Техническая документация на бесколлекторный электродвигатель модели БД-10-150

1. КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «КАВАЛЕРОВСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

К РАЕ ВО Е ГО СУД АРСТ В Е Н Н О Е АВТО Н О М Н О Е
П РО Ф Е С С И О Н АЛ Ь Н О Е О Б РАЗ О ВАТ Е Л Ь Н О Е У Ч Р Е Ж Д Е Н И Е
« К АВА Л Е РО ВС К И Й М Н О ГО П РО Ф И Л Ь Н Ы Й К ОЛ Л Е Д Ж »
«Техническая документация на
бесколлекторный электродвигатель
модели БД-10-150»

2.

Список исполнителей
ФИО участника
разработки
Должность
Д.А. Денисов
Студент
Т.И. Нестеренко
Студент
Р.А. Чуднов
Студент
Т.Н. Радькова
Преподаватель
В.В. Стребков
Преподаватель
2

3.

Технические характеристики
№
Параметр
Значение
1
Номинальная мощность
0.5 кВт
2
Номинальное напряжение 12-18 В
3
Частота вращения
n= 30 000 об/мин.
4
Крутящий момент
0.159 Н•м
5
КПД
85%
6
Масса
0,77 кг
7
Степень защиты
IP20.
8
Конфигурация
12N14P
9
Режим работы
Продолжительный (S1)
3

4.

Расчёт номинального момента и тока
1
Номинальная угловая скорость
ωnom = (2 * π * n_max) / 60 =
= (2 * 3.1416 * 30000) / 60 ≈ 3141.6 рад/с
2
Номинальный момент на валу:
Mnom = P₂nom / ωnom = 500 / 3141.6 ≈ 0.159 Н•м
Это значение соответствует требованию
испытания с грузом 0.157 Н•м.
3
Подводимая электрическая мощность:
P₁nom = P₂nom / η = 500 / 0.85 ≈ 588 Вт
Для двигателей малой мощности с воздушным охлаждением и
высокими оборотами принимаем предварительно η = 0.85 (85%)
4
Номинальный фазный ток:
Inom = P₁nom / Unom = 588 / 15 ≈ 39.2 А
4

5.

Расчёт констант двигателя KV и KT
1
2
Константа момента (KT):
KT = Mnom / I nom = 0.159 / 39.2 ≈ 0.00405 Н•м/А
Константа скорости KV:
KV = nmax / Unom = 30000 / 15 = 2000 об/мин/В
5

6.

Тепловой расчёт двигателя
1
Уравнение теплового баланса для установившегося
режима:
Pпот=Kт⋅S⋅(Tдвиг−Tокр)
2
Площадь поверхности корпуса
(при габаритах 150 × 150 × 150 мм):
S=2⋅(0,15⋅0,15)+4⋅(0,15⋅0,15)=0,135 м2
3
Требуемый коэффициент теплопередачи:
Kт= Pпот/ΔT⋅ S =88/65⋅0,135≈16,9 Вт/(м2⋅̊C)
4
Для естественного охлаждения
(конвекция + излучение) типичный коэффициент
теплопередачи: Kт, ест≈8−12 Вт/(м2⋅∘C).
Естественное охлаждение недостаточно (16,9>12),
требуется принудительная система охлаждения.
6

7.

Динамический расчёт
1
Максимальный момент
Mmax=Kпер⋅Mном=3.0⋅0.16=0.48 Н•м
2
Ускорение при пуске:
ε=J/Mmax=0.001/0.48=480 рад/с²
3
Момент инерции двигателя
J ≈0.001 кг•м²
4
Время разгона до номинальной частоты вращения
tраз= ωном/ ε =3142/480≈6.5 секунд
7

8.

Параметры обмотки статора
1
Конфигурация: трёхфазная звезда (Y).
2
Число зубцов статора: 12. Число полюсов ротора: 14.
3
Магнитный поток через полюс:
Φпол=B⋅Sмаг=1,3⋅(60⋅10⋅10−6)=7,8⋅10−4 Вб
4
Магнитный поток через зубец
Φ≈0,8⋅Φпол=6,24⋅10−4 Вб
5
Число витков w=180 витков
w≈4,44⋅Φ⋅n·Uном⋅1000=4,44⋅6,24⋅10−4⋅30000·15⋅1000≈181ви
тков
6
Определяется диаметр провода
d = 2 √(S / π) ≈2 √(7,84 / 3,14) ≈3,26 мм.
Параллельное соединение
6 проводов ПЭТВ-2 ⌀ 0,6 мм (Sсум≈1,13⋅6=6,78 мм2) или
4 провода ПЭТВ-2 ⌀ 0,8 мм (Sсум≈2,01⋅4=8,04 мм2).
8

9.

СХЕМА НАМОТКИ СТАТОРА
9

10.

10

11.

11

12.

12

13.

13

14.

14

15.

15

16.

16

17.

17

18.

18

19.

Спасибо за внимание
19