馬達試作的基礎知識培訓教程.ppt

1、馬達試作的基礎知識培訓教程,生產(chǎn)品質課,基本內容:,常用計量單位及常用單位換算 試作的目的及分類 馬達的主要特性 馬達主要特性間的關系計算式 馬達參數(shù)間的關系曲線 馬達試作通常的步驟 機械、電氣時定數(shù)的計算方法 轉子接線方式,常用計量單位及常用單位換算,1. 質量的單位及換算 噸(t), 千克(kg), 市斤, 克(g) 1噸=1000千克 1千克=2市斤 1千克=1000g 2. 力的單位及換算 千克力(kgf), 牛頓(N) 1千克力=9.8牛頓 3. 長度的單位及換算 千米(km), 米(m), 厘米(cm), 毫米(mm), 微米(m) 1千米=1000米, 1米=100 厘米=103

2、毫米=106微米 4. 力矩的單位及換算 牛.米(N.m), 千克力.米(kgf.m), 克力.厘米(gf.cm) 1 千克力.米=9.8 牛.米=105 克力.厘米 5. 壓強的單位及換算 帕斯卡(Pa), 千克力/米2(kgf/m2), 千克力/厘米2(kgf/cm2) 1帕斯卡=1牛/m2=0.102千克力/米2=1.02*10-5千克力/厘米2 1千克力/米2=10-4千克力/厘米2,常用計量單位及常用單位換算,6. 角度的單位及換算 度(), 分(), 秒() 1度=60分=3600秒, 1分=60秒, 1周=2=360度 7. 磁場強度的單位及換算 安/米(A/m), 千安/米(k

3、A/m), 奧斯特(Oe) 1千安/米=1000A/m=12.566 Oe, 1 奧斯特=79.6 安/米 8. 磁感應強度的單位及換算 特斯拉(T), 毫特斯拉(mT), 高斯(Gauss) 1特斯拉=1000毫特斯拉=104高斯,試作的目的及分類,目的: （1）發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品的不足之處,提供改善的依據(jù)。 （2）提供客戶檢討、實驗的樣品及資料。 分 類： 1.改造機種試作: 在現(xiàn)有機種基礎上,通過對繞線仕樣、入出力軸長短、導線 長度等方面作簡單的變更而進行的試作。 2.全新機種試作： 新設計產(chǎn)品的試作,往往與現(xiàn)有機種有較大的差別。,馬達主要的特性,額定電壓 UN 單位 伏（V） 直流電機通常有3

4、V,4.5V,6V,9V,12V,24V,27V,48V,60V,110V,220V等級別。 額定電流 IN 單位 安（A）或毫安（mA） 額定轉速 Nn 單位 轉/分（RPM） 額定扭力 TN 單位 克力厘米（gf.cm)或牛米(N.m) 額定功率 PN 單位 瓦(W)或千瓦(KW) 回轉方向 順時鐘方向（C.W)或逆時鐘方向(C.C.W) 停頓扭力TST 單位 克力厘米（gf.cm)或牛米(N.m) 負荷當電流I 單位 毫安/克力厘米(mA/gf.cm) 負荷當回轉速N 單位 轉/分.克力厘米(RPM/gf.cm) 停頓電流 Ist 單位 安（A）或毫安（mA） 絕緣抵抗 單位 兆歐(M)

5、 絕緣耐壓 單位 500V A.C/min,1000V A.C/min ,檢出電流 5mA,10mA,1mA 電氣絕緣的耐熱等級 單位 ,通常: Y(90),A(105),E(120),B(130),F(155),H(180),200 (200), 220(220),250(250),馬達主要特性間的關系計算式,1. 輸入功率Pin 單位:瓦特(W) Pin=UN*I UN:馬達額定使用電壓(V) I: 通過馬達的電流(A) 2. 輸出功率Pout 單位:瓦特(W) Pout=*TN=2*n*r*F =2*(Nn/60)*(r/100)(9.8*F) = 2*(Nn/60)*(9.8*TN/1

6、00) =1.027*10-2*Nn*TN =2*Nn :額定角速度(弧度/sec) r :測定用滑輪半徑(cm) F :負荷砝碼的質量(kgf) TN :額定扭力(kgf.cm) Nn :額定轉速(RPM) 3. 效率: 輸出功率與輸入功率的比值() =Pout/Pin =1.027*10-2*Nn*TN/(UN*I) 4. 負荷當回轉速N 單位:RPM/(kgf.cm)或(RPM/(gf.cm) N=(Nn-N0)/TN Nn:額定負荷回轉速(RPM) N0:無負荷回轉速(RPM) TN:額定扭力(kgf.cm) 5. 負荷當電流I 單位:A/(kgf.cm)或(mA/gf.cm),馬達主

7、要特性間的關系計算式,I=(IN-I0 )/TN IN: 額定負荷時馬達電流(mA或A) I0: 無負荷時馬達電流(mA或A) TN: 額定扭力 (gf.cm或kgf.cm) 6. 停頓扭力Tst 單位:kgf.cm或gf.cm Tst=N0/N =N0*TN/(N0-Nn) 7. 停頓電流Ist 單位:mA或A Ist=I0+Tst*I =I0+Tst*(IN-I0)/TN 8. 馬達固有負荷T0 單位:kgf.cm或gf.cm T0=I0/I 9. 效率最高時負荷TP 單位:kgf.cm或gf.cm TP=(Tst+T0)*T01/2-T0,馬達參數(shù)間的關系曲線,馬達試作通常的步驟:,1.

8、試作指示的接收 通常由本社營業(yè)發(fā)出案件計劃書,見下表,2. 對試作任務作詳細整理 2-1 在何機種變更: FM-88AP-CF 2-2 外觀有無變化: 無 入出力軸 長度有無變更 導線長度有無變更 雜防回路有無變更 2-3 馬達特性有無變更: 有 試作品要求 量產(chǎn)品 額定電壓(V) 12 12 空載電流 (Ma) 55 80 空載回轉速(RPM) 5650 5200 額定扭力(gf.cm) 20 35 額定電流(Ma) 145 250 額定回轉速(gf.cm) 4500 2400 啟動扭力(gf.cm) 100 回轉方向 C.W/C.C.W C.W/C.C.W,馬達試作通常的步驟:,2-4 馬

9、達內部有無變更: 無 銅頭溝寬度,銅頭下尺寸有無變化 銅頭型號有無變更 芯片材質、疊厚有無變化 內部雜防組立,變阻器有無變更 磁石材質,尺寸有無變化 碳刷材質、型號有無變更 3. 馬達繞線仕樣的初步確認 3-1 按試作品負荷條件測定選定機種FM-88-AP-CF負荷特性 (12V,20gf.cm) 假定測得數(shù)據(jù): nN =4000 RPM IN =177.2 mA 3-2 馬達繞線圈數(shù)N 公 式: nNxN=nNxN nN: 樣品馬達負荷回轉數(shù) 4000 RPM N: 樣品馬達繞線圈數(shù) 450 段 nN :試作品要求負荷回轉數(shù) 4500 RPM,馬達試作通常的步驟:,將數(shù)據(jù)代入公式得: 400

10、0 x450=4500 x N N =400 3-3 繞線線徑 d : 公式: Nxd2 =Nxd2=S N: 樣品馬達繞線圈數(shù) 450 d: 樣品馬達繞線線徑 0.09 N: 試作馬達繞線圈數(shù) 400 S: 繞線積 將數(shù)據(jù)代入公式得: 450 x0.092=400 xd2 d= 0.0950.10 3-4 線種選定考量點 3-4-1 焊接作業(yè)方式: 直焊,碰焊 通常B級(130)及以下適合于直焊,F級(155)及以上 適合于碰焊。,馬達試作通常的步驟:,3-4-2 考慮馬達的耐熱等級 。以下為常用的漆包線列表：,4. 圖面變更,原價計算,部品發(fā)注 5. 馬達試作,樣品出貨,試作評價 作業(yè)評價

11、: 調芯性是否良好 線高如何,爬電距離是否夠,有無出現(xiàn)耐壓不良 槽滿率如何 磁石是否碎裂 焊接作業(yè)是否順利 特性評價: 馬達電流波形如何(正弦波,提前波,延遲波,掉腳波, 波形不規(guī)則) 馬達負荷電流、回轉速、馬達啟動扭力Tst 、 N、I 馬達噪音 6. 馬達壽命實驗,溫度上升實驗,EMC檢測等評價測試。,馬達試作通常的步驟:,馬達機械電氣時定數(shù)的計算方法,1. 電氣時間常數(shù)E (msec): 馬達堵轉時，電流由零上升到最終值的63.2所用時間,反映馬達電流的應答速度。 E=L/Ra L（mH）：馬達端子間的電感值 Ra（）：馬達端子間的電阻值,馬達機械電氣時定數(shù)的計算方法,2. 機械性時間常

12、數(shù)m (msec): 馬達在額定電壓下,回轉速從零上升到全速的63.2 所用時間,反映馬達的響應速度。 m =J*Ra*2*103/（KE*KT*60）*1000 =J*Ra*104.72/(KE*KT）*1000 J: 轉動慣量 (g.cm.sec2) Ra: 馬達端子間的電阻值() KT: 轉矩常數(shù)(g.cm/A) KE: 感應電壓常數(shù)(V/K.rpm),馬達機械電氣時定數(shù)的計算方法,3. 轉動慣量J(g.cm.sec2) 二條吊法測定轉動慣量 J=W*R2*T2/(4*2*L) =2.53*10-2*W*R2*T2/L W: 轉子質量 克(g) R: 轉子半徑 厘米(cm) T: 振動周

13、期 秒(sec),20回擺動的平均值 L: 擺繩長度 厘米(cm),L/2R10 4. 感應電壓常數(shù)KE (V/k.rpm) 單位回轉速產(chǎn)生的感應電壓,又稱誘起電壓定數(shù)。 KE=E/N =（E1- E2）*1000/（N1-N2） N1（rpm）： N2（rpm）： E1（V）：回轉速N1時的感應電壓 E2（V）：回轉速N2時的感應電壓,回轉速相差1000rpm,馬達機械電氣時定數(shù)的計算方法,5. 轉矩常數(shù)KT(gf.cm/A) 通過馬達的單位電流產(chǎn)生的扭力,扭力相對于電流的變化率,又稱扭力常數(shù)。 KT=T/I =T*1000/（IT-I0） T：額定扭力 （gf.cm) IT:額定負荷電流(

14、mA) I0:無負荷電流 (mA),轉子的接線方式,1. 轉子接線的基本分類 1-1 三角形()接線: 每個線圈的首端分別接到相應的整流子片上,尾端通過整流子 接成 閉合回路。 1-1-1 三角形逆變側接線 1-1-2 三角形正變側接線 1-1-3 三角形接線,特點: (與Y接線比較) 轉子線圈繞制作業(yè)較簡單。 轉子電阻小, 并聯(lián)支路數(shù)兩條。 正變側接線，往往用于運轉方向為C.C.W的 扁平馬達。（從出力側） 逆變側接線，往往用于運轉方向為C.W的 扁平馬達。（從出力側）,轉子的接線方式,1-2 星形(Y)接線: 每個線圈的首端分別接到相應的整流子片上,尾端接成中點。 1-2-1 星形逆變側接線 1-2-2 星形正變側接線 1-2-3 星形接線,特點: (與接線比較) 轉子線圈繞制作業(yè)較復雜。 轉子電阻大, 并聯(lián)支路數(shù)一條。 正變側接線，往往用于運轉方向為C.W的 扁平馬達。（從出力側） 逆變側接線，往往用于運轉方向為C.C.W的 扁平馬達。（從出力側）,轉子的接線方式,1-3 多槽轉子的接線: 多槽轉子指芯片槽數(shù)超過三個的轉子,我司現(xiàn)有5P,7P,12P,14P。 5P轉子接線圖 7P轉子接線