電動工具馬達(dá) Motor training

1、AC/DC motor training目錄AC/DC馬達(dá)的基本特性以及性能曲線;2. 如何選擇合適性能的馬達(dá);電刷，彈簧，軸承的選擇;4. 電機(jī)索樣時必要的要求項(xiàng)目。1. AC/DC馬達(dá)的基本特性以及性能曲線基本原理基本原理通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用FF-通電導(dǎo)體的電磁力;B-磁通密度I -電樞電流L-導(dǎo)體在磁場中的長度(電樞鐵心長度)1. AC/DC馬達(dá)的基本特性以及性能曲線 根據(jù)基本原理推導(dǎo)出來的電機(jī)基本公式單根導(dǎo)體產(chǎn)生的扭矩 T1=FD/2=(BLI)D/2=I/2整個轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的扭矩 T=pNFD/2a=pNBLID/2a=pNI/2ap-定子極對數(shù)N-轉(zhuǎn)子總導(dǎo)體數(shù)-磁通量D-轉(zhuǎn)子

2、外徑a- 并聯(lián)支路數(shù)T=CT ICT=pN/2a對于完成的電機(jī)來說,極對數(shù)p,并聯(lián)支路數(shù)a,和電機(jī)匝數(shù)N是固定的,所以CT也是一個常數(shù),我們稱之為轉(zhuǎn)矩常數(shù)轉(zhuǎn)矩常數(shù). 電磁轉(zhuǎn)矩 電壓平衡方程1. AC/DC馬達(dá)的基本特性以及性能曲線 根據(jù)基本原理推導(dǎo)出來的電機(jī)基本公式U=E+IR+2UcU -電源電壓E -感應(yīng)電動勢IR 電阻壓降Uc-碳刷壓降(一般2Uc=0.52V) 電磁功率Pem=T=pNnI/60a=EIPem -電機(jī)產(chǎn)生的電磁功率 - 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角速度N 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速rpmE - 感應(yīng)電動勢E=CenCe=pN/60a對于完成的電機(jī)來說,極對數(shù)p,并聯(lián)支路對數(shù)a,和電機(jī)匝數(shù)N是固定的,所以C

3、e也是一個常數(shù),我們稱之為電動勢常數(shù)電動勢常數(shù). 轉(zhuǎn)矩平衡方程T=Tout+ToT -轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩Tout -電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩To -電機(jī)的鐵損+風(fēng)摩轉(zhuǎn)矩Pout -電機(jī)軸輸出功率Po -鐵損以及風(fēng)摩損耗功率Pem=Pout+Po 性能曲線 DC馬達(dá)1. AC/DC馬達(dá)的基本特性以及性能曲線 AC馬達(dá)1. AC/DC馬達(dá)的基本特性以及性能曲線 電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)速根據(jù)公式pNnI/60a=EI和, U=E+IR+2Uc 得出轉(zhuǎn)速n正比于電源電壓,反比于轉(zhuǎn)子匝數(shù)N,定子磁通, 電機(jī)電阻R. 所以,在不更改電機(jī)的前提下,調(diào)速方案可以選擇: 1 調(diào)整電壓; 2 調(diào)整電機(jī)電阻.(缺點(diǎn):只能串入外加電阻,增

4、加電阻值,調(diào)速只能減速.)而對于使用條件固定,只針對電機(jī)的調(diào)整就是: 1 調(diào)整線圈匝數(shù); 2 調(diào)整定子磁通量(電機(jī)芯片疊厚,轉(zhuǎn)子外徑,或者磁石剩磁Br.) 電機(jī)扭力的調(diào)整轉(zhuǎn)距T正比于電源電壓,轉(zhuǎn)子匝數(shù)N,定子磁通, 反比于電樞電阻R .與轉(zhuǎn)速無關(guān)與轉(zhuǎn)速無關(guān) 1 調(diào)整電壓; 2 調(diào)整匝數(shù); 3 調(diào)整調(diào)整定子磁通量(電機(jī)芯片疊厚,轉(zhuǎn)子外徑,或者磁石剩磁Br.) 4 調(diào)整轉(zhuǎn)子線徑.2. 如何選擇合適性能的馬達(dá) 電機(jī)扭力選擇 1 產(chǎn)品正常使用時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩電機(jī)應(yīng)該在最大效率點(diǎn)到最大輸出功率點(diǎn)之間; 2 產(chǎn)品可能用到的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩,不得大于電機(jī)的堵轉(zhuǎn)扭矩. 3 對于可能滿載啟動的電機(jī),最大啟動扭力不得小于

5、堵轉(zhuǎn)扭矩的1.3倍.2. 如何選擇合適性能的馬達(dá) 電機(jī)尺寸選擇A(線負(fù)荷)和J(電流密度)的選擇需要根據(jù)實(shí)際通風(fēng)情況選擇,通風(fēng)條件好,選大值,通風(fēng)條件差,選小值. (這個決定溫升)2. 如何選擇合適性能的馬達(dá) 電機(jī)電流和溫度保護(hù)對于直流電機(jī),電機(jī)的堵轉(zhuǎn)或啟動的時候電流很大,轉(zhuǎn)子的去磁磁動勢很大,這種情況下容易引起定子磁石失磁,而使電機(jī)轉(zhuǎn)速飆升,扭力下降,甚至燒毀電機(jī),所以需要在采購電機(jī)時特別提出,或者做降壓啟動和堵轉(zhuǎn)保護(hù)措施. 電機(jī)的使用溫度條件電機(jī)的電阻在不同的溫度條件下的阻值是不同的,這個也會導(dǎo)致在實(shí)際測試或使用中的性能的偏差,這個屬于正常的現(xiàn)象;另外,直流電機(jī)的磁石在不同的溫度下的性能會

6、有比較明顯的差異,這會導(dǎo)致電機(jī)在不同溫度的情況下有比較大的性能差異,所以在選擇電機(jī)的時候一定要特別注意.2. 如何選擇合適性能的馬達(dá) 電機(jī)軸徑選擇3. 換向器, 電刷，彈簧，軸承的選擇 換向器的選擇換向器分為槽型和鉤型1 優(yōu)先選用鉤型,對于線徑較粗,繞線掛鉤和點(diǎn)焊困難的選用槽型.2 鉤型換向器,鉤與鉤的間距最小為2倍線徑+1mm.組組 成成 部部 件件:銅鉤電木粉云母片加固環(huán)銅環(huán)主要用途是連通電樞,材質(zhì)一般是0.1%和0.3%的銀銅,主要區(qū)別在高溫硬度以及耐磨性用于緊固銅片保證換向器的強(qiáng)度,給點(diǎn)焊銅鉤支撐.具體規(guī)格查看材料UL黃卡銅片之間的絕緣對于高功率高轉(zhuǎn)速的電機(jī),進(jìn)一步加強(qiáng)強(qiáng)度,防止高速下

7、銅片跳動變大或者飛片.材質(zhì)通常為65Mn或者玻璃纖維用在換向器中孔處,用于比較大的過盈配合,確保不會撐爆電木粉,同時有較大的松脫扭力,材質(zhì)通常為鋼或銅.3. 換向器, 電刷，彈簧，軸承的選擇 電刷的選擇寬度一般在12片換向器片的寬度長度需要根據(jù)電流密度來選擇,電流密度一般為1015A/cm2,(實(shí)際參考碳刷牌號) 尺寸選擇 刷辮選擇電動工具的電流一般比較大,所以碳刷都會帶有刷辮,刷辮的粗細(xì)按照安全電流的標(biāo)準(zhǔn),簡單的判斷為不小于定子線徑. 碳刷的主要技術(shù)要求1 碳刷的電阻率: 同電刷尺寸選擇,根據(jù)電流密度和電刷尺寸選擇;2 碳刷的壓制方向:這個很多時候大家并不太關(guān)心,其實(shí)這個是個比較重要的參數(shù),

8、它決 定碳刷的不同方向的電阻,以及發(fā)熱后的熱變形尺寸方向.3 硬度,:這個需要同換向器配合,影響電機(jī)壽命和噪音.4 50hrs的磨損量,:對壽命有影響,通常磨損量越小,壽命越好.5 最大線速度: 根據(jù)換向器外徑和電機(jī)轉(zhuǎn)速來選擇.6 電流密度(參考碳刷牌號).7 接觸壓降: 對于低壓直流電機(jī)影響比較大.8 推薦的壓強(qiáng).(用于選擇彈簧)3. 換向器, 電刷，彈簧，軸承的選擇 彈簧的選擇彈簧的種類: 扭簧,壓簧,恒力彈簧等彈簧是有行程范圍的,所以選擇彈簧的時候要注意,選擇的標(biāo)準(zhǔn)為:保證碳刷在整個壽命過程中都能有足夠的彈簧壓力,一般碳刷的壓強(qiáng)為300-550MPa3. 換向器, 電刷，彈簧，滾動軸承的

9、選擇 滾動軸承的選擇 極限轉(zhuǎn)速電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速必須要小于軸承的極限轉(zhuǎn)速,并且需要一定的余量. 軸向載荷和徑向載荷由于要輸出轉(zhuǎn)矩,相信大家都比較關(guān)注軸承的徑向載荷,我這里需要強(qiáng)調(diào)的是對于有些斜齒,傘齒等一些有軸向和徑向分力的電機(jī)結(jié)構(gòu)中,要去仔細(xì)核算軸向的分力是否超出了軸承規(guī)定的軸向載荷.4. 電機(jī)索樣時必要的要求項(xiàng)目 性能要求1 額定電壓和頻率(是否有按規(guī)要求)2 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向.(對于直流電機(jī),一定要注明正負(fù)極的接線狀態(tài).)3 空載性能要求,包括轉(zhuǎn)速和電流(或者功率).4 負(fù)載性能要求,包括負(fù)載點(diǎn)的大小,負(fù)載點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和電流(或者功率).5 堵轉(zhuǎn)電流或者堵轉(zhuǎn)扭力的要求(非必須項(xiàng)).6 絕緣等級7 風(fēng)葉風(fēng)路的要求.8.使用條件,溫升和壽命的測試條件. 外觀要求1 定子外觀處理,涂覆粉,包封膠,膠帶包扎,