車用直流風扇電動機的改進設(shè)計
羅允中 (寧波電器總廠)
1概述
近幾年來,微型永磁直流電動機得到了迅速的發(fā)展,被廣泛應(yīng)用于各種日用電器上。如:電風扇、收錄機、電吹風、吸塵器、電動剃須刀、電動按摩器、電動玩具以及錄象機等,其品種規(guī)格繁多。據(jù)日本1982年統(tǒng)計,微型永磁直流電動機要占普通直流微型電動機(如無刷電機、無鐵心電機、步進電機、伺服電機)總產(chǎn)量的百分之九十以上。該類電機應(yīng)用范圍非常廣泛,主要用在音響設(shè)備、視頻設(shè)備、家庭電氣化設(shè)備、情報設(shè)備、辦公設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、自動售貨機、汽車電氣設(shè)備等。
微型永磁直流電動機采用****磁鐵勵磁,結(jié)構(gòu)簡單、體積小重量輕、噪聲低、耗能低、起動性能好、運行可靠、成本低。
在改進設(shè)計中結(jié)合本廠原來生產(chǎn)的車用直流風扇的結(jié)構(gòu)特點,除對前、后端蓋、磁極、軸承、風葉、電刷套作了改進設(shè)計及轉(zhuǎn)子沖片套用本廠其它同類產(chǎn)品的轉(zhuǎn)子沖片外,其余零部件均照原來不變,以減少工藝裝備投資,縮短試制周期。至今已完成12v和24v2種規(guī)格10臺樣機和小批量試產(chǎn)100臺,并經(jīng)市標準計量局電機檢測中心測試合格,達到設(shè)計要求,符合國家zbk65001- 87《車船用直流電風扇》和zbk65002-87《車船用直沆電風扇的安全要求》技術(shù)標準。車用直流風扇造型美觀,如圖1所示。該風扇輸入功率原為37~40w,現(xiàn)降低為22~26w,比原來降低了百分之三十以上,其溫升也有較明顯下降,標準規(guī)定為6 0℃,而實測為2 8.2℃(12v)和31.7c(24v)。經(jīng)改進設(shè)計后的直流風扇,無論在效率、節(jié)能和可靠性方面的技術(shù)經(jīng)濟指標均達到較先進的水平。
1.網(wǎng)罩2.風葉3.螺母(墊圈、彈簧墊圈)4.電機5.彈簧墊圈
2改進設(shè)計的直流風扇的特點
改進設(shè)計的直流風扇盡可能利用原有的零部件,尤其是沖壓件。盡量少投入工裝模具費用,以降低成本。
2.1電機定子采用鍶鐵氧體
原fzd2-30型車用直流風扇用串激電機定子鐵心系采用硅鋼片疊壓(見圖2a),現(xiàn)改為****磁鐵勵磁,磁鐵采用鍶鐵氧體(見圖2b)。
1.定了繞組2.定子鐵心3.接線片4.套管5.引出線6.絕緣紙7.彈簧8,9.套管 10.拉板
2.2零部件的選用
滾珠軸承改用含油軸承。風葉的葉片原為1. 2mm的鋁板,現(xiàn)改為0.6mm鋼板(見圖3)。
前端蓋由鑄鋁改為鋼板拉仲。電刷套由原來銅管車削可改為銅板沖制而成。經(jīng)對改進后產(chǎn)品的成本估算,每臺可節(jié)約20元左右。
2.3電磁計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
為了節(jié)約模具費用,從借用原電樞沖片的角度著手,先對fzd2 - 30型的電樞沖片(φ38. 5mm)進行計算,其它指標基本尚可,唯獨槽滿率過高(高達百分之五十一),從有關(guān)資料查得φ0. 30~0. 40mm漆包圓銅線槽滿率應(yīng)為百分之三十~百分之三十二。經(jīng)對原fzd-30型(搖頭式風扇)的電樞沖片(φ45mm)的計算,盡管富鐵(齒磁密和軛磁密都偏低),但從繞線工藝上考慮,只能選用雪45mm的電樞沖片,其槽滿率符合要求。
從上述要求和可能,確定了各部件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、材料等,并進行必要的機械強度計算。將前端蓋與機座設(shè)計成一體化(以下簡稱前端蓋)。它除了起著普通電機的端蓋、機座作用外.還有導(dǎo)磁作用,因此對前端蓋既要考慮機械強度,又要考慮導(dǎo)磁性能和加工工藝性,經(jīng)計算和多方面的權(quán)衡,前端蓋壁厚宜采用3mm鋼板拉伸成型較為理想,這樣可以節(jié)省采用無縫鋼管的車削工時和材料成本。
2.4試制和調(diào)整
為了加速試制進度,前2臺樣機(12v和24v各1臺)的前端蓋和機座不用模具而是采用車削,考慮到計算與實際可能會有誤差,先增加機座壁厚余量imm(即4mm),經(jīng)測試氣隙磁通為0. 435×l0 -3wb,電樞繞組每元件30匝(24v),負載轉(zhuǎn)速1870r/min。當壁厚車到3mm時,測得氣隙磁通0.3875×10 -3wb,電樞繞組每元件是34匝(24v),其負載轉(zhuǎn)速達到1900r/min。當壁厚為2mm時,測得氣隙磁通為0. 36×10 -3wb。經(jīng)電磁核算后,其電負荷、溫升、換向火花都增加,所以調(diào)整前端蓋壁厚 |