hoja de cálculo de cálculos del motor PMDC

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He estado tratando de diseñar una hoja de cálculo para el diseño de un motor de CC para un proyecto de clase. Se espera que diseñemos todo desde cero, lo que implica elegir nuestro tipo de cable, número de bobinas, imanes permanentes, etc.

Sin embargo, estamos completamente estancados y nuestra hoja de cálculo proporciona más preguntas que respuestas. El personal docente no puede proporcionarle ayuda, por lo que me pregunto si alguien sabe dónde hemos fallado con nuestros cálculos. Al final de todo, estamos tratando de calcular la eficiencia del motor dados ciertos tipos de cables, imanes permanentes, número de conductores, dimensiones de construcción, etc.

He buscado otros documentos de Excel, pero todo lo que puedo encontrar son aquellos en los que ya se conocen todas nuestras variables, como la ausencia de carga y la velocidad de carga completa. Ninguno parece ofrecer cálculos para el diseño.

[Archivo de Excel] (enlace eliminado)

¿Alguien podría echar un vistazo y ofrecer algún consejo, por favor?

    
pregunta user88720

1 respuesta

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Este es un problema demasiado grande para que pueda comentar todo lo que está en tu hoja de cálculo. Cuando adopta un enfoque analítico como este para el diseño motorizado, el procedimiento general es:

Modele su armadura, espacio de aire, imán, etc. como un circuito magnético. Esto puede ser bastante complicado. Por lo general, dividirá su circuito magnético en diferentes materiales (acero, imán, aire, etc.) y luego los descompondrá aún más en función de la densidad de flujo. El objetivo es resolver el circuito magnético para B, H, reluctancia, flujo, MMF, etc. Este paso generalmente se debe realizar de forma gráfica o iterativa debido a la no linealidad de las curvas BH.

De aquí obtendrá un flujo de espacio de aire (por polo) y podrá usarlo junto con el número efectivo de conductores, el número de polos, etc., para encontrar su constante de par / retroceso. A partir de eso se puede determinar el par desarrollado para cualquier corriente. Necesitará tener un modelo básico de sus cepillos y conmutador y también deberá determinar sus pérdidas (I ^ 2 * R pérdidas, pérdidas de núcleo, fricción, etc.). Dependiendo de lo complicado que quiera hacer las cosas, puede usar las pérdidas para estimar el aumento de temperatura de sus componentes y luego volver y rehacer todos sus cálculos ya que todas las propiedades de sus materiales dependerán de la temperatura. O simplemente puede asumir una temperatura al comienzo de sus cálculos.

Puedo comentar brevemente en tu hoja de cálculo.

  • Actualmente no tiene nada allí modelando el material o la forma de su laminación. La caída de MMF en su laminación y carcasa de acero será lo suficientemente grande en relación con su espacio de aire MMF que no querrá ignorarlo.
  • Estás utilizando \ $ B_r \ $ como tu densidad de flujo de imán, pero esa no es la densidad de flujo con la que funcionará tu imán. Busque en un término llamado "coeficiente de permeancia". Se basa en la geometría de su imán y espacio de aire. Básicamente le dirá dónde está funcionando su imán en la curva BH del imán. También deberá saber \ $ H_c \ $ para su imán.
  • Está bien suponer una fuga de flujo como lo está haciendo, pero el 50% es demasiado alto, a menos que su motor esté realmente mal diseñado. Probablemente será más del 5-15%, dependiendo de su diseño.
  • Su cálculo para la potencia de salida está tomando los tiempos de par a plena carga sin velocidad de carga. No puedes hacer eso. Su velocidad será más lenta a plena carga que sin carga.
  • Personalmente no usaría una hoja de cálculo para esto. Se puede hacer, pero sería mejor usar algo como Matlab o, mejor aún, Python. Lo bueno de una hoja de cálculo es que tendrá cientos de variables de las que debe realizar un seguimiento (nuevamente, dependiendo de la precisión con la que quiera modelar y la cantidad de suposiciones que haga). Si insiste en una hoja de cálculo, sugeriría usar VBA para hacer algunos de los cálculos iterativos que necesitará hacer.
respondido por el Eric

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