1、 1直流电机设计程序3.1 主要指标1. 额定电压2. 额定功率3. 额定转速4. 额定效率3.2 主要尺寸的确定5. 结构型式的选择6. 永磁材料的选择选用烧结钕铁硼7. 极弧系数8. 电负荷9. 长径比10.计算功率11.电枢直径12.极数 p=413.极距14.电枢长度 cmDLa5.107.WPpN768.0321321 cmDcmnBApaNi15 1.57.06.9.1.6333取 p89.2.3215. 气隙 =0.06cm16. 电枢计算长度3.3 绕组设计17. 绕组形式 选用单叠绕组18. 绕组并联支路对数 a=p=419. 槽数20. 槽距21. 预计气隙磁通22. 电枢
2、电动势23. 预计导体总数24. 每槽导体数25. 每槽元件匝数式中 每槽元件数 u= 226. 实际每槽导体数cmLaef 62.10.25.104513aDQcmt 02wbBLefi3441025. 106.2896 VUENa 48.27.91061025.4.60 3Nanp.9Qs 505.2 ss WuNW取05ss327. 实际导体总数28. 额定电枢电流29. 实际电负荷30. 预计电流密度 j 2=5.6 A/mm231. 预计导线截面积32. 导线规格导线裸线线径 d I =1.04cm导线绝缘后线径 d =1.17cm 33. 实际导线截面积式中 并绕根数 Nt=134
3、. 实际电枢电流密度35. 实际热负荷36. 绕组平均半匝长度其中 端部系数 Ke=0.837. 电枢绕组电阻Ra20( 20=0.178510-3 .mm2/cm)90245sQN22835.064.7ajIANCu cmAaDIN/3.8914.379022241.324 849.0.NAitCua 22 /5.849.027mAaIjCuN).,/(51.389222 cAj cDLaeav 5.18.024aANCuvaUPI 4Ra75( 20=0.21710-3 .mm2/cm)3.4 转子冲片的设计38. 槽形的选择 选用梨形槽39. 槽口宽 b02= 0.20 cm40. 槽口
4、高 h02=0.1 0cm41. 齿宽式中 KFe 电枢冲片叠压系数 KFe=0.93这里取 Bt2=1.67T42. 轭高43. 槽高其中 Di2 电枢内径 Di2 =10 cm44. 槽上部半径45. 槽下部半径 r22 = 0.15 cm46. 槽上下圆心距 47. 槽净面积cmLtbateFft 41.0567.1930222 cmLhajFej 96.015.293.012 44 hjit .)8(5.)2(21cmtbtra29.0)05.1(.24.15)(022cmht 0.15.29.01.21022 067.4891.0575.320a81.375a5式中 ci 为槽绝缘厚
5、度 , 取 ci=0.025 cm 48. 槽满率3.5 永磁体及机壳尺寸的确定49. 永磁体厚度 hM=0.3cm50. 永磁体的轴向长度 LM=La=10.5cm51. 永磁体的内径52. 永磁体的外径53. 机壳长度 Lj=(23)La=(23)10.5=(2131.5)取 Lj=28 cm54. 机壳厚度其中 Bj-初选机座轭磁密 Bj=1.6T- 漏磁系数 =1.255. 机壳外径3.6 磁路计算56. 气隙系数222 22121157.00.)5.9.0(43 )(.( )()mhrcrhrAis%2.4957.012stfAdNcmDaMi 12.506.215hMio 7.3
6、cmhjefij 3.06.12895.012chDjMoj 32.16.072.15608.126.05.1.5022 btK57. 气隙磁密58. 每对极气隙磁位差59. 电枢齿磁密60. 电枢齿磁场强度 查磁化曲线可得 H t2=76.6A/cm61. 电枢齿磁位差62. 电枢轭磁密63. 电枢轭磁场强度 查磁化曲线可得 Hj2=1.79A64. 电枢轭磁位差式中 L j2-电枢轭部磁路平均计算长度65. 定子轭磁密66. 定子轭磁场强度 查磁化曲线可得 Hj1=55.9A/cm67. 定子轭磁位TLBefi 89.6 44 TKLbBtFeatft 67.193.0541.22 AKF
7、08.60.1. 4 AHhtt 84.26.72.22 TLKBajFej 5.01.9305.1242 AHjj 25.87.16422 cmphDjij 61.4).09(.3)(22 TLhBjj .283.015.10 441AHFjj 61.59.2.611 7式中 Lj1-定子轭部磁路平均计算长度68. 外磁路总磁位差69. 空载特性计算表 (Wb) 0.00200 0.00210 0.00215 0.00220 0.00230 0.00235B =266.4 (T) 0.5328 0.55944 0.57276 0.5861 0.613 0.626F =1036.8 B (A)
8、 552.41 580.03 593.84 607.65 635.31 649.04Bt2=2.785 B (T) 1.48 1.56 1.60 1.63 1.71 1.74Ht2 (A/cm) 25.0 41.3 52.9 62.1 92 105Ft2=2.4Ht2 (A) 60 99.12 126.96 149.04 220.8 252Bj2=231.7 (T) 0.463 0.487 0.498 0.51 0.53 0.54Hj2 (A/cm) 1.58 1.65 1.70 1.75 1.83 1.87Fj2=4.61 Hj2(A) 7.28 7.61 7.84 8.07 8.44 8.
9、62Bj1=714.29 (T) 1.43 1.5 1.54 1.57 1.64 1.68Hj1 (A/cm) 19.8 28 36 44 65.3 80.4Fj1=6.29 Hj1 (A) 124.54 176.12 226.44 276.76 410.74 505.72 F=F +Ft2+Fj2+Fj1(A) 744.23 862.88 955.08 1041.52 1275.29 1415.38 m=1.2 (Wb) 0.0024 0.00252 0.00258 0.00264 0.00276 0.00282cmphDjjj 29.642)3.0.16(32)(1 AFFjjt78.16
10、561.35.40283.7 负载工作点70. 气隙主磁导71. 磁导基值72. 主磁导标么值73. 外磁路总磁导式中 0=1.274. 直轴电枢去磁磁动势式中 b -电刷相对几何中性线逆旋转方向的偏移距, 这里 b =0bs-装配偏差, bs=0.02575. 永磁体负载工作点27.076.21890.1)( naMNfh63 1097.0.1425F 755 108.3.278.)2( mcrbhHAB21.38).01.5(604.chDLpmMi式 中 30.5.976b.2.10n38.asNdaFA38.2695.s 3)(.)( naf9式中 fa-电枢反应去磁磁动时标么值 76
11、. 实际气隙磁通与预估值 =2.2510-3Wb 很接近3.8 换向计算77. 电刷尺寸 电刷长 Lb=0.8cm电刷宽 bb=0.55cm电刷对数 pb=478. 电刷面积 Ab=Lbbb=0.80.55=0.44cm279. 每杆电刷数 Nb=180. 电刷电流密度81. 换向器长度 L=2.0cm82. 一对电刷接触压降 U b=0.5V83. 换向器直径Dk=(0.50.9)Da=(0.50.9)10.5=(5.259.45)cm84. 换向器圆周速度85. 换向器片距86. 换向元件电抗cmAbLpIJNb /25.1.084137089.3274.18)2(01 mcahHFWbA
12、BbrMN 344 12.1.30 smnVNkk /14.36014.360cKtk 910式中 s-槽部比漏磁导 e -绕组端部比漏磁导取 e=0.8 t-齿顶比漏磁导87. 换向元件交轴电枢反应电动势式中88. 换向元件中合成电动势 VALweasr156.010538974266.2.8.tes86.12.01)5.29.0(. 0212bhr5.102).(2).5( avL12043lg92.l.00bttVBLweaqsa45.0192.172ThABMaq092. 10)3.6.(895142720Vear 6.451189. 换向取宽度 cmtpayKQbkkr48.1524
13、.01429050式中 cmbDkab 825.0.15 ttK4.39.21pyy1-以换向片数片计的绕组后节距90. 换向区宽度检查 8.062.).01(89.54)( pkrb3.9 工作特性91. 电枢绕组铜耗 92. 电枢接触电阻损耗93. 电枢铁损耗式中 工艺系数 k=2p10/50-铁耗系数,可查手册得 p10/50=2.1电枢磁场交变频率 f=pnw/60=30电枢齿质量WRIpaNCua 3.108.437252Ubbm223.1501 jtFe Bmfk12kgQAhDLKmstaaFet62.1039.452.154.08.7 0.32 322 电枢轭质量94. 电刷对
14、换向器的摩擦损耗式中 ps-电刷单位面积压取 ps=2 N/cm2 -摩擦系数 =0.295. 轴承摩擦和电枢对空气摩擦损耗96. 总机械损耗97. 总损耗p=p Cua+pbm+pFe+pfw=113.3+18.7+22.6+31.32=192.92W98. 输入功率P1=PN+p=700+192.92=892.92W99. 效率100. 电流校核3222 1048.7itaFej DhLKmWVAKbkbm 3.14042.2 PNwfBf 28704.0.WpwfBfkbmf 3.1.3 %4.781092.87%01 AUPIN.34.g65. 915.30913%51.0 NI101
15、. 实际感应电动势102. 满载实际转速103. 起动电流104. 起动电流倍数105. 起动转矩106. 起动转矩倍数107.工作特性曲线计算I/IN 0.2 0.5 0.8 1.0 1.2 1.3I (A) 7.48 17.8 29.92 37.4 44.88 48.62IRa75 (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 2.32VRIUEaNba5.20.3475min/58910932.4.
16、663rpan ARUIabNst 7.6.204.9.375NstImNIapTstst62.175.30431.9047.104.NstT mNnPN14.605499式 中14n=60aEa/p N(r/min) 658 632 606 596 571 562pCua=I2Ra75 (W) 4.53 28.32 72.51 113.30 163.15 191.48pb=I Ub (W) 3.74 9.35 14.96 18.7 22.44 24.31pFe (W) 22.6 22.6 22.6 22.6 22.6 22.6pfw=pfw(n/nN) (W) 34.35 32.99 31.
17、63 31.11 29.81 29.34p (W) 65.22 93.26 141.7 185.71 238 267.73P1=UNI 179.52 448.8 718.08 897.6 1077.1 1166.9P2=P1-p 114.2 355.54 576.38 711.89 839.12 899.15 =100(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方案的对比名称 符号 单位 一 二 三 四1.额定电压 UN V2.额定功率 PN W3.额
18、定转速 nN r/min4.额定效率 N %5.结构型式的选择 瓦片型 瓦片型 瓦片型 瓦片型6.预计气隙磁密 B T7.极弧系数 AI 8.电负荷 A A/cm9.长径比 10.计算功率 p W11.电枢直径 Da cm12.电枢长度 La cm13.极数 p14.极距 cm15.气隙 cm16.电枢计算长度 Lef cm17.绕组型式 单叠 单叠 单叠 单叠18.并联支路对数19.槽数20.槽距 T2 cm21.预计气隙磁通 Wb22.电枢电动势 Ea V 23.预计导体总数 N 24.每槽导体数 Ns1525.每槽元件匝数 Ws26.实际每槽导体数 Ns27.实际导体总数 N28.额定电枢电流 IN A29.实际电负荷 A A/cm30.预计电枢电流密度31.预计导线截面积 ACua mm232.导线裸线线径 di名称 符号 单位 一 二 三 四31.预计导线截面积 ACua mm232.导线裸线线径 di
