电机设计总结(颍)

1电机设计的任务

①根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）和技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性）；②结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况；③运用有关的理论和计算方法；④正确处理设计中遇到的多种矛盾；设计出性能好，体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用、维修方便的先进产品。 2设计的依据

给定：额定功率、额定电压、相数、相间连接法、额定频率、额定转速、额定功率因数 3电机设计过程：①准备阶段：熟悉国家标准；收集相近电机样本和技术资料；听取生产使用单位的意见要求；编制技术任务或技术建议书。②电磁设计：根据技术条件或技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算方案比较来确定与所设计电磁性能有关的一些尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。③结构设计：机械结构、零部件尺寸、加工要求、材料；机械计算；通风计算；温升计算。 4对设计人员的要求

①了解国家的技术经济政策；②本厂的工艺要了解； ③要了解用户提出的规格要求；④要熟悉前人的经验知识。 5国家标准（代号GB ）：对电机的一般要求规定和技术要求；

GB755-65 电机基本技术要求：各类电机技术要求、铭牌、线端标志；

GB760-65 电机安装尺寸和外形尺寸的代号、规定各类电机的安装和外形尺寸代号。部颁标准（代号JB ）：对某一类电机的技术要求、额定数据、使用条件； JB742-66 J2、JO2系列三相异步电动机技术条件； JB1104-68 Z2系列小型直流电机技术条件。

各类电机试验方法：GB1032-68 中小型三相异步电动机试验。

国际标准：指国际标准化组织（ISO ）和国际电工委员会（IEC ）所制订的有关标准。

IEC 的第二技术委员会（简称TC2）是专门制订旋转电机标准的机构，它目前设有6个分技术委员会，分管汽轮发电机，尺寸和功率等级，电刷、刷握、换向器和集电环，试验方法和程序，外壳防护、冷却方式和安装以及电机绝缘分级等工作 6三化：标准化，系列化，通用化程度不断提高

7发电机新能源：原子能、磁流体、地热、太阳能、风力和燃气轮机用于发电的研究 8主要尺寸：铁心尺寸

绕组尺寸其它尺寸大体确定

电机的几何尺寸外形尺寸主要尺寸不少电磁性能变化不大安装尺寸 D 、ef

l 、电机矢量确定

结构部件尺寸电枢直径D ：交流电机

i D （定子内径）

直流电机2D （转子外径）

9电机的主要尺寸间的关系是D2lefn/P ’=6.1/(α’p ’KNmKdpAB δ).根据这个关系’式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P 和转速n 之比P/n 或计算转矩T 所决定;②电磁负荷A 和B δ不变时，相同功率的电机，转速较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时，’若直径不变而采取不同长度，则可得到不同功率的电机。④由于极弧系数αp 、 KNm 与Kd 的数值一般变化不大，因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A 和B δ有

关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。 10A C 、A K 的物理意义

电机常数

dp Nm p ef C AB K K P n l D ='?='-δ

α3

2101.6

① 是电机常数：对一定功率范围内电机B δ、、A 变动不大，、KNm 、 Kdp 变化范围更

小；②T l D n P l D C ef ef A '='=π260/22 )(260是计算转矩T n

P P T ''

=Ω'='π

l D 2近似

地表示转子有效部分的体积，定子有效部分的体积也和它有关。

A C 的物理意义：反映产生单位计算转矩所耗用的有效材料（铜、铝或电工钢）

的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。

l D P l D T C K ef ef A A 226021'='==

π ①A K 是电机常数A C 的倒数，叫作利用系数。

②A K 物理意义：A K 表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。

在设计方案比较时，A K 往往是一项很好的比较指标，随着电机制造水平的提高，材料质量

的改进，

A K 将不断增大。A C 并非是常数，转速一定时，P l D C ef

A '=

2。A C 随着电机

功率的增大百减小，利用系数A K 和转矩应力则随电机功率的增大而增大。 11小结：

A dp Nm p ef C A

B K K P n l D ='?='-δ

α3

2101.6

确定主要尺寸的基本关系式找到 → 确定A 、B δ、→ 根据)/()(n P f K C A A '=之间的曲线 → ef l D 2

12电机中的几何相似定律

在电流密度、磁感应强度、转速、频率保持不变时，对一系列功率递增，几何相似的电机，

每单位功率所需有效材料的质量)(G M 、成本ef C 及产生的损耗与功率P '的1/4次方成反比的定律称几何相似定律。

4/14/31P P P P p P C P G ef '

=''∝'∝'∝'∑ 13为什么在可能的情况下尽可能采用大功率电机来代替总功率相等的数台小功率（为什么

要提高单机容量）？

随着单机容量增加，其有效材料的重量、成本的增加相对容量的增加要慢。因此有效材料的利用率提高了，损耗增加相对容量增加也慢，因此效率提高了。人们常说的电机怕效率也就是这个道理。

14为何冷却问题对大功率电机比对小功率电机更显得重要（也就是人们常说的大电机怕温升）？

电机损耗与长度的立方成正比，而冷却表面却与长度的平方成正比，功率↑，长度↑，损耗↑＞冷却表面↑ ，故电机温升↑ 。因此就必须设法改变冷却系统或冷却方式，放弃它们的几何形状相似。 15确定主要尺寸的一般方法

① 由电机额定功率

P →计算功率P '；

② 利用推荐的数据或曲线选取电磁负荷

B A ,；

③ 由P '，n （交流机n=n 0，直流机n=n N ）、δB A ,→ef

l D 2

一般可近似认为：

?===='=92

.096

.07

.011

.1双层短距单层整距dp p Nm K K α

④ 参考推荐的数据选用适当的λ；

⑤

l D 2

及

τλef

l =

，分别求得与ef l 和D ；

⑥ 确定交流电机定子外径、直流电机电枢外径。

16若有两台电机的规格、材料、结构、绝缘等级与冷却条件均相同，电机1的线负荷选的比电机2的高,则两台电机的导体电流密度能否选的一样？不能，由线负荷较高的优缺点去回答。．优点：① 电机的尺寸和体积将减小，可节省钢铁材料；② B δ一定时，由于铁心质量减小，铁耗减小。缺点：① 绕组用铜（铝）量将增加； ② 增大了电枢单位表面上的铜（铝）耗，使绕组温升增大；③ 改变了电机参数和电机特性。

17电负荷A 和气隙磁密δ

B 的选择

A 、δ

B 不应选择过高 A 、

B 的比值要适当

δB A

X =* 这比值影响电机的参数和特性；影响铜、铁的分配，即影响电机效率曲线上

出现最高效率的位置（可变损耗=不变损耗，效率最大）。一般轻载电机A 大点，

B 小点，使效率较率。

（∵轻载I ↓，p cu ↓,可变损耗小，A ↑，可变损耗↑=不变损耗） A 、

B 的选择要考虑冷却的条件

防护式冷却方式条件较好，A 、δ

B 选择一般比同规格封闭式的高，对一般小型异步电机通

常可高出15-20%。 A 、

B 的选择要考虑所用材料和绝缘结构的等级

绝缘结构的耐热等级愈高，电机允许温升愈高，A ↑；导磁材料（包括结构部件材料）性能越好，δ

B ↑；

电枢绕组用铝 → R Al 大 → A 、δ

B 比铜要好

A 、

B 的选择要考虑P '和n 的大小

（圆周速度取决于↑

↑↑↑↑'=

v n v D P Dn

v n D ,;,,,60

,,π）

① 可大点冷却条件有所改善δB A v a ,→↑→

②

小

δB A D P ,,,↓↑'

总的说，电磁负荷的选择要考虑的因素很多，很难从理论上来确定。通常主要参考电机工业长期积累的经验数据，并分析对比设计电机与已有电机之间在使用材料、结构、技术条件、要求等方面的异同后进行选取。 18

αAB K K P n l D dp Nm p ef '?='-3

2101.6

在正常的电机中，

Nm p K K ,,'α实际上变化不大，因此在计算功率和转速一定时，当电磁

负荷

B A ,选定后，则可确定

l D 2→

?设计粗短

设计细长

→

τλef

l =

（主要尺寸比） → λ大

小影响电机运行性能、经济性、工艺性。 18磁路计算的目的

在于确定电机中感应一定电势所对应的主磁场所必需的磁化力或励磁磁动势，进而计算励

磁电流及电机的空载特性，校核电机各部分磁密选择得是否合适，确定一部分有关尺寸。

①

)()()4(000

00f f f dp Nm i f E i f N F i F fN K K E E ==Φ→=

→→ΦΦ=→或，

② 校核电机各部分磁密选择得是否合适；

③ 确定一部分有关尺寸。

19电机设计中磁路计算的一般步骤

① 为简化计算，通常把电机各部分磁场分成等值的各段磁路。所谓等值的磁路是指各段磁路上的磁位降等于磁场内对应点之间的磁位降，并认为各段中磁通沿截面均匀分布，各该段的磁场强度保持为恒值。

211j j m m j j t t L H L H L H L H L H dl H l d H ++++=?=???δδ

② 由于电机中一对极磁路中两个极的磁路情况相似，所以只需计算半条回路上的各段磁位降，它们的总和就等于每个评级的励磁磁势。以下叙述磁位降或磁势均为每极的。

步骤：

0F HL H S B E u →→→Φ

→Φ→→

p ef

p l B l B S B ??'Φ

??'?==Φταταδδδδ

20为什么用ef

l 而不用t l

：（沿轴向磁场分布不均匀，为什么？）

①

边缘效应的影响：主磁通不仅在铁心总长t l

的范围穿过空气隙，而且有一小部分从

定、转子端面进入，这种现象称为边缘效应。

② 径向通风道的影响 ③ 在实际上，定、转子都具有径向通风，气隙磁场沿轴向分布不均匀；由于径向通风道没有钢片，磁通较少，因此也不能用t l

。 21

l 的物理意义：

由于边缘效应和径向通风沟的影响，使气隙磁场沿轴向分布不均匀，在铁心中磁密大，在通风沟及定、转子端部磁密较小。为了计算方便，从等效磁道的观点出发，引入计算长度ef

l 的概念，即在这个长度内它的磁密δ

B 为不变。

在计算气隙磁路长时，引入δ

k ，

δδk ef =，

k 就是由于电枢开槽后而引起的气隙系数。

k 物理意义 ① 为什么引入

k ：

由于电枢开槽后，使气隙磁导分布不均匀，在齿冠处气隙磁导较槽口处的磁导大，故较之光滑电枢，磁力线集中于齿冠。因此，在靠近齿冠处的

m ax

δB 大于光滑电枢中所得到的

B 。

单相异步电动机原理及正反转

单相异步电动机原理及正反转单相异步电动机是指用单相交流电源供电的异步电动机。单相异步电动机具有结构简单、成本低廉、噪声小、使用方便、运行可靠等优点，因此广泛用于工业、农业、医疗和家用电器等方面，最常见于电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中。但是单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比，体积较大，运行性能较差。因此，单相异步电动机一般只制成小容量的电动机，功率从几瓦到几千瓦。单相异步电动机在家用电器中的应用特别广泛，与人们的生活密切相关。单行异步电动机的结构如下图：一、单相异步电动机的工作原理和机械特性图1 单相交变磁场当单相正弦交流电通入定子单相绕组时，就会在绕组轴线方向上产生一个大小和方向交变的磁场，如图1所示。这种磁场的空间位置不变，其幅值在时间上随交变电流按正弦规律变化，具有脉动特性，因此称为脉动磁场，如图2(a)所示。可见，单相异步电动机中的磁场是一个脉动磁场，不同于三相异步电动机中的旋转磁场。 (a)交变脉动磁场 (b)脉动磁场的分解图2 脉动磁场分解成两个方向相反的旋转磁场图3 单相异步电动机的机械特性

为了便于分析，这个脉动磁场可以分解为大小相等，方向相反的两个旋转磁场，如图2(b)所示。它们分别在转子中感应出大小相等，方向相反的电动势和电流。两个旋转磁场作用于笼型转子的导体中将产生两个方向相反的电磁转矩T + 和T - ，合成后得到单相异步电动机的机械特性，如图3所示。图中，T + 为正向转矩，由旋转磁场B m1产生；T - 为反向转矩，由反向旋转磁场B m2产生，而T为单相异步电动机的合成转矩。从图3可知，单相异步电动机一相绕组通电的机械特性有如下特点： 1．当n=0时，T + =T - ，合成转矩T=0。即单相异步电动机的启动转矩为零，不能自行启动。 2．当n＞0时，T＞0；n＜0时，T＜0 。即转向取决于初速度的方向。当外力给转子一个正向的初速度后，就会继续正向旋转；而外力给转子一个反向的初速度时，电机就会反转。 3．由于转子中存在着方向相反的两个电磁转矩，因此理想空载转速n0小于旋转磁场的转速n1；与同容量的三相异步电动机相比，单相异步电动机额定转速略低，过载能力、效率和功率因数也较低。二、单相异步电动机的启动单相异步电动机由于启动转矩为零，所以不能自行启动。为了解决单相异步电动机的启动问题，可在电动机的定子中加装一个启动绕组。如果工作绕组与启动绕组对称，即匝数相等，空间互差90°电角度，通入相位差90°的两相交流电，则可在气隙中产生旋转磁场，转子就能自行启动，如图4所示。转动后的单相异步电动机，断开启动绕组后仍可继续工作。图4 两相绕组产生的旋转磁场上述启动方法称为单相异步电动机的分相启动，即把单相交流电裂变为两相交流电，从而在单相异步电动机内部建立一个旋转磁场。三、单相异步电动机的分类单相异步电动机的启动绕组和工作绕组由同一单相交流电源供电，如何把这两个绕组中电流的相位分开是很重要的。单相异步电动机根据分相的方法不同可分为：单相电阻启动异步电动机、单相电容启动异步电动机、单相电容运行异步电动机、单相电容启动与运行异步电动机、单相罩极电动机等。 1．单相电阻启动异步电动机图4是单相电阻启动异步电动机的原理图。单相电阻启动异步电动机的启动绕组匝数少、导线细；工作绕组匝数多、导线粗。

单相异步电动机的工作原理

单相鼠笼式异步电动机的工作原理单相鼠笼式异步动机由单相电源供电，它直接接到220伏单相交流电源上就能工作，但要采取一定的措施，否则启动不起来。我们日常生活用的一些家用电器，如空调器、电冰箱、洗衣机、电扇等广泛应用着单相异步电动机。单相异步电动机的工作原理当给三相异步电动机的定子三相绕组通入三相交流电时，会形成一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子将获得启动转矩而自行启动。当三相异步电动机通入单相交流电时就不能产生旋转磁场。下面来分析单相异步电动机定子绕组通入单相交流电时产生的磁场情况。如下图所示为一台简单的单相异步电动机原理图，定子铁心上布置有单相定子绕组，转子为鼠笼结构。交流电流波形

电流正半周产生的磁场电流负半周产生的磁场当向单相异步电动机的定子绕组入单相交流电后，由上图可见，当电流在正半周及负半周不断交变时，其产生的磁场大小及方向也在不断变化（按正弦规律变化），但磁场的轴线则沿纵轴方向固定不动，这样的磁场称为脉动磁场。当转子静止不动时转子导体的合成感应电动势和电流为0，合成转矩为0，因此转子没有启动转矩。故单相异步电动机如果不采取一定的措施，单相异步电动机不能自行启动，如果用一个外力使转子转动一下，则转子能沿该方向继续转动下去。单相异步电动机根据其启动方法或运行方法的不同，可分为单相电容运行电动机；单相电容启动电动机；单相罩极式电动机等。下面分别介绍。单相异步电动机容量一般较小，运行性能较差。 t 45 90 135 180 225 270 360 315

图1 单相电容运行异步电动机原理图 (a)接线图 (b)电流相量图图1是单相电容运行异步电动机工作原理图。单相电容式异步电动机的定子铁芯上嵌放两套绕组：主绕组U1—U2（主绕组又称工作绕组）和副绕组Z1—Z2（副绕组又称启动绕组）。两套绕组在空间的位置上互差90度电角度。在启动绕Z1—Z2中串入一个电容器C后再与工作绕组并联，然后接到单相电源上。设流过启动绕组Z1－Z2的电流为iz，流过工作绕组U1—U2的电流以为iu，当接上电源后，由于电容的充放电作用，iz落后于iu90度，流过两套绕组的电流iz与iu在相位上相差90度，如图2所示。设电动机两个绕组接上交流电源后，电流为正值时，电流从绕组的头端进去尾端出来；电流为负值时，电流从绕组的尾端进去头端出来。从图2可看到：在t＝0瞬间，iz=0，绕组Z1—Z2中无电流流过；而这瞬时iu为负的最大值，绕组U1—U2中电流由U2进Ul出。用右手定则可判断，此时电动机中会产生如图2所示磁场，其合成磁场方向向下。从图2可看到：在ωt=π/2瞬间，iu＝0，绕组U1—U2中无电流流过；这瞬间iz为正的最大值，绕组Z1-Z2中电流从Z1进Z2出。此时电动机磁场分布如图2所示，其合成磁场方向较t=0时刻顺时针方向旋转了90角度。

单相异步电动机原理及正反转

单相异步电动机原理及正反转单相异步电动机是指用单相交流电源供电的异步电动机。单相异步电动机具有结构简单、成本低廉、噪声小、使用方便、运行可靠等优点，因此广泛用于工业、农业、医疗和家用电器等方面，最常见于电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中。但是单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比，体积较大，运行性能较差。因此，单相异步电动机一般只制成小容量的电动机，功率从几瓦到几千瓦。单相异步电动机在家用电器中的应用特别广泛，与人们的生活密切相关。单行异步电动机的结构如下图：一、单相异步电动机的工作原理和机械特性当单相正弦交流电通入定子单相绕组时，就会在绕组轴线方向上产生一个大小和方向交变的磁场，如图1 所示。这种磁场的空间位置不变，其幅值在时间上随交变电流按正弦规律变化，具有脉动特性，因此称为脉动磁场，如图2(a)所示。可见，单相异步电动机中的磁场是一个脉动磁场，不同于三相异步电动机中的旋转磁场。图1 单相交变磁场

图3 单相异步电动机的机械特性 (a)交变脉动磁场 (b)脉动磁场的分解图2 脉动磁场分解成两个方向相反的旋转磁场为了便于分析，这个脉动磁场可以分解为大小相等，方向相反的两个旋转磁场，如图2(b)所示。它们分别在转子中感应出大小相等，方向相反的电动势和电流。两个旋转磁场作用于笼型转子的导体中将产生两个方向相反的电磁转矩T + 和 T - ，合成后得到单相异步电动机的机械特性，如图3所示。图中，T + 为正向转矩，由旋转磁场B m1产生；T - 为反向转矩，由反向旋转磁场B m2产生，而T 为单相异步电动机的合成转矩。从图3可知，单相异步电动机一相绕组通电的机械特性有如下特点： 1．当n=0时， T + =T - ，合成转矩T=0。即单相异步电动机的启动转矩为零，不能自行启动。 2．当n ＞0时，T ＞0；n ＜0时，T ＜0 。即转向取决于初速度的方向。当外力给转子一个正向的初速度后，就会继续正向旋转；而外力给转子一个反向的初速度时，电机就会反转。 3．由于转子中存在着方向相反的两个电磁转矩，因此理想空载转速n 0小于旋转磁场的转速n 1；与同容量的三相异步电动机相比，单相异步电动机额定转速略低，过载能力、效率和功率因数也较低。二、单相异步电动机的启动单相异步电动机由于启动转矩为零，所以不能自行启动。为了解决单相异步电动机的启动问题，可在电动机的定子中加装一个启动绕组。如果工作绕组与启动绕组对称，即匝数相

单相异步电机调速控制电路设计

专业综合设计报告设计课题：单相异步电机调速控制电路设计专业班级：小组成员：指导教师：设计时间：2010年12月30日

单相异步电机调速控制电路设计（兼单相负载调功电路）一、设计任务与要求 (1).设计一种将双极性信号变为单极性信号的电路，该电路通过使用双向可控硅调压实现电动机调速； (2).斩波系数180—90，连续可调； (3).平均电压调整范围220V—120V，连续可调。二、设计方案与论证 220V交流电通过电压器、整流器、双电压比较器形成电流触发脉冲，通过对晶闸管导通教的控制，调节电动机转速。（1）、将220V电压全波整流整流成峰值电压为7.5V。整流电路如下图：整流电路整流管输出后：

（2）、过零检测：放大管具有半波整功能，找准基准点，才能正确判断导通角大小过零检测电路（3）、触发脉冲形成与调整电压比较器1输出：电压比较器2输出：电流脉冲：（4）、高低压隔离

（5）、晶闸管（可控硅）斩波，通过对脉冲触发时间的控制实现斩波过程三、单元电路设计与计算（1）、电压比较器LM393 他是双电压比较器集成电路。该电路的特点如下：工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源： 2～36V ，双电源：±1～±18V ；消耗电流小， ICC=0.8mA ；输入失调电压小， VIO=±2mV ；共模输入电压范围宽， VIC=0～VCC-1.5V ；输出与TTL ，DTL ，MOS ，CMOS 等兼容；输出可以用开路集电极连接“或”门；采用双列直插8 脚塑料封装（DIP8）和微形的双列8 脚塑料封装（SOP8）方框图与引出端功能电压比较器LM393 ﹣ ﹣ ﹢﹢1 2 4 3 8765 V CC GND

单相异步电机启动的课程设计

辽宁工程技术大学电机与拖动课程设计设计题目单相异步电动机启动指导教师院（系、部）专业班级学号姓名日期

电气工程系课程设计标准评分模板课程设计成绩评定表学期2011/2012第2学期姓名专业班级课程名称设计题目成绩评分项目优良中及格不及格设计表现1.设计态度非常认真认真较认真一般不认真 2.设计纪律严格遵守遵守基本遵守少量违反严重违反 3.独立工作能力强较强能独立设计完成基本独立设计完成不能独立设计完成 4.上交设计时间提早或按时按时迟交半天迟交一天迟交一天以上设计说明书5.设计内容设计思路清晰，结构方案良好，设计参数选择正确，条理清楚，内容完整，结果正确设计思路清晰，结构方案合理，设计参数选择正确，条理清楚，内容较完整，极少量错误设计思路较清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有少量错误设计思路基本清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有些错误设计思路不清晰，结构方案不合理，关键设计参数选择有错误，调理清楚，内容不完整，有明显错误 6.设计书写、字体、排版规范、整洁、有条理，排版很好较规范、整洁、有条理，个别排版有问题基本规范、整洁、有条理，个别排版有问题基本规范、整洁、有条理，排版有问题较多不规范、不整洁、无条理，排版有问题很大7.封面、目录、参考文献完整较完整基本完整缺项较多不完整图纸8.绘图效果很出色较出色一般较差很差 9.布局合理、美观较合理基本合理有些混乱布局混乱 10.绘图工程标准符合标准较符合标准基本符合标准个别不符合标准完全不符合标准评定说明：不及格标准：设计内容一项否决制，即5为不及格，整个设计不及格，其他4项否决；优、良、中、及格标准：以设计内容为主体，其他项超过三分之一为评定标准，否则评定为下一等级；如优秀评定，设计内容要符合5，其余九项要有4项符合才能评定为优，否则评定为良好，以此类推。最终成绩：评定教师签字：

单相异步电机调速控制电路设计

专业综合设计报告设计课题:单相异步电机调速控制电路设计专业班级：小组成员: 指导教师：设计时间:2０10年12月30日 ?

单相异步电机调速控制电路设计 (兼单相负载调功电路) 一、设计任务与要求 (1).设计一种将双极性信号变为单极性信号的电路，该电路通过使用双向可控硅调压实现电动机调速； (2).斩波系数１８０—90，连续可调; (3）．平均电压调整范围220V—１２０V,连续可调。二、设计方案与论证 2２0V交流电通过电压器、整流器、双电压比较器形成电流触发脉冲，通过对晶闸管导通教的控制，调节电动机转速。（1）、将２20V电压全波整流整流成峰值电压为7.５Ｖ。整流电路如下图: 整流电路整流管输出后：

（２）、过零检测：放大管具有半波整功能,找准基准点，才能正确判断导通角大小过零检测电路（3）、触发脉冲形成与调整电压比较器1输出：电压比较器２输出: 电流脉冲： (4）、高低压隔离（5）、晶闸管(可控硅)斩波,通过对脉冲触发时间的控制实现斩波过程

三、单元电路设计与计算（1)、电压比较器LM39３他是双电压比较器集成电路。该电路的特点如下: 工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源： 2～36V，双电源：±１～±18V; 消耗电流小, ＩＣC=0.８ｍＡ；输入失调电压小, VIO=±２mV；共模输入电压范围宽， VIC=０～VCC-１.5V；输出与ＴTL，DＴＬ，MOＳ，CMOS 等兼容; 输出可以用开路集电极连接“或”门；采用双列直插8 脚塑料封装（DIＰ8）和微形的双列8 脚塑料封装（SOP８) 方框图与引出端功能电压比较器ＬM393

三相异步电动机的设计计算-修订版

Equation Chapter 2 Section 1. 题目：Y160-M4型三相异步电动机设计姓名 ___ __ _ __ 学号_ __ __ 年级 ____ _ 专业 _电气工程及其自动化

目录目录 ......................................................................................................................................... I 摘要 ..............................................................................................................................................II 第一章异步电动机的概述 . (1) 1.1异步电动机的用途及分类 (1) 1-2.定子的结构组成及工作原理 (1) 1.3电机设计的过程 (2) 1.4异步电动机主要性能指标 (3) 第二章电机设计计算准备 (4) 2.1电机主要尺寸，绕组构成和原理 (4) 2.2主磁路 (5) 2.3电抗 (6) 2.4损耗与效率 (7) 2.5通风散热 (8) 2.6电机设计要求 (8) 第三章电机设计计算程序 (11) 3.1额定数据和主要尺寸 .............................................................................. 错误！未定义书签。 3.2磁路计算 .................................................................................................. 错误！未定义书签。 3.3参数的计算 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 3.4启动性能的计算 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 3.5电机设计的分析比较 .............................................................................. 错误！未定义书签。第四章总结 . (36) 参考文献 (37)

单相异步电机模拟所需参数

1、GENERAL DATA 电机极数: 参考速度(rpm): 参考转速下测得的风阻损耗(W): 在参考速度下测得的摩擦损耗(W): 操作或运行模式：电容运转电容启动，确认？运行电容值（uF）: 启动电容电容值（uF）: 启动电阻(ohm): 离心开关的脱离转速（rpm）：启动性能优化目标：最大启动转矩与与启动电流的比值，或是最大启动转矩电机转轴输出功率：在电机负载端的理想输出速度：电机运行时的工作温度： 2、定子设计外径：内径：长度：叠压系数：定子槽数：定子槽型： Overall Width：定子槽型尺寸： hs0 (mm): hs1 (mm): hs2 (mm): bs0 (mm): bs1 (mm): bs2 (mm): 槽绝缘参数：槽绝缘厚度：槽楔厚度：

槽满率上限：定子绕组类型： ?设计定子主绕组（1）End Extension(线圈伸出铁芯直线部分长度): （2）定子主绕组每层导体数：（3）定子主绕组并联支路数：（4）每个导体中导线的根数：（5）双边漆包线的厚度：（6）电枢绕组的线径： ?设计定子辅助绕组（1）End Extension(线圈伸出铁芯直线部分长度): （2）定子主绕组每层导体数：（3）定子主绕组并联支路数：（4）每个导体中导线的根数：（5）双边漆包线的厚度：（6）电枢绕组的线径： 3、转子设计转子铁芯的叠片系数：转子槽数：转子槽型：转子外径：转子内径：转子铁芯长度：斜槽宽度：

?设计转子槽转子槽尺寸： hs0 (mm): 0.5 hs01 (mm): 0 hs1 (mm): 1 hs2 (mm): 14.5 bs0 (mm): 1 bs1 (mm): 4.5 bs2 (mm): 2 rs (mm): 0 ?设计转子绕组导条超出定子铁芯的单边端部长度：端环的单边轴向宽度：端环的径向高度：端环材料： ?设计转子通风孔（确认是否有这一项）每组轴向通风孔直径：内轴向通风孔直径：内轴向通风孔中心到轴心距离：外轴向通风孔中心到轴心距离： ?转轴设计转轴是否由磁性材料制成？

单相交流串激电机基本知识

单相交流串激电机基本知识一、单相交流串激电机的特点二、转子的生产工艺流程及每个工序注意要点三、定子的生产工艺流程及每个工序注意要点四、单相交流串激电机主要零部件材料简介五、单相交流串激电机火花产生的原因六、单相交流串激电机绕组温升的计算方法及控制绕组温升的措施七、单相串激电机火花等级的划分八、单相串激电机能量损耗及效率低的原因九、单相串激电机转子最大残余不平衡量的计算方法及解决振动的措施十、单相串激电机噪音的计算方法及解决噪声措施十一、单相串激电机转速调整的方法十二、改善电机换向和EMC的措施十三、现有铁芯与交流产品规格对照表十四、电机改变电压后的参数计算方法十五、电机电磁负荷的选择及电机参数的简单计算方法十六、电机参数的详细计算方法十七、无刷电机的特点及工作原理十八、单相异步电机的特点及工作原理一、单相串激电机的特点 1. 激电机转速范围广,转速与频率无关,转速公式: n=(Ucos￠－IR－△U)/Ke×? (rpm)或者=60√2×E×10 /N×?,根据不同产品要求，转速可以从4000rpm至35000rpm以上,运用范围广,电动工具用的电机转速达（10000～38000）rpm以上；如电磨头电机的转速已经超过了38000rpm,

高速角磨的电机转速也达35000rpm以上。而其他交流电机的转速都与电源频率有关,当电源频率为50Hz时,其转速不会超过3000RPM(n=60f/p, p=1, f=50Hz),因而其使用范围受到一定的限制.转速公式中各字母的意义在后面的电机计算公式中会介绍. 2. 与其他交流电机相比,在同样功率下，产品体积缩小许多，材料节省，重量轻，适合大批量生产,制造成本低。 3. 起动转矩大,过载能力强。起动转矩高达额定转矩的4-6倍,起动瞬间因转子机械惯性大，n=0,感应电势E=0,由电压平衡式可知U=E+IaR , Ia=U-E/R=U/R ,起动电流很大，因Ia(电枢电流）=If（激磁电流），If产生磁通φ也很大，因此起动转矩T=Ct ×Ia×φ也很大,不易被卡住,适合于使用在启动比较困难的地方。 4. 率因数cos￠高。串激电机额定转速比较高，定、转子匝数相对比较少，(定转子安匝比:8W1/N=0.85-1.5之间(常用1.05—1.3之间),W1为定子单个线圈的导体数,N为转子的所有导体数,N=转子铁芯槽数×4×线圈匝数,如定子单个线圈的匝数为260匝,转子匝数为38匝,则该电机的定转子匝数比为8×260/12×4×38=1.14.此比值不能太大,太大了说明定子匝数过多,将造成定子铜耗的增加,造成激磁磁场过于饱和,铁耗增加,温升升高,效率下降,材料的利用率降低,还造成定子的电抗增加,使功率因数cos￠降低,使电机的特性变硬,需要对定转子参数进行配合调整,一般情况,输出功率大于400W定转子安匝比取比值较小,输出功率小于400W定转子安匝比取比值较大),因此绕组电感也较少，电流和电压的相位差夹角较小,所以功率因数cos￠比较高，一般来说,电机空载转速在10000-15000之间, cos￠=0.88-0.95,空载转速在15000-20000之间, cos￠=0.95-0.97,空载转速在20000—30000以上, cos￠=0.97-0.99

单相异步电机正弦绕组

单相异步电动机正弦绕组术语：正弦绕组其布线形式为同心式，但各线圈安排的匝数不同，是按正弦规律布线分配的。这种绕组的采用，能有效地抑制单相电动机的3、5、7次高次谐波，改善了电动机的电气性能；绕组的平均匝长短了，节省了材料，且嵌线方便，很有普及价值。一：正弦绕组的安排和类型正弦绕组每极线圈的安排类型分A类和B类 1.1：A类安排：同心线圈组中最大线圈的节距等于极距，因此相邻两组的大线圈将重叠于1个槽，该槽为双层线圈，线圈匝数等于该槽分配匝数的一半。在每极线圈相等的条件下，A类安排的绕组系数稍高，且电气性能稍优，但工艺性能差。 1.2：B类安排：最大线圈的节距小于极距1槽，同相邻两组没有重叠线圈，故工艺性好，但绕组系数和电气性能稍差。二：正弦绕组的布线特点：正弦绕组的主副绕组在铁心各槽中的布置，不是和普通单层绕组那样有固定的比例，而是要根据设计需要来选择不同的布线方案。 2.1：满圈布线满圈是一相绕组每极线圈数等于每极槽数［即Sp=Q/（2×2p）］, 满圈布线使正弦绕组呈双层形式。满圈正弦绕组能使电动的磁场在气隙中获得较完整的正弦布线，从而改善电动机的电气性能，但绕组系数较低，电动机的用铜量增加。

2.2：缺圈布线当一相绕组每极线圈数小于每极槽数时称为缺圈布线。缺圈数虽无规定，但缺圈增多绕组系数会提高，电气性能随之下降。通常，为使线圈更有效地发挥电磁效应，所缺线圈应从小线圈中减除。这时，缺线圈正弦绕组具有线圈不等匝的单双层混合结构，而缺圈越多，绕组中的单层线圈就越多。 2.3：主、副绕组的布线正弦绕组的主、副绕组既可根据设计来选用A类或B类安排，又可根据电动机性能来选用满圈或缺圈布线。但若电动机修理重绕时，应按原来的布线形式，不宜改动。主副绕组在空间上也必须满足互差90°的要求，至于每相的进线从每极同心线圈组的大圈或小圈引出，遵从各人的操作习惯。一般采用的是由大圈进线。三：正弦绕组的线圈匝数分配正弦绕组每极（主或副绕组）匝数是由定子电磁参数确定，与一般单相电动机的算法基本相同。若电动机的主绕组每极总匝数为Nmp,导线截面积为Sm,则电动机的副绕组每极总匝数Nnp和导线截面积Sn为电阻分相起动和电容分相起动式：Nnp=（0.5~0.7）Nmp Sn=（0. 5~0.25）Sm 电容运转式： Nnp=（1~1.3）Nmp Sm Sn= ———— 1~1.3 当主、副绕组的每极总匝数为Nmp、Nnp确定后，通常采用下列两种方法中的一种来确定各线圈的匝数分配。 3.1：查阅布线方案表，各线圈所分配的匝数由下式算出：

空调压缩机用单相异步电动机设计

空调压缩机用单相异步电动机设计空调压缩机是制冷系统中的心脏,其驱动电机的性能和质量举足轻重。设计该电动机的就要使其既能在压缩机中长期稳定地工作,又能同压缩机体达到最佳的匹配,从而提高压缩机的性能指标,获得最好的经济效益。空调压缩机电机按其供电的相数,可分为三相和单相异步电动机,其中三相异步电动机主要用于3HP以上的大功率压缩机和变频压缩机,一般家用3HP以下的空调器压缩机大部分采用单相异步电动机,而该类单相异步电动机又可分为PSC(Permanent Split Capacitor 电动机和CSR Capacitor Start and Run 电动机,前者电路简单,可靠性高,但起动转矩较小;后者由于使用了起动电容,所以起动转矩增大。本文讨论的对象,主要是家用空调器压缩机用PSC单相异步电动机(以下简称压缩机电机)。 1 定、转子冲片的设计目前世界上所有的家用空调器压缩机都是在美国GE公司开发出的压缩机基础上发展起来的,所以按其外圆尺寸的英寸值分,有39系列、44系列、48系列和55系列,其定子外圆尺寸分别为3.9″、4.4″、4.8″、55″。当定子冲片外径D1确定后,按经验公式选取定子冲片内径Di1: Di1=cm 定子冲片内径Di1的大小,将会影响定、转子的齿部、轭部的磁密的比例。一般来讲,Di1增大,会导致cosφ的增加和η的下降;Di1减小,会导致cosφ的下降和η的提高。定、转子气隙长度g对电机的性能有很大的影响,由于压缩机装配的特殊性,压缩机电机的定、转子气隙长度g一般取0.05cm。定子槽数Q1的选取要保证每极槽数应为整数,39系列一般取20个槽,44系列、48系列和55系列一般取24个槽。定子槽形常用梨形槽,槽形的设计通常使齿宽相等。参考数据见表1。为了节省材料,定子冲片多采用圆切方的外形,在切方处保证轭高相等,也有在此处采用小槽设计。定子内径Di1和定、转子气隙长度g确定后,转子的外径D2= Di1-2g。转子槽数Q2必须与定子槽数Q1有恰当的配合,如果配合不当,会使电机的性能恶化,例如有可能导致附加损耗、附加转矩、振动与噪声增加。从而使效率降低、温升增高、起动性能变坏、甚至无法起动,压缩机电机的转子槽数,一般取30或34,槽形一般取梨形闭口槽,平行齿,槽口高hro取0.02～0.03cm,平均齿宽t2取0.2～0.3cm。定、转子冲片设计还需根据电磁计算的结果作适当调整。 2 绕组设计定子绕组按结构形式,通常有双层绕组、单层绕组、集中绕组、分布绕组等。压缩机电机一般采用单层集中绕组。由于正弦绕组在压缩机电机的生产工艺中会有一定的困难,所以一般不采用。每相串联导体数Zφ1可以气隙磁通密度Bg为依据来选取,气隙磁通密度Bg一般取6500～7500Gs。线径的选取要考虑到压缩机电机的效率、电流密度和槽满率。压缩机电机的效率一般设计在80 82%。由于压缩机电机采用的漆包线耐温等级较高,以及电机有制冷剂将热量带走冷却,所以电流密度可设计高一些,一般可取7～8 A/mm2。槽满率对于机器嵌线可设计在75%,手工嵌线可设计在80%。压缩机电机转子一般采用铸铝鼠笼转子,端环的设计要考虑到与压缩泵之间有足够的安全距离以及转子电阻对电机性能的影响,所以两端环的设计尺寸可有所不同,转子导条斜槽度一般取1～1.5倍的定子齿距。 3 电磁设计从公式中: = 电机的主要尺寸决定于电磁负荷A和Bδ,电磁负荷愈高,电机的尺寸将愈小,对于旋转式空调压缩机,一般要求小型化,所以电磁负荷都取得较高,气隙磁密Bδ取6500～7500Gs,线负荷取200～500A/cm ,定、转子各部分磁密选取见表2。为适应制冷系统中,高、低压工况的不同,其冷凝压力随周围温度及制冷剂蒸发压力的变化而变化,要求压缩机电机具有在重负荷下起动的特性,在设计时在保证压缩机电机效率的前提下,提高电机的起动转矩,一般要求有0.4的起动转矩倍数。压缩机电机的最大转矩表征其过载的能力,考虑到制冷系统的

单相异步电动机的起动

《电机及拖动技术应用》教案机电工程系

第一部分：导课 ?本次主题：单相异步电动机的起动主题描述：⒈起动方式：一、分相式电动机的起动二、罩极式电动机的启动方法。解决问题：1.帮助学生了解分相式电动机的起动方法，原理。 2、帮助学生了解罩极式电动机的起动方法，原理。。 3.帮助学生建立把理论与实践结合起来的抽象思维方式。第二部分：授课 ………………………………………… 第一课时一、分相式电动机㈠单相电容运行异步电动机 ⒈电路图如图3-15所示。图3-15 单相电容运行异步电动机电路图 ⒉结构特点定子铁心上嵌放两套绕组，绕组的结构基本相同，空间位置上互差90°电角度，工作绕组LZ接近纯电感负载，其电流I LZ 相位落后电压接近90°电角度；起动绕组LF上串接电容器，合理选择电容值，使串联支路电流I LF超前I LZ的相位90°。 ⒊工作原理两相旋转磁场的产生条件：如图3-16所示。 ⑴空间上有两个相差90°电角度的绕组； ⑵通入两绕组的电流在相位上相差90°，两绕组产生的磁动势相等。一、情境设计：二、方法设计三、过程设计：第一部分：导课第二部分：授课第三部分：总结与拓展 ………………… 步骤:1 步骤:2 ………………… 步骤:1 步骤:2 ………………… 四、引导疑问（下节课要讲的问题）五、修改或备忘：（空着不填）

图3-16 两相旋转磁场的产生 a)电流波形图 b)旋转磁场笼型转子在旋转磁场中，感应出电流，感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，并驱动转子沿旋转磁场方向异步转动。 ⒋运行特点结构简单，使用维护方便，堵转电流小，有较高的效率和功率因数。但起动转矩较小，多用于电风扇、吸尘器等。图3-14 单相异步电动机的机械特性曲线图中转矩曲线1T 是顺时针旋转磁场产生的；转矩曲线2T 是逆时针旋转磁场产生的，T 是1T 与2T 的合力矩。 ⒈当1S =时，0n =,起动转矩0T =。 ⒉当 01S << (通入单相交流电的同时，使转子正向转动一下)，0T >。T 与 n 方向一致，就能使转子稳定运行。 ⒊当0S =时，电动机转速接近同步转速，T=0。因此单相异步电动机同样不能达到同步。 ⒋当12S <<（通入单相交流电的同时，使转子反向转到一下），0T <。T 与 n 方向一致，同样能反向稳定运行。单相异步电动机产生的脉动磁场是没有起动力矩的，但起动后电动机就有力矩了，两个方向都可以旋转，究竟朝哪个方向旋转，由所加外力的方向决定。