马达试作的基础知识培训教程

马达试作的基础知识培训教程生产品质课基本内容:常用计量单位及常用单位换算试作的目的及分类马达的主要特性马达主要特性间的关系计算式马达参数间的关系曲线马达试作通常的步骤机械、电气时定数的计算方法转子接线方式常用计量单位及常用单位换算1.质量的单位及换算吨(t),千克(kg),市斤,克(g)1吨=1000千克1千克=2市斤1千克=1000g2.力的单位及换算千克力(kgf),牛顿(N)1千克力=9.8牛顿3.长度的单位及换算千米(km),米(m),厘米(cm),毫米(mm),微米(μm)1千米=1000米,1米=100厘米=103毫米=106微米4.力矩的单位及换算牛.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.压强的单位及换算帕斯卡(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21千克力/米2=10-4千克力/厘米2常用计量单位及常用单位换算6.角度的单位及换算度(°),分(′),秒(″)1度=60分=3600秒,1分=60秒,1周=2π=360度7.磁场强度的单位及换算安/米(A/m),千安/米(kA/m),奥斯特(Oe)1千安/米=1000A/m=12.566Oe,1奥斯特=79.6安/米8.磁感应强度的单位及换算特斯拉(T),毫特斯拉(mT),高斯(Gauss)1特斯拉=1000毫特斯拉=104高斯试作的目的及分类目的:（1）发现新产品的不足之处,提供改善的依据。（2）提供客户检讨、实验的样品及资料。分类：1.改造机种试作:在现有机种基础上,通过对绕线仕样、入出力轴长短、导线长度等方面作简单的变更而进行的试作。2.全新机种试作：新设计产品的试作,往往与现有机种有较大的差别。马达主要的特性1.额定电压UN单位伏（V）直流电机通常有3V,4.5V,6V,9V,12V,24V,27V,48V,60V,110V,220V等级别。1.额定电流IN单位安（A）或毫安（mA）2.额定转速Nn单位转/分（RPM）3.额定扭力TN单位克力厘米（gf.cm)或牛米(N.m)4.额定功率PN单位瓦(W)或千瓦(KW)5.回转方向顺时钟方向（C.W)或逆时钟方向(C.C.W)6.停顿扭力TST单位克力厘米（gf.cm)或牛米(N.m)7.负荷当电流△I单位毫安/克力厘米(mA/gf.cm)8.负荷当回转速△N单位转/分.克力厘米(RPM/gf.cm)9.停顿电流Ist单位安（A）或毫安（mA）10.绝缘抵抗单位兆欧(MΩ)11.绝缘耐压单位500VA.C/min,1000VA.C/min,检出电流5mA,10mA,1mA12.电气绝缘的耐热等级单位℃,通常:Y(90℃),A(105℃),E(120℃),B(130℃),F(155℃),H(180℃),200(200℃),220(220℃),250(250℃)马达主要特性间的关系计算式1.输入功率Pin单位:瓦特(W)Pin=UN*IUN:马达额定使用电压(V)I:通过马达的电流(A)2.输出功率Pout单位:瓦特(W)Pout=ω*TN=2π*n*r*F=2π*(Nn/60)*(r’/100)(9.8*F’)=2π*(Nn/60)*(9.8*TN/100)=1.027*10-2*Nn*TNω=2π*Nn:额定角速度(弧度/sec)r’:测定用滑轮半径(cm)F’:负荷砝码的质量(kgf)TN:额定扭力(kgf.cm)Nn:额定转速(RPM)3.效率η:输出功率与输入功率的比值(％)η=Pout/Pin=1.027*10-2*Nn*TN/(UN*I)4.负荷当回转速△N单位:RPM/(kgf.cm)或(RPM/(gf.cm)△N=(Nn-N0)/TNNn:额定负荷回转速(RPM)N0:无负荷回转速(RPM)TN:额定扭力(kgf.cm)5.负荷当电流△I单位:A/(kgf.cm)或(mA/gf.cm)马达主要特性间的关系计算式△I=(IN-I0)/TNIN:额定负荷时马达电流(mA或A)I0:无负荷时马达电流(mA或A)TN:额定扭力(gf.cm或kgf.cm)6.停顿扭力Tst单位:kgf.cm或gf.cmTst=N0/△N=N0*TN/(N0-Nn)7.停顿电流Ist单位:mA或AIst=I0+Tst*△I=I0+Tst*(IN-I0)/TN8.马达固有负荷T0单位:kgf.cm或gf.cmT0=I0/△I9.效率最高时负荷TηP单位:kgf.cm或gf.cmTηP=[(Tst+T0)*T0]1/2-T0马达参数间的关系曲线马达试作通常的步骤:1.试作指示的接收通常由本社营业发出《案件计划书》,见下表2.对试作任务作详细整理2-1在何机种变更:FM-88AP-CF2-2外观有无变化:无入出力轴长度有无变更导线长度有无变更杂防回路有无变更2-3马达特性有无变更:有试作品要求量产品额定电压(V)1212空载电流(Ma)5580空载回转速(RPM)56505200额定扭力(gf.cm)2035额定电流(Ma)145250额定回转速(gf.cm)45002400启动扭力(gf.cm)100回转方向C.W/C.C.WC.W/C.C.W马达试作通常的步骤:2-4马达内部有无变更:无铜头沟宽度,铜头下尺寸有无变化铜头型号有无变更芯片材质、叠厚有无变化内部杂防组立,变阻器有无变更磁石材质,尺寸有无变化碳刷材质、型号有无变更3.马达绕线仕样的初步确认3-1按试作品负荷条件测定选定机种FM-88-AP-CF负荷特性(12V,20gf.cm)假定测得数据:nN=4000RPMIN=177.2mA3-2马达绕线圈数N’公式:nNxN=nN’xN’nN:样品马达负荷回转数4000RPMN:样品马达绕线圈数450段nN’:试作品要求负荷回转数4500RPM马达试作通常的步骤:将数据代入公式得:4000x450=4500xN’N’=4003-3绕线线径d’:公式:Nxd2=N’xd’2=SN:样品马达绕线圈数450d:样品马达绕线线径0.09N’:试作马达绕线圈数400S:绕线积将数据代入公式得:450x0.092=400xd2d’=0.095≈0.103-4线种选定考量点3-4-1焊接作业方式:直焊,碰焊通常B级(130℃)及以下适合于直焊,F级(155℃)及以上适合于碰焊。马达试作通常的步骤:3-4-2考虑马达的耐热等级。以下为常用的漆包线列表：4.图面变更,原价计算,部品发注5.马达试作,样品出货,试作评价作业评价:调芯性是否良好线高如何,爬电距离是否够,有无出现耐压不良槽满率如何磁石是否碎裂焊接作业是否顺利特性评价:马达电流波形如何(正弦波,提前波,延迟波,掉脚波,波形不规则)马达负荷电流、回转速、马达启动扭力Tst、△N、△I马达噪音6.马达寿命实验,温度上升实验,EMC检测等评价测试。马达试作通常的步骤:马达机械电气时定数的计算方法1.电气时间常数τE(msec):马达堵转时，电流由零上升到最终值的63.2％所用时间,反映马达电流的应答速度。τE=L/RaL（mH）：马达端子间的电感值Ra（Ω）：马达端子间的电阻值马达机械电气时定数的计算方法2.机械性时间常数τm(msec):马达在额定电压下,回转速从零上升到全速的63.2％所用时间,反映马达的响应速度。τm=J*Ra*2π*103/（KE*KT*60）*1000=J*Ra*104.72/(KE*KT）*1000J:转动惯量(g.cm.sec2)Ra:马达端子间的电阻值(Ω)KT:转矩常数(g.cm/A)KE:感应电压常数(V/K.rpm)马达机械电气时定数的计算方法3.转动惯量J(g.cm.sec2)二条吊法测定转动惯量J=W*R2*T2/(4*π2*L)=2.53*10-2*W*R2*T2/LW:转子质量克(g)R:转子半径厘米(cm)T:振动周期秒(sec),20回摆动的平均值L:摆绳长度厘米(cm),L/2R≥104.感应电压常数KE(V/k.rpm)单位回转速产生的感应电压,又称诱起电压定数。KE=△E/△N=（E1-E2）*1000/（N1-N2）N1（rpm）：N2（rpm）：E1（V）：回转速N1时的感应电压E2（V）：回转速N2时的感应电压回转速相差1000rpm马达机械电气时定数的计算方法5.转矩常数KT(gf.cm/A)通过马达的单位电流产生的扭力,扭力相对于电流的变化率,又称扭力常数。KT=△T/△I=T*1000/（IT-I0）T：额定扭力（gf.cm)IT:额定负荷电流(mA)I0:无负荷电流(mA)转子的接线方式1.转子接线的基本分类1-1三角形(△)接线:每个线圈的首端分别接到相应的整流子片上,尾端通过整流子接成闭合回路。1-1-1三角形逆变侧接线1-1-2三角形正变侧接线1-1-3三角形接线特点:(与Y接线比较)转子线圈绕制作业较简单。转子电阻小,并联支路数两条。正变侧接线，往往用于运转方向为C.C.W的扁平马达。（从出力侧）逆变侧接线，往往用于运转方向为C.W的扁平马达。（从出力侧）转子的接线方式1-2星形(Y)接线:每个线圈的首端分别接到相应的整流子片上,尾端接成中点。1-2-1星形逆变侧接线1-2-2星形正变侧接线1-2-3星形接线特点:(与△接线比较)转子线圈绕制作业较复杂。转子电阻大,并联支路数一条。正变侧接线，往往用于运转方向为C.W的扁平马达。（从出力侧）逆变侧接线，往往用于运转方向为C.C.W的扁平马达。（从出力侧）转子的接线方式1-3多槽转子的接线:多槽转子指芯片槽数超过三个的转子,我司现有5P,7P,12P,14P。5P转子接线图7P转子接线图（虚槽为1）7P转子接线图（虚槽为1）转子的接线方式1-3多槽转子的接线:12P转子接线图（虚槽为1）12P转子接线图（虚槽为2）转子的接线方式1-3多槽转子的接线:14P转子接线图（虚槽为2）2.转子接线方式的决定因素:2-1磁石组中心线与炭精中心线的相对位置通常当两条线重合,转子接线采用不变侧的接线方式(Y或△);若垂直,接线方式则要求变侧。2-2马达的回转方向2-3马达的波形要求（提前波、延迟波、正弦波）