直流电机计算.xls

1、1 1、主主要要技技术术指指标标1额定电压UN1212V2额定电流IN2.12.1A3额定转速nN21002100RPM4输出功率PN1313W2 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/(ABnNkp)1/3厘米6 D=3.783.78(cm)选用3.413.41(cm)A-线负荷，对于连续工作状态取6080安/厘米式中A-取6060安/厘米B-气隙磁密，铝镍钴一般取0.330.45特选铁氧体磁钢 Y30H-2Y30H-2B=（0.70.85）*40504050铁氧体B=（0.70.85）BrB-取33003300Gs-极弧系数，一般

2、取0.60.75；-取0.750.75-lt2/De2,lt2为电枢铁心长度，一般取0.71.5。-取0.640.64kp-短矩系数kp=sin(y1/2)kp-取0.9660.966-效率=PN/UNIN效率=0.520.52P-计算功率P=(1+2*)pN/3机算功率P=17.0717.07W6电枢计算长度l6电枢计算长度l=2.182.18(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Dj17机壳外径Dj1Dj1=（1.41.7）D（厘米）Dj1=4.7744.7745.7975.797(cm)Dj1应与标准外径符合，或Dj1值由用户给出。取Dj1=5.

3、085.08(cm)8机壳厚度j1查表或自定8机壳厚度j1取0.160.16(cm)9气隙取0.0150.06厘米,p=1及铁氧体电机取最大值9气隙选取=0.050.05(cm)10 磁钢外径DMe=Dj1-2j1（厘米）10磁钢外径 DMe=4.76(cm)11 磁钢内径DMi=D+2（厘米）9磁钢内径 DMi=3.51(cm)12 电枢铁心长度l212 电枢铁心长度l2=1.98(cm)对铁氧体磁铁l2=l-l0对铝镍钴磁铁l2l端部气隙等效长度 取l0=0.20.2(cm)13 磁铁轴向长度l113 磁铁轴向长度l1取3.43.4(cm)对铁氧体磁铁l1l对铝镍钴磁铁l1=l2=l14

4、磁铁径向高度hm14 磁铁径向高度hmhm=(DMe-DMi)/2（厘米）hm=0.625(cm)对铁氧体磁铁hm应在下述范围：hm范围0.30.5hm=(610)（厘米）15 磁铁截面积SM15 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=16.56（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=135 4 4、电电枢枢冲冲片片尺尺寸寸17 槽数Z17 槽数ZZ=（24

5、）DZ=6.8213.64=313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50W60050W600，厚厚0.5mm0.5mm20 槽距t220 槽距t2t2=D/Z（厘米）t2=0.893(cm)21 极距21 极距=D/2p（厘米）或=Z/2p槽=5.356(cm)或=622 齿宽bt222 齿宽bt2bt2=Bt2l/kFeBt2l2（厘米）bt2=0.1970.257(cm)式中Bt2=1300013

6、0001700017000（Gs）取bt2=0.240.24(cm)kFe-查表2-6取0.970.9723 轭高hj223 轭高hj2hj2=lB/2kFeBj2l2（厘米）hj2=0.5020.627(cm)式中Bj2=12000120001500015000（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=0.50.5(cm)直径导磁。24 冲片内径d024 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ht225 齿高ht2ht2=(D-D4)/2+r2ht2=0.8045(cm)式中D4、r2

7、参考18中的图形位置。式中 D4=2.1052.105(cm)r2=0.1520.152(cm)26 槽口宽b0226 槽口宽b02b02（厘米）b02=0.180.18(cm)27 槽口高h0227 槽口高h02h02（厘米）h02=0.10.1(cm)28 槽面积SS28 槽面积SS计算出SS=0.2830.283(cm2)5 5、磁磁路路计计算算29 气隙系数k29 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=1.165式中*=/t2*=0

8、.0560b02*=b02/t2b02*=0.2016hm*=hm/t2hm*=0.5069hm=hm(D-)/r(D+hm)hm=0.4526r取1.151.1530 气隙磁密B30 气隙磁密BB=/l（Gs）B=0.114（Gs）31 气隙磁压降F31 气隙磁压降FF=1.6kB(安)F=0.0932B(A)32 齿磁密Bt232 齿磁密Bt2Bt2=t2lB/bt2l2kFe（Gs）Bt2=4.221658 B（Gs）33 齿磁场强度Ht233 齿磁场强度Ht2Ht2（安/厘米）Ht2（A/cm）查磁化曲线34 齿磁压降Ft234 齿磁压降Ft2Ft2=2ht2Ht2（安）Ft2=1.6

9、09 Ht2(A)35 转子轭磁密Bj235 转子轭磁密Bj2Bj2=/2kFeht2l2（Gs）Bj2=0.433367（Gs）式中hj2-考虑1/4d0后的转子铁心轭高hj2=hj2+1/8d0（厘米）hj2=0.6(cm)36 转子轭磁场强度Hj236 转子轭磁场强度Hj2Hj2（安/厘米）Hj2（A/cm）查磁化曲线37 转子轭磁压降Fj237 转子轭磁压降Fj2Fj2=lj2Hj2（安）Fj2=2.043606 Hj2(A)式中lj2=(D4-d2-hj2)/2p（厘米）式中lj2=2.043606(cm)38 定子轭磁密Bj138 定子轭磁密Bj1Bj1=/2j1lj（Gs）Bj1

10、=0.572917（Gs）式中-磁铁漏磁系数，1.11.3取=1.11.1lj-机壳轴向长（厘米）lj=6 6(cm)39 定子轭磁场强度Hj139 定子轭磁场强度Hj1Hj1（安/厘米）Hj1（A/cm）查磁化曲线40 定子轭磁压降Fj140 定子轭磁压降Fj1Fj1=Lj1Hj1（安）Fj1=7.728318 Hj1(A)式中Lj1=(Dj1-j1)/2p（厘米）式中Lj1=7.728318(cm)41 外磁路总磁压降F041 外磁路总磁压降F0F0=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)1950021

11、000225002400025500 270002850030000315003300034500 33363.633363.6(Gs)B=/l2224.15 2395.242 2566.33 2737.42 2908.513080 3250.686 3421.7745 3592.863 3763.953935 3805.43(A)F=1.6kB207.293 223.2389 239.185255.13 271.076287302.967 318.91268 334.8583 350.804 366.75354.67(Gs)Bt2=t2lB/bt2l2kFe9389.62 10111.89

12、10834.2 11556.5 12278.7 13001 13723.28 14445.563 15167.84 15890.116612 16065.2(A/cm)Ht22.42.42.842.843.343.343.963.965 57.17.110.2410.2416.0816.0827.627.644.844.879.0479.0451.2(A)Ft2=2ht2Ht23.86164.56956 5.37406 6.371648.045 11.42 16.4761625.8727244.4084 72.0832 127.18 82.3808(Gs)Bj2=/2kFeht2l28450.

13、65 9100.705 9750.76 10400.8 11050.9 11701 12350.96 13001.007 13651.06 14301.114951 14458.7(A/cm)Hj22.052.052.32.32.592.593.063.063.523.524.084.085.25.27.17.19.689.6815.0415.0423.223.216.08(A)Fj2=lj2Hj24.18939 4.700294 5.29294 6.25343 7.19349 8.338 10.62675 14.509603 19.78211 30.7358 47.412 32.8612(G

14、s)Bj1=/2j1lj11171.9 12031.25 12890.613750 14609.4 15469 16328.1317187.5 18046.88 18906.319766 19114.6(A/cm)Hj17.057.058.258.259.559.5514.414.4222230.230.239.439.460608585120120158158130(A)Fj1=Lj1Hj154.4846 63.75862 73.8054 111.288 170.023 233.4 304.4957 463.69908656.907 927.398 1221.1 1004.68(A)F0=F

15、+Fj1+Fj2+Ft2269.829 296.2674 323.657 379.043 456.337 540.2 634.5657 822.99408 1055.956 1381.02 1762.4 1474.59(Mx)m=2145023100247502640028050 29700313503300034650363003795036700-269.83-296.267-323.66-379.04-456.34-540-634.566-822.9941-1055.96-1381-1762-1474.643 磁铁平均磁路长LM43 磁铁平均磁路长LM瓦形和环形铁氧体磁铁LM=1.25(

16、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0-295.8-591.6-887.4-1183.2-1479-1774.8-2070.6-2366.4-2662.2-2958Bm(Gs)4050405036453240283524302025162012158104050Hm(Oe)0295.8591.6887.41183.214791774.82070.62366.42662.229582958m=SMBm(Mx)67079.6 60371.66 53663.7 46955.7 40247.8 33540 26831.85 20123.886 13415.92 6707.960Fm=0.8LMHm(A)0295.8591.6887.41183.214791774.82070.62366.42662.2295845 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，Fmm=3670036700(Mx)求出