电机匹配设计理论计算(实例).doc

电机匹配设计理论计算 13kg 离合器阻力力矩T1：0.4 N·m 脱水桶高度H：0.554 m 脱水桶直径D：0.557 m 脱水开始时洗涤物质量M0：41.30 kg 脱水达到稳定速度时洗涤物质量M1：27.35 kg 从脱水开始达到稳定速度的时间t1：24 s（0.0067 h） 脱水桶内半径Rt：0.2775 m 最大偏心量e：0.07 m 脱水桶转动惯量J2：0.57 kg·m2 波轮法兰盘等转动惯量J3：0.12 kg·m2 7.5kg 离合器阻力力矩T1：0.3 N·m 脱水桶高度H：0.46 m 脱水桶直径D：0.462 m 脱水开始时洗涤物质量M0：25.10 kg 脱水达到稳定速度时洗涤物质量M1：16.30 kg 从脱水开始达到稳定速度的时间t1：16 s（0.0044 h） 脱水桶内半径Rt：0.23 m 最大偏心量e：0.07 m 脱水桶转动惯量J2：0.25 kg·m2 波轮法兰盘等转动惯量J3：0.11 kg·m2 5kg 离合器阻力力矩T1：0.3 N·m 脱水桶高度H：0.44 m 脱水桶直径D：0.396 m 脱水开始时洗涤物质量M0：16.75 kg 脱水达到稳定速度时洗涤物质量M1：10.20 kg 从脱水开始达到稳定速度的时间t1：14 s（0.0039 h） 脱水桶内半径Rt：0.197 m 最大偏心量e：0.07 m 脱水桶转动惯量J2：0.17 kg·m2 波轮法兰盘等转动惯量J3：0.11 kg·m2 按5kg洗衣机计算为例： 设脱水额定转速nN为800 r/min，则克服系统阻力消耗的功率N1 为 N1= T1 * nN / 9.55 = 25.13W 按照空气阻力理论计算公式可得克服空气阻力消耗的功率N2为 N2= a*H*D4* nN3 /1.36*10-3 = 1.8*10-9 *0.44*8003 *0.3964 /1.36*10-3 = 7.33W 任意时刻洗涤物的质量mt 可表示为 mt= m0-[(m0- m1)/ t1]*t = 16.75 - 0.468t t时刻洗涤物的转动惯量J1可表示为 J1= mt*Rt2/2+mt*e2 = 0.407 - 0.0114t 整个系统的转动惯量J为 J= J1+J2+J3= 0.687 - 0.0114t 脱水时桶的角速度ω1为 ω1= 2*3.14* nN /60= 83.73 rad/s 脱水时桶的角加速度ε为 ε=ω1 / t1= 5.98 rad/s2 从脱水开始任意时刻内桶转过的弧度Φ为 Φ= 0.5*ε* t2 = 2.99t2 使系统加速的外力矩M为 M= J *ε= 4.11 - 0.0682t 从脱水开始到脱水稳定作用于整个转动系统所做的功A为 A= * = （24.58*t2 – 0.204*t3）| 则克服系统加速消耗的功率N3为 N3= A / t1= 0.09585 kW = 95.85W 将N1、N2、N3三者相加得脱水时整个系统需要的功率P脱为 P脱= N1+ N2+ N3= 128.31W 设整个系统的传动效率η为0.96，则脱水时电机需要输出的功率 PN为 PN= P脱 /η= 133.64W 考虑电机转子等其他未算入的转动惯量，将以上结果放1W左右的偏量，则最终脱水时电机需要输出的功率PN约为135W。 按7.5kg洗衣机计算为例： 设脱水额定转速nN为800 r/min，则克服系统阻力消耗的功率N1 为 N1= T1 * nN / 9.55 = 25.13W 按照空气阻力理论计算公式可得克服空气阻力消耗的功率N2为 N2= a*H*D4* nN3 /1.36*10-3 = 1.8*10-9 *0.46*8003 *0.4624 /1.36*10-3 = 14.20W 任意时刻洗涤物的质量mt 可表示为 mt= m0-[(m0- m1)/ t1]*t =25.1 - 0.55t t时刻洗涤物的转动惯量J1可表示为 J1= mt*Rt2/2+mt*e2 = 0.787 - 0.0172t 整个系统的转动惯量J为 J= J1+J2+J3= 1.147 - 0.0172t 脱水时桶的角速度ω1为 ω1= 2*3.14* nN /60= 83.73 rad/s 脱水时桶的角加速度ε为 ε=ω1 / t1= 5.23 rad/s2 从脱水开始任意时刻内桶转过的弧度Φ为 Φ= 0.5*ε* t2 = 2.62t2 使系统加速的外力矩M为 M= J *ε= 6.00 - 0.0900t 从脱水开始到脱水稳定作用于整个转动系统所做的功A为 A= * = （31.38*t2 – 0