馬達(dá)試作的基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教程.ppt

1、馬達(dá)試作的基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教程,生產(chǎn)品質(zhì)課,基本內(nèi)容:,常用計(jì)量單位及常用單位換算 試作的目的及分類 馬達(dá)的主要特性 馬達(dá)主要特性間的關(guān)系計(jì)算式 馬達(dá)參數(shù)間的關(guān)系曲線 馬達(dá)試作通常的步驟 機(jī)械、電氣時(shí)定數(shù)的計(jì)算方法 轉(zhuǎn)子接線方式,常用計(jì)量單位及常用單位換算,1. 質(zhì)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(qiáng)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(jì)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(qiáng)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(yīng)強(qiáng)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(shí)驗(yàn)的樣品及資料。 分 類： 1.改造機(jī)種試作: 在現(xiàn)有機(jī)種基礎(chǔ)上,通過對(duì)繞線仕樣、入出力軸長短、導(dǎo)線 長度等方面作簡單的變更而進(jìn)行的試作。 2.全新機(jī)種試作： 新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的試作,往往與現(xiàn)有機(jī)種有較大的差別。,馬達(dá)主要的特性,額定電壓 UN 單位 伏（V） 直流電機(jī)通常有3

4、V,4.5V,6V,9V,12V,24V,27V,48V,60V,110V,220V等級(jí)別。 額定電流 IN 單位 安（A）或毫安（mA） 額定轉(zhuǎn)速 Nn 單位 轉(zhuǎn)/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(zhuǎn)方向 順時(shí)鐘方向（C.W)或逆時(shí)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(fù)荷當(dāng)電流I 單位 毫安/克力厘米(mA/gf.cm) 負(fù)荷當(dāng)回轉(zhuǎn)速N 單位 轉(zhuǎn)/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(jí) 單位 ,通常: Y(90),A(105),E(120),B(130),F(155),H(180),200 (200), 220(220),250(250),馬達(dá)主要特性間的關(guān)系計(jì)算式,1. 輸入功率Pin 單位:瓦特(W) Pin=UN*I UN:馬達(dá)額定使用電壓(V) I: 通過馬達(dá)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(fù)荷砝碼的質(zhì)量(kgf) TN :額定扭力(kgf.cm) Nn :額定轉(zhuǎn)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(fù)荷當(dāng)回轉(zhuǎn)速N 單位:RPM/(kgf.cm)或(RPM/(gf.cm) N=(Nn-N0)/TN Nn:額定負(fù)荷回轉(zhuǎn)速(RPM) N0:無負(fù)荷回轉(zhuǎn)速(RPM) TN:額定扭力(kgf.cm) 5. 負(fù)荷當(dāng)電流I 單位:A/(kgf.cm)或(mA/gf.cm),馬達(dá)主

7、要特性間的關(guān)系計(jì)算式,I=(IN-I0 )/TN IN: 額定負(fù)荷時(shí)馬達(dá)電流(mA或A) I0: 無負(fù)荷時(shí)馬達(dá)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(dá)固有負(fù)荷T0 單位:kgf.cm或gf.cm T0=I0/I 9. 效率最高時(shí)負(fù)荷TP 單位:kgf.cm或gf.cm TP=(Tst+T0)*T01/2-T0,馬達(dá)參數(shù)間的關(guān)系曲線,馬達(dá)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(jì)劃書,見下表,2. 對(duì)試作任務(wù)作詳細(xì)整理 2-1 在何機(jī)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(dǎo)線長度有無變更 雜防回路有無變更 2-3 馬達(dá)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(zhuǎn)速(RPM) 5650 5200 額定扭力(gf.cm) 20 35 額定電流(Ma) 145 250 額定回轉(zhuǎn)速(gf.cm) 4500 2400 啟動(dòng)扭力(gf.cm) 100 回轉(zhuǎn)方向 C.W/C.C.W C.W/C.C.W,馬達(dá)試作通常的步驟:,2-4 馬

9、達(dá)內(nèi)部有無變更: 無 銅頭溝寬度,銅頭下尺寸有無變化 銅頭型號(hào)有無變更 芯片材質(zhì)、疊厚有無變化 內(nèi)部雜防組立,變阻器有無變更 磁石材質(zhì),尺寸有無變化 碳刷材質(zhì)、型號(hào)有無變更 3. 馬達(dá)繞線仕樣的初步確認(rèn) 3-1 按試作品負(fù)荷條件測定選定機(jī)種FM-88-AP-CF負(fù)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(dá)繞線圈數(shù)N 公 式: nNxN=nNxN nN: 樣品馬達(dá)負(fù)荷回轉(zhuǎn)數(shù) 4000 RPM N: 樣品馬達(dá)繞線圈數(shù) 450 段 nN :試作品要求負(fù)荷回轉(zhuǎn)數(shù) 4500 RPM,馬達(dá)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(dá)繞線圈數(shù) 450 d: 樣品馬達(dá)繞線線徑 0.09 N: 試作馬達(dá)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(diǎn) 3-4-1 焊接作業(yè)方式: 直焊,碰焊 通常B級(jí)(130)及以下適合于直焊,F級(jí)(155)及以上 適合于碰焊。,馬達(dá)試作通常的步驟:,3-4-2 考慮馬達(dá)的耐熱等級(jí) 。以下為常用的漆包線列表：,4. 圖面變更,原價(jià)計(jì)算,部品發(fā)注 5. 馬達(dá)試作,樣品出貨,試作評(píng)價(jià) 作業(yè)評(píng)價(jià)

11、: 調(diào)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(píng)價(jià): 馬達(dá)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(dá)負(fù)荷電流、回轉(zhuǎn)速、馬達(dá)啟動(dòng)扭力Tst 、 N、I 馬達(dá)噪音 6. 馬達(dá)壽命實(shí)驗(yàn),溫度上升實(shí)驗(yàn),EMC檢測等評(píng)價(jià)測試。,馬達(dá)試作通常的步驟:,馬達(dá)機(jī)械電氣時(shí)定數(shù)的計(jì)算方法,1. 電氣時(shí)間常數(shù)E (msec): 馬達(dá)堵轉(zhuǎn)時(shí)，電流由零上升到最終值的63.2所用時(shí)間,反映馬達(dá)電流的應(yīng)答速度。 E=L/Ra L（mH）：馬達(dá)端子間的電感值 Ra（）：馬達(dá)端子間的電阻值,馬達(dá)機(jī)械電氣時(shí)定數(shù)的計(jì)算方法,2. 機(jī)械性時(shí)間常

12、數(shù)m (msec): 馬達(dá)在額定電壓下,回轉(zhuǎn)速從零上升到全速的63.2 所用時(shí)間,反映馬達(dá)的響應(yīng)速度。 m =J*Ra*2*103/（KE*KT*60）*1000 =J*Ra*104.72/(KE*KT）*1000 J: 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (g.cm.sec2) Ra: 馬達(dá)端子間的電阻值() KT: 轉(zhuǎn)矩常數(shù)(g.cm/A) KE: 感應(yīng)電壓常數(shù)(V/K.rpm),馬達(dá)機(jī)械電氣時(shí)定數(shù)的計(jì)算方法,3. 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(g.cm.sec2) 二條吊法測定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=W*R2*T2/(4*2*L) =2.53*10-2*W*R2*T2/L W: 轉(zhuǎn)子質(zhì)量 克(g) R: 轉(zhuǎn)子半徑 厘米(cm) T: 振動(dòng)周

13、期 秒(sec),20回?cái)[動(dòng)的平均值 L: 擺繩長度 厘米(cm),L/2R10 4. 感應(yīng)電壓常數(shù)KE (V/k.rpm) 單位回轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的感應(yīng)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(zhuǎn)速N1時(shí)的感應(yīng)電壓 E2（V）：回轉(zhuǎn)速N2時(shí)的感應(yīng)電壓,回轉(zhuǎn)速相差1000rpm,馬達(dá)機(jī)械電氣時(shí)定數(shù)的計(jì)算方法,5. 轉(zhuǎn)矩常數(shù)KT(gf.cm/A) 通過馬達(dá)的單位電流產(chǎn)生的扭力,扭力相對(duì)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(fù)荷電流(

14、mA) I0:無負(fù)荷電流 (mA),轉(zhuǎn)子的接線方式,1. 轉(zhuǎn)子接線的基本分類 1-1 三角形()接線: 每個(gè)線圈的首端分別接到相應(yīng)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(cè)接線 1-1-2 三角形正變側(cè)接線 1-1-3 三角形接線,特點(diǎn): (與Y接線比較) 轉(zhuǎn)子線圈繞制作業(yè)較簡單。 轉(zhuǎn)子電阻小, 并聯(lián)支路數(shù)兩條。 正變側(cè)接線，往往用于運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)镃.C.W的 扁平馬達(dá)。（從出力側(cè)） 逆變側(cè)接線，往往用于運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)镃.W的 扁平馬達(dá)。（從出力側(cè)）,轉(zhuǎn)子的接線方式,1-2 星形(Y)接線: 每個(gè)線圈的首端分別接到相應(yīng)的整流子片上,尾端接成中點(diǎn)。 1-2-1 星形逆變側(cè)接線 1-2-2 星形正變側(cè)接線 1-2-3 星形接線,特點(diǎn): (與接線比較) 轉(zhuǎn)子線圈繞制作業(yè)較復(fù)雜。 轉(zhuǎn)子電阻大, 并聯(lián)支路數(shù)一條。 正變側(cè)接線，往往用于運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)镃.W的 扁平馬達(dá)。（從出力側(cè)） 逆變側(cè)接線，往往用于運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)镃.C.W的 扁平馬達(dá)。（從出力側(cè)）,轉(zhuǎn)子的接線方式,1-3 多槽轉(zhuǎn)子的接線: 多槽轉(zhuǎn)子指芯片槽數(shù)超過三個(gè)的轉(zhuǎn)子,我司現(xiàn)有5P,7P,12P,14P。 5P轉(zhuǎn)子接線圖 7P轉(zhuǎn)子接線