无刷直流电机实体设计

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1、无刷直流电机本体设计摘要：无刷直流电机即不使用电刷进行换向，而采用电子方式进换向。由于其高转速、寿命长、机械损耗小等优点，具有更广的运用空间。通过此次设计，以了解无刷电机结构、性能；并进行其控制系统的简略介绍。关键字：无刷直流电机电刷电子换向控制系统一、引言本次主要是针对微型电机本体进行设计，了解无刷电机与有刷电机结构差异。针对其具体指标要求，进行电机本体计算，了解电机设计中一些具体细节及难点，如紧圈、极弧系数、空载负载工作点等，从而完成对电机本体设计。二、电机主要指标额定电压：PN=20W额定转速：iiN=1500i7min额定电压：UN=24V效率：n=7

2、0%极对数：p=i三、电机实体计算本电机短期运行取线负荷Ao=50A/cm预取计算极弧系数a—0.6〜0.75此处取0.7预取反径A=0.6-1.5此处取1预取气隙磁密B疔0.5T1、定子结构计算:电枢内径取电枢内径Dz=1.7cm电枢外径Du.=3.3cm•l*极对数电枢铁芯长极距定子齿数Z二12齿距p=lL=2=1.7cmT—7tD?/2p=2.67cm槽口宽槽口深槽肩宽槽启深槽底宽槽身深槽血积5二加3“/12二0.445cm定子槽型：开口梯形槽/?01=0.1cmbxl=0.2cm/?vl=0.05cmb(Jl=0.4cmhs{=0.3cmS=/加+久X

3、/J+久+绻X人产0.0975cm252'2XI电枢辘高h:=O.35cm齿咼h=/?01+札]+h$=0.45cm平均齿宽心二D”/2+h0I+hxl+h51=1.3cmR2=Dn12+%+hxX=lcmbl}=2&sin[乡£-arcsin("%^)]=1.53cmbl2=27?2sin[乡乡-arcsin("%^)]=1.55cm--—b八bt=b/]+=1.54cm3单边气隙取气隙系数S二0.02cmq(5/+/?()])r〕(5力+给)-bo】电枢铁芯沿轨部磁路长TTLj=(l-n/2)e(Dn-/zp>-=1.38cm电枢冲片选材DW330-0.

4、35电枢冲片叠片系数KFc=0.95电枢冲片密度p、=7・60g•cm'电枢冲片比损耗Ps(10/50)=2.50W/Kg2、转子结构计算：磁钢外径Dwl=Dn-26=.66cm磁钢厚度Hm=0.1cm磁钢内径Dmi=几-2£二1.46cm紧圈外径Q=1.66cm转子轨髙h尸0.1cm转子辘外径D,i=几2=L46cm转子觇内径Di2=1.26cm转子磁轨沿磁路方向长度L/=h+兀(Dh+DQ(]aj2)=2cm4p磁钢磁化方向截面积a•厶•厂•Dmic——14p磁钢材料XGS165/80最大剩磁积范1韦1(BHmax)150-180kJ/m3顽磁(剩磁

5、)Br=0.9T矫顽力HC1=640kA/m;Hr2=800kA/m;其中H(=700kA/m材料密度p2=8.2g/c加3取漏磁系数cr=1.2顽磁温度系数a—0.05气隙磁通^.=B^.•^•r*L=3」8B电枢辘部磁感应强度B产电枢齿部磁感应强度转子轨部磁感应强度B产=2•隅二1.82心气隙磁势电枢辘部磁势电枢齿部磁势转子辘部磁势总磁势总磁通片=1.6》・KrB»=0.029B"・Fj=Hj・LjFt=2H,・hF严H*F=心+比+F：+Fj0=(7•念将B-H曲线转换至0・F曲线:0=B・S”?F=2也•HXG5165/80去磁曲线B尹0.10.20.

6、40.60.81B./T0.280.561.121.682.242.8Bt/T0.180.360.731.091.451.82Bj/T0.370.751.502.242.993.72H//(A/m)3.164.967.188.8410.1811」6Ht/(A/m)2.333.825.787.088.289.23.95.858.3810.1811.48130/XlO"Wb0.3820.7631.5262.293.0533.816F/A122.3189.5275.2336.6385.1429.5F/AX10'4Wb空载特性工作曲线:其空载工作点为(180,0.73

7、X10-4)3、电路计算：绕组形势：星形三相三状态导通角120°每极每相槽数ZImp=2槽距电角度z30°槽数衣示极距分布系数=0.966sin(0.5xqXG])qxsin(0.5xe)短距绕组极距r2=5短距系数KP=sin^^=0.966绕组系数心二KdxKp二0.933管压降△U=0.2V并联支路数尸1预取空载转速q二1400/7min每相绕组串联匝数叫=11.55"一°”=2398M)K為取叫=2400则实际空载转速=11.55"―人"1399r/min1叫K血电枢总导体数每槽导体数绕组端部长度电枢绕组平均每匝长度N=2m=14400Ns=1200I

8、.—1.2=3.96cm5=2(厶+S