吸尘器用单相串励电机的结构设计
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3 电流接点的接点电阻会不会对测量造成影响?
不会。外接分 流器 的接 线方 法, 采用 双 臂电 桥接 法。电 流接点接外, 电压接点 ( 到表 头) 接 内, 中间 是分 流电 阻, 因此 电流接点的压降 不会 测到 表头 内, 不会 引起 测量 误差。 电压 接点的接点电阻, 前 面已 经谈 到, 如果 选用 的是 数字 电压 表, 不会有影响。若是磁电式毫伏 表配用, 有 影响, 故应尽 量减小 接点电阻和引线电阻。
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3结 论
从 以上仿真结果可以看出, 不论是跟随性能还是抗 干扰性能, 采用神经网络 控制器都比采用 PID 控 制器效 果好得多, 即更 能有 效地减 少振荡, 且能 较快地 达到 稳 态。这是因为 PID 控制器过分依赖于控制对象的模型参 数, 理论推导假设 条件太严格。对于 模型参数大 范围变 化、非线性、多变量的系统, 难以 满足要求。而神经网络 控制器不依赖控制对象 的数学模型, 便于利用人 的经验 知识, 能够很好地克服被 控系统中模 型参数变化 和非线 性等不确定因素, 所以鲁棒性强、稳态精度高。
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吸尘器用单相串励电机的结构设计
鲍盛波
( 宁波富佳电器有限公司, 浙江宁波 315400)
中图分类号: TM344. 1+ 1 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0047- 01
[ 2] 周箴, 赵金, 万淑芸等. 模糊单神 经元混合 控制在交 流传动系 统
中的应用[ J] . 电气传动, 1998( 1) : 21~ 23 [ 3] 闻新, 周露, 王丹力等. M AT LAB 神经网 络应用设计[ M ] . 北京:
科学出版社, 2000 [ 4] 百度文库定宇, 陈阳泉. 基于 M A TLAB/ Simulink 的 系统仿真 技术与应
, 将 会对表 头的准确 度造成 0. 005 以 上的影 响。故 C21 的表 头上标明, 分流器到表头上的引线电 阻不大于 0. 015 。这 样, 对外接分流器选用毫伏表测量大电流的原则可概括如下:
( 1) 量程合适, 便于对应读数。
( 2) 准确 度高于 0. 5 级。 ( 3) 最好 选用数字电压表。 ( 4) 若选用磁电式 毫伏表, 应考虑引线电阻和接 点电阻的 影响, 引线应粗、短, 接点电阻应小。
2 外接分流器式直流大电流表如何校准为好?
外接分流 器式 直 流 大电 流 表, 一 般直 接 校 准较 为 困 难。 但可采用分开校准的方法进 行校准。即 分别测 出分流 器的电 阻误差和毫伏表头的测量误 差, 二 者误差 之和, 则为电 流表的 总误差。如我们对一只 150 A、75 mV 外接分 流器 进行校 准, 它的电阻真值为 0. 000 5 , 当分流器上加 8A 的直流电 流时, 其电阻 压降为 4. 0 0 4 mV , 由 此算 出它的 实际电 阻值 为 0 000 500 5 , 电阻误差为 0. 001, 准确度 很高。校准 小电阻 时, 一定要用 大电流, 电压降法 测试, 不可 用双臂电 桥测试, 否 则测量不准确。电 压表 也必 须要 用高 精度 数字 电压 表, 引线 电阻和接点电阻 才不 会对 测量 造成 影响。 如测 量中, 我 们选 用 8 A 恒流源为分流器提供电流, 电流测量选用 的 D4 0. 1 级, 5~ 10A 交直流电流表, 电压测量选 用 BY 8804 数字多用 表, 直 流准确度 0. 005 级, 测量非常准 确。
企业宝典
六西格玛管理 ( 6S 或 SI X SIG MA ) 质 量水 平表 示 在生产或服务过程中有百万 次出现缺陷 的机会仅 出现 3. 4 个缺陷, 即达 到 99. 9997% 合 格率。 目前, 美国 公 司的平均水平已从 十年前 的三西格 玛上下 提高了 近 5 西格玛的程度, 而日本则已超过 5. 5 西格玛的水平。
用[ M ] . 北京: 清华大学出版社, 2002 [ 5] 肖劲松, 倪维斗, 姜 桐. 大型风 力发电机 组的建模 与仿真[ J] . 太
阳能学报, 1997, 18( 2) : 118~ 127
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参考文献
[ 1 ] Anca D H ansen, Henrik Bindner, Anders Rebsdorf . Improving Transit ion Bet ween Power O pt imizat ion And Power Limitat ion O f V ariable Speed/ Variable Pit ch W ind Turbines [ C ] . European Wind Energy Conference, N ice France. 1999: 889- 892
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微特电机 2004 年第 2 期
外接分流器式直流大电流表使用中的一些问题
张文海
( 成都电机厂, 四川成都 610051)
中图分类号: TM30 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0046- 01
1 附加分流器可否与其它直流毫伏 表配用? 如何选 用毫伏表头?
目前, 在吸尘器用单相串 励电机 的结构 设计中, 有铸 铝端 盖作支承型的, 有换向器碳 刷置于风 机端型 的, 有外部全 塑型 的, 有机壳全包围型的等 等。概括起 来可分 为两大 结构类 型: 外围机壳全包围型和定子铁心外露定位开放型。
46
下面分析这两种类型结构设计的优缺点: ( 1) 外围机壳全包 围型结构设计以铁制机壳为多见, 如图 1 所示, 优点是使用功 率范围 宽, 功率 可以做 到几 百瓦到 几千 瓦, 结构牢固 、刚性 好、抗 震能 力强、振 动小, 且 全包 围结 构有 助于噪声波多次 反射 使声 能衰 减, 噪声 减小。 缺点 是制 造和 装配工艺稍复杂, 制造成本相应高些。
图 2 定子铁心外露定位开放型结构 增加了铁心冲片的 难度, 铁心 定位 型 因外 围无 遮挡 使电 机机 械噪声、空气动力气流噪 声增大。现 随着塑 料工业 的发展, 转 子轴承两端支承架均用塑料制 成, 在 电机高 速运转 时, 轴 承端 往往会产生 100 左右 的高温, 塑料在高温 下产生热缩 变形后 容易造成轴承走外圈和电机振 动, 最 后使电 机火花 增大、寿命 减少。弥补措施一般采用加辅助 材料如 胶水或 弹性钢圈 来防 震和加固。这种结构 也有 运用 到大 功率 电风 机上 , 但制 造和 装配工艺需很严格, 转子、风叶 动平衡 精度要求 高, 转轴刚 度、 挠度要好, 上 下 轴承 支 架机 械 机构 设 计 要加 强, 且 同 轴度 要 好, 但振动和噪声问题还是 较难得到 解决, 基本 上无法发 挥这 种机构设计的原有优势, 性 价比并不高。
可以。外接附加分流器式直 流大电 流表是 一只外接 分流 器, 配用一只专用直流毫 伏表, 对直流 大电流 进行测 量。表头 上, 一 般刻有毫伏 电流的对应 读数。也就是 说, 表 头上虽 然指示的是直流大 电流量 值, 实际 上 却是 大电 流在 外接 分流 器电阻上引起的压降值。例如 C210~ 100A、1. 0 级直流大电流 表, 它的专用外接分流 器为 ZKR E90- 3 型、100 A、75 mV, 与 之配用的 C21 表头, 则 是一只 1. 0 级、满量 程为 75 mV 的 直流 毫伏表。因 100 A 、75 mV 分流 器 的电 阻为 0 00075 , 直 流 100 A 流过分 流器时, 引起的 压降 正好是 75 mV 。鉴 于此, 任 何量程合适、准确度在 0. 5 级以上的 直流毫 伏表, 都可以 与外 接分流器配用测 量直 流大 电流。但 应注 意下 面两 个 问题: 一 是毫伏表头的内阻越大越好。因 毫伏表 头的内 阻是与分 流器 并联, 内阻越大, 分流 误差 越小, 测 量越 准确。 数字 电压 表内 阻上兆欧, 故选用 数字 电压表 直流 毫 伏档 与外 接分 流器 配用 测量大电流最好, 准 确度 也高。磁 电 式毫 伏表 内阻 虽然 只有 数十欧, 但仍能满足分流误 差小于 0. 005 的要求。故一般磁电 式毫伏表都可选用。如上 面 C211. 0 级直 流大 电流表, 其 表头 内阻为 19. 5 , 分流 误差 为 0 000 04 A , 分流 误差仍 然很 小。 二是表头引线电阻和接点电阻 对表头 准确度 的影响。选 用数 字电压表, 因表头内阻很高 , 引线 电阻和 接点电 阻都不会 对它 的准确造成影响, 故选 用数字 电压 表 与分 流器 配用 测量 直流 大电流, 引线电 阻和 接点 电阻 都可 不作 考虑。 但若 选用 磁电 式毫伏表, 因其内阻很低, 引线电 阻和接 点电阻 都会对表 头的 准确度造成影响, 故 引线 电阻 和接 点电 阻应 越小 越好。 仍如 上面 C21大电流表, 它的引线电阻加接点电阻如果大 于 0. 0975
微特电机 2004 年第 2 期
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笔者综合上述 两类 的结 构设 计优 点, 改进 并设 计了 一款 电机结构, 如图 3 所示。
图 1 外壳机壳全包围型结构 ( 2) 定子铁心外露 定位开 放型结 构设 计如 图 2 所 示。其 优点是装配工艺简 单, 造价 低, 但其 适用 功率 范围 小, 往 往只 能用于小于 1000 W 串 励电机中, 定子铁心 定位设计多 用左右 两枚螺栓固定, 牢固性能差, 而串励电机转速又常在 25 000 r / min以上, 抗震 能力弱。而且铁心定位要求 铁心叠厚公差 严格,
由以上可知, 由于 外接分流器 一般电阻 误差很 小, 通常 0. 001, 故用外接分 流器 测量 大电 流, 准确 度主 要取 决于 配用 表头准确度。因此选用毫伏 表时应 引起注意 。外接分 流器的 电阻误差, 一 般可作 一次 性校 准, 配用 表头, 则 应按 规程 定期 校验, 才能保证测量的准确度。
图 3 改进设计后的电机结构 这款电机结构 设计 的最 大特 点是 取消 了导 风轮 的使 用, 取消了碳刷、定 子绕 组连 接线 的几 处焊 接工 艺。具 体的 方案 是: 把传统的导风轮与风机部的轴 承支承 端盖合 二为一, 材料 用 BM C 塑料, 为不饱和聚脂类热固 性塑料。其 优点是 抗蠕变 性中塑料是最优的, 固 化后 的收缩 率几 乎接 近于 0, 具有 耐热 性、难燃 性、耐 电 弧 性, 加 入 纤 维 后 机 械 强 度 超 过 铝 合 金。 BM C 这种优越性被各行业广泛应用。这种导风支承 端盖设计 既能起到导风作用, 又能当作加强 筋增加 其结构 刚性, 电机部 分继续沿用铁制全包围机壳 的牢固 优点。导风 支承端 盖用四 枚螺钉紧固于机壳之上, 并尽量往 中心靠 拢, 以 防止端 益的弯 曲变形。进一步改 进就 是取 消定 子绕 组连 接线 的焊 接, 定子 绕组引出线全部使 用铜 插片, 此 插片 下部 开槽 能插 破漆 包线 漆皮直接卡在定子 塑料 骨架 上, 连接 碳刷 端的 铜插 片则 置于 碳刷架正下方, 当碳刷架装配于机 壳之上 时, 铜 盒下部 平面接 触弹性的插片上端。另外碳刷 线辫的焊 接改用 冷冲压 夹线的 形式, 避免对脱焊或焊断带来的烦恼。 这种结构设计 不仅 能达 到使 用功 率范 围宽 的目 的, 而且 装配更趋向简单快捷, 外观更加简 洁美观, 进一 步提高 了性价 比, 提升了电机竞争力。
不会。外接分 流器 的接 线方 法, 采用 双 臂电 桥接 法。电 流接点接外, 电压接点 ( 到表 头) 接 内, 中间 是分 流电 阻, 因此 电流接点的压降 不会 测到 表头 内, 不会 引起 测量 误差。 电压 接点的接点电阻, 前 面已 经谈 到, 如果 选用 的是 数字 电压 表, 不会有影响。若是磁电式毫伏 表配用, 有 影响, 故应尽 量减小 接点电阻和引线电阻。
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3结 论
从 以上仿真结果可以看出, 不论是跟随性能还是抗 干扰性能, 采用神经网络 控制器都比采用 PID 控 制器效 果好得多, 即更 能有 效地减 少振荡, 且能 较快地 达到 稳 态。这是因为 PID 控制器过分依赖于控制对象的模型参 数, 理论推导假设 条件太严格。对于 模型参数大 范围变 化、非线性、多变量的系统, 难以 满足要求。而神经网络 控制器不依赖控制对象 的数学模型, 便于利用人 的经验 知识, 能够很好地克服被 控系统中模 型参数变化 和非线 性等不确定因素, 所以鲁棒性强、稳态精度高。
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吸尘器用单相串励电机的结构设计
鲍盛波
( 宁波富佳电器有限公司, 浙江宁波 315400)
中图分类号: TM344. 1+ 1 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0047- 01
[ 2] 周箴, 赵金, 万淑芸等. 模糊单神 经元混合 控制在交 流传动系 统
中的应用[ J] . 电气传动, 1998( 1) : 21~ 23 [ 3] 闻新, 周露, 王丹力等. M AT LAB 神经网 络应用设计[ M ] . 北京:
科学出版社, 2000 [ 4] 百度文库定宇, 陈阳泉. 基于 M A TLAB/ Simulink 的 系统仿真 技术与应
, 将 会对表 头的准确 度造成 0. 005 以 上的影 响。故 C21 的表 头上标明, 分流器到表头上的引线电 阻不大于 0. 015 。这 样, 对外接分流器选用毫伏表测量大电流的原则可概括如下:
( 1) 量程合适, 便于对应读数。
( 2) 准确 度高于 0. 5 级。 ( 3) 最好 选用数字电压表。 ( 4) 若选用磁电式 毫伏表, 应考虑引线电阻和接 点电阻的 影响, 引线应粗、短, 接点电阻应小。
2 外接分流器式直流大电流表如何校准为好?
外接分流 器式 直 流 大电 流 表, 一 般直 接 校 准较 为 困 难。 但可采用分开校准的方法进 行校准。即 分别测 出分流 器的电 阻误差和毫伏表头的测量误 差, 二 者误差 之和, 则为电 流表的 总误差。如我们对一只 150 A、75 mV 外接分 流器 进行校 准, 它的电阻真值为 0. 000 5 , 当分流器上加 8A 的直流电 流时, 其电阻 压降为 4. 0 0 4 mV , 由 此算 出它的 实际电 阻值 为 0 000 500 5 , 电阻误差为 0. 001, 准确度 很高。校准 小电阻 时, 一定要用 大电流, 电压降法 测试, 不可 用双臂电 桥测试, 否 则测量不准确。电 压表 也必 须要 用高 精度 数字 电压 表, 引线 电阻和接点电阻 才不 会对 测量 造成 影响。 如测 量中, 我 们选 用 8 A 恒流源为分流器提供电流, 电流测量选用 的 D4 0. 1 级, 5~ 10A 交直流电流表, 电压测量选 用 BY 8804 数字多用 表, 直 流准确度 0. 005 级, 测量非常准 确。
企业宝典
六西格玛管理 ( 6S 或 SI X SIG MA ) 质 量水 平表 示 在生产或服务过程中有百万 次出现缺陷 的机会仅 出现 3. 4 个缺陷, 即达 到 99. 9997% 合 格率。 目前, 美国 公 司的平均水平已从 十年前 的三西格 玛上下 提高了 近 5 西格玛的程度, 而日本则已超过 5. 5 西格玛的水平。
用[ M ] . 北京: 清华大学出版社, 2002 [ 5] 肖劲松, 倪维斗, 姜 桐. 大型风 力发电机 组的建模 与仿真[ J] . 太
阳能学报, 1997, 18( 2) : 118~ 127
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参考文献
[ 1 ] Anca D H ansen, Henrik Bindner, Anders Rebsdorf . Improving Transit ion Bet ween Power O pt imizat ion And Power Limitat ion O f V ariable Speed/ Variable Pit ch W ind Turbines [ C ] . European Wind Energy Conference, N ice France. 1999: 889- 892
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微特电机 2004 年第 2 期
外接分流器式直流大电流表使用中的一些问题
张文海
( 成都电机厂, 四川成都 610051)
中图分类号: TM30 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0046- 01
1 附加分流器可否与其它直流毫伏 表配用? 如何选 用毫伏表头?
目前, 在吸尘器用单相串 励电机 的结构 设计中, 有铸 铝端 盖作支承型的, 有换向器碳 刷置于风 机端型 的, 有外部全 塑型 的, 有机壳全包围型的等 等。概括起 来可分 为两大 结构类 型: 外围机壳全包围型和定子铁心外露定位开放型。
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下面分析这两种类型结构设计的优缺点: ( 1) 外围机壳全包 围型结构设计以铁制机壳为多见, 如图 1 所示, 优点是使用功 率范围 宽, 功率 可以做 到几 百瓦到 几千 瓦, 结构牢固 、刚性 好、抗 震能 力强、振 动小, 且 全包 围结 构有 助于噪声波多次 反射 使声 能衰 减, 噪声 减小。 缺点 是制 造和 装配工艺稍复杂, 制造成本相应高些。
图 2 定子铁心外露定位开放型结构 增加了铁心冲片的 难度, 铁心 定位 型 因外 围无 遮挡 使电 机机 械噪声、空气动力气流噪 声增大。现 随着塑 料工业 的发展, 转 子轴承两端支承架均用塑料制 成, 在 电机高 速运转 时, 轴 承端 往往会产生 100 左右 的高温, 塑料在高温 下产生热缩 变形后 容易造成轴承走外圈和电机振 动, 最 后使电 机火花 增大、寿命 减少。弥补措施一般采用加辅助 材料如 胶水或 弹性钢圈 来防 震和加固。这种结构 也有 运用 到大 功率 电风 机上 , 但制 造和 装配工艺需很严格, 转子、风叶 动平衡 精度要求 高, 转轴刚 度、 挠度要好, 上 下 轴承 支 架机 械 机构 设 计 要加 强, 且 同 轴度 要 好, 但振动和噪声问题还是 较难得到 解决, 基本 上无法发 挥这 种机构设计的原有优势, 性 价比并不高。
可以。外接附加分流器式直 流大电 流表是 一只外接 分流 器, 配用一只专用直流毫 伏表, 对直流 大电流 进行测 量。表头 上, 一 般刻有毫伏 电流的对应 读数。也就是 说, 表 头上虽 然指示的是直流大 电流量 值, 实际 上 却是 大电 流在 外接 分流 器电阻上引起的压降值。例如 C210~ 100A、1. 0 级直流大电流 表, 它的专用外接分流 器为 ZKR E90- 3 型、100 A、75 mV, 与 之配用的 C21 表头, 则 是一只 1. 0 级、满量 程为 75 mV 的 直流 毫伏表。因 100 A 、75 mV 分流 器 的电 阻为 0 00075 , 直 流 100 A 流过分 流器时, 引起的 压降 正好是 75 mV 。鉴 于此, 任 何量程合适、准确度在 0. 5 级以上的 直流毫 伏表, 都可以 与外 接分流器配用测 量直 流大 电流。但 应注 意下 面两 个 问题: 一 是毫伏表头的内阻越大越好。因 毫伏表 头的内 阻是与分 流器 并联, 内阻越大, 分流 误差 越小, 测 量越 准确。 数字 电压 表内 阻上兆欧, 故选用 数字 电压表 直流 毫 伏档 与外 接分 流器 配用 测量大电流最好, 准 确度 也高。磁 电 式毫 伏表 内阻 虽然 只有 数十欧, 但仍能满足分流误 差小于 0. 005 的要求。故一般磁电 式毫伏表都可选用。如上 面 C211. 0 级直 流大 电流表, 其 表头 内阻为 19. 5 , 分流 误差 为 0 000 04 A , 分流 误差仍 然很 小。 二是表头引线电阻和接点电阻 对表头 准确度 的影响。选 用数 字电压表, 因表头内阻很高 , 引线 电阻和 接点电 阻都不会 对它 的准确造成影响, 故选 用数字 电压 表 与分 流器 配用 测量 直流 大电流, 引线电 阻和 接点 电阻 都可 不作 考虑。 但若 选用 磁电 式毫伏表, 因其内阻很低, 引线电 阻和接 点电阻 都会对表 头的 准确度造成影响, 故 引线 电阻 和接 点电 阻应 越小 越好。 仍如 上面 C21大电流表, 它的引线电阻加接点电阻如果大 于 0. 0975
微特电机 2004 年第 2 期
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笔者综合上述 两类 的结 构设 计优 点, 改进 并设 计了 一款 电机结构, 如图 3 所示。
图 1 外壳机壳全包围型结构 ( 2) 定子铁心外露 定位开 放型结 构设 计如 图 2 所 示。其 优点是装配工艺简 单, 造价 低, 但其 适用 功率 范围 小, 往 往只 能用于小于 1000 W 串 励电机中, 定子铁心 定位设计多 用左右 两枚螺栓固定, 牢固性能差, 而串励电机转速又常在 25 000 r / min以上, 抗震 能力弱。而且铁心定位要求 铁心叠厚公差 严格,
由以上可知, 由于 外接分流器 一般电阻 误差很 小, 通常 0. 001, 故用外接分 流器 测量 大电 流, 准确 度主 要取 决于 配用 表头准确度。因此选用毫伏 表时应 引起注意 。外接分 流器的 电阻误差, 一 般可作 一次 性校 准, 配用 表头, 则 应按 规程 定期 校验, 才能保证测量的准确度。
图 3 改进设计后的电机结构 这款电机结构 设计 的最 大特 点是 取消 了导 风轮 的使 用, 取消了碳刷、定 子绕 组连 接线 的几 处焊 接工 艺。具 体的 方案 是: 把传统的导风轮与风机部的轴 承支承 端盖合 二为一, 材料 用 BM C 塑料, 为不饱和聚脂类热固 性塑料。其 优点是 抗蠕变 性中塑料是最优的, 固 化后 的收缩 率几 乎接 近于 0, 具有 耐热 性、难燃 性、耐 电 弧 性, 加 入 纤 维 后 机 械 强 度 超 过 铝 合 金。 BM C 这种优越性被各行业广泛应用。这种导风支承 端盖设计 既能起到导风作用, 又能当作加强 筋增加 其结构 刚性, 电机部 分继续沿用铁制全包围机壳 的牢固 优点。导风 支承端 盖用四 枚螺钉紧固于机壳之上, 并尽量往 中心靠 拢, 以 防止端 益的弯 曲变形。进一步改 进就 是取 消定 子绕 组连 接线 的焊 接, 定子 绕组引出线全部使 用铜 插片, 此 插片 下部 开槽 能插 破漆 包线 漆皮直接卡在定子 塑料 骨架 上, 连接 碳刷 端的 铜插 片则 置于 碳刷架正下方, 当碳刷架装配于机 壳之上 时, 铜 盒下部 平面接 触弹性的插片上端。另外碳刷 线辫的焊 接改用 冷冲压 夹线的 形式, 避免对脱焊或焊断带来的烦恼。 这种结构设计 不仅 能达 到使 用功 率范 围宽 的目 的, 而且 装配更趋向简单快捷, 外观更加简 洁美观, 进一 步提高 了性价 比, 提升了电机竞争力。