直流電機(jī)設(shè)計(jì)程序

1、 直流電機(jī)設(shè)計(jì)程序3.1 主要指標(biāo)1. 額定電壓2. 額定功率3. 額定轉(zhuǎn)速4. 額定效率3.2 主要尺寸的確定5. 結(jié)構(gòu)型式的選擇6. 永磁材料的選擇 選用燒結(jié)釹鐵硼 7. 極弧系數(shù)8. 電負(fù)荷9. 長(zhǎng)徑比10. 計(jì)算功率11. 電樞直徑12. 極數(shù) p=413. 極距14. 電樞長(zhǎng)度 15. 氣隙 =0.06cm 16. 電樞計(jì)算長(zhǎng)度3.3 繞組設(shè)計(jì)17. 繞組形式選用單疊繞組18. 繞組并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a=p=419. 槽數(shù)20. 槽距21. 預(yù)計(jì)氣隙磁通22. 電樞電動(dòng)勢(shì)23. 預(yù)計(jì)導(dǎo)體總數(shù)24. 每槽導(dǎo)體數(shù)25. 每槽元件匝數(shù) 式中每槽元件數(shù)u=226. 實(shí)際每槽導(dǎo)體數(shù)27. 實(shí)際導(dǎo)體總

2、數(shù)28. 額定電樞電流29. 實(shí)際電負(fù)荷30. 預(yù)計(jì)電流密度j2=5.6 A/mm231. 預(yù)計(jì)導(dǎo)線截面積32. 導(dǎo)線規(guī)格導(dǎo)線裸線線徑dI =1.04cm 導(dǎo)線絕緣后線徑 d =1.17cm 33. 實(shí)際導(dǎo)線截面積 式中 并繞根數(shù) Nt=134. 實(shí)際電樞電流密度35. 實(shí)際熱負(fù)荷36. 繞組平均半匝長(zhǎng)度 其中 端部系數(shù) Ke=0.837. 電樞繞組電阻Ra20(20=0.1785×10-3 .mm2/cm)Ra75(20=0.217×10-3 .mm2/cm)3.4 轉(zhuǎn)子沖片的設(shè)計(jì)38. 槽形的選擇 選用梨形槽39. 槽口寬 b02= 0.20 cm40. 槽口高 h02

3、=0.1 0cm41. 齒寬 式中 KFe 電樞沖片疊壓系數(shù) KFe=0.93 這里取Bt2=1.67T42. 軛高43. 槽高 其中 Di2 電樞內(nèi)徑Di2 =10 cm44. 槽上部半徑45. 槽下部半徑 r22 = 0.15 cm 46. 槽上下圓心距 47. 槽凈面積 式中 ci為槽絕緣厚度, 取ci=0.025 cm 48. 槽滿率3.5 永磁體及機(jī)殼尺寸的確定49. 永磁體厚度 hM=0.3cm 50. 永磁體的軸向長(zhǎng)度 LM=La=10.5cm 51. 永磁體的內(nèi)徑 52. 永磁體的外徑 53. 機(jī)殼長(zhǎng)度 Lj=(23)La=(23)10.5=(2131.5) 取 Lj=28 c

4、m 54. 機(jī)殼厚度 其中 Bj-初選機(jī)座軛磁密 Bj=1.6T -漏磁系數(shù) =1.2 55. 機(jī)殼外徑3.6 磁路計(jì)算 56. 氣隙系數(shù) 57. 氣隙磁密 58. 每對(duì)極氣隙磁位差 59. 電樞齒磁密 60. 電樞齒磁場(chǎng)強(qiáng)度 查磁化曲線可得 H t2=76.6A/cm 61. 電樞齒磁位差 62. 電樞軛磁密 63. 電樞軛磁場(chǎng)強(qiáng)度 查磁化曲線可得 Hj2=1.79A 64. 電樞軛磁位差 式中 Lj2-電樞軛部磁路平均計(jì)算長(zhǎng)度 65. 定子軛磁密 66. 定子軛磁場(chǎng)強(qiáng)度 查磁化曲線可得 Hj1=55.9A/cm 67. 定子軛磁位 式中 Lj1-定子軛部磁路平均計(jì)算長(zhǎng)度 68. 外磁路總磁

5、位差 69. 空載特性計(jì)算表 (Wb) 0.00200 0.002100.002150.002200.002300.00235B=266.4 (T) 0.53280.559440.572760.58610.6130.626F=1036.8 B(A)552.41580.03593.84607.65635.31649.04Bt2=2.785 B (T)1.481.561.601.631.711.74 Ht2 (A/cm)25.041.352.962.192105 Ft2=2.4Ht2 (A)6099.12126.96149.04220.8252Bj2=231.7(T)0.4630.4870.498

6、0.510.530.54 Hj2 (A/cm)1.581.651.701.751.831.87Fj2=4.61 Hj2(A)7.287.617.848.078.448.62Bj1=714.29(T) 1.431.51.541.571.641.68 Hj1 (A/cm)19.8 28364465.380.4 Fj1=6.29 Hj1 (A)124.54176.12226.44276.76410.74505.72F=F+Ft2 +Fj2+Fj1(A)744.23862.88955.081041.521275.291415.38m=1.2(Wb)0.00240.002520.002580.00264

7、0.002760.002823.7 負(fù)載工作點(diǎn)70. 氣隙主磁導(dǎo)71. 磁導(dǎo)基值72. 主磁導(dǎo)標(biāo)么值73. 外磁路總磁導(dǎo) 式中 0=1.274. 直軸電樞去磁磁動(dòng)勢(shì)式中 b-電刷相對(duì)幾何中性線逆旋轉(zhuǎn)方向的偏移距, 這里b=0 bs-裝配偏差, bs=0.02575. 永磁體負(fù)載工作點(diǎn) 式中 fa-電樞反應(yīng)去磁磁動(dòng)時(shí)標(biāo)么值 76. 實(shí)際氣隙磁通 與預(yù)估值=2.25×10-3Wb很接近3.8 換向計(jì)算 77. 電刷尺寸 電刷長(zhǎng) Lb=0.8cm 電刷寬 bb=0.55cm 電刷對(duì)數(shù) pb=4 78. 電刷面積 Ab=Lbbb=0.8×0.55=0.44cm2 79. 每桿電刷數(shù)

8、 Nb=1 80. 電刷電流密度 81. 換向器長(zhǎng)度 L=2.0cm 82. 一對(duì)電刷接觸壓降 Ub=0.5V 83. 換向器直徑 Dk=(0.50.9)Da=(0.50.9)10.5=(5.259.45)cm 84. 換向器圓周速度 85. 換向器片距 86. 換向元件電抗 式中 s-槽部比漏磁導(dǎo) e -繞組端部比漏磁導(dǎo) 取 e=0.8 t-齒頂比漏磁導(dǎo)87. 換向元件交軸電樞反應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 式中88. 換向元件中合成電動(dòng)勢(shì) 89. 換向取寬度式中 y1-以換向片數(shù)片計(jì)的繞組后節(jié)距90. 換向區(qū)寬度檢查3.9 工作特性91. 電樞繞組銅耗 92. 電樞接觸電阻損耗93. 電樞鐵損耗 式中 工藝系

9、數(shù) k=2 p10/50-鐵耗系數(shù),可查手冊(cè)得p10/50=2.1電樞磁場(chǎng)交變頻率 f=pnw/60=30電樞齒質(zhì)量 電樞軛質(zhì)量94. 電刷對(duì)換向器的摩擦損耗 式中 ps-電刷單位面積壓取 ps=2 N/cm2 -摩擦系數(shù) =0.295. 軸承摩擦和電樞對(duì)空氣摩擦損耗96. 總機(jī)械損耗97. 總損耗p=pCua+pbm+pFe+pfw=113.3+18.7+22.6+31.32=192.92W98. 輸入功率 P1=PN+p=700+192.92=892.92W99. 效率100. 電流校核101. 實(shí)際感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)102. 滿載實(shí)際轉(zhuǎn)速103. 起動(dòng)電流104. 起動(dòng)電流倍數(shù)105. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

10、106. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)107. 工作特性曲線計(jì)算 I/IN 0.2 0.5 0.8 1.0 1.2 1.3 I (A) 7.48 17.8 29.92 37.4 44.88 48.62 IRa75 (V) 0.61 1.51 2.42 3.03 3.64 3.94Ea=U-U-IRa75(V) 22.89 21.99 21.08 20.47 19.86 19.56 (×10-3Wb) 2.32 2.32 2.32 2.32 2.32 2.32 n=60aEa/pN (r/min) 658 632 606 596 571 562 pCua=I2Ra75 (W) 4.53 28.32 7

11、2.51 113.30 163.15 191.48 pb=IUb (W) 3.74 9.35 14.96 18.7 22.44 24.31 pFe (W) 22.6 22.6 22.6 22.6 22.6 22.6pfw=pfw(n/nN) (W) 34.35 32.99 31.63 31.11 29.81 29.34 p (W) 65.22 93.26 141.7185.71 238 267.73 P1=UNI 179.52 448.8 718.08 897.6 1077.1 1166.9 P2=P1-p 114.2 355.54 576.38 711.89 839.12 899.15=10

12、0(P2/P)(%) 63.67 79.22 80.27 79.3 77.90 77.06T=9.549(P2/n)(N.m) 1.66 5.37 9.08 11.4 14.02 15.28 方案的對(duì)比 名稱符號(hào)單位 一 二 三 四1.額定電壓 UN V2.額定功率 PN W3.額定轉(zhuǎn)速 nNr/min4.額定效率N %5.結(jié)構(gòu)型式的選擇瓦片型瓦片型瓦片型瓦片型6.預(yù)計(jì)氣隙磁密 B T7.極弧系數(shù) AI 8.電負(fù)荷 A A/cm9.長(zhǎng)徑比 10.計(jì)算功率 p W11.電樞直徑 Da cm12.電樞長(zhǎng)度 La cm13.極數(shù) p14.極距 cm15.氣隙 cm16.電樞計(jì)算長(zhǎng)度 Lef cm17.繞組型式 單疊 單疊 單疊 單疊18.并聯(lián)支路對(duì)數(shù)19.槽數(shù)20.槽距 T2 cm21.預(yù)計(jì)氣隙磁通 Wb22.電樞電