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《圓柱型電樞永磁直流微型電動機電磁設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、圓柱型電樞永磁直流微型電動機電磁設(shè)計目錄1簡述1.1主要特性1.2常用永磁材料特點1.3設(shè)計要點1.4常用公式2電磁設(shè)計中的主要問題2.1主要尺寸2.2永磁體結(jié)構(gòu)形式和確定永磁體尺寸的原則2.3電樞設(shè)計2.4定子設(shè)計2.5磁路計算2.6工作特性計算3設(shè)計舉例14圓柱型電樞永磁直流微型電動機電磁設(shè)計計算1簡述永磁直流微型電動機是指永磁材料（或加上鐵磁材料）制成磁極，以建立電動機所需的激磁磁場的一類精密直流微型電動機。該類電動機結(jié)構(gòu)簡單，體積小，出力大，效率高，用銅量少；若用高矯頑力永磁材料（如鐵氧體、稀土永磁等）制造的直流微型電動機還具有換向性能好，壽命長等優(yōu)點。
2、該類電動機與普通的他激或者并激的電磁式直流電動機一樣具有下垂的機械特性（或稱為轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性）和線性的調(diào)節(jié)特性（或稱為電壓—轉(zhuǎn)速特性），調(diào)速范圍廣，便于控制。所以，常用于要求啟動轉(zhuǎn)矩高、轉(zhuǎn)速范圍變化大的場合；也常用于以蓄電池或干電池為電源的場合，例如，在汽車中用于驅(qū)動風扇、雨刮器、坐椅、門窗等等。1.1主要特性(1)機械特性機械特性是指當加到電動機兩端的電壓一定時，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的變化而變化的特性曲線。每一個電壓對應(yīng)著一條特性曲線。此特性曲線在理論上是一條下垂的直線，即隨著轉(zhuǎn)矩（橫坐標）的增大，轉(zhuǎn)速隨著成正比例降低（縱坐標）。如圖1所示。(2)調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)特性是指
3、當加到電動機轉(zhuǎn)軸上的負載轉(zhuǎn)矩一定時，轉(zhuǎn)速隨著加到電樞兩端的電壓的變化而變化的特性曲線。每一個負載轉(zhuǎn)矩對應(yīng)著一條特性曲線。此特性曲線在理論上是一條直線，即隨著電壓（橫坐標）的增大，轉(zhuǎn)速隨著成正比例升高（縱坐標）。如圖2所示(3)帶上穩(wěn)速器后作為穩(wěn)速永磁直流微型電動機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性（穩(wěn)速品質(zhì)）穩(wěn)速永磁直流微型電動機的功能是，當加到電樞兩端的電壓在容許的范圍內(nèi)變化時，以及加到電動機轉(zhuǎn)軸上的負載轉(zhuǎn)矩在容許的范圍內(nèi)變化時，電動機的轉(zhuǎn)速應(yīng)保持恒定。分下列三種情況：a)電樞電壓恒定，負載轉(zhuǎn)矩變化時，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性用百分數(shù)來表示。即定義為：1/2額定負載轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速與額定負載轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)
4、速之差對額定負載轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速之比的百分數(shù)，稱為電壓一定時的轉(zhuǎn)速穩(wěn)速度，用K1表示。K1=（n1/2—nN）/nN×100%式中，nN—額定負載轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速；n1/2—1/2額定負載轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速。K1一般在1.5%--3%的范圍內(nèi)。b)負載轉(zhuǎn)矩恒定，電樞電壓變化時，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性用百分數(shù)來表示。即定義為：電壓自最大使用電壓降低到最小使用電壓時兩個轉(zhuǎn)速之差對最小使用電壓的轉(zhuǎn)速之比的百分數(shù)，稱為轉(zhuǎn)矩一定時的轉(zhuǎn)速穩(wěn)速度，用K2表示。K2=（nVmax—nVmin）/nVmin×100%式中，nVmax—最大使用電壓時的轉(zhuǎn)速；nVmin—最小使用電壓的轉(zhuǎn)速；K2一般在1.5%--
5、3%的范圍內(nèi)。c)加到電樞兩端的電壓以及加到電動機轉(zhuǎn)軸上的負載轉(zhuǎn)矩在容許的范圍內(nèi)變化時轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性用百分數(shù)來表示。即定義為：1/2額定負載轉(zhuǎn)矩時最大使用電壓下轉(zhuǎn)速與額定負載轉(zhuǎn)矩時最小使用電壓下轉(zhuǎn)速之差同額定負載轉(zhuǎn)矩時最小使用電壓下轉(zhuǎn)速之比的百分數(shù)，稱為綜合轉(zhuǎn)速穩(wěn)速度，用K3表示。14K3=（n1/2Vmax—nNVmix）/nNVmin×100%式中，n1/2Vmax—1/2額定負載轉(zhuǎn)矩時最大使用電壓下轉(zhuǎn)速nNvmax—額定負載轉(zhuǎn)矩時最小使用電壓下轉(zhuǎn)速K3一般在2%--5%的范圍內(nèi)。必須指出的是，電動機所達到的上述轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度范圍是在穩(wěn)速器（例如，離心式穩(wěn)速器）作
6、為電動機的一個部件同電動機組裝成一個整體的場合下的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度范圍。若要求轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度更高。例如，達到0.5%—0.1%范圍，應(yīng)當采用電子穩(wěn)速電路技術(shù)，使用單獨穩(wěn)速器，比如，用頻率發(fā)生器作為電動機速度反饋的穩(wěn)速控制，采用F/V變換和PWM等控制技術(shù)，實現(xiàn)對電動機起停、正反轉(zhuǎn)和穩(wěn)速控制。還可以采用鎖頻鎖相技術(shù)，實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度，如，可達0.02%。(4)啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)在額定電樞電壓下，啟動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，稱為啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。一般為4--6倍。當為自動化裝置的執(zhí)行元件—伺服電動機時，一般還應(yīng)具有如下性能：a)快速響應(yīng)，即機電時間常數(shù)要??；b)控制靈敏，在低信號下啟動
7、性能好，控制信號死區(qū)小，即啟動電壓小。1.2常用永磁材料特點1)鐵氧體(Ferrite)永磁鐵氧體永磁分各向同性和各向異性兩種。由于不含鎳、鈷等貴金屬，因此，成本低、價格低廉。它的剩余磁感應(yīng)強度Br較低，矯頑力Hc比較高，不易退磁。由于它的矯頑力比較高，而且退磁曲線為一直線，因此，用它設(shè)計制造的電機可以不進行穩(wěn)磁處理。它的溫度系數(shù)比較大，溫度穩(wěn)定性差。但是，矯頑力隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而減小，也即矯頑力的溫度系數(shù)為正值，這點很特別。在00C以下溫度使用時要注意它的磁性能的變化，若設(shè)計不合理，在低溫下可能產(chǎn)生不可逆的去磁。此外，鐵氧體永磁硬而且脆；加
8、工性能比較差，它又不導電
