单相串励电动机设计
单相串励电机课程设计
单相串励电机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单相串励电机的基本结构、工作原理及分类。
2. 学生能掌握单相串励电机启动、运行、制动的基本方法。
3. 学生能了解单相串励电机在实际应用中的优缺点。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决单相串励电机在实际应用中出现的问题。
2. 学生能通过实际操作，掌握单相串励电机的接线、调试及维护方法。
3. 学生能运用绘图工具，绘制单相串励电机的电路图。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对电机工程的兴趣，提高学习积极性。
2. 学生能够认识到电机在日常生活和国民经济发展中的重要性，增强社会责任感。
3. 学生在团队协作中，培养沟通、交流、合作的能力。
课程性质：本课程为电机原理与应用的实践课程，旨在让学生通过理论学习与实践操作，掌握单相串励电机的基本知识和应用技能。
学生特点：学生已具备基础电学知识，有一定的动手操作能力，但对电机原理及应用的掌握程度不一。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 单相串励电机的基本结构：介绍单相串励电机的定子、转子、换向器、电刷等主要部件及其作用。
教材章节：第一章第三节2. 单相串励电机的工作原理：讲解单相串励电机的工作原理，包括磁场的产生、电流的流动及电机转动原理。
教材章节：第一章第四节3. 单相串励电机的分类及优缺点：介绍单相串励电机各类别及特点，对比分析其优缺点。
教材章节：第二章第一节4. 单相串励电机的启动、运行与制动：讲解单相串励电机的启动方法、运行特点及制动原理。
教材章节：第二章第二节5. 单相串励电机的实际应用：分析单相串励电机在日常生活和工业生产中的应用实例。
教材章节：第二章第三节6. 单相串励电机的接线、调试与维护：教授单相串励电机的接线方法、调试技巧及日常维护要点。
教材章节：第三章7. 实践操作：安排学生进行单相串励电机的接线、调试及运行实验，巩固理论知识，提高实际操作能力。
第八章 单相交流串励电动机
1 2
Cedm
1 2
CeC
f
I
CeC f
3. n f (Te)
T CT' I 2
I T / CT'
n U cos 2 Ra Rf
C T
CeC f
软特性，随着负载增加，转速自动降低，过 载能力强。
I
n Te
n
Te
图8-19 单相串励电机的机械特性
4. cos f (Te )
arctan Ed Eq 4.44 f (N f dm N a qm )
单相交流串励电动机是交流换向器电动机的一种。
交流换向器电动机
按相数分 单相交流换向器电动机 多相交流换向器电动机
按气隙磁场分
脉振磁场 旋转磁场
单相交流串励电动机的特点
①使用方便。交直流两用，调压调速。 ②转速高、体积小、重量轻。
D2L T P C n T D2L ③起动转矩大，过载能力强。 Tst (4 ~ 6)TN
1. 串晶闸管调速：通过改变晶闸管的导通角，来改变加到绕组上的电压。
2. 串电抗器调速：改变电抗器的抽头，改变加到绕组上的电压。
二、改变励磁磁通调速
励磁绕组串并联转换，串联时磁通大，转速低；并联时磁通小，转速高。
E
1 2
Cedm n
影响 cos 的因素
f cos
n
E
cos
Te
小 大
n n
cos cos
高 低
cos 0.9 ~ 0.95
第四节 单相交流串励电动机的调速
调速方法
n U cos I (Ra Rf )
1 2
Cedm
（1）改变电压调速
（2）改变励磁磁通调速 （3）串电阻调速
(整理)串激电机设计
当定子磁势为矩形波时，从傅丽叶级数分析，可看出各分量谐波随 值的变化情况（图1-3）。从图可见，当 为0.667时，3次分量为0(见图1-3)，所以一般 取0.667~0.7，若气隙采用不均匀设计时， 可放大。
1定子外径
（cm）
2定子内径
（cm）
3转子外径
（cm）
4转子内径
（cm）
5铁芯长度
（cm）
6气隙长度
（cm）
7定子极宽
（cm）
8定子极高
（cm）
9定子轭高
（cm）
(如非平行轭， 取靠近最狭处的 处的轭高)
10定子槽宽
（cm）
11转子槽口宽度
（cm）
12转子槽上部宽
（cm）
13转子槽口高度
（cm）
14转子槽楔厚度
31转匝数
34换向元件中电抗电势
(V)
35换向元件中变压器电势
(V)
36换向元件中电枢反应电势
(V)
37转子轭高
(cm)
(转轴复有绝缘层)
(转轴不复绝缘层)
38定子轭部磁密
（T）
39电枢轭部磁密
（T）
40定子极身磁密
(T)
41气隙磁密
(T)
42电枢齿部磁密
(T)
其中系数 可根据额定输出功率 从图1－5中选取，此曲线适用于连续运行定额温升不超过70K扇冷结构电机。
应该指出，在实际工程中，温升控制参数宜低于限值并留有裕度，以适应批量生产中的离散性。
2.限制 的数值以控制定子绕组温升
直接影响定子温升的因素是定子铜耗 , 是电机主电流, 是定子电阻。因此只要控制定子铜耗就能控制定子温升。定子绕组温升往往低于转子温升，这是正常的，是由电机结构和散热特点所决定的。但二者不可相差过大，否则说明材料利用不合理。
单相串励电机课程设计资料
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：电机设计设计题目：单相串激电动机原理与设计院系：电气工程及自动化班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2016.01.04—2016.01.17哈尔滨工业大学教务处哈尔滨工业大学课程设计任务书单相串激电机的设计1 主要技术要求1、额定功率750N P W =2、额定交流电压 220N U V =3、电源频率 150f Hz =4、额定转速 12000N n rpm =5、额定转矩597.260N NN P P M g cm nπ===Ω 6、额定效率65%N η=7、额定功率因数cos 0.92N φ=8、工作状态：连续工作状态2 电机主要参数9、计算功率110.65750951.92220.65N i N N N P EI P W ηη++===⨯=⨯ 10、负载时的电枢电流7505.70cos 0.652200.92N a N N N P I A U ηφ===⨯⨯11、负载时电枢电势 951.921675.70i a P E V I === 12、极对数1P =13、极弧系数0.663α=14、预取线负荷1130A A cm =15、预取气隙磁感应强度 15000B Gs δ= 16、电机常数111969C δ===17、电枢长径比 1.1ξ=18、电枢外径2101052.2D mm ===19、铁芯计算长度2 1.152.257.4L D mm ξ=⋅=⨯=取 57.4L mm =20、电枢周边速度32310603.1452.2120001032.783560Ne D n V m s m sπ--=⨯⨯⨯=⨯=<21、极距23.1452.282.0221D mm Pπτ⨯===⨯22、计算极弧长度00.66382.054.4b mm ατ==⨯=23、电枢铁芯磁化频率 1120002006060N Pn f Hz ⨯=== 24、气隙长度20.010.0152.20.522D mm δ==⨯=取 0.85mm δ= 25、定子外径122252.2104.4D D mm ==⨯=取 1110D mm = 26、定子内径 122252.220.5253.2D D mm δ=+=+⨯= 27、转子内径2220.210.2152.210.962D D mm ==⨯=取 2210.96D mm =3-3 电枢及换向28、电枢绕组型式：采用单迭绕组 29、负载时每极有效磁通1202510500054.457.410 1.56110a B b L MXδϕ--=⋅⋅⨯=⨯⨯⨯=⨯30、导体数86010756N aN Pn ϕ⨯===其中并联支路对数 1a =31、电枢槽数20.40.452.220.88Z D ==⨯=取 21Z =（槽）32、换向片数 363K Z == 33、电枢绕组元件匝数75662263C NW K===⨯ 取 6C W =（匝）34、电枢导体数最终值22636756C N KW ==⨯⨯=（条）35、气隙磁感应强度最终值100105002N a E B P n b L NGsδ⨯⋅=⋅⋅⋅⋅==150025000100%100%50020.04%3%B B B δδδ--⨯=⨯=< 通过 36、每极有效磁通最终值202510500254.457.410 1.56210a B b L MXδϕ--=⋅⋅⨯=⨯⨯⨯=⨯37、电枢线负荷终值 2756 5.701010131.4/22 3.1452.2a N I A A mm D π⋅⨯=⨯=⨯=⨯⨯1130131.4100%100% 1.1%3%131.4A A A --⨯=⨯=< 通过 38、电枢每槽导体数 7563621NS Z ===（条） 39、电枢绕组的元件节距及换向器节距11Y Y 2633122113113011K K P Y Y Y δδ=±=±=⨯=-=-=== 40、电枢绕组电流密度预取值 1212a j A mm =41、导线截面及直径 1125.700.23572212a a a I g mm j ===⨯根据导线标准，取导线QZ-1 导线截面积 20.2376a g mm = 铜线直径0.55a d mm =带绝缘导线外径 0.60au d mm = 42、电枢绕组内最终电流密度 25.7012220.2376a a a I j A mm g ===⨯ 43、电枢槽与齿的计算齿距 22 3.1452.27.8121D t mm Zπ⨯===齿磁密217000t B Gs = 齿宽22250027.812.470.9317000t Fe t B t b mm K B δ⋅⨯===⋅⨯其中铁芯迭压系数0.93Fe K =槽口宽 02 2.6 2.60.92 2.03au b d mm ==⨯= 槽口高02020.550.55 2.39 1.31h b mm ==⨯=槽上圆直径22202(2)3.14(52.22 1.31)21 2.474.35021 3.14td D h Zb d Z mmππ--=+-⨯-⨯==+轭磁密215000j B Gs =轭高22252.250029.3592210.9315000j Fe j D B h mm PK B δ⋅⨯===⋅⨯⨯⨯槽高222220.5(2)0.5(52.210.96229.359)11.260t j h D D h mm=⨯-- =⨯--⨯=槽下圆直径2222(2)sin1sin(52.2211.260)sin 2.47212.301sin21t t x D h b Zd Zmmππππ-⋅-=--⨯⨯-==-槽上下圆中心距2222020.5()11.260 1.120.5(4.350 2.30) 6.82t S d x h h h d d mm=--+=--⨯+=44、电枢槽截面积22222222222()()826.82(4.350 2.30)(4.350 2.30)32.1882S d x d x h S d d d d mm ππ=+++=⨯++⨯+=45、槽满率222360.6031.6%33%4432.18au S S d f S ππ⋅⋅⨯⨯===<⋅⨯基本符合要求转子冲片图46、一根导体平均长度 21.257.4 1.252.2120.04a L L D m m=+=+⨯= 47、热态电枢绕组电阻111.221057004756120.041.22102.04570040.2376aa aN L r g --⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=Ω⨯⨯48、满载情况下电枢绕组内电压降5.70 2.0411.63a a a U I r V ∆==⨯=49、换向器直径及周边速度20.80.852.241.76K D D mm ==⨯=3341.7612000101026.26060K NK D n V m s ππ--⋅⋅⨯⨯=⨯=⨯=50、换向片距41.76 2.0863K k D t mm K ππ⋅⨯===25t mm << 符合要求51、电刷参数 选用电刷牌号为 308D = 摩擦系数0.25μ= 每对刷电压降2.5S U V ∆=电流密度允许值 0210S J A mm = 单位压力2300S P g mm =最大周边速度040K V m s =52、点刷的电流密度0210S S j j A mm ==53、点刷的截面积及其尺寸2225.70101057110a S S I S mm P j =⨯=⨯=⋅⨯ 电刷宽度1.9 1.92.13.99s k b t mm ==⨯=取 4s b mm =电刷长度5714.254S s s S a mm b === 取 12.5s a m m=，高 12.5r mm = 54、换向器轴向有效长度 1 1.7 1.712.521.25K s L a mm ==⨯=换向器轴向总长1421.2540.5523.45K K a L L d mm =+=+⨯=55、换向的检验 换向区域宽带2[()]26363152.2[4(31) 2.1]2121141.7611.56k s k KD K K ab b Y t Z P P D mm=++--=++--⨯⨯= 换向宽带允许值 000.8()0.8(82.054.4)22.08k b b mm τ=-=⨯-=0k k b b < 符合要求电枢元件漏磁通单位磁导22222022 1.20.60.92log 211.260 1.252.27.810.60.92log4.350 2.30120.04 2.033.55t d x a h D td d L b πλπ=⨯+++⨯⨯⨯=⨯+++=电枢短路元件内电抗电势7721026 3.55131.457.432.78101.05r C e e W A L V Vλ--=⋅⋅⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=电枢反应电势770.8106131.482.057.432.780.81082.054.41.1C eKR W A L V e b Vπττπ--⋅⋅⋅⋅⋅=⋅-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯-=合成电势1.05 1.12.15P r KR e e e V =+=+=4.5P e V < 满足要求一个元件中产生的变压器电势81584.44104.44506 1.5611010 2.08Kt C a e f W Vϕ--=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=(68)Kt e V <- 满足要求3-4 磁路系统及磁路计算取 定子磁极 7000m B Gs =定子轭 19000j B Gs = 电枢齿 217000t B Gs =电枢轭 215000j B Gs =气隙5002B Gs δ=56、磁极尺寸 轴向长度 157.4L L mm ==极芯高度 120.30.352.215.66t h D mm ==⨯= 极靴厚度 20.060.0652.2 3.13x b D mm ==⨯= 极芯磁密17000t B Gs =极芯截面积522111.1 1.1 1.562101001024557000a t t S mm B ϕ⨯⨯⨯=⨯==极芯宽111245546.00.9357.4t t Fe S b mm K L ===⋅⨯定子冲片图57、机座尺寸 机座轭磁密 19000j B Gs =机座轭截面积5211 1.562101.1100 1.1100955229000aj j S mm B ϕ⨯=⨯⨯=⨯⨯=⨯机座厚11195517.890.9357.4j j Fe S h mm K L ===⋅⨯58、气隙磁势 气隙系数 2202107.81100.521.2107.812.03100.52t K t b δδδ++⨯===-+-+⨯气隙磁势111.6101.6 1.1850020.5210491F K B δδδδ--=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯= 59、电枢齿磁势 电枢冲片选用DW470-50电枢齿磁场强度 由相应的磁密查磁化曲线得到，以下同。
单相交流串励电机调速系统设计
单相交流串励电机调速系统设计陈浩;吴定祥;康志远;杨增健;唐立军【摘要】针对串励电机调速系统的连续性和稳定性问题,对单相交流串励电机控制电路、保护电路和驱动电路进行了研究,探索了一种通过控制IGBT管的通断来实现斩波式调压方法,提出了一种基于STM32 ARM Cortex-M3内核单片机的调速系统.该系统通过对单相交流串励电机速度的设定值和反馈值的偏差进行增量PID运算,根据PID运算结果计算PWM输出的占空比,来控制IGBT管的通断,从而改变加在单相交流串励电机交流正弦波的时间,达到改变串励电机两端电压的目的,实现串励电机的无级平滑调速.研究结果表明,该系统使用的IGBT管至少比传统系统的少3个,既节约成本又提高了系统的稳定性.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2016(033)012【总页数】5页(P1483-1487)【关键词】单相串励电机;调速系统;PWM【作者】陈浩;吴定祥;康志远;杨增健;唐立军【作者单位】长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙亿旭机电科技有限公司,湖南长沙410000;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114【正文语种】中文【中图分类】TH39;TM546+.4单相串励电动机输出转矩大，转速一般可以达到几千转甚至几万转每分钟，电路控制简单，交直流可以两用，广泛应用于家用电器、电动工具、搅拌机等场合[1]。
第八章 单相交流串励电动机
1. I f (Te )
T
1 2
CTdm I
cos0
1 2
CT C f
I2
cos0
CT' I 2
磁路不饱和时 T I2
2. I f (n)
略去 2U ，认为 0 0
则
E U cos I (Ra Rf )
1 2
Cedm
n
n U cos I (Ra Rf ) U cos 2 Ra Rf
对于直流串励电动机
U E Ia (Ra Rf ) 2U E Ce n
对于交流串励电动机
u
i
i f ia
d q
脉振磁通，频率为电源频率
一、磁通
u
i
i f ia
d q
二、感应电动势
电枢绕组切割 d 旋转电动势e d 交变，在励磁绕组中感应变压器电动势 ed q 交变，在电枢绕组中感应变压器电动势 eq
3. q在电枢绕组中产生的变压器电动势
ia q
q qm sin t
eq
Na
dq
dt
Naqm cost
与电流同相位
2Eq sin(t 900 )
E&q j4.44 fNa&qm
三、电压方程式和相量图
U& I&(Ra Rf ) jI&(xa x f ) 2U& E& E&d E&q U& E& E&d E&q I&(Ra Rf ) jI&(xa x f ) 2U&
单相交流串励电动机是交流换向器电动机的一种。
交流换向器电动机
按相数分 单相交流换向器电动机 多相交流换向器电动机
小功率单相串励电动机电磁设计!230
小功率单相串励电动机电磁设计!230 一额定据数1额定额出功率P275H2额定额入功率P438.60o3额定额速n12100H4额定额出额矩M0.217H5额定额额U220H6额定额率f50H7额定效率η62.7%H8额定功率因数cosφ0.93H二额构参数1定子外径D7.112定子内径D3.9123额外枢径D3.8124额枢内径D1.05225额心额叠L4.46隙额度气δ0.0457定子额极b3.1p8定子高极h0.9p9定子额高h0.685c110定子槽额H'0.7211额子槽口额度b0.25012额子槽上部额b0.724113额子槽口高度h0.065014额子槽楔厚度h0.0815额子槽上部深h0.52116额子槽芯深度h0.795217额子槽底半径R0.2118额子额额t0.32619额子槽数z1120额向器外径D2.6c21额向器片数K3322额刷额度a0.8b23额刷额度b0.63b三额算1额额额流I=P/(U*η*cosφ)2.144HHHH2额子额阻额额d'0.3922额子额阻额额d0.33223额子额额截面S=1/4*π*d0.0855224额子额额额流密度Δ=I/(2*S)12.53225额子额额荷A124.16额子额额额数N=2*π*D*A/I138627额子每槽额数N=N/z126s8额子槽额率f 74.47%s手额额可接受自额额不可接受9额子额额平均半额匝l=L+K*D8.022e2D<4cm2K0.95e-510额子额额额阻r=(5.35*N*l/S)*106.95222211额耗比例系数a0.538返算后修正额0.512功率内P=P/η*[1-a*(1-η)]356.8iHHH13旋额额额E=P/I166.4i214额机常数C=D*L*n/P21662Hi15距极τ=π*D/25.9852α0.667弧系极数 1617额算距极τ=α*τ3.99018额槽额踞y=z/2 - ε5s19短距系数K=sin(y/z*180?)0.99ps20磁通φ=60*1.414*E/(K*n*N)8.51E-04dpH21槽额踞虚y=K/2-K/z*ε15122前额踞y=y-11421-223额向器额速度v=π*D*n/60*1016.5ccH-224额子额速度v=π*D*n/60*1024.1a2H25额向器片踞t=π*D/K0.248cc26额向器域额度区b=b'+(U+K/2-y-1)*tc'2.19cbz1Uz=K/z3b'=b*D/D0.923bb2ct'=t*D/D0.363cc2cbc<1.2(τ-τ0)合适校核27额刷额密Δ=I/(a*b)4.25bbb28额子额踞t=π*D/Z1.088m229额子外额额t=t-b0.8381m030额子槽额t=π*(D-2h-h)/z-t0.576s20131额子槽形系数K=t/(0.96*t)1.84ssλ2.70232额子额位漏磁额33额子每元件匝数W=N/(2*K)21234额向元件中额抗额额e1.50x35额向元件中额额器额额e=4.44*f*W*φ3.97tH2d36额向元件中额反额额额枢e2.09a37额子额高h=[D-(2h+ΨD]/2+1/3*R0.743c22222额额双重额额Ψ1438定子额部磁密B=1.07*φ/(1.92*h*L)*101.573c1dc1439额额部磁密枢B=φ/(1.92*h*L)*101.356c2dc2440定子身磁密极B=1.08*φ/(0.96*b*L)*100.702pdp441隙磁密气B=φ/(τ*L)*100.484δd042额额部磁密枢B=Bt/(0.96*t)1.684tδ*m43定子额磁额强度at30.92c144定子磁额强度极at5.04p45额子额磁额强度at50.39c246额子额磁额强度at77.03c47定子额磁路额度l=[π*(D-h)-b]/28.527c11c1p48额子额磁路额度l=π*(Ψ*D+h)/22.541c222c249额子额磁路额度l=2*h+2/3*R1.18t150隙系气数K=(t+10*δ)/(t+10*δ)1.194δm151隙激磁安气匝AT=1.6B*K*δ*10000416.5δδδ52定子额激磁安匝AT=at*l263.7c1c1c153定子激磁安极匝AT=2*at*h9.1ppp54额子额激磁安匝AT=at*l128.03c2c2c255额子额激磁安匝AT=at*l90.90ttt56借偏去磁安匝AT=K*D*β*A44.56ββ2一槽额向器片数3K0.33ββ=2*π*s/K0.286β257额向增磁安匝AT=0.069*(b/t)*(e+e)*W*I72.12cbcxa258额反额安枢匝AT=1.414*(x+y)τ*A/[3*(x+y)]128.91a0AT= 59额激磁安匝AT+AT+AT+AT+AT+AT+AT-δc1c2tPβaAT1009.5c60定子每极匝数W=AT/(2.828*I)166.51取额16761定子额圈额额d'0.531d0.471262定子额额截面S=1/4*π*d0.17351163定子额圈额密Δ=I/S12.361164定额子安比匝f=8*W/N0.964w165定子额圈额模额a=(10*D+K)*sin(90?*α)38m12mD<3cm12K3m66定子额圈额模额L=10*L+2*r-250m额额额直;称径mm,r;mm,<0.4530.45 - 0.54>0.5567定子额圈额模高H=10*H'-16.268定子额模每额匝数W'=H/(d'+s')-0.510.21取额10d'>0.5 1ε'0.0569定子额圈额度b=(W+1)/W'*(d'+ε')9.74m1170定子额圈平均每额度匝l=2*(a+L-4*r)+π(2r+b)200.01mmm-571定子额额额阻r=4.28Wl/s*108.24111172定子额额额阻额降U=I*r17.66r1173额子额额额阻额降U=I*r14.90r2274定子漏抗额降I=0.5*f*W*φ3.55x1H1d2-875额子漏抗额降I=π*f*N*λ*L*I/(2*z)*103.49x2H76定子额额自感额额E=8.88*f*W*φ63.1dH1d77额额额自感额额枢22E=0.0472*f*τ*L*I*N*α/qH-8(K*δ)*1021.18δ78定子额部额量W=15.5*(D-h)*h*L/10000.300c11c1c179定子身额量极W=14.8*h*b*L/10000.182ppp280额子额部额量W=5.8*(D-2*h)*L/10000.126c22281额子额部额量W=7.4*z*t*h*L/10000.093t282额子旋额额率f=n/60201.72H283定子额和身额位额耗极p=2*ε*(f/100)+2.5*ρ*(f/100)6.25c1HHεD额4.121D额3.522284额子额额位额耗p=2*ε*(f/100)+2.5*ρ*(f/100)58.85c222285额子额额位额耗p=1.5*ε*(f/100)+3*ρ*(f/100)64.27t22286定子身额耗极P=p*B*W0.559pc1pp287定子额部额耗P=p*B*W4.636c1c1c1c1288额子额部额耗P=p*B*W13.62c2c2c2c2289额子额部额耗P=p*B*W16.93tttt90额额耗P=P+P+P+P35.74Fepc1c2t91磁通相角正弦额sinθ=(K*P+P+P)/(E*I)0.0781cFec1pdn<=10000 r/min. K=0.2Hcn>10000 r/min. K=0.15Hc292磁通相角余弦额cosθ=sqr t(1-sinθ)0.99793端额额有功分量U=U+U+2.4+Esinθ+Ecosθ205.82rr1r2d94端额额无功分量U=I+I+E+Esθ-Esinθ78.33xx1x2qdco2295额算端额额U'=sqrt(U+U)220.22rx校额,与UH=220V的偏差<1%,合适0.10%96额算功率因数cosφ'=U/U'0.9346r 校额,与cosφH=0.93的偏差<2%,合适0.50%297定子额耗P=I*r37.86Cu11298额子额耗P=I*r31.95Cu2299额摩机械耗P47m100额额耗ΣP=P+P+2.4I+P+(1+K)*P163.05Cu1Cu2mcFe101额算效率η'=(U*I*cosφ-ΣP)/(U*I*cosφ)62.82%HHHH校额,与ηH=0.627的偏差<1%,合适0.20%102硅额片额量W=7.41*b*D*L/10001.319Fe103定子额额用额量W=18.7*W*s*l/10000001.083Cu1111 104额子额额用额量W=9.35*N**s*l/1000000.089Cu222 WWr/min.N.mVHzcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmcmAmmmm2mm2A/mmA/cm自额额不可接受cm>=4cm1ΩWVcmcmWbm/sm/scmcmbc<1.2(τ-τ0)合适2A/mmcmcmcmVVVcm非重额额双0.833333TTTTTA/cm A/cmA/cmA/cmcm cmcmAAAAAA20.625AAmmmm2A/mmmm>=3cm5mmmmmmd'<0.510.03mmmmΩVVVVVkgkgkgkgHzW/kgρ5.14.4W/kg W/kgWWkgkgkg。
吸尘器用单相串励电机的结构设计
不会。外接分 流器 的接 线方 法, 采用 双 臂电 桥接 法。电 流接点接外, 电压接点 ( 到表 头) 接 内, 中间 是分 流电 阻, 因此 电流接点的压降 不会 测到 表头 内, 不会 引起 测量 误差。 电压 接点的接点电阻, 前 面已 经谈 到, 如果 选用 的是 数字 电压 表, 不会有影响。若是磁电式毫伏 表配用, 有 影响, 故应尽 量减小 接点电阻和引线电阻。
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吸尘器用单相串励电机的结构设计
鲍盛波
( 宁波富佳电器有限公司, 浙江宁波 315400)
中图分类号: TM344. 1+ 1 文献标识码: E 文章编号: 1004- 7018( 2004) 02- 0047- 01
可以。外接附加分流器式直 流大电 流表是 一只外接 分流 器, 配用一只专用直流毫 伏表, 对直流 大电流 进行测 量。表头 上, 一 般刻有毫伏 电流的对应 读数。也就是 说, 表 头上虽 然指示的是直流大 电流量 值, 实际 上 却是 大电 流在 外接 分流 器电阻上引起的压降值。例如 C210~ 100A、1. 0 级直流大电流 表, 它的专用外接分流 器为 ZKR E90- 3 型、100 A、75 mV, 与 之配用的 C21 表头, 则 是一只 1. 0 级、满量 程为 75 mV 的 直流 毫伏表。因 100 A 、75 mV 分流 器 的电 阻为 0 00075 , 直 流 100 A 流过分 流器时, 引起的 压降 正好是 75 mV 。鉴 于此, 任 何量程合适、准确度在 0. 5 级以上的 直流毫 伏表, 都可以 与外 接分流器配用测 量直 流大 电流。但 应注 意下 面两 个 问题: 一 是毫伏表头的内阻越大越好。因 毫伏表 头的内 阻是与分 流器 并联, 内阻越大, 分流 误差 越小, 测 量越 准确。 数字 电压 表内 阻上兆欧, 故选用 数字 电压表 直流 毫 伏档 与外 接分 流器 配用 测量大电流最好, 准 确度 也高。磁 电 式毫 伏表 内阻 虽然 只有 数十欧, 但仍能满足分流误 差小于 0. 005 的要求。故一般磁电 式毫伏表都可选用。如上 面 C211. 0 级直 流大 电流表, 其 表头 内阻为 19. 5 , 分流 误差 为 0 000 04 A , 分流 误差仍 然很 小。 二是表头引线电阻和接点电阻 对表头 准确度 的影响。选 用数 字电压表, 因表头内阻很高 , 引线 电阻和 接点电 阻都不会 对它 的准确造成影响, 故选 用数字 电压 表 与分 流器 配用 测量 直流 大电流, 引线电 阻和 接点 电阻 都可 不作 考虑。 但若 选用 磁电 式毫伏表, 因其内阻很低, 引线电 阻和接 点电阻 都会对表 头的 准确度造成影响, 故 引线 电阻 和接 点电 阻应 越小 越好。 仍如 上面 C21大电流表, 它的引线电阻加接点电阻如果大 于 0. 0975
第三章 单相串励电动机
第三章 单相串励电动机 学习目标 １畅理解单相串励电动机的基本结构和工作原理。
２畅了解单相串励电动机的主要特点和应用。
第一节 单相串励电动机的结构和运转原理单相串励电动机具有电刷和换向器，属于直流电动机中的一种，其励磁绕组和电枢绕组串联，因既可使用直流电源又可使用交流电源，又称为交直流两用电动机（或称通用电动机）。
单相串励电动机具有起动转矩大、过载能力强、转速高、体积小、重量轻等优点，因而广泛用于各种电动工具和日用电器中，在一些小型机床、医疗器械中也有使用。
一、单相串励电动机的基本结构 单相串励式电动机的结构与电磁式直流电动机相似，也是由定子、电枢（转子）和结构件（机座、端盖）等组成，如图３１所示。
定子由凸极形状的硅钢片叠压而成，嵌有励磁绕组。
励磁绕组与电枢绕组的串联方式有两种：一种是电枢绕组串接在两个励磁绕组中间，如图３２（a）所示；另一种是两个励磁绕组串联后再与电枢绕组串联，如图３２（b）所示。
两种方式原理相同，即两个励磁绕组所形成的磁极极性必须相反。
在实际应用中，以第一种方式使用较多。
图３１ 单相串励电动机结构示意图二、单相串励电动机的运转原理 通过在第二章讨论直流电动机的反转原理中知道，只要励磁绕组和电枢绕组其中之一改变电流方向，就能使电动机反转；但如果两个绕组的电流同时反向，则电动机的转向不变。
单相串励电动机的工作原理就是建立在直流串励电动机工作原理基础上的，当用直流电源供电时，电动机的工作情况与直流串励电动机相同；当用交流电源供电时，虽然电枢电流和励磁电流交变，所产生的磁通也交变，但只要磁通Φ和电枢电流I a 同相，则所产生的电磁转矩总是正值，如图３３所示，即电磁转矩的方向是恒定不变的。
由图３３可见，单相串励电动机在交流电源上所产生的电磁转矩平均值T cp 等于最大转矩T m 的１／２。
图３２ 单相串励电动机接线图图３３ 单相串励电动机的磁通、转子电流和电磁转矩曲线第二节 单相串励电动机的运行特性一、单相串励电动机的机械特性 无论是使用直流电或是交流电，单相串励电动机的机械特性都与直流串励电动机的机械特图３４ 单相串励电动机的机械特性曲线性相似，如图３４所示。
单相串励电动机
• 如上所述，单相串励电动机具有良好的调速性能，多用于电动工具和 各种小型日用电器中，这些电器对电动机的调整性能要求不高，调整 范围也不宽(调速比一般为3:5~5:1)，所采用的调整方法也简单实用为 原则，主要有调压、调磁和改变电阻三种方法。
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第三节 单相串励电动机的反转和调速
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第三节 单相串励电动机的反转和调速
• 电路如图3 -8所示，在串励电动机电路中串入可变(或分级可调)电阻 器。可改变电动机的转速。这实际上也是一种降压调速的方法，较常 见的是用于家用电动缝纫机的调速控制，调速电阻器用脚踏控制器控 制。
• 3.改变磁通调速 • 改变磁通Φ可以在一定范围调节电动机的转速: Φ增加，转速下降; Φ
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第一节 单相串励电动机的基本结构和 工作原理
• 电动工具中，单相串励电动机采用的换向器一般有半塑料换向器和全 塑料换向器两种结构，全塑料换向器就是在换向铜片之间采用耐弧塑 料绝缘的换向器。
• 3.电刷架 • 电刷架一般用胶木粉压制底板，它由刷握和盘式弹簧组成。单相串励
电动机的刷握按其结构形式，可分为管式和盒式两大类。目前，国内 单相串励电动机的刷握结构大部分采用盒式结构。盒式结构的刷握具 有结构简单、加工容易和调节方便等优点，特别适合于需要移动电刷 • 位置以改善换向的场合。盒式刷握的缺点是刚性差、变形大，不适用 于转速高、振动大的电动机。
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第一节 单相串励电动机的基本结构和 工作原理
• 2.电枢 • 电枢即电动机转子，由铁芯、绕组、轴、换向器、风扇组成，与直流
电动机的电枢结构相同。 • 电枢铁芯用0. 5 mm厚的硅钢片沿轴向叠装后，将转轴压入其中。电
单相串激电机定子冲片设计
电动工具类（单相串激电机）定子冲片设计资料一、定子冲片的材料如图为交流串激电动机定子冲片的典型形状，由于在交流串激电动机中，定子磁通是交变的，会产生铁心损耗，因而定子冲片都是采用硅钢片冲制而成。
二、定子冲片外圆尺寸的决定各种类型电机，考虑定子冲片外圆尺寸的重要原则之一：就是硅钢片的经济剪裁，也就是在冲制定子冲片时的余留下来的边角料最少，硅钢片的利用率最高，因此定子冲片的外径不能任意决定。
三、定子内径（也就是转子外径）的决定电机设计知识告诉我们，在其他条件不变的情况下，电机的功率正比于转子外径的平方，而与定子外径无关，因此在定子外径一定的情况下，我们总希望采用较大的转子外径，这样可以产生较大的功率。
但在定子外径一定的情况下，增加转子直径，会使定子的线窗面积减少，而使定子绕组没有足够的位置按放，因而，在定子外径一定的情况下，定子内径（转子外径）也不能任意决定。
一般转、定子直径之比为：0.58~0.62之间随即机械化程度的提高，已能将线圈直接饶在定子铁芯上的电机（特别是深槽定子），这样定子绕组端部较短，定子铜耗也因此可以减少，有利于提高电机的出力。
四、极靴弧长b的决定极靴弧长b也是定子冲片一个极为重要的数据。
如果b取大，磁极面积就大，就能产生更多的磁通，使转子产生较大的转矩，因而能带动更大的负载。
但极靴弧长增大以后会带来下面两个缺点：1、极靴弧长增大，两个相邻磁极的极尖距离就缩短，极尖漏磁通的磁阻就变小，极尖漏磁通就增大，因此，从减少漏磁通的角度来看，我们不希望极靴弧长太大。
2、极靴弧长太大，还会使换向恶化，火花增加，原因是电枢反应电势的增加。
电枢反应电势：我们都知道转子流过电流以后，要产生转子磁通，转子磁通的方向总是与换向极磁通方向相反，既然换向元件切割换向极磁通所产生的电势，能够帮助换向；那么换向元件切割转子磁通所产生的电势，一定会妨碍换向，这个妨碍换向的电势就是成为电枢反应电势。
五、定子轭高hc及磁极宽度bp的决定决定一张定子冲片的主要尺寸是：定子外径、定子内径、极靴弧长、定子轭高及磁极宽度。
单相串励电动机设计
一、 单相串励电动机设计1.1 基本公式:1.1.1 反电动势E:对于直流串励电动机: )(10106088v n c n aPN E e --⋅Φ=⋅Φ= 其中: P –––极对数; N –––电枢总的导体数a –––电枢绕组并联支路对数Φ–––每极气隙磁通量n –––电机转速对于单相串励电动机: )(102608v n k aPN E p -⋅Φ= k p –––电枢绕组短距系数.1.1.2 电压平衡方程式:对于直流串励电动机: b f a a U R R I E U ∆+++=)(R a ---––––电枢绕组电阻R f ––––激磁绕组电阻∆U b ---––––电刷与换向器间压降对单相串励电动机: 22r x U U U +=Ux----–––端电压有功分量Ur ––––端电压无功分量1.1.3 电磁力矩公式:对于直流串励电动机: a m I PN T Φ⋅=a2π; 对于交流串励电动机: θπcos 22N p m I K a PN T Φ⋅=.(此为平均力矩,非瞬时力矩) 其中:θ --––– 电枢电流超前主磁通的相角.1.1.4 每极气隙磁通量为:δδδταB L ...=Φδα-- ––– 极弧系数τ ––– 极弧长度δL -- ––– 电枢铁芯计算长δB -- ––– 气隙磁密1.1.5 转速:略去电刷和换向器之间的压降△U b ,则直流串励电动机的转速: Φ+-=e f a a C R R I U n )( 对单相串励电动机,在略去ΔU b 和假设θ=0的条件下有:)(f a a r R R I E UCOS U ++==ϕn C E e Φ=21 则Φ+-=e f a a C R R I uCOS n )]([2ϕ.1.2 电机主要参数之间的关系1.2.1 电负荷(线负荷)、电密及发热因子之间的关系.电负荷A 定义: 沿电枢圆周单位长度上的安培导体数称为电负荷.公式: D2πa NI A = N -- ––– 电枢总导体数D --––– 电枢外径a ––– 电枢绕组的并联支路对数电密J:- 导体单位横载面积上通过电流的大小. 24dI J =π d --––– 导体直径发热因子: 电枢绕组的线负和导体电密J 的乘积A ·J 叫发热因子.它决定了电机温升的高低.2222242Dd a NI d I D a NI J A πππ=⋅=⋅ 从上可见,在电流一定的条件下,对于整个电机有:a. 导线的横载越大,则温升越低;b. 电枢直径越大,则温升越低;c. 电枢匝数越小,则温升越低.但在实际情况中,为了增大力矩,往往电枢匝数较大,使得电枢温升高于定子线圈部位的温升.电机绝缘等级越高,允许发热因子的数值越大,一般对串激电机,A ·J 为700~1400安/厘米‧安/毫米2).1.2.2 电机的体积、转速与功率之间的关系.对于串励电动机 :δαB A p n L D p ⋅⋅⋅=⋅⋅'216' 因串激电动机ηNP P ='则P n L D P n L D η⋅⋅⋅=⋅⋅22' 式中: 'P ------ 计算功率, η ------- 效率, P -------- 额定功率, 'P α -------- 计算极弧系数, L D ⋅2------- 类同于电机的体积.从上可知:a. 在要求的转速与计算功率比值一定的条件下,改用不同类型的电机芯片(即改变D),则可通过改变铁芯长度L 来保证达到相同的性能;b. 在电机的芯片与长度一定的条件下,要求的功率越大,则转速越高,如若要保证工作点的转速,则应提高工作点的效率;c. 在功率一定的条件下,可提高转速以减小电机体积.1.2.3 利用系数K A 与力矩之间的关系.利用系数K A 它反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料.nL D P K A ⋅=2' 因''T n P =,则LD T K A ⋅=2'. 可见: 在D 2·L(即电机体积)一定的条件下,产生的力矩越大,则利用系数越高.1.2.4 电负荷与磁负荷之间的关系. 由δαB A p n L D p ⋅⋅⋅=⋅⋅'216'可知: a. 若线负荷A 不变,气隙磁密B δ增大,则电机体积减小,用铁量减小;同时因铁损与2δB 成正比则电机铁耗增大,温升也将升高;同时气隙磁层降和磁路饱和程度增加,功率因子下降; b. 磁负荷B δ不变,线负荷A 增大,则电机体积减小,用铁量减少;因B δ一定,而铁芯重量减小,则铁耗减少;同时因每极磁通变小,为了产生一定的感应电势,则绕组匝数必须增加,致使用铜量增加,铜耗随之增加,使绕组温升增高.。
串激电机设计
第一章 概述1-1单相串激电机设计进展1． 单相串激电机的设计研究概述：为适应电动工具以及小型家用电器之应用需要，串激电机设计得到了长足进步。
2． 电磁设计上的进展：据估计每隔十年，单位重量出力提高20%~30%，可归纳如下：(1) 提高电机转速;(2) 增大转子直径，提高定子/转子外径比12D D 。
由0.52~0.56提高到0.54~0.59，使定转子温升趋于平衡；(3) 采用深槽定子，得益于采用了自动绕线机，可以采用较大的转子外经并缩短定子匝长。
可提高电机效率10%~20%；(4) 提高电磁密度，适当提高激磁安匝。
可以缩小结构尺寸，有利换向，提高电机硬度；(5) 减少冲片规格，提高通用性。
降低成本，适应自动化批量生产；1-2单向串激电机的设计要求1． 电机设计的基本要求（1） 功率要求，适当选取功率，综合平衡效率、温升、及体积之要求； （2） 效率和攻率因数的要求；（3） 其它额定指标，包括启动转矩，最小转矩，最大转矩等； 2． 单相串激电机的设计特点及要求（1） 额定工作点，额定输出转矩时电机应不低于额定转速；（2） 控制换向火花，因换向无法计算，故要求严格控制火花相关的各设计参数； （3） 其它设计要求；第二章 主要尺寸及电磁参数选取2-1 主要要尺寸及电磁负荷1．主要尺寸D 1,D 2及L确定电机主要尺寸，一般从计算L D 22入手：AnB Pi L D δα4221026⨯⨯⨯=（cm 3） i P ——电磁内功率（即通常所说的电磁功率），可有后式估算 α——极弧系数，取0.6~0.7 δB ———气隙磁密（T ），可按（图1—2）选取A ——线负荷（A/cm ），可按（图1—2）选取 n ——转速(r/min)从上式看出，δAB 取值越大，电机尺寸越小，但δAB 取值受其他因素制约，详见后述。
转速n 越大，电机尺寸也越小，电机转速同样受到机械，换向等因素的制约。
在此处，可用额定转速代入式中作计算。
Ф90-550W单相串励电动机电磁设计
Ф90-550W单相串励电动机电磁设计摘要本文介绍了单相串励电机的一些基本情况及其设计方法和优化方案。
文章首先从异步电机的基本理论及工作特性着手，简单介绍了特种电机的发展近况、基本特性、分类、结构、用途、技术指标、工作原理及运行特性等，为电机设计的做好必要的理论准备。
并着重阐述了单相串励电机的设计计算过程及其优化依据和方案，并通过优化设计的结果和理论分析提出了今后研究的方向。
关键词:单相串励电动机；设计；电磁路参数；工作性能；优化方案Φ90-550W Single-phase series-excited motorelectromagnetic designAbstractIn this paper, Single-phase series-excited motor design method and optimu m proposal. First of all, from the basic theory of Asynchronous motor characteris tics and the work to proceed, briefly introduced the latest development of the Asynchronous motor, the basic characteristics, type, structure, purpose, technical i ndicators, the working principle and operation characteristics, designed for the motor to make the necessary preparations for the theory. It put forward the end of the optimized design, and gives the theoretical analysis which is about the direction of research.Keyword:Single-phase series-excited motor; design; electromagnetic parameters; performance; optimization program前言电动机是作为使用电能的动力源进步和发展起来的，在今天，电动机技术仍然是支撑人们日常生活的关键技术。
串激电机参数设计
串激电机参数设计单相串激电机改压参数设计1、改压后定子每极匝数W1’=W1*U’/UW1, W1’ 改压前后的定子绕组每极匝数U, U’ 改压前后的使用电压请输入W1U’UW1’#DIV/0!2、改压后定子线径计算d1’ =d1* u/u’d1 d1’ 改压前后的定子绕组线径d1d1’#DIV/0!3、改压后电枢绕组匝数W1’=W1* U’/UW1, W1’ 改压前后的电枢绕组匝数WW1#DIV/0!4、改压后的电枢绕组线径d2’ =d2*wy/wy’d2’ d2 改压前后电枢绕组导线直径wy wy’ 改压前后电枢组件匝数wywy’d2d2’#DIV/0!单相串励电动机计算功率ps=a*D22*l2*Bd*A*n/8.6x104a 极弧系数取a=0.6-0.7D2电枢铁心外径 cml2电枢铁心t长度 cmBd 气隙磁密取Bd=0.35~0.5T 大功率取较大值A 电枢线负荷, 一般A=60~120A/cm, 短时工作制可提到160 A/cm N 电动机工作转速, 单相串励电动机转速一般为4000~15000r/min 电动机输出功率p N=3 h/(2+ h)*P S (W)h 电动机效率, 一般 h=0.5~0.62.电枢电流I=P N/ (h*COS j*U N) (A)COS j 电动功率因素, 一般COS j=0.9~0.95U N 电动机额定电压, 通常在36~250V之间选取但它必须满足于下式:U N≤K*etK 换向片数et 相邻换向片间电压, 一般e t ≤6~8v2.转子绕组总导体数N=2X60*a*E/(p*n*f) (根)E 电枢电势E= ((2+h)/3)*U N* COS j4. 电枢组件匝数Wy=N/2K (匝)3.电枢绕组线径d2=1.13 I / j a (mm)j a 导线电流密度, A/mm2 据电动机工作情况而定. 一般连续工作时, 取j a=5~6.5 A/mm2 暂载率为60%取j a=8~10 A/mm2 .4.定子绕组计算定子绕组每极匝数W1=K B*N/2 (匝/极)K B 变换系数当2P=2时,取K B=0.1~0.25; 当2P=4时K B=0.05~0.1定子绕组线径d1=(1.34~1.45)d25.校验电枢铁心轭部磁密校验B j=f*104/1.86*h j2*l2 (T)h j2 电枢铁心轭部高度 cml2电枢铁心迭厚 cm长期工作制取B j≤1.3~1.5T 短时工作制可放宽至B j≤1.5~1.7T . 当验算磁密超过高时要重选Bd 值电枢铁心齿部磁密校验Bt=Bd*t2/(0.93*b2)b2电枢槽齿宽度 cmt2 电枢齿距 cm长期工作制取Bt≤1.3~1.5T 短时工作制取Bt≤1.3~1.5T.A/mm2 暂载率为60%时, 取j a=6.5~8.5 A/mm2 暂载率为40%时高时要重选Bd 值。
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单相串励电动机设计
、
一、单相串励电动机设计
1.1 基本公式:
1.1.1 反电动势E:
PN,,88 对于直流串励电动机: E,,n,10,c,n,10(v)e60a
其中: P–––极对数; N–––电枢总的导体数
a–––电枢绕组并联支路对数
Φ–––每极气隙磁通量
n–––电机转速
PN,8E,k,n,10(v) 对于单相串励电动机: p602a
k–––电枢绕组短距系数. p
1.1.2 电压平衡方程式:
对于直流串励电动机: U,E，I(R，R)，,U aafb
R,,,––––电枢绕组电阻 a
R––––激磁绕组电阻 f
,U,,,––––电刷与换向器间压降 b
22 对单相串励电动机: U,U，Uxr
Ux,,,,–––端电压有功分量
Ur––––端电压无功分量 1.1.3 电磁力矩公式:
PN对于直流串励电动机: ; T,,,Ima,2 a
PNT,,K,Icos, 对于交流串励电动机: .(此为平均力矩,非瞬时力矩) mpN2a2, 其中:, ,,–––电枢电流超前主磁通的相角. 1.1.4 每极气隙磁通量为:
,,,.,.L.B,,,
,, –––极弧系数 ,,
, –––极弧长度
,, –––电枢铁芯计算长 L,
,, –––气隙磁密 B,
1.1.5 转速:
略去电刷和换向器之间的压降?Ub,则直流串励电动机的转速:
U,I(R，R)aaf n,C,e
对单相串励电动机,在略去ΔUb和假设θ=0的条件下
U,UCOS,,E，I(R，R)有: raaf
、
1E,C,n e2
2[uCOS,I(R，R)],aaf则. n,C,e
1.2 电机主要参数之间的关系
1.2.1 电负荷(线负荷)、电密及发热因子之间的关系.
电负荷A定义: 沿电枢圆周单位长度上的安培导体数称为电负荷. NI 公式: A,2a, D
N ,, –––电枢总导体数
D ,,–––电枢外径
a –––电枢绕组的并联支路对数
电密J:- 导体单位横载面积上通过电流的大小.
4I J,2, d
d ,,–––导体直径
发热因子: 电枢绕组的线负和导体电密J的乘积A?J叫发热因子.它决定了电机温升的高低.
2NI4I2NI,,,, AJ 222,,,2aDdaDd
从上可见,在电流一定的条件下,对于整个电机有:
a. 导线的横载越大,则温升越低;
b. 电枢直径越大,则温升越低;
c. 电枢匝数越小,则温升越低.
但在实际情况中,为了增大力矩,往往电枢匝数较大,使得电枢温升高于定子线圈部位的温
升.电机绝缘等级越高,允许发热因子的数值越大,一般对串激电机,A?J为
700~1400安/厘米
2?安/毫米).
1.2.2 电机的体积、转速与功率之间的关系.
对于串励电动机 :
2D,L,n,61, 'p,,A,B'p,
22PDLnDLn,,,,,,NP',,因串激电动机则 ,P'P
'P'式中: ------ 计算功率, ------- 效率, P -------- 额定功率, -------- 计,,P2D,L算极弧系数, ------- 类同于电机的体积.
从上可知:
a. 在要求的转速与计算功率比值一定的条件下,改用不同类型的电机芯片(即改变D),
则可通过改变铁芯长度L来保证达到相同的性能;
b. 在电机的芯片与长度一定的条件下,要求的功率越大,则转速越高,如若要保证工作点
的转速,则应提高工作点的效率;
c. 在功率一定的条件下,可提高转速以减小电机体积.
、
1.2.3 利用系数K与力矩之间的关系. A
利用系数K它反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料. A
P' K, A2DL,n
TP''K,因,则. ,T'A2nD,L2可见: 在D?L(即电机体积)一定的条件下,产生的力矩越大,则利用系数越高. 1.2.4 电负荷与磁负荷之间的关系.
2D,L,n,61由,可知: 'p,,A,B'p,
2a. 若线负荷A不变,气隙磁密B增大,则电机体积减小,用铁量减小;同时因铁损与成正比Bδ,
则电机铁耗增大,温升也将升高;同时气隙磁层降和磁路饱和程度增加,功率因子下降;
b. 磁负荷B不变,线负荷A增大,则电机体积减小,用铁量减少;因B一定,而铁芯重量减小,δδ
则铁耗减少;同时因每极磁通变小,为了产生一定的感应电势,则绕组匝数必须增加,致使
用铜量增加,铜耗随之增加,使绕组温升增高.。