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根据电磁负荷确定散热风扇马达主要尺寸的方法

发布时间:2021-01-21 11:42:34人气:
             根据电磁负荷确定散热风扇马达主要尺寸的方法
 
       从能量转换过程分析,散热风扇马达工作原理是实现把电能转换成机械能的电磁机械装置。因为散热风扇马达的功率差异,能量的转换和传递又发生在定转子的气隙中,所以这一过程具有重要的物理意义,具体如下:散热风扇马达产生的电磁转矩与散热风扇马达由气处的尺寸分割出的圆柱体空间的体积大小成正比,而且散热风扇马达气隙处的电磁负荷A与B也成同增同减的关系。所以,散热风扇马达气处的尺寸是影响散热风扇马达电磁转矩的首要因素,故称为散热风扇马达的主要尺寸。
而根据散热风扇马达主要尺寸基本关系式研究发现,真正决定散热风扇马达主要尺寸的不是散热风扇马达的功率大小,而是散热风扇马达的电磁转矩大小。
工业应用中,通常以输出大转矩为标签的直流无刷大力矩散热风扇马达,其设计尺寸非常大,运转时输出的转矩同时也会很巨大,但由于工作转速相对较低,导致其整体输出功率较低。导致这种结果的原因是当散热风扇马达体积受到限制时,不能通过增加散热风扇马达转速,改善提高运转功率的原因。比如,航空散热风扇马达设计时,在条件允许情况下,会尽可能提高散热风扇马达转速,越大越好,达到降低散热风扇马达的体积重量的目的。同理可以得出,如果当被驱动的机械要求一定功率时,也可用高速散热风扇马达(通过减速器降速)驱动实现。因为散热风扇马达运转工作时需要输出的转矩较小,所以散热风扇马达设计尺寸可以相应减小;但要采用低速散热风扇马达驱动,想要输出同样功率,就必须增加散热风扇马达输出的转矩,同时加大散热风扇马达的尺寸才行。根据电磁负荷确定散热风扇马达主要尺寸的方法
 
        反映了固定的散热风扇马达体积所产生电磁转矩的大小,也可把电磁负荷AB看做电磁转矩密度。通过电磁负荷AB现象,可以验证散热风扇马达材料利用率的高低。一般情况下,电磁负荷和材料利用率成正比关系,即电磁负荷越高,则散热风扇马达材料的利用率愈高。需要注意的时,高负荷电磁的增加,是铜铁等导体损耗增加,换来的,也意味着成本的增加。散热风扇马达运转效率的降低,通常也是由散热风扇马达因内部损耗引起的发热和温升的带来的负面影响。所以,散热风扇马达的主要尺寸基本关系式的核心表明了散热风扇马达效率的损耗一发热一散热-损耗这一循环,散热风扇马达主要尺寸与散热风扇马达运行时的温升预设值要对应的。电磁负荷AB受到散热风扇马达制造所使用的材料,包括永磁材料、导磁材料、导电材料、绝缘材料等限制,并和散热风扇马达的内部结构、IP防护等级及工作环境等因素有密切关系。
 
        通常情况下,通过使用稀土类永磁材料的散热风扇马达气隙磁通密度较大,这样设计不仅能减小散热风扇马达转子尺寸,还会减小转子转动惯量,进而达到提高散热风扇马达整体动态性能的效果。定子磁路饱和和铁损耗约制气隙磁通密度的高低数值,特别是定子齿饱和程度对气隙磁通密度值的限制异常明显。散热风扇马达尺寸设计过程中,当确定冲片材料后,定子齿的尺寸也因气隙磁通密度值而固定下来。由于磁场交变频率与铁铜损耗密切相关,所以散热风扇马达工作转速和极数同样会对气隙磁通密度产生约束作用。
 
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