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串励电动机

串励电动机多应用于吸尘器、手电钻等手提便携式电动工具作动力。

它实际上是小功率交直流串励电动机。

下面是几个关于串励电机参数计算的实例:
已知电机参数:
使用电压U=220V
转子铁芯外径D=3.8cm
转子铁芯叠长L=5.5cm
换向器片数K=24
转子槽数Z=12
转子齿宽b2=0.35cm
转子轭部高度h2=0.65cm
1. 电枢绕组计算
(1)校验使用电压
et=U/K
使用电压,V U 220
换向器换向片数 K 24
相邻换向片间电压,V et 9.17
结论:基本满足良好的换向条件
(2)电动机输入功率估算
电动机输入功率估算
Ps=α*D2*L*n*Bg*A/86000
极弧系数α 0.67
转子铁心外径, cm D 3.8
转子铁心叠长, cm L 5.5
电动机转速, r/min. n 14000
气隙磁密, T Bg 0.44
电枢线负载, A/cm A 110
电动机输入功率,W Ps 419.26
电动机输出入功率
PN=[3η/(2+η)]*Ps
串励电动机效率η 0.5 - 0.6
电动机输出入功率, W PN 251.55 - 0.00 取 PN= 300 试算
(3)转子电流
I=PN/(η*cosφ*UN)
电动机功率因数 cosφ 0.95
转子电流, A I 2.39
(4)转子绕组总导线数计算
每极总磁通
Φ=α*τ*Bg*L/10000
极踞,cm τ 5.97
每极总磁通, Wb Φ 9.68E-04
转子绕组总导线数
N=(64 - 70)*UN/(n*Φ)
转子绕组总导线数, 根 N 1039 - 1137 取 N= 1088
(5)转子每线圈匝数
Wy=N/(2*K)
转子每线圈匝数 Wy 22.7
取 Wy = 24
转子绕组实际总导线数 N 1152
(6)转子每槽导线数
SZ=N/Z
转子槽数 Z 12
转子每槽导线数 SZ 96
(7)转子导线截面积
S2=I/(2*j)
导线电流密度, A/mm2 j 13
转子导线截面积, mm2 SZ 0.0920
转子导线直径, mm d2 0.342
取 d2 0.35
标准导线截面积, mm2 SZ 0.0962
(8)校核
a. 槽满率校验
b. 电枢实际线负载校核
A=N*I/(2*π*D)
电枢实际线负载, A/cm A 115.43
结论:与初选值接近,是允许的
c. 转子齿部磁密校核
Bt=Bg*t/(0.93*b2)
转子齿距 t 0.99
转子齿宽 b2 0.35
转子齿部磁密, T Bt 1.34
结论:齿部磁密校核可通过
d. 转子轭部磁密校核
Bc=Φ/(1.86*h2*L*0.0001)
转子轭部高度, cm h2 0.65
转子轭部磁密 Bc 1.46
结论:齿部磁密校核可通过
(9)励磁绕组每极匝数
W1=Kg*N/2
经验系数 Kg 0.25
励磁绕组每极匝数 W1 144
(10)励磁绕组导线选择
导线直径
d1=(1.34 - 1.5)*d2
导线直径 d1 0.4690 - 0.5250
取 d1 0.5
标准导线截面积, mm2 S1 0.1963
二、性能调整计算
W=W'*n'/n
初始转速, r/min. n' 13500
目标转速, , r/min. n 14000
定子或转子线圈初始匝数 W' 24
定子或转子线圈目标匝数 W 23
三、改变使用电压后的计算
1. 改变使用电压后的线圈匝数
W=W'*U/U'
初始转子线圈或定子每极匝数 W' 24 初始使用电压 U' 220
目标使用电压 U 110
定子或转子线圈目标匝数 W 12
2. 改变使用电压后的定子线径
d1=d1'*(U/U')1/2
初始定子绕组线径 d1' 0.35
初始使用电压 U' 220
目标使用电压 U 110
拟用定子绕组线径 d1 0.4950
3. 改变使用电压后的电枢绕组线径
d2=d2'*(U/U')1/2
初始电枢绕组线径 d2' 0.50
初始使用电压 U' 220
目标使用电压 U 110
拟用电枢绕组线径 d2 0.7071。

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