ylg90s2雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)-張仕沖

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目YLG90S-2雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)（院）系電氣與信息工程系專業(yè)電機(jī)制造與運(yùn)行班級(jí)0211班學(xué)號(hào)0201221113號(hào)學(xué)生姓名張仕沖導(dǎo)師姓名彭曉教授完成日期2005年6月20日湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目：YLG90S-2雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)姓名張仕沖系別電氣與信息工程系專業(yè)電機(jī)制造與運(yùn)行班級(jí)0211班學(xué)號(hào)0201221113號(hào)指導(dǎo)老師彭曉教研室主任石安樂一、基本任務(wù)及要求：1.YLG90S-2雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)：根據(jù)電機(jī)體積與容量關(guān)系的確定；定、轉(zhuǎn)子主要尺寸及沖片尺確定；定、轉(zhuǎn)槽數(shù)確定；主繞組設(shè)計(jì)計(jì)算；參數(shù)計(jì)算；磁路計(jì)算；鐵耗和機(jī)械損耗計(jì)算；副繞組設(shè)計(jì)；起動(dòng)點(diǎn)的性能計(jì)算；過載能力的性能計(jì)算；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（主要零部件設(shè)計(jì)如：定子沖片、定子線圈展開圖形及接線原理圖，轉(zhuǎn)子沖片圖）；電機(jī)性能滿足JB4270-86標(biāo)準(zhǔn)。二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間：1、4月28日：布置任務(wù)，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書。2、5月7日-5月15日：查閱資料，撰寫文獻(xiàn)綜述3、5月15日-5月26日：畢業(yè)實(shí)習(xí)，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。4、5月27日-6月8日：電機(jī)磁路設(shè)計(jì)及特定工作點(diǎn)變頻時(shí)電機(jī)性能計(jì)算，中期檢查。5、6月9日-6月14日：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和變頻電路的選用，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。6、6月15日-6月17日：修改、裝訂畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。7、6月18日-6月20日：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯YLG90S-2雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-2--1-前言單相異步電動(dòng)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，在民用和工業(yè)上有著十分廣泛的應(yīng)用。近年未，隨著人們對生活質(zhì)量要求的提高，工業(yè)中節(jié)能降耗。環(huán)境保護(hù)要求的提高，家用電器和工業(yè)控制對單相電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能及運(yùn)行性能以提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)的單相電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能及運(yùn)行性能無法滿足這種要求。而YLG90S-2雙值電容單相異步機(jī)卻滿足了人們的這種要求。YLG90S-2雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)作為一種新的電容運(yùn)轉(zhuǎn)和電容起動(dòng)的單相異步電動(dòng)機(jī)，就是它的副繞組與兩個(gè)并聯(lián)的電容器串聯(lián)后接到單相電源上，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到75%-80%時(shí)，通過起動(dòng)開關(guān)將起動(dòng)電容切離電源而工作電容與副繞組繼續(xù)參與運(yùn)行。雙值電容電機(jī)以其優(yōu)異的起動(dòng)性能及運(yùn)行性能，受到廣泛地重視，成為最具有發(fā)展前景的焦點(diǎn)技術(shù)。目前，雙值電容電機(jī)在國內(nèi)家電產(chǎn)品中己有運(yùn)用，越來越多的家電企業(yè)開始涉足雙值電容電機(jī)家電領(lǐng)域?！半p值電容電機(jī)”與家電產(chǎn)品結(jié)緣，己成為目前家電業(yè)的一個(gè)新亮點(diǎn)，可以說，雙值電容電機(jī)家電將是新一代家用電器的發(fā)展趨勢。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)就是將電容運(yùn)轉(zhuǎn)和電容起動(dòng)技術(shù)結(jié)合起來，設(shè)計(jì)一種低耗、節(jié)能、低噪音、起動(dòng)性能及運(yùn)行性能都比較好.的環(huán)保型電機(jī)。本設(shè)計(jì)參考了陳永校，湯宗武編《小功率電動(dòng)機(jī)》、《單相異步電動(dòng)機(jī)》、《電機(jī)學(xué)》、《電機(jī)設(shè)計(jì)》、《微特電機(jī)》等資料。目錄摘要···································································································································ΙAbstract······························································································································Ι第1章單相異步電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)原理···············································································11.1單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理···············································································11.1.1單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的特點(diǎn)········································································11.1.2單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的工作原理·······························································11.1.3脈振磁勢的分解和合成···················································································31.1.4橢圓形磁勢·······································································································4第2章雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)·······················································································52.1雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)·················································52.2YLG系列高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)············································5第3章單相電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)思路································································································63.1.1單相電機(jī)尺寸的確定························································································63.1.2氣隙長度的確定································································································63.1.3定子、轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選擇及配合········································································63.1.4定轉(zhuǎn)子沖片設(shè)計(jì)································································································73.1.5定子繞組設(shè)計(jì)····································································································73.1.6齒諧波的消除方法·····························································································83.1.7有效匝比和外接電容器的選擇··········································································83.1.8減少電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音的一系列措施·····························································10第4章單相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序··············································································124.1數(shù)據(jù)與技術(shù)要求···································································································124.2定、轉(zhuǎn)子尺寸及其沖片設(shè)計(jì)···············································································124.3主繞組設(shè)計(jì)·········································································································144.4主相參數(shù)計(jì)算·····································································································154.5磁路計(jì)算············································································································194.6鐵耗和機(jī)械風(fēng)摩耗計(jì)算····················································································224.7副繞組設(shè)計(jì)·········································································································234.8起動(dòng)性能計(jì)算·····································································································244.9運(yùn)行性能的計(jì)算·································································································254.10有效材料用量·····································································································29結(jié)束語····································································································································30參考文獻(xiàn)································································································································31致謝········································································································································32附錄········································································································································33摘要YLG系列高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)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)市場需求自行研制開發(fā)的新系列產(chǎn)品，符合國際電工委員會(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。對只有單相電源的場合尤為適用。關(guān)鍵詞：高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩雙值電容電動(dòng)機(jī)YLGSeriesHighStartingTorqueDouble-valuecapacitorsingle-phaseInductionMotorsYLGSeriesHighStartTorqueDouble-valueCapacitorSingle-phaseInductionMotorsisanewseriesofproductsdevelopedaccordingtothemarketdemand,whichiscorrespondingtothestandardsofInternationalElectromechanicalCommission(IEC).Thisseriesmotorsadoptcomputeroptimizingdesignandintegratetheadvantageofcapacitorstartinginductionmotorsandcapacitorrunninginductionmotors,havetheadvantagesofbigstarttorqueandoutputpower,highefficiencyandoutputfactor,smalldimension,compactstructure,elegantappearance,lownoiseandvibration,safeandreliablerunningandlongusagelife.第1章單相異步電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)思路1.1單相異步電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的工作原理單相異步電動(dòng)機(jī)只需單相電源供電，使用方便，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域，如用在洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)器等日用電器。本章主要介紹單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)、工作原理和設(shè)計(jì)思路。1.1.1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，他提高了運(yùn)行性能，因而它的功率因素、效率、過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，考慮到長期運(yùn)行的要求，應(yīng)選用耐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，而且要求長期運(yùn)行，所以單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)是最佳的選擇！圖1-1單相異步電動(dòng)機(jī)的接線圖1.1.2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)是一種在氣隙磁場中通過電磁感應(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，我們知道，電機(jī)在工作時(shí)，如果其內(nèi)部合成磁場是圓形旋轉(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)磁場只在某一轉(zhuǎn)差率下才會(huì)產(chǎn)生，無法滿足在一定的調(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)磁場的，由這一旋轉(zhuǎn)磁場的作用而使電機(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)生的磁場合成橢圓磁場，轉(zhuǎn)子即在磁場驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)（見圖1-3）。單相電動(dòng)機(jī)中定子產(chǎn)生橢圓磁場，其效率明顯低于產(chǎn)生圓形磁場的三相異步電機(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，這個(gè)脈振磁勢可以分解成兩個(gè)大小相等、方向相反，幅值為脈振磁勢幅值一半的旋轉(zhuǎn)磁勢（如圖1-2）。與轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁勢，稱為正序磁勢F+，與轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)的磁勢，稱為逆序磁勢F-。在單相異步電動(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F+產(chǎn)生的正序轉(zhuǎn)矩T+。要大于逆序磁勢F-產(chǎn)生的逆序轉(zhuǎn)矩T-，所以電機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)起來。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1-2正序旋轉(zhuǎn)磁勢F+和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁勢F-1.1.3脈振磁勢的分解和合成：圖1-3脈振磁勢的分解和合成圖一個(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，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稱成余弦分布，并隨電流周期交變而脈振的磁勢。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可寫作：F=Fmcosxcosωt（式中基波磁勢幅值：Fm=0.9Kdp1Nφ1I）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-。就幅值上來看F+=F-=0.5Fm=0.5(0.9Kdp1Nφ1I)。隨著時(shí)間的變化，任一時(shí)刻的脈振磁勢都可以看著是由兩個(gè)正序和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁勢所組成的，見圖1-2。脈振磁勢的分解，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)磁勢都具有磁勢幅值恒定，轉(zhuǎn)速是頻率所確定的同步轉(zhuǎn)速的性質(zhì)，即為圓形旋轉(zhuǎn)磁勢。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)子的相對轉(zhuǎn)速)把每個(gè)磁勢對轉(zhuǎn)子的作用計(jì)算出來以后，再予迭加起來，便是一個(gè)脈振磁勢與轉(zhuǎn)子相作用的結(jié)果。這就是相對單繞組電機(jī)的脈振磁勢，采取雙旋轉(zhuǎn)磁勢的分析方法。單繞組產(chǎn)生的脈振磁勢F是一對應(yīng)于繞組中電流I的，同樣，分解出來的每一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁勢也要對應(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+=0.9Kdp1Nφ1I+F-=0.9Kdp1Nφ1I-即每個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁勢是由繞組中的一半電流所產(chǎn)生，并隨時(shí)間變化正、負(fù)序磁勢在空間向著相反方向旋轉(zhuǎn)。1.1.4橢圓形磁勢：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，分別對時(shí)間t作正弦變化的交流電流ím和ía，且設(shè)時(shí)間上ía導(dǎo)前ím一個(gè)ψ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。合成磁勢幅值的失端點(diǎn)軌跡是一個(gè)長軸為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。如圖1-4所示。圖1-4橢圓形磁勢圖1-5正序磁勢與轉(zhuǎn)子作用的電路圖解（a）轉(zhuǎn)子開路（b）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（c）簡化電路有時(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，在相位上就必須考慮?+ψ=180°這個(gè)條件了?？傊?，橢圓磁勢可以分解為兩個(gè)速率相等，轉(zhuǎn)向相反而幅值不等的旋轉(zhuǎn)磁勢。當(dāng)正、負(fù)序磁勢大小相等時(shí)，就是脈振磁勢，當(dāng)負(fù)序磁勢待于零時(shí)，就成了圓形磁勢了。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稱。三相對稱電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，內(nèi)部是圓形旋轉(zhuǎn)磁場。而單相異步電動(dòng)機(jī)在一般情況下，內(nèi)部則是橢圓形磁場，僅在某一轉(zhuǎn)速上滿足條件時(shí)才是圓形磁場。第2章雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)2.1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)市場需求自行研制開發(fā)的新系列產(chǎn)品，符合國際電工委員會(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。對只有單相電源的場合尤為適用。（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)，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，端蓋上無凸緣；B5型——機(jī)座無底腳，端蓋有大凸緣；軸伸在凸緣端；B14型——機(jī)座無底腳，端蓋有小凸緣；軸伸在凸緣端；（3）型號(hào)說明：第3章單相電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)思路單相電機(jī)尺寸的確定在電機(jī)的許多尺寸中，定子沖片外徑D1和鐵心長度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)來決定主要尺寸。在這個(gè)過程中，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)。篋1=155mm疊長：L1/L2=99.2/99.23.2.2氣隙長度的確定氣隙長度δ的選擇非常重要，因?yàn)棣呐c電機(jī)的參數(shù)和性能有很大的影響。對于小電機(jī)，G.G.唯諾特提出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：δ=0.013+（cm）式中，極對數(shù)p不大于3。一般的范圍是：δ=0.02——0.03cm這里我們?nèi)〗?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：δ=0.043.2.3定子、轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選擇及配合在確定槽數(shù)Q1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)沖片是否通用，對變極電機(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)Q與定子槽數(shù)Q的互相配合，對電機(jī)性能，諸如起動(dòng)性能、振動(dòng)、電磁噪聲、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：為了減少振動(dòng)和噪聲，應(yīng)使 Q1-Q2≠±1，±2，±（2p+1），±（2p+2）為了避免機(jī)械特性T=?（s）上的凹點(diǎn)，應(yīng)使Q1-Q2≠±2p避免機(jī)械特性T=?（s）上的死點(diǎn)，應(yīng)使Q1-Q2≠2mp（或2mp的倍數(shù)）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=24Q2=313.2.4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。定子槽口寬b，可按經(jīng)驗(yàn)公式當(dāng)Q1=24時(shí)，b=0.069+0.075D國產(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：b=0.22——0.32cm（2）定子槽口高H=0.05——0.07cm（3）定子槽肩高H=（1——1.5）Hcm（4）平均齒寬t當(dāng)p=1時(shí)，t=當(dāng)p=2時(shí)，t=t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。（5）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=0.075——0.1cm（7）轉(zhuǎn)子槽口我們采用閉口槽，=0.02——0.03cm（8）轉(zhuǎn)子平均齒寬=（9）轉(zhuǎn)子軛高=（0.95——1）3.2.5定子繞組設(shè)計(jì)在單相異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場中，諧波磁場的含量較多，次數(shù)低，幅值大，可能會(huì)產(chǎn)生較大的附加轉(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，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，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、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、副繞組相帶分別為和電角度。對于電容運(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)亩叹貋砑右韵拗?。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==12查得副表4-1（見《中小型電極設(shè)計(jì)手冊》機(jī)械工業(yè)出版社1994年7月第一版，上海電器研究所）其跨距為：y1=11，y2=9,y3=7，y4=5，y5=3，槽線數(shù)分配比例為：26.8％，25％21.4％，16.5％，10.3％，平均跨槽數(shù)y=7.877正弦繞組雖然可基本消除高次諧波磁動(dòng)勢（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)對輸出力矩要求不高，所以采用正弦繞組是很合適的。對于整馬力單相電機(jī)，國內(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，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)該注意抑制三、五、七等低次諧波磁動(dòng)勢。此外，要更重視齒諧波的影響。定子齒諧波的次數(shù)為為：=K=±1，±2，……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)度為：==K=±1，±2，……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)子繞組的μ次諧波，而在定子中有第次諧波，且=μ，并且在特定的轉(zhuǎn)速下，μ和次諧波同步旋轉(zhuǎn)，則與μ之間將產(chǎn)生同步附加轉(zhuǎn)矩，若μ和次諧波強(qiáng)度足夠大，將嚴(yán)重影響起動(dòng)性能。為了消除齒諧波，我們在設(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（或合成的負(fù)序磁場為零）的條件是：WmIm=WaIaφ+θ=式中WmIm、WaIa——主、副繞組磁動(dòng)勢；θ——兩繞組相軸的空間角度；φ——主、副繞組電流Im、Ia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，靠電容或電阻移相來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，應(yīng)滿足如下關(guān)系:a=（1-1）Xc=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)，圓形磁場被破壞。要重新獲得在圓形磁場下工作，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1.2——2。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，取決于起動(dòng)條件。有時(shí)過高的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，故WmIm=WaIa，即Ia=Im/a?？紤]溫升問題，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，則電容器端電壓Uc為：Uc==可見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)選用的電容值見表1-1：表1-1電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)選用的電容C值P2（W）481525406090120180250極數(shù)2p42/42/42/42/42/42/42/42/42/4C（μF）111/21/2或222/4或444683.2.8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會(huì)使定轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，而且電機(jī)定子所受到的徑向力與氣隙磁密的平方成正比。所以電機(jī)氣隙磁密的大小對電機(jī)的振動(dòng)與噪音的大小有著重大影響，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4000~6000高斯為好。2.抑制電機(jī)氣隙磁場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除基波磁場外，還有一系列高次諧波磁場，高次諧波磁場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，就可大大削弱高次諧波磁場，以至在單相電容電機(jī)電磁方案設(shè)計(jì)中高次諧波磁場可以被忽略，只對基波磁場進(jìn)行磁路計(jì)算和電機(jī)性能分析。3.限制電機(jī)氣隙基波磁場的橢圓率控制電機(jī)的電磁噪音在對磁場進(jìn)行磁路計(jì)算的過程中，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)其基波磁場也不可能是一個(gè)圓行旋轉(zhuǎn)磁場，而是一個(gè)橢圓行旋轉(zhuǎn)磁場。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配合一般以過渡配合為好。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)一般采用較松的過渡配合H8/JS7。采用過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?？照{(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，它們之間應(yīng)相對固定，故其配合采用較緊的過渡配合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用較松的過渡配合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)過載能力、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求高，故可通過調(diào)整槽形尺寸、定子線圈匝數(shù)、轉(zhuǎn)子端環(huán)尺寸來控制，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)面積來控制起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過大，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)載對過載能力要求不高。因此選擇參數(shù)時(shí)要兼顧各種性能和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。第4章YLG90S-2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：型號(hào)：YLG90S-2電壓：UN=220V相數(shù)：m=2頻率：f=50Hz極數(shù)：p=2輸出功率：PN=1500W效率：η=76%功率因數(shù)：cos?=0.95額定轉(zhuǎn)速：n1=3000r/min起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：Tst0*PAGE\#"'頁：'#'

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'"最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：Tm*=1.6絕緣等級(jí)：B級(jí)工作方式：連續(xù)電機(jī)性能滿足4270-86標(biāo)準(zhǔn)。4.2、重要尺寸及沖片定子外徑：D1=15.5cm定子內(nèi)徑：Di1=8.4cm氣隙：g=0.04cm轉(zhuǎn)子外徑：D2=8.32cm轉(zhuǎn)子內(nèi)徑：Di2=2.7cm迭長：L1/L2=9.92/9.92(cm)定轉(zhuǎn)子槽數(shù)：S1/S2=24/31定子、轉(zhuǎn)子槽形尺寸（單位：厘米）名稱槽數(shù)槽形尺寸單位：cm定子S1w10w11w13d10d11d14dt1d1240.30.660.870.080.080.891.051.485轉(zhuǎn)子S2w20w21w23d20d21d24dt2d23100.4880.3870.030.0420.5860.840.658極矩:τp=πDi1/p=π×8.4/2=13.195(cm)定子齒距:τt1=πDi1/S1=π×8.4/24=1.1(cm)轉(zhuǎn)子齒距:τt2=πD2/S2=π×8.32/34=0.8432(cm)定子齒寬：t1=t1min+(t1max-t1min)/3=0.48885(cm)(其中t1‘=π(Di1+2d10+2d11)/S1-W11=π(8.4+2×0.08+2×0.08)/24-0.66=0.0.4814(cm)t1ˊ‘=π(Di1+2d10+2d11+2d14)/S1-W13=π(8.4+2×0.08+2×0.08+2×0.89)/24-0.771=0.50375(cm)t1’和t1’’中，大者為t1max,小者為t1min)轉(zhuǎn)子齒寬：t2=t2min+(t2max-t2min)/3=3.23(cm)(其中t2ˊ=π(D2-2d20-2d21)/S2-W21=π(8.32-2×0.03-2×0.042)/34-0.88=0.341(cm)t2‘’=π(D2-2d20-2d21-2d24)/S2-W23=π(8.32-2×0.03-2×0.042-2×0.586)/34-0.387=0.329(cm)t2’和t2’’中，大者為t2max,小者為t2min)定子齒計(jì)算長度：dt1=d10+d11+d14=0.08+0.08+0.89=1.05(cm)轉(zhuǎn)子齒計(jì)算長度：dt2=d20+w21/2+d24=0.03+0.448/2+0.568=0.84(cm)定子軛計(jì)算高度：dy1=(D1-Di1)/2-d1+0.2w13/2=(15.5-8.4)/2-0.08+0.2×0.435/2=2.152(cm)轉(zhuǎn)子軛計(jì)算高度：dy2=(D2-Di2)/2-d2+0.2w23/2=(8.32-2.7)/2-0.03+0.2×0.387/2=2.0876(cm)定子軛計(jì)算長度：Lc1=π(D1-dy1)/2p=π(15.5-2.152)/(2×2)=10.47(cm)轉(zhuǎn)子軛計(jì)算長度：Lc2=π(Di2+dy2)/2p=π(2.7-2.3434)/(2×6)=3.961(cm)2.3、主繞組設(shè)計(jì)初選正弦繞組查表得繞組參數(shù)：Kdp1=0.806跨距為y1=11，y2=9,y3=7,y4=5,y5=3槽線數(shù)分配比例為26.8％，25％，21.4％，16.5％，10.3％，主繞組串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)Zφ1的計(jì)算(1)每極磁通估算值：φ=2Bt1t1S1LKFe/πp=(2×1.47×0.4776×24×9.92×0.94)×10_4/(2π)=0.005041628(Wb)式中：Bt1為預(yù)取定子齒磁通密度(根據(jù)設(shè)要求選Bt1=1.5,KFe=0.94)按設(shè)計(jì)要求對于低噪聲電機(jī)可取Bt1=1.5～1.76W;迭壓糸數(shù)KFe=0.92～0.95;(2)有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)初值：[Zφ1’Kdp1]=(4.5UKφˊ)/(fφ)=(4.5×220×0.95)/(50×64727.083)=374.979式中：初選Kφˊ=0.95(3)Zφ1ˊ初值:Zφ1ˊ=[Zφ1ˊKdp1]/Kdp1=374.979/0.806=465.2345(4)每極串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)初值Zp1ˊ:Zp1ˊ=(a1Zφ1ˊ)/2p=(1×465.2343)/(2×2)=232.61728Zp1ˊ取偶得Zp1/2=116(5)每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)Z1,Z2，Z3，Z4，Z5以及線圈匝數(shù)Z1m，Z1m，Z1m，Z1m，Z1m，Z1m確定：跨距y1=11Z1m=Zp1/2×26.8%=116×26.8%=31（取整）跨距y1=9Z2m=Zp1/2×25%=116×25%=29（取整）跨距y1=11Z3m=Zp1/2×21.4%=116×21.4%=24（取整）跨距y1=11Z4m=Zp1/2×26.8%=116×16.5%=19（取整）跨距y1=11Z5m=Zp1/2×26.8%=116×10.3%=11（取整）(6)主繞組串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)：Zφ1=（Z1=+Z2+Z3+Z4+Z5）×2p=(31+29+24+19+11)×2×2=456主相電流估算值：I1ˊ=P2N/(Uηˊcos?ˊ)=1500/(×220×0.76×0.95)=6.67855(A)線徑的確定(1)取電流密度Jm=8(A/mm2)(2)導(dǎo)線截面初值：Smˊ=I1ˊ/(a1Jmˊ)=6.67855/(1×8)=0.9348(mm2)查附表6取dm1=1.120(mm),dmˊ=1.22.(mm)Sm1=0.9852mm2槽中心平均直徑：De=Di1+d10+d11+d1=8.4+1.485+0.08+0.08=10.4(cm)線圈平均跨距：y=(Z1my1+Z2my2+Z3my3+Z4my4+Z5my5)/(Z1m+Z2m+Z3m+Z4m+Z5m)=(31×11+29×9+24×7+19×5+11×3)/(31+29+24+19+11)=7.877（槽）平均半匝長：Lmcu=L1+(πDeYγ)/S1=10+(π×10.04×7.877×1.33)/24=20.343(cm)式中取γ=1.334.4、主相參數(shù)計(jì)算主相繞組電阻R1m(75°)=(2.17×ZΦ1Lmcu×10-4)/(a1Sm1)=(2.17×456×20.343×10-4)/(1×0.9852)=2.04322（Ω）轉(zhuǎn)子電阻R2(75℃)=8.68((Zφ1Kdp1)/103)2[(√(L22+SK2))Cdbr/(S2Sb)+(0.637DRKR)/(p2SR)]=50.4036（Ω）其中：取DRe=8.17cm,DRi=1cm,LR=9.92cm,hR=1.4cmSb=(r21+r23)d24+1.57×(r212+r232)=(0.488/2+0.387/2)×0.586+1.57((0.488/2)2+(0.387/2)2)=1.327(cm2)Sk=τt1=πDi1/S1=(л×8.4)/24=1.1(cm2)SR=0.5LR[hR+0.5(DRe-DRi)]=0.5×0.8×[1.4+0.5×(8.17-1)]=1.994(cm2)DR=0.5(DRe+DRi)=0.5×(8.17+1.446)=4.808(cm2)KR={0.5×p(1-DRi/DRi)[1+(DRi/DRi)p]}/[1-(DRi/DRi)p]=0.83985集膚效應(yīng)系數(shù)Cdbr=1電機(jī)常數(shù)計(jì)算(1)槽漏抗糸數(shù)Cx2:Cx2=β=y/τp=7.877/12=0.6564式中τp=S1/P=24/2=12(2)運(yùn)行時(shí)的槽常數(shù)Ks1,Ks2,Ks及曲拆漏抗糸數(shù)Kzz:Ks1=d10/W10+2d11/(W10+W11)+F=0.8/3+2×0.8(3+6.6)+0.625=1.0584其中：F=f(d14/W13)∣(W11/W13)=f(8.9/8.7)∣(6.6/8.7)查表取F=0.625Ks2=d20/W20ˊ+2d21/(W20+W21)+d24/W23φ=2×0.42/(0+1.4.88)+5.86×0.623/3.87=0.48F=f(d24/W’20)∣(W21/W’20)=f(0.673/0.1)∣(0.3/0.1)查表取φ=0.263Ks=Ks1Cx2+S1Ks2/S2=1.0584×0.6564+24×0.48/31=1.066Kzz=(t10+t20)2/(4(τt1+τt2))=0.2869其中：t10=τt1-W10=1.1-0.3=0.8t20=τt2-W20ˊ=0.8432-0.15=0.6932(3)起動(dòng)時(shí)的槽常數(shù)Ks1*,Ks2*,Ks*及曲拆漏抗糸數(shù)Kzz*:W10*=0.48,W20*=0.36仿2.7各公式計(jì)算得Ks1*=1.0177Ks2*=0.58Ks*=1.1275Kzz*=0.15657(4)相帶漏抗常數(shù)KB:NSP=(S1+S2)/(2p)=(24+31)/(2×2)=13.75KB=f(Nsp)=f(13.75)查表取KB=1.4(5)轉(zhuǎn)子斜槽電角度ask:ask=SK×180°×p/(π×D2)=0.8770×180°×2/(π×8.32)=12.085°(6)斜槽糸數(shù)Csk:Csk=sin(a/2)/[πa/360°]=0.99815(7)Q=1-Csk2:Q=1-Csk2=1-0.998152=0.0037(8)氣隙系數(shù)：Km:Kδ=Kδ1Kδ2=1.265×1.17=1.46952定子氣隙糸數(shù)：Kδ1=τt1(4.4g+0.75W10)/(τt1(4.4g+0.75W10)-W102)=1.256轉(zhuǎn)子氣隙糸數(shù)：Kδ2=τt2(4.4g+0.75W20)/(τt2(4.4g+0.75W20)-W202)=1.170(9)磁導(dǎo)糸數(shù)Km:假定飽和系數(shù)F’sm=1.30Km=Sg/pgeF’sm=131.95/(2×0.05878×1.3)=863.389其中Sg=τpl1=13.195×10=131.195ge=Kδg=1.46952×0.04=0.05878(10)電抗常數(shù)Kx:Kx=2πf(Zφ1Kdp1)2×10-8=0.4244槽漏磁導(dǎo):∧s=0.8πL1Ks/S1=0.8π×9.92×0.424/24=0.44曲折漏磁導(dǎo):∧z=0.8378LKzz/S1g=0.8378×9.92×0.2869/(24×0.04)=2.48377端部漏磁導(dǎo):∧e=1.236DeY/S1p=1.236×10.04×7.877/(24×2)=2.03677相帶漏磁導(dǎo):∧B=0.00093KmKB=0.00093×863.389×1.4=1.124斜槽漏磁導(dǎo):∧sk=0.1274KmKpˊQ=0.1274×863.389×0.98×0.0037=0.03988其中預(yù)取Kpˊ=0.98總漏磁導(dǎo):∧L=∧s+∧z+∧e+∧B+∧sk=0.441+2.48377+2.03677+1.124+0.3988=6.4844主磁導(dǎo):∧m=0.2547KmCsk=0.254×863.389×0.99815=219.498空載磁導(dǎo):∧0=∧m+0.5∧L=219.498+0.5×6.4844=222.74理想短路電抗:X=Kx∧L=0.4224×6.4844=2.75（Ω）空載電抗:X0=Kx∧0=0.4244×222.74=94.53（Ω）漏磁糸數(shù):Kp===0.985此處校核Kp滿足∣Kp-Kpˊ∣=∣0.985-0.98∣=0.5%＜1%可以通過起動(dòng)槽漏磁導(dǎo):∧s*=0.8πL1Ks*/S1=0.8π×9.92×1.1275/24=1.17起動(dòng)曲著折漏磁導(dǎo):∧z*=0.837L1Kzz*/S1g=0.837×9.92×0.15657/(24×0.04)=1.17起動(dòng)總漏磁導(dǎo):∧L*=∧s*+∧z*+∧e+∧B+∧sk=1.17+1.3555+1.124+2.03667+0.3988=6.08497起動(dòng)空載漏磁導(dǎo):∧0*=∧m+0.5∧L*=219.498+0.5×6.08497=222.54起動(dòng)理想短路電抗:X*=Kx∧L*=0.4244×6.08497=2.58246（Ω）起動(dòng)空載電抗:X0*=Kx∧0*=0.4244×222.54=94.446（Ω）起動(dòng)漏磁糸數(shù):Kr*=(X0*-X*)/X0*=(94.446-2.58246)/94.446=0.973Cr*=Kr*/[1+(r2/X0*)2]=0.973/[1+(1.327/94.446)2]=0.9728CR=[1+(R2/X0*)(R2/X*)]/[1+(r2/X0*)2]=[1+(1.327/2.58)(1.327/94.446)]/[1+(1.327/2.58)2]=0.796主相起動(dòng)電抗:Rm=R1+R2Cr=2.0432+0.9728×1.327=3.334Xmˊ=X*CR=0.796×2.58=2.054Zm===3.924.5、磁路計(jì)算1.系數(shù)計(jì)算：Kφ=(U-I1R1cos?)/U=(220-6.68×2.043×0.95)/220=0.941取I1=I1’=6.68Kr=Kp2=0.9822=0.970225Kc=Kp/(2-Kr)=0.985/(2-0.970025)=0.9565KFe=0.942.每極磁通：φ=(UKφ×108)/(2.22fZφ1Kdp1)=(220×0.95×108)/(2.22×50×456×0.806)=5.123Х10-3(Mx)3.定子軛磁勢Fc1計(jì)算(1)定子軛磁通：φc1=0.5φ=0.5×5.123×10-3=2.56×10-3(Mx)(2)定子軛截面積：Sc1=KFeL1dy1=0.94×9.92×2.152=20.1(cm2):(3)定子軛磁通密度：Bc1=φc1/Sc1=2.56×10-3×104/20.1=1.2736(Wb)(4)定子軛磁場強(qiáng)度：由Bc1表查得Hc1=366.4(A/cm)(5)定子軛磁熱勢：Fc1=Hc1Lc1=366.4×10.478=38.39(A/極)4.定子齒磁勢Ft1計(jì)算(1)定子齒磁通:φt1=0.5πφ=0.5π×5.123Х10-3=8.047×10-3(2)定子齒截面積:St1=(KFeL1t1S1)/p=(0.94×9.92×0.48885×24)/2=54.7(cm2)(3)定子齒磁通密度:Bt1=φt1×104/St1=8.047×104/54.7=1.47(Wb)(4)定子齒磁場強(qiáng)度:由Bt1表查得Ht1=1010(A/cm)(5)定子齒磁熱勢:ATt1=Ht1dt1×10-2=1010×1.05×10-2=10.605(A/極)5.轉(zhuǎn)子軛磁勢Fc2計(jì)算(1)轉(zhuǎn)子軛磁通:φc2=0.5Kcφ=0.5×0.9565×5.123×10-3=2.471×10-3(2)轉(zhuǎn)子軛截面積:Sc2=KFeL2dy2=0.95×4.5×2.00879=20.1(cm2)(3)轉(zhuǎn)子軛磁通密度:Bc2=φc2×104/Sc2=2.471×10-3×104/20.1=1.2294(Wb)(4)轉(zhuǎn)子軛磁場強(qiáng)度:由Bc2表查得Hc2=335.58(A/cm)(5)轉(zhuǎn)子軛磁勢：Fc2=Hc2Lc2=335.58×3.961=13.292(A/極)6.轉(zhuǎn)子齒磁勢ATt2計(jì)算(1)轉(zhuǎn)子齒磁通φt2=0.5πKcφ=0.5π×0.9565×5.123×10-3=7.68×10-3(Mx)(2)轉(zhuǎn)子齒截面積St2=(KFeL2t2S2)/p=(0.94×9.92×0.323×31)/2=46.685(cm2)(3)轉(zhuǎn)子齒磁通密度:Bt2=φt2×104/St2=7.68×10-3×104/46.685=1.645(4)轉(zhuǎn)子齒磁場強(qiáng)度:Ht2由Bt2表查得Ht2=2260(A/cm)(5)轉(zhuǎn)子齒磁勢Ft2:Ft2=Ht2dt210-2=2260×0.84×10-2=18.984(A/極)7.氣隙磁勢Fg計(jì)算:(1)氣隙磁通φg:φg=0.5πKrφ=0.5π×0.970225×5.123×10-3=7.81×10-3(2)氣隙截面積:Sg=τpL1=13.195×9.92=130.8944(cm2)(3)氣隙磁密:Bg=φg/Sg=7.81×10-3/130.8944×104=0.59666(4)氣隙磁場強(qiáng)度:Hg=Bg×106/(0.4π)=0.59666×106/0.4π=4.748×105(A/cm)(5)有效氣隙長度:ge=Kδg=1.4695×0.04=0.05798(cm)(6)氣隙磁勢:Fg=0.8Bgge=0.8×0.5966×0.05798×104=276.73(A/極)8.每極總磁勢:F=Fc1+Ft1+Fc2+Ft2+Fg=38.39+10.605+13.293+18.984+276.73=357.311(A/極)9.飽和糸數(shù)Fsm=F/Fg=357.311/276.73=1.2912Fsm滿足∣Fsm-Fsmˊ∣=∣1.2912-1.3∣=0.882%﹤1%4.6鐵耗和機(jī)械風(fēng)摩耗計(jì)算1.基頻鐵耗PFe(f)計(jì)算(1)定子齒體積：Vti=pSt1dt1=2×54.7×0.105=11.487(cm3)(2)轉(zhuǎn)子軛體積：Vc1=2pSc1Lc1=2×2×20.1×10.478=842.4312(cm3)(3)查表取Pt1和Pc1:由Bt1=1.47T，Bc1=1.2736T查取Pt1=28.18×10-3(W/cm3)Pc1=38.3×10-3(W/cm3)(4)基頻鐵耗：PFe(f)=1.6(Pt1Vt1+Pc1Vc1)(f/50)1.3=1.6(0.0383G11.487+0.02818G842.43127)(50/50)1.3=38.6875(W)2.高頻鐵耗PFe(h)計(jì)算:PFe(h)=1.5643×10-5×Bg2.3×(f/p)1.55×Di12.05××(W10/g)1.22×L1=1.5643×10-5×0.596662.3×(50/2)1.55×8.42.05××(0.3/0.04)1.22×9.92=31.21(W)3.總鐵耗PFe計(jì)算:PFe=PFe(f)+PFe(h)=38.6875+0.31.21=69.896(W)4.機(jī)械風(fēng)摩耗Pfw計(jì)算:由設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求選取Pfw=35(W)4.7副繞組設(shè)計(jì)1.選正弦繞組，繞組分布如圖紙(1)布線方式和主繞組相同，有關(guān)參數(shù)：Kdp1a=0.806跨距為y1=11,y2=9,y3a=7,y4a=5,y5a=3槽線數(shù)分配比例為26.8%、25%、21.4%、16.5%、10.3%2.有效匝比：初取a’=1.63.有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)：[ZФ1a’Kdp1a]=a’[Zφ1Kdp1]mZФ1a’=a’(Zφ1Kdp1)/Kdp1a=1.6×(465.2345×0.806)/0.806=744.37444.每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)：Zp1a=Zφ1a’/(2×p)=744.3744/(2×2)=186.09264Z1a’=186.09264×26.8%=49.235取整：Z1a=49Z2a’=186.09264×25%=46.125取整：Z2a=46