電機設計禁忌手冊

1、電機設計禁忌手冊1.線圈電流密度不宜過大或過小:電機線圈具有一定的電阻.當電流通過線圈時就產生損耗.繞組溫升高 ,電機設計希望減小電阻 ,以減小損耗 ,提高效率 .加粗線徑 ,降低電流密度可以減電阻 ,但會線圈材料用量增加 .由于槽面積的加大 ,引起鐵心磁密增加 ,使電機的勵磁電流和鐵損增加 .通常感應電機 j 取 37A/mm2(槽面積大也就是芯片設計時鐵心槽孔大)2.電機鐵心的磁通密度不宜過高或過低 . 當鐵心材料 ,頻率和硅鋼片厚度一定時鐵損決定于磁通密度 ? 的大小 ,磁通密度過高使鐵損增加 ,電機效率降低 ,鐵心發(fā)熱使電機溫升增高 .并由于勵磁安匝增加電機功率因子降低 ,所以鐵心的磁

2、通密度不宜過高 ,盡量避免用在磁化曲線的過飽和段 ,磁密過低則使電機材料用量增加 ,成本提高 .芯片齒部窄 ,磁密高即槽入線的空位大也就是鐵心槽孔大反之 .3.電機槽滿率不宜過高或過低 . 一般取 7585%槽滿率低電機運行時導線在槽內松動 .易損傷絕緣 .此外槽內空隙多 ,由于空氣導熱差 ,影響線圈的散熱使電機溫升增高 .4.電機槽形的設計盡可能選用平行齒梯形槽并槽形邊緣不要有尖角 ,盡量用圓底槽 ,由于圓槽鑄鋁時填充好 ,并做模方便 .定子芯片嵌線容易 .5.電機槽口寬度不宜過大 ,槽口太大使氣隙磁通分布不均,齒諧波增大附加損耗增加,通常約3.5mm,太小入線困難 ,6.定子槽數不要太多或

3、太小 .異步電機定子槽數多 ,磁勢 ,電勢波形好 ,附加損耗小 ,電機效率高槽數多還使線圈和鐵心的接觸面積增加 ,線圈散熱好 ,溫升低 .性能好但制作工藝困難 .成本高7.異步電機氣隙大 ,磁阻大 ,勵磁安匝數多 ,使電機勵磁電流增大 ,電機功率因子降低 ,但氣隙大使諧波磁場減弱 ,電機附加損耗降低 , 氣隙太小易引起定轉子掃膛 ,以及由于附加損耗增加而使電機效率降低 .8.異步電機轉子扭斜可以使轉子導條沿軸向的諧波電勢相位不同而被削弱 ,從而減少了附加同步轉矩 ,及附加異步轉矩 ,降低電機附加損耗 ,提高效率 ,降低噪音 ,振動 .9.單層繞組不要用于容量較大的電機,容量較小的電機不要雙層繞

4、組.10 大電機不宜用鋁合金做支架由于剛度,強度差些11.轉軸上盡量避免用不同寬的鍵槽(即介子槽 )軸芯二級位應倒圓角 .12 電機兩端都用滾動軸承時軸向不要卡死.因為電機運行時轉軸的散熱比定子支架差,溫升高些 ,轉軸的熱膨漲要大于定子部件 ,和支架 ,機座 .轉軸就不能自由膨脹 ,所以一般加波浪介子加啤令蓋 .13.轉軸和轉子芯片配合的長度不要太長 .(軸芯中間部分可以縮小解決 )14.帶滾動軸承結構的不要使電機轉子產生軸向竄動 .(所以啤令內加波浪介子 )滑動軸承的在轉子前端加彎介子 手提吸塵機的不帶彎介子是前端是 E 介子結構虛位控制很小 0.10.4mm15.電機的定 ,轉子鐵心不要錯

5、位 ,錯位不利的原因 a:錯位相當于空氣隙有效面積減小 ,勵磁電流增大 ,功率因子降低 .,還使定子電流大定子銅損大 ,效率低 .溫升高 . B:轉子受到一個軸向力加快軸承磨損 .增大電機的噪音和振動 .(但有些成品運行向前端一個方向常常磨一端軸承此時故意錯位 )c:影響電機的正常通風 .16.注意異步電機轉子鑄鋁質量(可用硫酸化解芯片看 )17.引線不要過細如果過細的引線容易絕緣老化通常導體電流密度取46A/mm2小電機取大值 .大電機取小值 .18.電機起動電流一般是額定電流的 6 倍左右 ,所以不要頻繁起動 ,堵轉的電流菲士通常是額定電流的 2.53倍. 電流菲士需 200%的電流才能沖

6、斷 .19.轉子臨界轉速應大于1.2 倍或小于 0.8 倍的額定轉速以免發(fā)生共振.20.電機干燥時應避免溫度急劇升高.過分潮濕的繞組 ,應避免用通入電流的方法進行干燥.21.定子槽楔不要高于鐵芯內圓22.拆卸軸承入軸承應當加力于啤令內圈,不能受力啤令外圈和鋼球位.23.多粉塵場所不要用防護式電機應用封閉式電機.(但封閉式電機不易散熱 .24.不要便電機在電源頻率過低下運行 .電源電壓一定時 ,頻率下降使磁通增加 ,電機設計一般使硅鋼片工作在磁化曲線的飽和區(qū) ,磁通增加使勵磁電流增加較多 ,功率因子下降 ,電機電流增大銅損增加 ,效率下降 ,頻率下降還使電機轉速下降 .風量減少 ,散熱困難 ,電

7、機溫升增高 .電源頻率下降不但電機輸出功率減少 ,而且使各項性能變壞 .額定頻率不能超過 1%25.不要使異步電機的電源電壓過高或過低 電壓過低電機磁通減少 ,電機轉矩則與電壓平方成正比下降 .造成電起動困難 ,電機負載不變時電機電流增加 ,損耗加大 ,溫升增高 ,長時間低壓運行可能使電機燒毀 .26.換向器和碳刷的摩擦噪聲 .是因為 a 換向器表面加工精度不夠和粗糙度較差 .b.碳刷和刷盒間隙過大 .c 碳刷彈簧彈力失效 .另外換向器表面有雜物易產生火花 .電動機制造的加工方法生產要求的最佳戰(zhàn)略1、 團隊參與今天日益變化的電動機要求 ,你的機器供貨商必須是你的產品中的一員。參與幫助你們設計產

8、品 ,達到制造的最高水平以及繼續(xù)理解你們的生產要求。最成功的地方就是在你的原始產品設計何銷售預測中加入供貨商。 在碰到電動機性能和安裝問題前 ,幫助更快地實現市場化產品。 有助于維持啟動日程表。 允許你的制造業(yè)人員具有最可能的情節(jié) ,實現轉換和電機零件的結合。這也是評估零件安裝的問題和可能消除零件多種處理的時候了。2、 原型開發(fā)工作利用許多生產所需的實際工藝和工裝 ,在工作單元中制造電機。提供這種服務 ,是由于你們不具備配備合適設備和人員的晻貴電機實驗室 ,用來生產這些原型電機。另一個問題是 ,標準的生產必須中斷以生產這些原型電機。通過與你們機器供貨商 的合作 ,這就使你們能夠向用戶提供測試產

9、品和安裝數據 ,更重要的是你們制造團隊能夠檢驗實際所需的嚴格工藝。這就排除了潛在的制造問題。3、 匹配商業(yè)理念的合適設備合適的設備符合你們獨特的公司理念。 因為有許多用戶 ,所以有許多不同的實現這種理念的途徑。 主題或今天使用的 ”BUZZ”字眼就是 ”傾斜制造 ”的概念。所以機器供貨商提供能滿足要求的最佳方案。我感覺工藝的共同主題是在你們整個加工過程中消除任何浪費。讓我們評估以下我們用這種思想所實現的東西;減少產品設計到投產的時間轉化成本 -原材料到成品制造空間交貨性能 +99%交貨質量4、 生產力的最高水平 ,包括質量、高能力、開機時間和kiss(使設備簡單和智能 )性能調試1.T=97.

10、5xPT=轉矩 Kg.cmP=輸出功率 n=轉速 T=60P單位為 (牛.米)n2 x3.14xn此兩扭力公式是一致 ,只是單位不同而已 .2.cos? = p單相 COS? =P三相。 P=輸入功率COS? =功率因素U .I3U.I輸出功率3.效率 =輸入功率4.激滋繞組同電樞繞組間的匝比通常取 0.40.7 吸塵機因通風冷卻好匝比可取大些匝比 a=定子匝數 x2/轉子總匝數 . 改善火花可提高 a 但匝比 a 取過大 ,效率下降 ,溫升上升5.Q=I2R. Q=發(fā)熱量 要降低轉子溫升需將線徑加粗 .匝數減少 ,如要降定子溫升只需將轉子線徑改小 .匝數加多 ,將負荷移到轉子部分當然這樣做需

11、注意馬達壽命是否正常6.罩極馬達加高鋁環(huán)和加大轉子外徑 ,馬達轉速上升但需注意氣隙單邊不能小于 0.2mm 當然氣隙越小 ,效率越高 .鑄鋁質量越好馬達性能越好 .7.罩極馬達線徑加粗 ,圈數減少 .轉速上升性能降低反之8.一款串激馬達轉速偏高你怎樣去改良 :a.轉子圈數加多性能降低電流 ,功率 ,轉速均下降只需稍稍增加 12圈就等于加了 1020 圈,但需注意匝比變小 ,火花會差些 ,效率降低 ,轉子電阻大 ,轉子溫升高 ,定子溫升下降b.增加定子匝數 .性能也會下降但定子溫升上升如果是吸塵機馬達因吸風冷卻好 ,性能降低 ,溫升反而下降 .9.一款串激馬達減少轉子總匝數和增加定子總匝數相同的

12、話,性能基本不變 .10.馬達結構相同性能相同.使用頻率相同只是額定電壓不同的線規(guī)換算:U 1W 1D1U 2D=線徑U=電壓U 2W 2D 2W=匝數U1QXHX 16.6X 1011.吸塵機馬達吸力公式 :Pout=Q=氣流量 M3/MIN H= 真空吸力 mmH2 O1012.uc 系列常規(guī) 10bar銅頭左扭 22.5?掛 5 勾 逆時針旋轉 .右扭 22.5?掛 10 勾 20 Bar 銅頭左扭應在 810 勾調整 .右扭應在 201勾調整 .不管左扭或右扭 ,扭的角度越大性能越高 .13.電流同匝數的平方成反比.同電阻成反比 .所以調匝數比調線徑變化明顯.14.罩極馬達轉子外圓加大

13、 ,轉速上升 ,效率上升 ,最大扭力上升 ,空載性能下降 ,負載性能不一定要看具體扭力點 .鑄鋁質量良好的好 ,轉速 ,效率上升 .空負載和最大扭力上升 ,15.碳刷彈簧壓力大 ,機械阻力大 ,接觸電阻小 ,性能提高 ,馬達跑合后 ,機械阻力小些性能下降 ,溫升 .堵轉1.溫升要求GB4706.1.1998A級 75K65注解 1.帶 為熱電偶法 .不帶括號為電阻法 .交直流兩用E 級90K80不帶括號規(guī)格對兩種方法均適用-交流馬達2.B 級95K85環(huán)境溫度通常不超過25o但偶然可達35o為基礎 但規(guī)定的3.F 級115K溫度是以 25o為基礎 .H 級140K4. 電阻法計算公式 : T=

14、R2R1(K+t1)-(t2-t1)R1k=234.5 銅繞組 k=225鋁繞組2. 溫升改善 : a. 改善風道冷卻 b. 調試線規(guī) : 轉子線徑減小 . 匝數加多這樣定子負荷小溫升下降但轉子溫升上升 . C. 更改轉子扭角掛勾如 UI-32 原線規(guī) S:? 0.95x75Tx2R:? 0.55x(17+18)Tx6 右扭 7.5 o掛 12 勾改為扭 0o掛 12 勾這樣性能會降低一些 , 溫升相應下降了一些3. 罩極馬達溫升改善a. 線徑加粗匝數加多 . B. 加高鋁環(huán) . 轉子外圓加大 . 鑄鋁質量提高 . 芯片材質提高 .4. 串激如風鼓類電機 ( 吸塵機 , 氣泵 ) 定子加匝數溫

15、升有時反而會降因為冷卻好 , 性能降低, 如果是電動工具 , 攪拌器類則定子加匝數定子溫升一定上升5. 堵轉要求 : a. 馬達堵轉不能著火 , b.3A 速斷電流菲士接地不能斷開 C. 不能超過堵轉所要求的等級溫升 . 通常串激馬達 1030 秒堵轉斷開 .6. 堵轉改善 : A. 用溫度菲士或電流菲士保護 . B. 漆皮線菲士加長或線徑改小均易沖斷 . 電阻大 , 發(fā)熱量大 ,Q=I 2.R 電流密度大 .7. 馬達定子通常只裝一個溫度菲士 . 接在客戶成品通風條件差的一側 , 如果馬達成品對稱就無所謂接在馬達定子哪一側 . 但有時堵轉不能解決也用 2pcs 溫度菲士 . 如 UAK-20

16、 定子一側各接 1 個 113oC 溫度菲士 .8. 電流菲士選擇通常為額定電流的 2.5 倍 . 如 UE一款 240V馬達額定輸入功率 715W.選擇 7A/250V 電流菲士 .UC 一款 120V 馬達額定輸入功率 600W選擇 15A/125V 電流菲士 .9. 馬達提高效率溫升會降低 .嘈音與震動1,嘈音限值嘈聲是一種不希望有的不同頻率和不同強度的無規(guī)律地組合在一起的聲音 .嘈聲令人煩惱 ,討厭 ,心神不安 , 分散注意力 ;長期生活在嘈聲大的環(huán)境中 ,使人的聽覺受到損害 ,甚至會引起神經系統(tǒng)疾病。 因此 ,嘈聲控制是環(huán)境保護所面臨的一個重要課題 ,而電機嘈聲自然是電機的主要質量指

17、標之一。電機的嘈聲可分為機械聲、電磁嘈聲和空氣動力嘈聲.產生各類嘈聲的主要原因用因果分析圖表示。隨電機設計參數、結構、功率、尺寸、轉速和加工精度的差別而不同。軸承震動電機嘈聲轉子不平衡碳刷摩擦引起震動電機嘈聲基波磁場產生切風扇轉子轉動向及徑向激振力諧波磁場產生徑軸向激振力氣流流動向及切向激振力空氣動力性嘈聲電磁嘈聲聲音在單位時間內輻射出來的總聲能w 稱聲功率 ,而電機嘈聲大小一般以聲功率級表示。聲功率級定義為lw=101g*W/W0dB式中 , W0 為基準聲功率 ,取 W0=10-12 W 。由于嘈聲的頻率在 2020000Hz 的寬廣范圍 ,而人耳對不同頻率的聲音所感受的響度是不同的。為了

18、使人們對不同頻率的聲音感覺到的響度相同 ,在嘈音測量時為模以人耳的聽覺特性而設計了幾種對不同的頻率嘈聲的衰減接近人耳對聲音的感覺 ,在電機嘈聲測試中都用 A 網絡 ,所測得的聲功率級稱 A 計權聲功級 .記為 Db(A) 。A 計權聲功級 Lw 與 A 計權平均聲壓級 Lp 之間關系由下式表達 ;Lw=Lp+101g*S/S0Db(A)式中 ,S0 為基準面積 ,為 1m 平方 ;S 為測量面面積 (m 平方 );當測量半徑 r=0.4m 所放對應的半球面測量面積S 時,101g*S/S0=0 此時 Lw=Lp 。在嘈聲測試現場被測試電機嘈聲外 ,任何其他嘈聲通稱為背景嘈聲。 背景嘈聲大小對測

19、試結果有不同程度的影響 ,電機嘈聲應為測量點值減去如表 1 列出的修正值。只有當測點各頻率帶或計權聲級的背景嘈聲低于Conversion Table 單位換算表PRESSURE 壓力/STRESS 應力IMPACT STRENGTH 擊強度ENERGY 能量POWER 功率TEMPERATURE 溫度LENGTHAREA 面積VOLUME 體積WEIGTH重量DENSITY 密度1psi=6.48948kPa1bar=1.013*10 5 Pa1kg/cm 2=14.2psi1MPa=145psi1MPa=10.2kg/ cm 2沖 1ft-1b/in=5.44kg.cm/cm1ft-1b/i

20、n=53.4J/m1kg.cm/cm=9.8J/m1Cal=4.184J1ft-1bf=1.3558J1Btu=1055.1J1horse Power0.7458kWT OF =1.8T 0C +32T 0 C =( T OF -32)*5/91ft=0.3048m1in=2.54cm1 in 2=6.4516cm21ft 2=0.09203cm21ft 3=0.0283m31gallon=0.00381litre=1000c m31lb=0.4536kg1kg=2.2046lb1ounce=28.3495g1metric ton=1000kg1lb/ ft 3=16.0185kg/ m31l

21、bs/gal=119.4 kg/ m3WEIGHT MEASURE重量換算表KilogramMctric tonPoundShort tonLong ton公斤公噸磅短噸長噸10.0012.204620.0011020.0009841.00012.204621.102310.9842050.4535920.00045410.00050.000446907.1840.9071852.00010.8928571.0160461.016052.2401.1211 臺斤 =0.6000 公斤 =1.2000 市斤 =1.3227 磅 ,1 市斤 =0.5000 公斤 =0.8333 臺斤 =1.102

22、3 磅Linear Measure長度單位換算表Km( 公里 )m(公尺 )cm 公分mm 毫米in 英吋ft 英呎mile 英哩1100010 310 639.3703280.830.621360.0011100100039.373.280830.000621410 50.011100.39370.0328080.62 510 60.0010.110.039370.0032810.06262.54*1050.025425.4025.4000510.083330.000015816. 扭力圖示 :第一圖示為風機水泵類 ( 罩極 ) 從風葉負載看要提高轉速必須提高很大扭力才行 , 轉速降低 ,

23、溫升下降 , 扭力下降 .第二圖標為恒轉矩負載 ( 串激 ) 扭力大轉速下降溫升上升.17. 串激馬達參考推導公式 :n11.r 2.S 2.I22n1in 2.1 2 .r 2 .S2T1r 1.S1.I12T1in 12.2 2.Nr1 2.S1pN NPUNNNNP UNn22.r 1.S1 .1 2n2in 1.2 2 .r1 .S1T2R 2.S 2.I2 2T2in 2 2 .12 .R 2.NS 2PNN IPU NNNNP U NT= 轉矩n=轉速 Nr=轉子匝數Nr=定子匝數Pin=輸入功率P= 輸出功率18.罩極馬達常見推導公式 :n1W 2轉速同匝數成反比 (同線徑 )n1W 2. d1 2(不同線徑 )n2W 1n2W 1d22d 1I 12U 1W 2d 2I 22U 2W1 (常用的升降壓來調匝數 )W= 匝數 d=線徑 n=轉速19 .24bar 銅頭通常用是左扭 7.5o掛 11 勾 左轉 ,右扭 7.5o掛 24 勾 右轉左扭可在 1012勾