1、 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)題 目： 1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 院系： 電氣信息學(xué)院 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)： 0605 學(xué)號(hào)： 200601010505 學(xué)生姓名： 楊 戩 導(dǎo)師姓名： 李 光 中 完成日期： 2010 年 6 月 21 日 誠(chéng) 信 聲 明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過(guò)的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過(guò)的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名： 日期：

2、年 月 日畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文）任任務(wù)務(wù)書書 題目： 1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) 姓名 楊戩 院 電氣信息學(xué)院 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 0605 學(xué)號(hào) 200601010505 指導(dǎo)老師 李光中 職稱 教授 教研室主任 謝衛(wèi)才 一、 基本任務(wù)及要求： 本課題要求在給定的技術(shù)條件下，設(shè)計(jì)出一個(gè)大功率單相異步電動(dòng)機(jī)。在規(guī)定的時(shí)間 內(nèi)，完成以下工作： 1、掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的原理； 2、單相異步電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)； 3、單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4、提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 二、 進(jìn)度安排及完成時(shí)間： 1：第一周至第二周：查閱資料，撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告。 2：第三周至第四周：

3、畢業(yè)實(shí)習(xí)。 3：第五周至第六周：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)。 4：第七周至第八周：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)。 5：第九周至第十周：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 6：第十一周至第十二周：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)的 CAD 圖設(shè)計(jì) 7：第十三周至第十四周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 8：第十五周至第十六周：6-15 至 6-18，畢業(yè)答辯。 目 錄摘摘 要：要： .I IABSTRACT:ABSTRACT: .IIII第第 1 1 章章 概述概述 .1 11.1 單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟 .11.2 單相異步電動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .21.3 單相異步電動(dòng)機(jī)的類型及特點(diǎn) .3第第 2 2 章章 單相異步

4、單相異步電電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)思路容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)思路 .6 62.1 單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的特點(diǎn) .62.2 單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的工作原理 .62.4 橢圓形磁勢(shì) .9第第 3 3 章章 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī) .10103.1 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn) .103.2 單相電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)思路 .113.2.1 單相電機(jī)尺寸的確定.113.2.2 氣隙長(zhǎng)度的確定.113.2.3 定子、轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選擇及配合.123.2.4 定轉(zhuǎn)子沖片設(shè)計(jì).123.2.5 定子繞組設(shè)計(jì).133.2.6 齒諧波的消除方法.143.2.7 有效匝比和外接電容器的

5、選擇.153.2.8 減少電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音的一系列措施.16第第 4 4 章章 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)電磁方案設(shè)計(jì)雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)電磁方案設(shè)計(jì) .1 19 94.1 數(shù)據(jù)與技術(shù)要求 .194.2 沖片及重要尺寸 .194.3 主繞組設(shè)計(jì)（正弦分布繞組） .234.4 主相參數(shù)計(jì)算 .254.5 磁路計(jì)算 .274.6 副繞組設(shè)計(jì) .294.7 起動(dòng)計(jì)算 .304.8 關(guān)系式 .334.9 電容運(yùn)轉(zhuǎn)和雙值電容電動(dòng)機(jī)的性能計(jì)算 .344.10 主要有效材料用量 .37第第 5 5 章章 單相雙值電容異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單相雙值電容異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .38385.1 電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)型式 .

6、385.1.1 按通風(fēng)冷卻系統(tǒng)分類.385.1.2 按防護(hù)型式分類.385.1.3 按安裝結(jié)構(gòu)型式分類.395.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、原則和方法 .405.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和原則 .405.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法.415.3 單相雙值電容異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座設(shè)計(jì)及總裝 .43結(jié)結(jié) 束束 語(yǔ)語(yǔ) .4646參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .4747致致 謝謝 .4848附附 圖：圖： .49491.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)I1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)摘 要： 本文主要是按照要求設(shè)計(jì)一款符合要求的單相異步電動(dòng)機(jī)，其中涉及到單相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理、型號(hào)選

7、擇、定轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)、繞組設(shè)計(jì)、電磁計(jì)算及運(yùn)行性能等一系列電機(jī)專業(yè)知識(shí)。YL 系列雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)市場(chǎng)需求自行研制開發(fā)的新系列產(chǎn)品，符合國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦中的有關(guān)規(guī)定。匯集了電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)與電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、效率和功率因數(shù)高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、振動(dòng)和噪音低、運(yùn)行安全可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)良性能。重量輕、維護(hù)方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于空氣壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、制冷、醫(yī)療器機(jī)械及小型機(jī)械等。對(duì)只有單相電源的場(chǎng)合尤為適用。關(guān)鍵詞：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)；雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)IIDesign of single-phase a

8、synchronous motor with two-capacitance value and 1.1 KW outputAbstract: This article mainly is defers to the request to design one single-phase asynchronous motor, in which involves to the single-phase asynchronous motor basic principle of work, model choice, decides and rotor design, winding design

9、, electromagnetic calculation and running performance ,and so on a series of electrical machinery specialized knowledge.YL series single-phase double-value capacitance asynchronous motor is a new series product researched and developed per market demand, in line with relevant regulations of IEC. It

10、gathers merits of capacitance starting asynchronous motor, and has many good performances, such as big starting torque, large delivered power, high efficiency and power factor, small volume, highly structure, wonderful appearance, low vibration and noise, reliable running, long use-life and so on. A

11、lso it is light weight and easy to maintenance. With its merits, it apply widely in air compressor, water pump, draught fan, refrigeration, medical device and other small machine, especially under in single-phase condition.Key words: Single-phase asynchronous motor Double-value Capacitor Single-phas

12、e asynchronous motor1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)1第第 1 1 章章 概概 述述1.1 單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟單相異步電動(dòng)機(jī)的任務(wù)就是根據(jù)使用要求，在總結(jié)過(guò)去生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，做好充分的調(diào)查研究，基于必要和可能，正確處理好電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸，參數(shù)和性能之間的矛盾，設(shè)計(jì)出工作可靠，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能良好，制造和使用維護(hù)方便的先進(jìn)產(chǎn)品，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程大致是：1、編制設(shè)計(jì)任務(wù)書 這是進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)的第一個(gè)環(huán)節(jié)。它是根據(jù)用戶對(duì)產(chǎn)品提出的技術(shù)要求及使用特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)和制造的可能而編制的。其內(nèi)容包括設(shè)計(jì)的知道思想，生產(chǎn)的必要性，產(chǎn)品的用途

13、和使用范圍，電機(jī)的額定數(shù)據(jù)，主要性能指標(biāo)，結(jié)構(gòu)形式與外形安裝尺寸等。2、電磁計(jì)算主要是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定，參照生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算確定定轉(zhuǎn)子匆忙各部分的尺寸，槽數(shù)配合；定轉(zhuǎn)子繞組設(shè)計(jì)，電機(jī)磁路、參數(shù)、運(yùn)行性能和起動(dòng)性能的計(jì)算。通過(guò)電磁計(jì)算所得的電機(jī)性能指標(biāo)必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，否則要進(jìn)行調(diào)整，在電磁計(jì)算過(guò)和一般選擇若干個(gè)不同的方案同時(shí)進(jìn)行，然后通過(guò)分析比較選擇最佳方案。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定各結(jié)構(gòu)部件的結(jié)構(gòu)形式，尺寸，材料等并進(jìn)行必要的機(jī)械計(jì)算，同時(shí)畫出總裝備圖、分配圖和零件圖。4、試制和調(diào)整設(shè)計(jì)由于計(jì)算方法和制造上的偏差，設(shè)計(jì)計(jì)算能否完全符合電機(jī)的性能要求，還需通過(guò)樣機(jī)試制和形

14、式試驗(yàn)檢驗(yàn)其性能，如果有某些性能不符合要求，則需要調(diào)整設(shè)計(jì)，1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)2直至電機(jī)設(shè)計(jì)全部符合要求為止。1.2 單相異步電動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)單相異步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的一部分，由于只需單相電源供電，依次它被廣泛的應(yīng)用于小型機(jī)床、輕工設(shè)備、商業(yè)加工、醫(yī)療器械、家用電器、日用電動(dòng)器具、電動(dòng)工具以及農(nóng)用水泵、粉碎機(jī)等輕功機(jī)具。YL 單相雙值電容異步電動(dòng)機(jī)是一種電容起動(dòng)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)的單相異步電動(dòng)機(jī)。具有體積小、容量大、起動(dòng)力矩大、功率因數(shù)和效率高、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便的特點(diǎn)。單相異步電動(dòng)機(jī)之所以能廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、噪聲低、振動(dòng)小、維護(hù)使用

15、方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。它與同容量的三相異步機(jī)相比，體積稍大，性稍差，因而制成微型或小型。近年來(lái)單相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，不公產(chǎn)量上增加、品種增多，而且已向高力能指標(biāo)，整馬力指標(biāo)電動(dòng)機(jī)發(fā)展。單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組并非只有一個(gè)繞組，因?yàn)檫@樣的電動(dòng)機(jī)不能產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，為了產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，單相異步電動(dòng)機(jī)定了上必須安放兩個(gè)繞組，一個(gè)為主繞組，另一個(gè)為副繞組，這樣才能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，其與轉(zhuǎn)子作用，實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)，變頻技術(shù)獲得飛速發(fā)展，使得交流調(diào)速性能可以與直流調(diào)速相媲美。變頻器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制，其最主要的特點(diǎn)是具有

16、高效率的驅(qū)動(dòng)性能和良好的控制特性。電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速不僅可以節(jié)約大量電能，而且變頻器自動(dòng)控制性能的進(jìn)一步改善也為變頻調(diào)速系統(tǒng)提供了良好的發(fā)展前景。電機(jī)自九十世紀(jì)末誕生以來(lái)，由于它具有鋤禾日當(dāng)午的的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展及為迅速，現(xiàn)在已經(jīng)成為工農(nóng)業(yè)和產(chǎn)中的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，從近百年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)可以看出電機(jī)制造工業(yè)的發(fā)展趙勢(shì)是：1、在保證工作可靠的前提下，縮小體積、減輕重量、提高性能指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)際上小型電機(jī)的平均重量每十年可降低 20%，從二十世紀(jì)的六十年代到七十年代同體積的中型電機(jī)容量提高了一倍。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的提高，對(duì)電機(jī)運(yùn)行的可靠性也提出了更高的要求。因此，今后電機(jī)生產(chǎn)應(yīng)在保證工作可靠的前提下向體積小、重量輕的

17、方向發(fā)展。2、發(fā)展系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化生產(chǎn)把應(yīng)用范圍、結(jié)構(gòu)形式、性能水平、生產(chǎn)工藝上有共同性的電機(jī)，容量從小到大1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)3按一定的遞增規(guī)律排列，按國(guó)家規(guī)定的同意標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，做到零部件通用。這樣可以使制造和使用部門得到方便，并獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。為了便于國(guó)際交流對(duì)外貿(mào)易，還要實(shí)行由國(guó)際電工協(xié)會(huì)研究和制定的，適用于各類電機(jī)功率等級(jí)和安裝尺寸的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。3、提高單機(jī)容量理論分析證明，電機(jī)和變壓器的單機(jī)容量愈高，則單位容量消耗的材料少，愈高。4、異步電機(jī)采用無(wú)刷勵(lì)磁方式無(wú)刷勵(lì)磁是由三相旋轉(zhuǎn)電區(qū)式交流勵(lì)磁機(jī)裝在軸上的旋轉(zhuǎn)整流器以及控制裝置三個(gè)主要部分組成。5、發(fā)展鋁線電機(jī)“

18、以鋁代銅”不僅是我國(guó)的一項(xiàng)技術(shù)政策，國(guó)際上一些國(guó)家從降低成本出發(fā)，也同樣大力發(fā)展鋁線電機(jī)6、發(fā)展特種電機(jī)隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)電機(jī)提出了各種各樣的的要求，如潛油電機(jī)、鉆探電機(jī)等。7、向自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展由于各種機(jī)械手、電子計(jì)算技術(shù)和數(shù)控機(jī)床越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于電機(jī)制造行業(yè)，使電機(jī)生產(chǎn)的機(jī)械加工，定子嵌線等都朝著自動(dòng)線方向發(fā)展。1.3 單相異步電動(dòng)機(jī)的類型及特點(diǎn)根據(jù)單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法的不同以及起動(dòng)性能、運(yùn)行性能的差別，一般分成以下幾種類型：電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)（即電容起動(dòng)與電容運(yùn)轉(zhuǎn)）罩極電容單相異步電動(dòng)機(jī)各種單相異步電動(dòng)機(jī)的容量范

19、圍，與電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行性能有密切關(guān)系。例如，電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由于起動(dòng)電流大，它的容量上限就受單相電網(wǎng)的限制；電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流小而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，所以其容量可大些；電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)高，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏小，為加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而選用容量較大的電容器，這又會(huì)影響電1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)4機(jī)的運(yùn)行性能和成本，幫容量一般偏?。浑p值電容電動(dòng)機(jī)，可兼顧起動(dòng)及運(yùn)行性能，它的容量范圍可較大。1、 電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī) 電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的定子有兩套繞組，一套是主繞組，也叫運(yùn)行繞組；另一套是副繞組，也叫起動(dòng)繞組，如圖所示。它們的軸線一般在空間上相差電角度，90副繞組通過(guò)一個(gè)起動(dòng)開關(guān)

20、和主繞組并聯(lián)接到單相電源上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升到同步速度的 75%-80%時(shí)，通過(guò)起動(dòng)形狀將副繞組切離電源，由主繞組單獨(dú)工作。常用的起動(dòng)開關(guān)一種是離心開關(guān)，裝在電機(jī)軸上。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步速的 75%-80%時(shí)，依靠離心塊的離心力克服彈簧的拉力（或壓力） ，使動(dòng)觸頭與靜觸頭脫離接觸，切斷了副繞組電路。另一種是起動(dòng)繼電器，常用的有電流型起動(dòng)繼電器。它的吸引線圈串聯(lián)在主繞組中，起動(dòng)時(shí)主繞組的起動(dòng)電流較大，使繼電器動(dòng)作，電機(jī)的副繞組通過(guò)觸頭接到電源上。隨著轉(zhuǎn)速升高，主繞組中的電流減小，減小到一定程度時(shí)，繼電器復(fù)位，副繞組的觸頭斷開，脫離電源。為使副繞組得到較高的電阻與電抗的比值，以使副繞組中的起動(dòng)電流在相位

21、上超前于主繞組的起動(dòng)電流，通常采用如下措施：（1）用較細(xì)的銅線，以增大電阻；（2）部分線圈反繞，以增大電阻減小電抗；（3）用電阻率較高的鋁線；（4）串入一個(gè)外加電阻。2、 電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的接線如圖所示，它的副繞組與起動(dòng)電容器串聯(lián)，經(jīng)起動(dòng)形狀與主繞組并接后接于電源。副繞組回路阻抗同呈容性，而主繞組的起動(dòng)是的阻抗呈感性，因此，起動(dòng)時(shí)副繞組的起動(dòng)電流較主繞組的起動(dòng)電流超前一個(gè)較大的角度。若電容器容量配得合適，可使副繞組電流超前主繞組電流電角度，從而可得到比電阻90起動(dòng)電動(dòng)機(jī)有更大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而起動(dòng)電流則較小。由于起動(dòng)電容器只在起動(dòng)時(shí)使用，且通電時(shí)間不長(zhǎng)，而一般要求電容量較大

22、，幫常選用電解電容器。3、電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī) 電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的接線如圖所示。這種電動(dòng)機(jī)不僅在起動(dòng)時(shí)，而且在運(yùn)行時(shí)也是一個(gè)兩相電機(jī)，所以運(yùn)行時(shí)在氣隙中可以產(chǎn)生較強(qiáng)是的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，提高了它的性能，因而它的功率因數(shù)、效率、過(guò)載能力都比電阻起動(dòng)和電容起動(dòng)的單相電動(dòng)機(jī)好。由于副繞組需要長(zhǎng)期運(yùn)行，幫副繞組電密應(yīng)與主繞組電密差不多。副繞組串入的電容器，考慮到長(zhǎng)期工作的要求，應(yīng)選用耐應(yīng)較高的聚丙烯電容器。電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)5動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能不好電容起動(dòng)的單相電動(dòng)機(jī)，它的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低，起動(dòng)電流也較大。4、 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī) 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的副繞組與兩個(gè)并聯(lián)

23、的電容器串聯(lián)后接到電源，如圖所示。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到 75%-80%同步轉(zhuǎn)速時(shí)，通過(guò)起動(dòng)開關(guān)將起動(dòng)電容器切離電源，而工作電容與副繞組繼續(xù)參與運(yùn)行。這種電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：運(yùn)行性能及起動(dòng)性能都較好，電機(jī)噪聲較小，所以它是單相電機(jī)中比較理想的一種電機(jī)。5、罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)分為凸極式和隱極式兩種，其原理完全相同。凸極式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖所示。隱極式具有分布繞組。凸極式電機(jī)的每個(gè)極上有集中繞組（即主繞組） 。極面的一邊約 1/3 處開有小槽，小槽中放有短路的銅環(huán)（叫知路環(huán)） 。銅環(huán)把部分磁罩了起來(lái)，幫有罩極電動(dòng)機(jī)之稱。罩極電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很小，它只能使用在輕載起動(dòng)，即起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于

24、額定轉(zhuǎn)矩 0.5 倍的情況。由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，所以常用在小型電風(fēng)扇、電唱機(jī)等起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小的場(chǎng)合。1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)6第第 2 章章 單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)思路單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)思路2.1 單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)電容單相異步電動(dòng)機(jī)的接線圖如圖 1-1。這種電動(dòng)機(jī)不僅在起動(dòng)時(shí)，而且在運(yùn)行時(shí)也是一個(gè)兩相電機(jī)，所以運(yùn)行時(shí)能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，他提高了運(yùn)行性能，因而它的功率因素、效率、過(guò)載能力都比電阻起動(dòng)電機(jī)和電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)好。由于副繞組需長(zhǎng)期運(yùn)行，故副繞組電密應(yīng)與主繞組電密差不多。副繞組串入電容，考慮到長(zhǎng)期運(yùn)行的要求，應(yīng)選用耐

25、壓較高的聚炳乙烯電容器。電容起動(dòng)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的不如電容起動(dòng)的單相電動(dòng)機(jī)，它的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低，起動(dòng)電流也較大。但是由于風(fēng)扇電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高，而且要求長(zhǎng)期運(yùn)行，所以單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)是最佳的選擇！圖 2-1 單相異步電動(dòng)機(jī)的接線圖2.2 單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的工作原理單相電動(dòng)機(jī)是一種在氣隙磁場(chǎng)中通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電動(dòng)機(jī)，由于其運(yùn)行轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率之比不是恒定值，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般也可以稱之為異步電動(dòng)機(jī)。普通單相異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)后運(yùn)行時(shí)，定子繞組結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種形式是副繞組在起動(dòng)后脫離，只有主繞組參與工作；另一種形式是副繞組在起動(dòng)后不脫離，和主繞組同

26、時(shí)參與工作。而單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的副繞組一直和主繞組并聯(lián)，不會(huì)脫離。當(dāng)主副繞組同時(shí)參與工作時(shí)，副繞組串有電容，以實(shí)現(xiàn)主副繞組電流的分相。當(dāng)主副繞組的匝比及電容的選擇滿足一定的關(guān)系時(shí)可在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，我籠型籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子副繞組副繞組電容電容主繞組主繞組1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)7們知道，電機(jī)在工作時(shí)，如果其內(nèi)部合成磁場(chǎng)是圓形旋轉(zhuǎn)的，則此時(shí)電機(jī)的各項(xiàng)性能都很好。但此圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只在某一轉(zhuǎn)差率下才會(huì)產(chǎn)生，無(wú)法滿足在一定的調(diào)速范圍內(nèi)使電機(jī)內(nèi)部始終是圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的要求。電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)由于定子上主、副繞組處于不同空間位置，并流著不同時(shí)間相位電流而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的，由這一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用而

27、使電機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。定子繞組由兩相繞組（主繞組、副繞組）組成，兩繞組相軸夾角為 90，副相外接電容。當(dāng)兩繞組并聯(lián)接入電壓時(shí)，由于電容接于副繞組，會(huì)使副繞組電流滯后主繞組電流 90電角度，兩相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)合成橢圓磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子即在磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。單相電動(dòng)機(jī)中定子產(chǎn)生橢圓磁場(chǎng)，其效率明顯低于產(chǎn)生圓形磁場(chǎng)的三相異步電機(jī)，其氣隙中諧波較大，振動(dòng)和噪音也較大。當(dāng)單相異步電動(dòng)機(jī)只有主繞組工作時(shí)，其在空間產(chǎn)生的是脈振磁勢(shì)，這個(gè)脈振磁勢(shì)可以分解成兩個(gè)大小相等、方向相反，幅值為脈振磁勢(shì)幅值一半的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)（如圖1-2） 。與轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，稱為正序磁勢(shì) F+，與轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)的磁勢(shì)，稱為逆序磁勢(shì) F-。在單相異步

28、電動(dòng)機(jī)中，F(xiàn)+F-，但在正常運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)子繞組對(duì) F-的阻尼作用較強(qiáng)，使 F-的作用遠(yuǎn)小于 F+，所以正序磁勢(shì) F+產(chǎn)生的正序轉(zhuǎn)矩 T+。要大于逆序磁勢(shì) F-產(chǎn)生的逆序轉(zhuǎn)矩 T-，所以電機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)起來(lái)。但逆序轉(zhuǎn)矩 T-的存在，使單相異步電動(dòng)機(jī)的效率，功率因數(shù)，有效材料利用，溫升等性能部變差。 F- 圖 2-2 正序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) F+和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) F-1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)82.3 脈振磁勢(shì)的分解和合成一個(gè)集中繞組通電后，在空間產(chǎn)生的是隨時(shí)間脈振的矩形波磁勢(shì)，分解后將有各高次諧波分量存在，經(jīng)適當(dāng)設(shè)計(jì)繞組，便可消去高次諧波分量，僅余下基波分量。這樣便是在空間以繞組軸線為對(duì)稱成余弦分

29、布，并隨電流周期交變而脈振的磁勢(shì)。當(dāng) t=0時(shí)，電流值為最大，則這個(gè)余弦分布的脈振磁勢(shì)可寫作：F=Fm cosxcost （式中基波磁勢(shì)幅值：Fm=0.9Kdp1N1I）這樣一個(gè)在空間上不動(dòng)，而幅值是隨時(shí)間脈振的波就是駐波，一個(gè)駐波可以看做是由兩個(gè)幅值減半，其方向相反的行波合成，即：F=F+F-。就幅值上來(lái)看 F+=F-=0.5Fm=0.5(0.9Kdp1N1I)。隨著時(shí)間的變化，任一時(shí)刻的脈振磁勢(shì)都可以看著是由兩個(gè)正序和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)所組成的，見(jiàn)圖 1-2。脈振磁勢(shì)的分解，實(shí)際上是反映著時(shí)間變量向空間向量的轉(zhuǎn)化，其中每一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)都具有磁勢(shì)幅值恒定，轉(zhuǎn)速是頻率所確定的同步轉(zhuǎn)速的性質(zhì)，即為圓形旋

30、轉(zhuǎn)磁勢(shì)。它們與轉(zhuǎn)子間的作用關(guān)糸將因與轉(zhuǎn)子間有不同的轉(zhuǎn)差率而不同。如以 s 代表正序磁勢(shì)與轉(zhuǎn)子間的轉(zhuǎn)差率，則有： 正序磁式的轉(zhuǎn)差率： s =1-v 負(fù)序磁式的轉(zhuǎn)差率： 2-s=1+v (式中 v=n/n1轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速)把每個(gè)磁勢(shì)對(duì)轉(zhuǎn)子的作用計(jì)算出來(lái)以后，再予迭加起來(lái)，便是一個(gè)脈振磁勢(shì)與轉(zhuǎn)子相作用的結(jié)果。這就是相對(duì)單繞組電機(jī)的脈振磁勢(shì)，采取雙旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的分析方法。單繞組產(chǎn)生的脈振磁勢(shì) F 是一對(duì)應(yīng)于繞組中電流 I 的，同樣，分解出來(lái)的每一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)也要對(duì)應(yīng)于繞組中的一個(gè)電流分量。分別叫做等效的正、負(fù)序電流分量I+、I -。則： F+=0.9Kdp1N1I+ F-=0.9Kdp1N1I-即每個(gè)圓

31、形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)是由繞組中的一半電流所產(chǎn)生，并隨時(shí)間變化正、負(fù)序磁勢(shì)在空間向著相反方向旋轉(zhuǎn)。1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)92.4 橢圓形磁勢(shì)設(shè)電動(dòng)機(jī)的定子鐵心上放有兩套繞組 M 和 A，在空間上，它們軸間的夾角為 電角度，分別對(duì)時(shí)間 t 作正弦變化的交流電流 m 和 a，且設(shè)時(shí)間上 a 導(dǎo)前 m 一個(gè) 角。仍取電動(dòng)機(jī)氣隙圓周空間坐標(biāo)直線 x=0 與相軸 A 重合。合成磁勢(shì)幅值的失端點(diǎn)軌跡是一個(gè)長(zhǎng)軸為 f+和 f-幅值之和，短軸為 f+和 f-幅值之差的橢圓。這就是所謂的橢圓磁勢(shì)。 如圖 1-3 所示。 圖 2-4 正序磁勢(shì)與轉(zhuǎn)子作用的電路圖解（a） 轉(zhuǎn)子開路 （b）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) （c）簡(jiǎn)化電路

32、有時(shí)為了改善電機(jī)的性能，故意把電機(jī)設(shè)計(jì)成 90；有時(shí)為了通用定子沖片，也會(huì)導(dǎo)致兩相繞組相軸夾角 90。在這些情況下，為獲得圓形磁場(chǎng)，在相位上就必須考慮 +=180這個(gè)條件了。總之，橢圓磁勢(shì)可以分解為兩個(gè)速率相等，轉(zhuǎn)向相反而幅值不等的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。當(dāng)正、負(fù)序磁勢(shì)大小相等時(shí)，就是脈振磁勢(shì)，當(dāng)負(fù)序磁勢(shì)待于零時(shí)，就成了圓形磁勢(shì)了。電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)較高，但它的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏小，如果要加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，有時(shí)可選用較大電容值的電容器，但這又會(huì)影響電機(jī)的運(yùn)行性能和成本，故它的容量一般做得偏小。另外，單相異步電動(dòng)機(jī)與三相異步電動(dòng)機(jī)的主要不同就在于它的不對(duì)稱。三相對(duì)稱電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，內(nèi)部是圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。而單相

33、異步電動(dòng)機(jī)在一般情況下，內(nèi)部則是橢圓形磁場(chǎng)，僅在某一轉(zhuǎn)速上滿足條件時(shí)才是圓形磁場(chǎng)。FFFZUI1X1E aZUI1X1EmXrs bIZU1EZ c圖 2-3 橢圓形磁勢(shì)1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)10第第 3 章章 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī) 3.1 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的副繞組與兩個(gè)并聯(lián)的電容器并聯(lián)后串聯(lián)到電源，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到 70%80%時(shí)，通過(guò)起動(dòng)開關(guān)將起動(dòng)電容器切離電源，而工作電容與副繞組繼續(xù)參與運(yùn)行。這種電機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)是：運(yùn)行性能和起動(dòng)性能都比較好，電機(jī)噪音比較小，所以它是單相電機(jī)中比較理想的一種電機(jī)2.1YLG

34、 系列高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)1、概述：YLG 系列高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)市場(chǎng)需求自行研制開發(fā)的新系列產(chǎn)品，符合國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦中的有關(guān)規(guī)定。本系列電動(dòng)機(jī)采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，匯集了電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)與電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、輸出功率大、效率和功率因數(shù)高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、振動(dòng)和噪音低、運(yùn)行安全可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)良性能. 重量輕、維護(hù)方便等特點(diǎn)。重量輕、維護(hù)方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于空氣壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、制冷、醫(yī)療器機(jī)械及小型機(jī)械等。對(duì)只有單相電源的場(chǎng)合尤為適用。2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：YLG 系列高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)采用全封閉結(jié)構(gòu)

35、，外殼防護(hù)等級(jí)為IP44。本系列電動(dòng)機(jī)采用 B 級(jí)絕緣材料，繞組具有良好 的絕緣性能與機(jī)械強(qiáng)度。接線盒裝在電動(dòng)機(jī)的頂部，便于從多個(gè)方向接線。離心式起動(dòng)開關(guān)裝的電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，電容器裝在電動(dòng)機(jī)上方，接線從接續(xù)線盒內(nèi)引出。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及安裝方式有下列三種基本型式： B3 型機(jī)座有底腳，端蓋上無(wú)凸緣；B5 型機(jī)座無(wú)底腳，端蓋有大凸緣；軸伸在凸緣端； B14 型機(jī)座無(wú)底腳，端蓋有小凸緣；軸伸在凸緣端；1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)113、型號(hào)說(shuō)明： 4、雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)接線原理圖圖 3-1 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)接線原理圖3.2 單相電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)思路3.2.1 單相電機(jī)尺寸的確定 在電機(jī)的許多尺

36、寸中，定子沖片外徑 D1和鐵心長(zhǎng)度 l 為電機(jī)的主要尺。產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要參考同類型的、規(guī)格相近的電機(jī)來(lái)決定主要尺寸。在這個(gè)過(guò)程中，為了節(jié)省成本和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，我們使用了已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的定子沖片。我們?nèi)。?D1=155 mm 疊長(zhǎng)： L1/L2=95mm/95mm3.2.2 氣隙長(zhǎng)度的確定氣隙長(zhǎng)度 的選擇非常重要，因?yàn)?與電機(jī)的參數(shù)和性能有很大的影響。對(duì)于小電機(jī)，G.G.唯諾特提出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：YLG8024異步電動(dòng)機(jī)雙值電容高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩機(jī)座號(hào)鐵芯長(zhǎng)度代號(hào)電動(dòng)機(jī)極數(shù)籠型籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子副繞組副繞組起動(dòng)電容器起動(dòng)開關(guān)主繞組主繞組工作電容器1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)12=0.013 + （cm）式中

37、，極對(duì)數(shù) p 不大于 3。 一般的范圍是：=0.020.03 cm 這里我們?nèi)〗?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：=0.043.2.3 定子、轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選擇及配合在確定槽數(shù)時(shí)，需要考慮的因素較多。例如，同機(jī)座號(hào)的三相電機(jī)與單相電機(jī)1Q沖片是否通用，對(duì)變極電機(jī)而言，尚要考慮不同極數(shù)之間如何合用沖片。轉(zhuǎn)子槽數(shù)與定子槽數(shù)的互相配合，對(duì)電機(jī)性能，諸如起動(dòng)性能、振動(dòng)、電磁1Q2Q噪聲、附加損耗、效率、溫升等有很大的影響，因而要充分注意。有關(guān)槽配合應(yīng)注意下列幾條規(guī)則：1. 為了減少振動(dòng)和噪聲，應(yīng)使 Q1-Q21，2，（2p+1） ，（2p+2）2. 為了避免機(jī)械特性 T=（s）上的凹點(diǎn)，應(yīng)使 Q1-Q22p3. 避免機(jī)械特性 T=

38、（s）上的死點(diǎn)，應(yīng)使 Q1-Q22mp（或 2mp 的倍數(shù)）4. 要滿足 Q1/Q2整數(shù)的要求。 根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)，我們選擇了合適的槽配合：Q1=36 Q2=323.2.4 定轉(zhuǎn)子沖片設(shè)計(jì) 有關(guān)定轉(zhuǎn)子沖片各部分尺寸的計(jì)算公式將在后面的電磁計(jì)算程序中介紹。這里僅介紹決定部分尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式。1、定子槽口寬 b，可按經(jīng)驗(yàn)公式01 當(dāng) Q1=36 時(shí)，b=0.069+0.075D0101i國(guó)產(chǎn)小功率電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)基本系列的 b范圍：01 b =0.220.32cm012、定子槽口高 H =0.050.07cm0s3、 定子槽肩高 H =（11.5）Hcm1s0sPD2004. 011.1KW

39、雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)134、 平均齒寬 t1 當(dāng) p=1 時(shí)，t = 11 iD當(dāng) p=2 時(shí)，t= 11 iDt 是個(gè)初試值，一般根據(jù)磁路計(jì)算結(jié)果，可予以調(diào)整。15、定子軛寬 式中 定子齒磁通密度與軛部磁通密度之比，唯諾特認(rèn)為取 =1.15 為佳。但實(shí)際上最佳比值與極數(shù)有關(guān)，極數(shù)越少，比值越大，不是個(gè)常數(shù)。6、轉(zhuǎn)子槽口寬=0.0750.1 cm02b7、轉(zhuǎn)子槽口我們采用閉口槽，0RH =0.020.03 cm0RH8、轉(zhuǎn)子平均齒寬= 2t9、轉(zhuǎn)子軛高2cH =（0.951）2cH1cH3.2.5 定子繞組設(shè)計(jì)在單相異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)中，諧波磁場(chǎng)的含量較多，次數(shù)低，幅值大，可能會(huì)產(chǎn)生較

40、大的附加轉(zhuǎn)矩、附加損耗、振動(dòng)和噪聲，從而使電機(jī)起動(dòng)困難，效率降低、溫升升高、振動(dòng)幾噪聲指標(biāo)超差。為了削弱電機(jī)氣隙中的諧波磁場(chǎng)，關(guān)鍵在于正確選擇繞組結(jié)構(gòu)形式及精心設(shè)計(jì)籠型繞組的斜槽。定子繞組的結(jié)構(gòu)形式通常有雙層繞組、單層繞組、集中繞組、分布繞組等幾種。在小功率電動(dòng)機(jī)中，為了省去層間絕緣，提高槽的利用率，采用單層繞組為好；為了削弱諧波磁場(chǎng)，則以雙層繞組為好，尤其以正弦繞組的效果最好。單相異步電機(jī)的主、副繞組軸線一般是正交的，即空間相距電角度。它的主、90副繞組所占的槽數(shù)通常各占總槽數(shù)的 1/2，即主、副繞組等相帶各占電角度。但也90有被設(shè)計(jì)成主繞組占總槽數(shù)的 2/3，副繞組僅占 1/3 的，即主、

41、副繞組相帶分別為110345. 027. 1QDi110315. 01 . 1QDi)2)(11111ptQBBHtctc)(11ctBB)(11ctBB1 12(0.951)QtQ1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)14和電角度。對(duì)于電容運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，如果采用這種繞組，副繞組電流僅產(chǎn)生脈12060振的三次諧波磁動(dòng)分量,由此產(chǎn)生的三次諧波轉(zhuǎn)矩在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)其影響基本可以忽略,并且副繞組中的三次諧波分量可采用適當(dāng)?shù)亩叹貋?lái)加以限制。在本次的設(shè)計(jì)中，我們選用正弦繞組作為定子繞組。由于每極槽數(shù) Q= =18查得副表 4-1（見(jiàn)中小型電極設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社 1994 年 7 月第一版，上海電器研

42、究所）其跨距為：y1=9, y2=7, y3=5 槽線數(shù)分配比例為：26.8，25 21.4平均跨槽數(shù) y=7正弦繞組雖然可基本消除高次諧波磁動(dòng)勢(shì)（不包括齒諧波） ，但由于它的各個(gè)線圈的匝數(shù)不同，造成繞線、嵌線工藝復(fù)雜，且各槽槽滿率不均勻，有些槽利用率不高，影響電機(jī)出力。所以，一般還是用于小功率電動(dòng)機(jī)。本次設(shè)計(jì)的送風(fēng)電動(dòng)機(jī)對(duì)輸出力矩要求不高，所以采用正弦繞組是很合適的。對(duì)于整馬力單相電機(jī)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開始采用主、副繞組不相等的相帶（比如分別占和相帶）的同心式或交叉式等匝繞組，12060且使用效果好。3.2.6 齒諧波的消除方法在單相異步電動(dòng)機(jī)中，通常含有三次諧波和三倍頻的諧波。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注

43、意抑制三、五、七等低次諧波磁動(dòng)勢(shì)。此外，要更重視齒諧波的影響。定子齒諧波的次數(shù)為為：1tv= K=1，2，1tv齒諧波的繞組系數(shù)與基波繞組系數(shù)相同，即。因此，齒諧波的諧波強(qiáng)11DPdpvtKK度為：1vth = = K=1，2， 1vthPQ111PQK11tv111PQK1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)15當(dāng)電機(jī)的每極槽數(shù)越小，也越小，越大。如果定子次諧波，感應(yīng)出轉(zhuǎn)子繞1tv1vthav組的 次諧波，而在定子中有第次諧波，且= ，并且在特定的轉(zhuǎn)速下， 和abvbvaa次諧波同步旋轉(zhuǎn)，則與 之間將產(chǎn)生同步附加轉(zhuǎn)矩，若 和次諧波強(qiáng)度足夠bvbvaabv大，將嚴(yán)重影響起動(dòng)性能。為了消除齒諧波

44、，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)子采用閉口槽，有效的減少了齒諧波，提高了電機(jī)的起動(dòng)性能。3.2.7 有效匝比和外接電容器的選擇電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的主、副繞組在起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)都是工作繞組。要在起動(dòng)和運(yùn)行兩種工作狀態(tài)下都產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是不可能的。因此，一般應(yīng)兼顧起動(dòng)和運(yùn)行兩種工作情況，以運(yùn)行時(shí)基本接近圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為主。由電機(jī)學(xué)原理可知，兩相繞組單相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（或合成的負(fù)序磁場(chǎng)為零）的條件是：Wm Im =WaIa+ =180式中 Wm Im 、WaIa 主、副繞組磁動(dòng)勢(shì)； 兩繞組相軸的空間角度； 主、副繞組電流 Im、I a的時(shí)間相位差。單相異步電動(dòng)機(jī)的主、副繞組接在同一單相電網(wǎng)上，靠電容或

45、電阻移相來(lái)使副繞組電流與主繞組電流產(chǎn)生一定的時(shí)間相位差。對(duì)于電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)，如欲使它在某一負(fù)載運(yùn)行點(diǎn)獲得圓形磁場(chǎng)，應(yīng)滿足如下關(guān)系:1122ffXXaRR （1-1）2112cfaXXX由于正序電阻 Rf和正序電抗 Xf均為轉(zhuǎn)差率 s 的函數(shù)，故由上式求得 a 和 Xc僅適宜某負(fù)載（即某一轉(zhuǎn)差率）時(shí)的工作狀況。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，圓形磁場(chǎng)被破壞。要重新1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)16獲得在圓形磁場(chǎng)下工作，就得按上式重新計(jì)算 a 及 Xc的值。電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)有效匝比 a 一般取 1.22。它的選取原則，通常偏重于電容器的端電壓 Uc接近于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓。電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的 a 值上限，

46、取決于起動(dòng)條件。有時(shí)過(guò)高的 a 會(huì)使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降。由于要在額定運(yùn)行時(shí)形成圓形磁場(chǎng)，故 Wm Im =WaIa，即 Ia=Im/a。考慮溫升問(wèn)題，應(yīng)使主、副繞組具有相同的電密才合理，以使兩套繞組發(fā)揮作用。因此，副繞組導(dǎo)體截面積 Sa=Sm/a。設(shè)主繞組電壓為 Um，副繞組電壓為 aUm，而且兩者時(shí)間相位差為，則電容器端90電壓 Uc為： Uc=22)(mmaUU21aUm可見(jiàn) a 的上限值也受到 Uc的限制。根據(jù)式（3-1）可確定電容值 C，但電容器也有它的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，應(yīng)取與 C值接近的標(biāo)準(zhǔn) C 值。電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)選用的電容值見(jiàn)表 3-1：表 3-1 電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)選用的電容 C 值P2（W）4 8

47、 15 25 40 60 90 120 180 250極數(shù) 2p 4 2/4 2/4 2/4 2/4 2/4 2/4 2/4 2/4 2/4C（F） 1 1 1/2 1/2 或 2 2 2/4 或 4 4 4 6 83.2.8 減少電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音的一系列措施電機(jī)噪音產(chǎn)生的根源主要是電磁噪音和機(jī)械噪音，下面我們從這兩方面分別闡述：電磁噪音產(chǎn)生的原因和解決辦法：1、適當(dāng)降低氣隙磁密有利于控制電磁噪音電機(jī)定、轉(zhuǎn)子空氣隙中的交變電磁場(chǎng)會(huì)使定轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，而且電機(jī)定子1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)17所受到的徑向力與氣隙磁密的平方成正比。所以電機(jī)氣隙磁密的大小對(duì)電機(jī)的振動(dòng)與噪音的大小有著

48、重大影響，因此選擇較低的氣隙磁密是減小電機(jī)噪音的方法之一，但氣隙磁密選擇太低，在電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出功率不變的情況下電機(jī)體積會(huì)相對(duì)地增加，即電機(jī)的材料會(huì)增加，使成本增加。因此氣隙磁密也不能選得太低，空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)一般控制在 40006000 高斯為好。2、抑制電機(jī)氣隙磁場(chǎng)中的高次諧波有利于降低電磁噪音作用在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子空氣隙中的氣隙磁場(chǎng)除基波磁場(chǎng)外，還有一系列高次諧波磁場(chǎng)，高次諧波磁場(chǎng)的存在也是引起電磁噪音的原因之一。在單相電容電機(jī)設(shè)計(jì)中，一般可以采用轉(zhuǎn)子斜一個(gè)定子齒距，定子繞組采用正-繞組，定、轉(zhuǎn)子之間保證 0.04mm的同軸度，定、轉(zhuǎn)子鐵心保持有 0.03kg/mm2左右的片間壓力，這樣，就可大大

49、削弱高次諧波磁場(chǎng)，以至在單相電容電機(jī)電磁方案設(shè)計(jì)中高次諧波磁場(chǎng)可以被忽略，只對(duì)基波磁場(chǎng)進(jìn)行磁路計(jì)算和電機(jī)性能分析。3、限制電機(jī)氣隙基波磁場(chǎng)的橢圓率控制電機(jī)的電磁噪音在對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行磁路計(jì)算的過(guò)程中，由于受導(dǎo)線規(guī)格、電容規(guī)格和定子線圈匝數(shù)為整數(shù)及其它因素的影響，電機(jī)在設(shè)計(jì)中的額定運(yùn)行點(diǎn)其基波磁場(chǎng)也不可能是一個(gè)圓行旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而是一個(gè)橢圓行旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。機(jī)械噪音產(chǎn)生的原因和解決辦法：1、機(jī)械噪音及控制空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)的機(jī)械噪音主要是軸承噪音以及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡、氣隙不均勻、電機(jī)端蓋與鐵心配合不恰當(dāng)或軸承與轉(zhuǎn)軸及端蓋軸承室配合不當(dāng)引起振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械噪音。2、改善零部件之間的配合有利于降低機(jī)械噪音端蓋與定子鐵心之間的

50、配合一般以過(guò)渡配合為好。由于在電機(jī)總裝中是先將后端蓋與定子裝配，再裝前端蓋，因此后端蓋應(yīng)具有防止定子鐵心轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，故其配合采用較緊的過(guò)度配合 H8/K7。而前端蓋為便于拆御，裝配和維修電機(jī)一般采用較松的過(guò)渡配合 H8/JS7。采用過(guò)渡配合有利于保證定子與端蓋軸承室有較好的同軸度，防止單邊磁拉力的產(chǎn)生，因而削弱機(jī)械噪音，也可避免薄壁端蓋的變形，影響其尺寸精度。空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)一般選用低噪音密封滾動(dòng)軸承，裝配時(shí)先將軸承裝到轉(zhuǎn)軸上，它們1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)18之間應(yīng)相對(duì)固定，故其配合采用較緊的過(guò)渡配合 H7/K6。裝端蓋時(shí)，由于滾動(dòng)軸承只能承受較小的軸向力，因此端蓋與外軸承圈的配合采

51、用較松的過(guò)渡配合 J7/H6，這種配合既能保證它們之間的不損壞軸承，減小了軸承噪音和振動(dòng)。另外，由于電機(jī)過(guò)載能力、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求高，故可通過(guò)調(diào)整槽形尺寸、定子線圈匝數(shù)、轉(zhuǎn)子端環(huán)尺寸來(lái)控制，使電機(jī)其它性能有所提高，如：功率因素、電機(jī)效率、電機(jī)噪音等。也可適當(dāng)增加定子繞組匝數(shù)，或改進(jìn)槽形和轉(zhuǎn)子端環(huán)面積來(lái)控制起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)大，這樣可使功率因素增加，銅耗下降，提高惦記效率，降低溫升。但此時(shí)會(huì)使用銅量、用鋁量增加，這意味著其制造成本會(huì)增加，同時(shí)也使電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩提高，而實(shí)際負(fù)載對(duì)過(guò)載能力要求不高。因此選擇參數(shù)時(shí)要兼顧各種性能和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)19第第 4 章章 雙值電容單相異步電

52、動(dòng)機(jī)電磁方案設(shè)計(jì)雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)電磁方案設(shè)計(jì)4.1 數(shù)據(jù)與技術(shù)要求 1、輸出功率： 21100PW2、電壓： 1220UV3、頻率： 50fHZ4、極對(duì)數(shù)： 2p 5、效率： 79%6、功率因數(shù)： =0.95cos7、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)： 1.6stT 8、起動(dòng)電流： 5stIA9、最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)： 1.6mT 10、絕緣等級(jí)： B 級(jí)4.2 沖片及重要尺寸11、定、轉(zhuǎn)子槽數(shù) 136Q 232Q 12、定子沖片外徑 115.5Dcm13、定子沖片內(nèi)徑 19.8iDcm14、氣隙長(zhǎng)度 0.04g 15、轉(zhuǎn)子外徑 2129.72iDDgcm1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)2016、轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 2

53、3.8iDcm17、定子鐵心長(zhǎng)度 19.5lcm18、極距 17.6972ipDcmp19、定子齒距 1110.855iDtcmQ20、轉(zhuǎn)子齒距 2220.954DtcmQ21、定子齒寬1tb 定子槽形采用梨形槽 3.3Rmm 00.8shmm 10.5shmm 211.1shmm 15.7shmm 012.8bmm 14.5sbmm 26.6sbmm處：1sb1011111223.14 9.82 0.082 0.050.450.42736istsDhhbbcmQ 1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)21處：2sb1012122123.14 9.82 0.080.05 1.110.660.4

54、1136issstsDhhhbbcmQ由于1112ttbb則1121112/30.4110.4270.411 /30.416ttttbbbbmm22、轉(zhuǎn)子齒寬2tb 轉(zhuǎn)子槽選用平底槽 021bmm 00.4Rhmm 11.02Rhmm 214.48Rhmm 15.9Rhmm 14.5Rbmm 22Rbmm處：1Rb2012112223.14 9.722 0.042 0.1020.450.47632RRtRDhhbbcmQ 處：2Rb2012222223.14 9.722 0.040.102 1.4480.20.44232RRRtRDhhhbbcmQ 由于2122ttbb所以齒寬取靠近最窄的 1

55、/3 處，則2tb20.453tbcm23、定子齒計(jì)算長(zhǎng)度121.16ssshhhcm24、轉(zhuǎn)子齒計(jì)算長(zhǎng)度1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)22121.55rRRhhhcm25、定子軛計(jì)算高度1ch0121.24sessshhhhcm1111.612icseDDhhcm26、轉(zhuǎn)子軛計(jì)算高度2ch0121.59reRRRhhhhcm2221.372icreDDhhcm27、定子軛計(jì)算長(zhǎng)度1113.14 15.54.134.4644 2ccDhlcmp28、轉(zhuǎn)子軛計(jì)算長(zhǎng)度2223.14 3.84.333.1944 2iccDhlcmp29、轉(zhuǎn)子槽面積2249.9Scm30、端環(huán)面積2220rS

56、mm31、端環(huán)修正系數(shù)端環(huán)外徑 02029.64rrDDhcm端環(huán)內(nèi)徑 0128.16rirDDbcm端環(huán)平均直徑018.9rrDDbcm端環(huán)系數(shù)20200110.9731prirrirprrirDDDkpDDD1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)234.3 主繞組設(shè)計(jì)（正弦分布繞組） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1032、繞組跨距、19my27my35my33、基波繞組系數(shù)=0.8823ymK34、估計(jì)氣隙磁密=7000GSgB35、假設(shè)飽和系數(shù)=1.251sK36、極弧系數(shù)=0.68i37、波形系數(shù)=1.09Bf38、估算每極磁通441100.698 7000 7.697 9.5

57、 1035.7270igpBlWb 39、每極導(dǎo)體數(shù)1402150 102EmpBymK UZfpfK40、每槽導(dǎo)體數(shù)miZ跨距時(shí) 19my122.7%162mpmZZ跨距時(shí) 27my222.7%302mpmZZ跨距時(shí) 35my322.7%242mpmZZ41、總串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)22 2 140560mmpZpZ 42、主相電流估算值2111004.71162cos2220 0.79 0.95mPIAU43、電流密度268/mJA mm1.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)2444、線徑初值411.16374 2mmmIdmmJ45、標(biāo)準(zhǔn)線徑1.28mdmm46、帶絕緣的外徑1.28msdmm47、

58、導(dǎo)線截面積221.2864mmSdmm48、校核槽滿率fS 定子槽面積2211210110.5280.065ssssSRbhbbhRmm槽絕緣面積212226.713iissSChhRmm（為槽絕緣厚度，一般為）iC0.150.25mm 槽楔面積21129isSbmm 槽楔高度取2mm 槽有效面積2164.352eiiSSSSmm 槽滿率2100%75.94%mimsfeZ dSS49、槽中心平均直徑19.8 1.4611.26eiseDDhcm50、線圈平均跨距1/297573nmimiimmpZ yyZ51、平均半匝長(zhǎng)113.14 11.26 7 1.409.519.1236emmD yl

59、lcmQ 式中與有關(guān)，可查下表p 表 4-1 值2p2461.301.351.331.451.551.651.1KW 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)254.4 主相參數(shù)計(jì)算52、主繞組電阻441752.132.13 19.12 5602.0165101.131 10mmmCml ZRS53、卡氏系數(shù)121.312 1.0441.37cccKK K定子：101122101014.40.750.8554.4 0.040.75 0.281.3124.40.750.8554.4 0.040.75 0.280.28ctgbKtgbb轉(zhuǎn)子：202222202024.40.750.9544.4 0.040.75

60、 0.11.0444.40.750.9544.4 0.040.75 0.10.1ctgbKtgbb54、有效氣隙長(zhǎng)0.04 1.3700.055ecgg Kcm55、字子槽單位漏磁導(dǎo)1110.390.961.35suL槽口：0110101220.082 0.0490.390.280.280.66ssushhbbb槽部： (查中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章附表 2-3)10.96L56、定子槽漏抗11110.80.8 3.14 9.50.76690.50836sxsLXKQ 式中22882102 3.14 50 560 0.8823100.7669xmymKf Z K57、總曲折漏抗221020112