適合我國的廚房食物垃圾處理器電機-永磁直流電機,它的優點是結構簡單、體積小、出力大、效率高。避免了目前同類產品完全采用交流電機、選用昂貴材料的做法,是機器的制造和使用成本降低。
電機的選擇:
驅動電機是食物垃圾處理器工作能量的提供源,也是關鍵部件之一,其性能直接影響著生活垃圾處理器質量的好壞。在設計中,電機運行特征為時間短,啟動頻繁,斷續工作。
我們選用永磁直流電機,因為其定子為永磁鋼勵無需勵磁線圈,即省電又不發熱。磁路結構經精心選擇,使電機具有啟動轉矩大,過載能力強、響應速度快、噪音低及轉動平衡等特點,電機設計時采用了一些特殊技術。本次設計所用的永磁直流電機是東弘機電設計制造的。
1、 磁鋼徑向、軸向聚磁以加大極弧面來提高氣隙磁密,從而提高出力和快速響應能力。
2、 采用不均勻氣隙設計和磁鋼極尖削角來保證對負載電流引起的電樞反應有良好的抑制作用,提高線性度并降低功耗。
3、 利用電機槽和換向片及極弧度寬度和齒槽的合理配合達到減小轉矩波動、噪音,保證平穩運行要求。
電機種類的選擇
目前,電機的種類繁多,價格、性能差別比較大,本著經濟、實用的指導思想對電機類型及型號進行優化選擇是十分重要的。優先選用結構簡單、運行可靠、維護方便、價格便宜的電機。電機種類選擇時應考慮的主要內容有:
1、 電機的機械特性應與所拖動生產機械的機械特性相匹配;
2、 電機的調速性能(調速范圍、調速的平滑性、經濟性)應該滿足生產機械的要求。對調速性能的要求在很大程度上決定可電機的種類、調速方法以及相應的控制方法;
3、 電機的啟動性能應滿足生產機械對電機啟動性能的要求,電機的啟動性能主要是啟動轉矩的大小,同時還應注意電網容量對電機啟動電機的限制;
4、 電源種類在滿足性能的前提下應優先采用交流電機;
5、 經濟性:一是電機及其相關設備;二是電機拖動系統運行的經濟性,主要是要效率高,節省電能。根據機械的負載性質和生產工藝對電機的啟動、制動、反轉、調速等要求選擇電機的類型。直流電機可實現快速頻繁的無級快速啟動、制動和反轉;具有過載能力大
6、 能承受頻繁的沖擊負載,優良的調速性能,調速平滑、精確、方便和范圍廣等特點。
電機的工作環境是由生產機械的工作環境決定的。在很多情況下,電機工作場所的空氣中含有不同分量的灰塵和水分,有的還含有腐蝕氣體甚至含有易燃易爆氣體;有的電機則要在水中或其他液體中工作。灰塵會使電機繞組黏結上污垢而妨礙散熱;水分、瓦斯、腐蝕性氣體等會使電機的絕緣材料性能退化,甚至會完全喪失絕緣能力;易燃、易爆氣體與電機內產生的電火花接觸時將有發生燃燒、爆炸的危險。因此,為了保證電機能夠在其工作環境中長期安全運行,必須根據實際環境條件合理地選擇電機的防護方式。電機的外殼防護方式有開啟式、防護式、封閉式和防爆式幾種。
設計中,食物垃圾處理器電機的特征為頻繁短時運行、快速啟動,無調速要求。依直流電機具有的特點,設計選取電機類型為永磁直流電機。
在直流電機中,有一種電機的磁極是用永磁材料提供電機所需要的勵磁源,從而代替了電磁式直流電機中的線圈式磁極。這種電機為永磁直流電機。由于無需勵磁線圈,故省電且不發熱,磁路結構精心設計,使電機過載能力強、響應速度快、噪音低及轉速平穩。基于上述特點,設計中選用永磁直流電機。
選擇電機時,應在電機能夠勝任生產機械負載要求的前提下,最經濟、最合理的選擇電機的功率。若功率選得過大,設備投資過大,造成浪費,且電機經常欠載運行,效率較低;反之,若功率選得過小,電機將過載運行,造成電機的過早損壞。為此,選擇永磁直流電機容量應進行一些必要的分析和計算,具體可按以下三個步驟進行:
1計算負載功率Pw
2根據負載功率Pw,預選電機的額定功率Pd,使得Pd≥Pw,盡量接近Pw
3校驗預選電機的發熱、過載能力和啟動能力。校驗的方法較多,工作量很大,而且準確度也很難把握。
永磁直流電機設計時采用了一些特殊技術:
1磁鋼徑、軸向聚磁以加大極弧面來提高氣隙磁密,從而提高出力及快速響應能力。
2采用不均勻氣隙設計和磁鋼極尖削角來保證對負載電流引起的電樞反應有良好的抑制作用,提高線性度并降低功耗。
3電機槽和換向片,極弧寬度和齒槽的合理配合以達到減小轉矩波動、噪聲,保證平穩運行。
垃圾處理器的永磁直流電機體積小,重量輕,壽命長、噪聲低,有換向性能,零部件通用化程度強等特點,系封閉自冷式。選擇永磁直流電機能滿足性能同時成本降低更是適合國內的垃圾處理器行業。