電動工具馬達Motortraining

1、AC/DC motor training目錄AC/DC馬達的基本特性以及性能曲線;2. 如何選擇合適性能的馬達;電刷，彈簧，軸承的選擇;4. 電機索樣時必要的要求項目。1. AC/DC馬達的基本特性以及性能曲線基本原理基本原理通電導體在磁場中會受到力的作用FF-通電導體的電磁力;B-磁通密度I -電樞電流L-導體在磁場中的長度(電樞鐵心長度)1. AC/DC馬達的基本特性以及性能曲線 根據(jù)基本原理推導出來的電機基本公式單根導體產(chǎn)生的扭矩 T1=FD/2=(BLI)D/2=I/2整個轉子產(chǎn)生的扭矩 T=pNFD/2a=pNBLID/2a=pNI/2ap-定子極對數(shù)N-轉子總導體數(shù)-磁通量D-轉子

2、外徑a- 并聯(lián)支路數(shù)T=CT ICT=pN/2a對于完成的電機來說,極對數(shù)p,并聯(lián)支路數(shù)a,和電機匝數(shù)N是固定的,所以CT也是一個常數(shù),我們稱之為轉矩常數(shù)轉矩常數(shù). 電磁轉矩 電壓平衡方程1. AC/DC馬達的基本特性以及性能曲線 根據(jù)基本原理推導出來的電機基本公式U=E+IR+2UcU -電源電壓E -感應電動勢IR 電阻壓降Uc-碳刷壓降(一般2Uc=0.52V) 電磁功率Pem=T=pNnI/60a=EIPem -電機產(chǎn)生的電磁功率 - 轉子轉動角速度N 轉子轉速rpmE - 感應電動勢E=CenCe=pN/60a對于完成的電機來說,極對數(shù)p,并聯(lián)支路對數(shù)a,和電機匝數(shù)N是固定的,所以C

3、e也是一個常數(shù),我們稱之為電動勢常數(shù)電動勢常數(shù). 轉矩平衡方程T=Tout+ToT -轉子產(chǎn)生的轉矩Tout -電機軸的輸出轉矩To -電機的鐵損+風摩轉矩Pout -電機軸輸出功率Po -鐵損以及風摩損耗功率Pem=Pout+Po 性能曲線 DC馬達1. AC/DC馬達的基本特性以及性能曲線 AC馬達1. AC/DC馬達的基本特性以及性能曲線 電機轉速的調(diào)速根據(jù)公式pNnI/60a=EI和, U=E+IR+2Uc 得出轉速n正比于電源電壓,反比于轉子匝數(shù)N,定子磁通, 電機電阻R. 所以,在不更改電機的前提下,調(diào)速方案可以選擇: 1 調(diào)整電壓; 2 調(diào)整電機電阻.(缺點:只能串入外加電阻,增

4、加電阻值,調(diào)速只能減速.)而對于使用條件固定,只針對電機的調(diào)整就是: 1 調(diào)整線圈匝數(shù); 2 調(diào)整定子磁通量(電機芯片疊厚,轉子外徑,或者磁石剩磁Br.) 電機扭力的調(diào)整轉距T正比于電源電壓,轉子匝數(shù)N,定子磁通, 反比于電樞電阻R .與轉速無關與轉速無關 1 調(diào)整電壓; 2 調(diào)整匝數(shù); 3 調(diào)整調(diào)整定子磁通量(電機芯片疊厚,轉子外徑,或者磁石剩磁Br.) 4 調(diào)整轉子線徑.2. 如何選擇合適性能的馬達 電機扭力選擇 1 產(chǎn)品正常使用時的負載轉矩電機應該在最大效率點到最大輸出功率點之間; 2 產(chǎn)品可能用到的最大負載轉矩,不得大于電機的堵轉扭矩. 3 對于可能滿載啟動的電機,最大啟動扭力不得小于

5、堵轉扭矩的1.3倍.2. 如何選擇合適性能的馬達 電機尺寸選擇A(線負荷)和J(電流密度)的選擇需要根據(jù)實際通風情況選擇,通風條件好,選大值,通風條件差,選小值. (這個決定溫升)2. 如何選擇合適性能的馬達 電機電流和溫度保護對于直流電機,電機的堵轉或啟動的時候電流很大,轉子的去磁磁動勢很大,這種情況下容易引起定子磁石失磁,而使電機轉速飆升,扭力下降,甚至燒毀電機,所以需要在采購電機時特別提出,或者做降壓啟動和堵轉保護措施. 電機的使用溫度條件電機的電阻在不同的溫度條件下的阻值是不同的,這個也會導致在實際測試或使用中的性能的偏差,這個屬于正常的現(xiàn)象;另外,直流電機的磁石在不同的溫度下的性能會

6、有比較明顯的差異,這會導致電機在不同溫度的情況下有比較大的性能差異,所以在選擇電機的時候一定要特別注意.2. 如何選擇合適性能的馬達 電機軸徑選擇3. 換向器, 電刷，彈簧，軸承的選擇 換向器的選擇換向器分為槽型和鉤型1 優(yōu)先選用鉤型,對于線徑較粗,繞線掛鉤和點焊困難的選用槽型.2 鉤型換向器,鉤與鉤的間距最小為2倍線徑+1mm.組組 成成 部部 件件:銅鉤電木粉云母片加固環(huán)銅環(huán)主要用途是連通電樞,材質一般是0.1%和0.3%的銀銅,主要區(qū)別在高溫硬度以及耐磨性用于緊固銅片保證換向器的強度,給點焊銅鉤支撐.具體規(guī)格查看材料UL黃卡銅片之間的絕緣對于高功率高轉速的電機,進一步加強強度,防止高速下

7、銅片跳動變大或者飛片.材質通常為65Mn或者玻璃纖維用在換向器中孔處,用于比較大的過盈配合,確保不會撐爆電木粉,同時有較大的松脫扭力,材質通常為鋼或銅.3. 換向器, 電刷，彈簧，軸承的選擇 電刷的選擇寬度一般在12片換向器片的寬度長度需要根據(jù)電流密度來選擇,電流密度一般為1015A/cm2,(實際參考碳刷牌號) 尺寸選擇 刷辮選擇電動工具的電流一般比較大,所以碳刷都會帶有刷辮,刷辮的粗細按照安全電流的標準,簡單的判斷為不小于定子線徑. 碳刷的主要技術要求1 碳刷的電阻率: 同電刷尺寸選擇,根據(jù)電流密度和電刷尺寸選擇;2 碳刷的壓制方向:這個很多時候大家并不太關心,其實這個是個比較重要的參數(shù),

8、它決 定碳刷的不同方向的電阻,以及發(fā)熱后的熱變形尺寸方向.3 硬度,:這個需要同換向器配合,影響電機壽命和噪音.4 50hrs的磨損量,:對壽命有影響,通常磨損量越小,壽命越好.5 最大線速度: 根據(jù)換向器外徑和電機轉速來選擇.6 電流密度(參考碳刷牌號).7 接觸壓降: 對于低壓直流電機影響比較大.8 推薦的壓強.(用于選擇彈簧)3. 換向器, 電刷，彈簧，軸承的選擇 彈簧的選擇彈簧的種類: 扭簧,壓簧,恒力彈簧等彈簧是有行程范圍的,所以選擇彈簧的時候要注意,選擇的標準為:保證碳刷在整個壽命過程中都能有足夠的彈簧壓力,一般碳刷的壓強為300-550MPa3. 換向器, 電刷，彈簧，滾動軸承的

9、選擇 滾動軸承的選擇 極限轉速電機的空載轉速必須要小于軸承的極限轉速,并且需要一定的余量. 軸向載荷和徑向載荷由于要輸出轉矩,相信大家都比較關注軸承的徑向載荷,我這里需要強調(diào)的是對于有些斜齒,傘齒等一些有軸向和徑向分力的電機結構中,要去仔細核算軸向的分力是否超出了軸承規(guī)定的軸向載荷.4. 電機索樣時必要的要求項目 性能要求1 額定電壓和頻率(是否有按規(guī)要求)2 電機的旋轉方向.(對于直流電機,一定要注明正負極的接線狀態(tài).)3 空載性能要求,包括轉速和電流(或者功率).4 負載性能要求,包括負載點的大小,負載點的轉速和電流(或者功率).5 堵轉電流或者堵轉扭力的要求(非必須項).6 絕緣等級7 風葉風路的要求.8.使用條件,溫升和壽命的測試條件. 外觀要求1 定子外觀處理,涂覆粉,包封膠,膠帶包扎,