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楊瑞清(大連電訊電機(jī)廠116021)
1概述
隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和新材料、新元件的應(yīng)用，無(wú)刷直流電機(jī)從80年中期開(kāi)始取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在家用電器、電子計(jì)算機(jī)和辦公自動(dòng)化設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中產(chǎn)品****、應(yīng)用****的是薄型無(wú)刷直流電機(jī)。
所謂薄型無(wú)刷直流電機(jī)，是指電機(jī)的外徑尺寸比電機(jī)長(zhǎng)度尺寸大得多的產(chǎn)品，它是根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)的特殊需要而設(shè)計(jì)的。這種電機(jī)有兩種結(jié)構(gòu)型式：徑向氣隙型（又稱有鐵心型）和軸向氣隙型（又稱無(wú)鐵心型）。由于這種電機(jī)結(jié)構(gòu)的特殊性，因此有必要作為無(wú)刷直流電機(jī)的特例，對(duì)其計(jì)算方法加以專(zhuān)門(mén)研究。本文介紹這種電機(jī)兩種結(jié)構(gòu)型式的計(jì)算方法。
2徑向氣隙型
電機(jī)的橫斷面圖及主要尺寸如圖1所示。
2.1磁路計(jì)算
(1)每極磁鋼的氣隙截面積
(2)每槽氣隙截面積
(3)導(dǎo)磁系數(shù)
(4)I作點(diǎn)的磁通密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度
根據(jù)磁性材料廠家提供的磁鋼退磁曲線，利用作圖法可以找到工作點(diǎn)，見(jiàn)圖2。
 作坐標(biāo)軸的平行線，可以求出工作點(diǎn)的磁通密度Ba和磁場(chǎng)強(qiáng)度Hd。
如果把退磁曲線的工作部分視為直線，并延長(zhǎng)，找到交點(diǎn)H:，也可以算出Bd和Hd。
考慮到磁鋼充磁后氣隙中磁通密度的分布是不均勻的，一般近似于正弦分布，可以取磁通密度Bg的平均值作為有效磁通密度。
(5)氣隙中的有效磁通密度
(6)氣隙有效磁通
同理，氣隙磁通的有效值：
2.2電樞線圈的計(jì)算
為了便于電樞線圈的計(jì)算，圖3給出了繞線后的線圈尺寸，圖4給出電樞沖片齒和槽的尺寸。
徑向氣隙型無(wú)刷直流電機(jī)的電樞線圈是直接繞在齒上的。在電樞繞線時(shí)會(huì)對(duì)漆包線造成損傷而引起耐壓不良，因此應(yīng)選取漆皮厚些的漆包線為宜。
(1)線圈的槽面積
(2)有效線圈面積
對(duì)這種結(jié)構(gòu)型式的電機(jī)，槽滿率應(yīng)取百分之40～80。當(dāng)槽滿率高于百分之65時(shí)，必須注意絕緣質(zhì)量和繞線工藝性。
(3)每個(gè)線圈的導(dǎo)體數(shù)
(4)每個(gè)線圈的電阻
2.3電機(jī)的基本特性
無(wú)刷直流電機(jī)的等值電路如圖5所示。南等信電路可以列出下列美系式：
V。為驅(qū)動(dòng)電路的電壓降(V)，它隨著負(fù)載電流的大小而變化，一般在o．5～2V范圍內(nèi)。
(1)起動(dòng)電流
(2)起動(dòng)力矩
(3)空載電流
(4)空載轉(zhuǎn)速
(5)輸出功率
空載和起動(dòng)參數(shù)計(jì)算后，可以作出電機(jī)的機(jī)械特性曲線，見(jiàn)圖6，任一轉(zhuǎn)速下的輸出功率：
****輸出功率PrMx在電機(jī)特性曲線上動(dòng)力矩T的1／2處。
(6)電機(jī)效率
****功率Pmax時(shí)的電機(jī)效率可以通過(guò)特性曲線求得總電流后計(jì)算出來(lái)。
電機(jī)的功率特性和效率特性如圖7。
3軸向氣隙型
電機(jī)的橫斷面圖及主要尺寸如圖8所示。這種電機(jī)的計(jì)算方法與前者基本相同。
3-1磁路計(jì)算
(1)每極磁鋼的氣隙截面積
(2)每極電樞的氣隙截面積
(3)導(dǎo)磁系數(shù)
(4)工作點(diǎn)的磁通密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度
參見(jiàn)圖2，從退磁曲線上求得，計(jì)算
(5)氣隙磁通密度
(6)氣隙有效磁通
3.2電樞線圈的計(jì)算
軸向氣隙型無(wú)刷直流電機(jī)的電樞線圈是用自粘漆包線繞成的，固化后粘結(jié)在鐵板上。在線圈計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮漆包線的粘結(jié)層。
(1)線圈長(zhǎng)度
(2)線圈寬度
(3)線圈外徑乎均長(zhǎng)度
(4)線圈內(nèi)徑平均長(zhǎng)度
(5)線圈有效面積
(6)每個(gè)線圈的導(dǎo)體數(shù)
(7)每個(gè)線圈的電阻
3.3電機(jī)的基本特性
電機(jī)的等值電路和關(guān)系式如上所述，對(duì)于徑向氣隙型電機(jī)，電壓降y�？梢栽�0.5～1. 5V內(nèi)選取。
(1)起動(dòng)電流
(2)起動(dòng)力矩
(3)空載電流
(4)空載轉(zhuǎn)速
(5)輸出功率
(6)電機(jī)效率
電機(jī)的特性曲線與圖6和圖7相同。
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