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[西莫讲堂] <<RM5单相异步电机实例、分析、经验交流>>

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发表于 2009-12-28 22:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 hypo_qu 于 2009-12-28 22:29 编辑

200912282000—2130,西莫电机论坛CIO-hypo_qu为大家做了题目为《RM5单相异步电机实例、分析、经验交流》的报告,就RM5单相异步电机设计做了系统的阐述,现在分享其报告内容,欢迎大家参与讨论

<<RM5单相异步电机实例、分析、经验交流>>

  今天我就简单概要的讲述一下在工厂电机的设计过程,电机设计分2个部分:1、结构设计;2、电磁设计。结构设计,大家都知道,像机壳、端盖这类的机械结构,它的要点在于设计出来的结构便于制造、安装、达到相应的防护IP等级;电磁设计有4种方法,磁路法、场路结合法、场路耦合法、3D场,对于常规电机,磁路法比较成熟,对于某些特种电机,采用场路结合的方法,完全用场的方法比较少,主要是代价较高,对于设计人员的水平有较高要求。电磁计算需要经过磁路计算、参数计算、额定励磁磁动势计算、励磁数据计算、损耗和效率计算几个部分,下图是电磁设计的一个流程图
1.jpg

以前磁路法都是通过手算,计算过程有上百步,随着计算机软硬件的发展,目前也出现了很多的电磁计算软件,像国外的ANSOFT rmxprt;国内浙江大学的EMCAD等,这些软件的出现大大减少了计算的工作量,今天我就简单演示一下用ANSOFT RM5的计算过程要点和结果的关注要点,以及我用RM5设计的心得。

我先讲一个以RM5的例子,讲完后大家对这个过程中的存在的疑问,我们大家相互讨论。

例:P1=1650W  U=220/50  单相电容运行

2.jpg

根据结构选用80机座,L=85,目前大部分公司为了节省成本都会采用比较差的材料,在RM5内材料库比较少,那我们就选用较差的DR450,然后最后的结果加上自己的经验再进行判断

3.jpg

P2=1.2KW,目前工厂的效率一般也就这么点。

4.jpg

选择电容大小30uF

5.jpg

定子槽尺寸

6.jpg

绕组估算后代入

7.jpg

转子槽尺寸

8.jpg

转子参数
  9.jpg

下线图


计算结果

10.jpg

个人总结红色部分是要关注的:其中特别要关注的:以下为个人的一点经验

1、电容电压,一般电容电压的选择是电源电压为110V的选用耐压250V,电源电压为220V的选用耐压450V,看结果是否有超出这个标准,RM5在这个结果上还是比较准确的,可以相信这个结果。

2、效率、电阻是相当不准的,可以不做考虑,效率是因为材料的误差,电阻是因为实际生产用的绕线模和计算的不一样造成的

3、转速,准度可以,误差在20转左右

4、堵转与额定转矩比,准度还是很可以,这个很重要也就是起动力矩倍数

5、上面的几个磁密,可以参考,一般定、转子磁小于1.8T,气隙取0.8T以下

6、电密取8A以下,这个值也是可以参考

7、热负荷:160以下(个人经验),这个值也可以参考

8、槽满率:可以参考,比较的准,一般取值73%以下,可以增加到75%,最好73%以下,有利于车间生产

9、其它指标:用铜量,比较的准,可以相信,在成本核算时可以直接采用。像上面的结果看,起动力矩、转速、电容电压、磁密、电密、热负荷都满足,如果做成样机应该能达到设计要求 测试结果分析对比

测试结果:

11.jpg
  从结果看,转速2806,是很准的在开始设计时主要在于开始时,对效率的判断,开始在输P2的时候,做P1=1600,在设计时我直接用了P2=1200,这就是大家在工厂时积累的经验,每个厂都有不同的情况,特别是小公司,材料波动更大


230V堵转: 电流I=27.54A 输入功率W=5648w PF=0.892

和计算的结果26.27A 很接近


230V空载:电流I=2.269A 输入功率W=373.3w PF=0.71

这个不是太准,因为材料不一样


启动转矩为1.63N·M 倍数0.397

理论:1.61 倍数0.394 很接近


空载电容端电压为367V

理论346 这样的误差可以接受


温升84K

可以说温升也非常的合适,成本一点不浪费


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发表于 2009-12-28 22:29 | 显示全部楼层
非常好的教材,100分!
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发表于 2009-12-28 22:32 | 显示全部楼层
非常不错,拜读几天啊!有问题再想总版请教啊!呵呵
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发表于 2009-12-28 22:40 | 显示全部楼层
受教了
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[LV.1]初来乍到

发表于 2009-12-28 22:51 | 显示全部楼层
要好好看看,一直很想看你的东西噢
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发表于 2009-12-29 11:01 | 显示全部楼层
如果再结合有限元分析来讲一下那就完美了,特别是rmxprt的结算和maxwell 2d的仿真结果的比较及maxwell 2d结果的后处理过程。
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发表于 2009-12-29 11:10 | 显示全部楼层
抛砖引玉,我给出个maxwell2d的仿真结真。
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 楼主| 发表于 2009-12-29 19:37 | 显示全部楼层
2D的结果在我以前的贴子内有做过,请看http://bbs.simol.cn/thread-12687-1-2.html
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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2009-12-29 20:13 | 显示全部楼层
希望瞿哥有机会 做个三相的  咱也好好学习一下  单相 我一窍不通  真是惭愧啊!
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发表于 2009-12-29 21:12 | 显示全部楼层
同意hypo_qu 总版的看法,我用rmxprt来算单相和三相异步电机感觉是挺准的,基本上每个数据都不用调整就一次试制成功,前提是要有一个试验和积累经验的过程。但maxwell 2d有限元这一部分不太熟,只会做,不会看行不行。
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发表于 2009-12-29 21:45 | 显示全部楼层
感觉LZ计算的也不是很准,我把我计算的结果帖出来,请看看是不是还要接近实测值呢?
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发表于 2009-12-29 21:46 | 显示全部楼层
123.jpg

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 楼主| 发表于 2009-12-30 19:22 | 显示全部楼层
软件不一样结果肯定是有差别的,主要是大家都能找到相应的理论和实际误差经验
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 楼主| 发表于 2009-12-30 19:24 | 显示全部楼层
回复 9# y1949b

三相用上科的就好了,很准的
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发表于 2009-12-30 21:42 | 显示全部楼层
回复 13# hypo_qu


    软件一样,经验的修正值不一样,结果也是不一样的。我也是用rmxprt算的。
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发表于 2010-1-2 15:54 | 显示全部楼层
请叫LZ中文输出表格怎么弄呢?能赐教吗?
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[LV.5]常住居民I

发表于 2010-1-2 21:57 | 显示全部楼层
技术团队09年研讨会的收官之战,确实相当的精彩!可惜本人也不是做单相电机的,先跟总版主学习了
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发表于 2010-1-13 21:50 | 显示全部楼层
软件一样,经验的修正值不一样
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发表于 2010-1-29 14:43 | 显示全部楼层
非常感谢版主的分享。我觉得用铜量肯定是不准的,绕线模板的尺寸不精确,怎么可能得到准确的结果,可能你这个计算的准可能是巧合。
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发表于 2010-1-29 17:20 | 显示全部楼层
我觉得用RMXPRT挺好的,它至少对设计者提供一个清楚的思路,便于学习,尤其对大多数人来说,熟悉路的计算,场确实需要相当的理论水平和实际经验
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