 F0 F Fj1 Fj2 Ft1 A 42 空载特性计算 42 空载特性计算 见下表见下表 Mx 3000031500330003450036000 375003900040500420004350045000 5 51 17 70 06 6 7 7 2 28 83 33 33 3 3 3 Gs B l 3772 5623961 18974149 818 4338 45 4527 14715 74904 33 5092 95825281 5863 5470 21 5658 8 6502 22 3562 97 A F 1 6k B 436 2569458 06974479 8826 501 695 523 51545 32567 134588 9468610 75965 632 572 654 39 751 913412 02 Gs Bt2 t2l B bt2l2kFe11161 1111719 16912277 22 12835 313393 13951 14509 45 15067 50215625 558 16183 616742 19236 8 10541 1 A cm Ht23 3 1 11 13 3 7 76 64 4 3 35 5 9 92 27 7 6 68 81 11 1 2 21 16 6 8 82 25 5 4 43 39 9 8 85 57 7 6 68 81 18 84 4 8 82 2 6 64 4 A Ft2 2ht2Ht22 76793 34643 8275 2688 6 8352 9 96814 95222 60635 42251 26472 0975 4722 3496 Gs Bj2 2kFeht2 l28863 2379306 3985 9749 56 10192 710636 11079 11522 2111965 3712408 531 12851 713295 15276 3 8370 83 A cm Hj21 1 8 83 32 22 2 1 19 92 2 4 42 2 7 72 23 3 0 02 23 3 5 52 23 3 9 97 74 4 5 55 55 5 9 92 27 7 3 34 42 29 9 7 77 71 1 6 66 6 A Fj2 lj2Hj22 9607943 23584043 543245 3 88301 4 40074 8861 5 695079 6 4231433 7 361537 9 57809 11 876 48 1655 2 68575 Gs Bj1 2 j1lj5357857 6160 71 6428 66696 4 6964 286 7232 14297500 7767 86 8035 7 9233 33 5059 52 A cm Hj12 2 6 65 52 2 7 77 72 2 8 85 53 33 3 1 12 23 3 2 22 23 3 4 43 3 5 55 53 3 6 65 53 3 8 85 54 4 0 05 55 52 2 5 55 5 A Fj1 Lj1Hj123 9350125 01885825 74142 27 096228 1829 083 30 7090732 0638832 967088 34 773536 58 45 1604 23 0318 A F0 F Fj1 Fj2 Ft2465 9206489 67084512 9943 537 943 562 92589 26 618 4901 650 03983686 51027 728 188 774 93 920 711 557 143 Mx m 3600037800396004140043200 4500046800486005040052200540006204834000 465 921 489 6708 512 994 537 94 562 9 589 3 618 49 650 0398 686 5103 728 19 774 9 920 71 557 14 43 磁铁平均磁路长LM 43 磁铁平均磁路长LM 瓦形和环形铁氧体磁铁LM 2 82 8 cm LM 2hm DMe EMi 厘米 环形铝镍钴磁铁 LM DMe DMi 1 2 4p 厘米 带轭铁磁极极靴的铝镍钴磁铁 LM DMe DMi 4p bM 厘米 式中bM 软铁磁极之身宽 44 去磁曲线 0 515 2 1030 4 1545 6 2061 2576 3091 2 3606 4 4121 6 4636 8 5152 Bm Gs 4 42 20 00 037803360294025202100168012608404200 Hm Oe 0230460690920115013801610184020702 23 30 00 0 m SMBm Mx 104501 994051 74483601 55 73151 462701 52251 41800 78 31350 58120900 388 10450 20 Fm 0 8LMHm A 0515 21030 41545 6 2060 825763091 23606 44121 64636 85152 45 磁铁工作图 45 磁铁工作图 见下图见下图 求出空载工作点工作点为 m Fm m 6 62 20 04 48 8 Mx 求出气隙磁通量Fm 920 71087 A m Mx 51706 667 Mx 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 Fm m 6 6 电电枢枢绕绕组组计计算算6 6 电电枢枢绕绕组组计计算算 46 计算电势初算Ei 46 计算电势初算Ei Ei 1 2 UN 3 伏 Ei 9 9 7 76 6 V 47 电枢绕组总导体数N 47 电枢绕组总导体数N N 60aEi 108 pnNkp N 2 2 0 01 1E E 1 18 8 支路对数 式中 a 1 短矩系数 kp sin y1 2 kp 2 2 4 45 5E E 1 16 6 实槽数y1 2424 48 每槽导体数Ns 48 每槽导体数Ns Ns N ZNs 1 1 6 68 8E E 1 17 7 49 每线圈匝数Ws 49 每线圈匝数Ws Ws Ns 2Ws 8 8 3 38 8E E 1 16 6 归整后 再计算取Ws 1818 Ns N所以Ns 3636N 432432 50 每匝导线平均长l lavav 50 每匝导线平均长l lavav lav 2l2 Kav D 2p 厘米 lav 1 10 0 6 68 83 3 cm 式中Kav 0 3 1 4 取Kav 1 41 4 51 导线规格d 51 导线规格d d ksSs ns 0 5 厘米 d 0 0 4 46 65 55 56 64 42 2 mm 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 Fm m 式中ks 0 55 0 7 在微型永磁直流电机中 常取ks 0 3左右式中 取ks 0 170 17 选QZ 2 查手册得 根据计算的d 查手册 确定导线型号 d d r20 d 0 2290 229 mm d 0 240 24 mm 根据查得的d 再复算槽满率r20 0 620 62 m ks d 2Ns Ss槽满率ks 0 0 0 04 45 51 17 76 65 5 52 电流密度j2 52 电流密度j2 j2 2IN a d2 安 毫米2 j2 3 36 6 4 41 19 92 20 01 1 A mm2 j2 7 13 安 毫米2 或查图2 67 53 线负荷A 53 线负荷A A INN 2 D 安 厘米 A 8 82 2 5 50 05 59 92 22 2 A cm 54 发热因子AJ 54 发热因子AJ AJ 1400 安 厘米 安 毫米2 AJ 3 30 00 04 4 7 79 99 98 8 A cm A mm2 55 电枢绕组电阻R20 55 电枢绕组电阻R20 R20 Nlav 10 2r20 8 欧 R20 3 3 5 57 76 65 59 97 71 1 R75 1 22R20 欧 R75 4 4 3 36 63 34 44 48 85 5 对于少槽电动机 电枢绕组电阻比上述计算值小 7 7 换换向向计计算算7 7 换换向向计计算算 56 换向器外径DK 56 换向器外径DK DK 0 5 0 9 D 厘米 DK 1 25 2 25 cm 取 DK 2 12 1 cm 57 换向片数K 57 换向片数K K N 2WsK 12 58 换向片距tK 58 换向片距tK tK DK K 厘米 tK 0 5497787 cm 59 换向器圆周速度vK 59 换向器圆周速度vK vk DKnN 6000 米 秒 vk 2 5289821 m s 60 换向片宽bK 60 换向片宽bK bK tK K 厘米 bK 0 5097787 cm 式中 k 0 04 0 05 厘米 式中 k 0 040 04 cm 61 电刷宽bb 61 电刷宽bb bb 1 3 tK 厘米 bb 0 5497787 1 6493 cm 在微型直流电机中 特别是少槽电动机中 电刷取 bb 0 630 63 cm 宽度长小于换向片距 62 电刷截面积Sb 62 电刷截面积Sb Sb IN pjbSb 2 cm2 式中jb 电刷电流密度 与电刷型号有关选电刷型号J204J204 其电流密度为 D172 jb 1 51 5 A cm2 63 电刷长度lb 63 电刷长度lb lb Sb bblb 3 1746032 cm 电刷长度应与手册中标准长度符合 根据取 lb 0 630 63 cm 选定的lb bb算Sb 并校核jb 并校核jb Sb bblb 0 3969 cm2 jb IN Sb 7 55858 A cm2 64 换向元件电抗电势er 64 换向元件电抗电势er er 2Wsv2Al2 10 6 伏 er 0 1840794 V 式中 S E Z式中 2 15191 Z 0 92log t2 b02 Z 0 84191 E 0 5 1 lav 2l2 E 1 03016 2 06033 槽部比漏磁导率 S与槽形有关 不同槽形有取 E 1 011 01 不同计算公式 可参阅有关资料 对本例槽 形 槽部比漏磁导率 S S h2 b2 2h1 3 b2 d2 h02 b02取 S 0 30 3 转子圆周速度 v2 DnN 6000 米 秒 v2 11 109 m s 65 换向元件交轴电枢反应电势 65 换向元件交轴电枢反应电势 ea 2WSv2l2Baq 伏 ea 1 1 V 式中Baq A 2 0 1 LM 2 MbM LM 交轴 磁铁 平均磁路长 厘米 bM 磁铁厚度 厘米 0 0 4 10 6 亨 米 M 0 r 亨 米 对环形磁铁 LM DMe DMi 1 2 4 bM DMe DMi 2 厘米 对瓦形铁氧体磁铁可略去此项计算 66 换向元件合成电势er ea 66 换向元件合成电势er ea er ea 1 5 伏 er ea 0 815921 1 5 V 67 换向区宽度bKr 67 换向区宽度bKr bKr bb k Z k 2p y1K a p tK 厘米 bKr 1 4044985 cm 式中bb Dbb DK 厘米 式中bb 0 75 cm tK DtK DK 厘米 tK 0 6544985 cm 绕组节距 取 y1K 5 5 68 换向区宽度检查 68 换向区宽度检查 bKr 1 0 8 在小功率永慈直流电机中 往往bKr 1 0 8尽管超过0 8标准 但实际电机的换向良好 要 而换向依然良好 减少该值 可增加换向器外径DK 8 8 电电枢枢反反应应去去磁磁磁磁势势及及磁磁铁铁工工作作图图8 8 电电枢枢反反应应去去磁磁磁磁势势