1、马达试作的基础知识培训教程生产品质课基本内容:v常用计量单位及常用单位换算v试作的目的及分类v马达的主要特性v 马达主要特性间的关系计算式v马达参数间的关系曲线v马达试作通常的步骤v机械、电气时定数的计算方法v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(m)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
2、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2 1千克力/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=2=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=12.566 Oe,1
3、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
4、 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(M)11.绝缘耐压 单位 500V A.C/min,1000V A.C/min,检出电流 5
5、mA,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*I UN: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=*TN=2*n*r*F =2*(Nn/60)*(r/100)(9.8*F)=2*(Nn/60)*(9.8*TN/100)=1.027*10-2*Nn*TN =2*Nn :额定角速度(弧度/sec)r:测定用滑轮半径(cm)F:
6、负荷砝码的质量(kgf)TN :额定扭力(kgf.cm)Nn :额定转速(RPM)3.效率:输出功率与输入功率的比值()=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)/TN Nn: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)/TN IN: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kg
7、f.cm)6.停顿扭力Tst 单位:kgf.cm或gf.cm Tst=N0/N =N0*TN/(N0-Nn)7.停顿电流Ist 单位:mA或A Ist=I0+Tst*I =I0+Tst*(IN-I0)/TN 8.马达固有负荷T0 单位:kgf.cm或gf.cm T0=I0/I 9.效率最高时负荷TP 单位:kgf.cm或gf.cm TP=(Tst+T0)*T01/2-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-CF 2-2 外观有无变化:无 入出力轴 长度有无变更 导线长度
8、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)12 12 空载电流(Ma)55 80 空载回转速(RPM)5650 5200 额定扭力(gf.cm)20 35 额定电流(Ma)145 250 额定回转速(gf.cm)4500 2400 启动扭力(gf.cm)100 回转方向 C.W/C.C.W C.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
9、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=4000 RPM IN =177.2 mA 3-2 马达绕线圈数N 公 式:nNxN=nNxN nN:样品马达负荷回转数 4000 RPM N:样品马达绕线圈数 450 段 nN :试作品要求负荷回转数 4500 RPM 马达试作通常的步骤:将数据代入公式得:4000 x450=4500 x N N=400 3-3 绕线线径 d:公式:Nxd2=Nxd2=S N:样品马达绕线圈数 450 d:样品马达绕线线径 0.09 N:试作马达绕线圈数 400 S:绕线积 将数据代入公式得:450 x
10、0.092=400 xd2 d=0.0950.10 3-4 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
11、,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E(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。E=L/Ra L（mH）：马达端子间的电感值 Ra（）：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m(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。m=J*Ra*2*103/（KE*KT*60）*1000 =J*Ra*104.72/(KE*KT）*1000 J:转动惯量(g.cm.sec2)Ra:马达端子间的电阻值()KT:转矩常数(g.cm/A)K
12、E: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*2*L)=2.53*10-2*W*R2*T2/L W: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/2R104.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
13、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
14、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）
