小功率单相串励电动机电磁设计算例
单相电机电流计算公式
单相电机电流计算公式
单相电机的电流大小是决定其工作效率和运行状态的重要因素，因此需要进行准确的计算和判断。
以下是单相电机电流计算公式的详细介绍：
1. 直流电动机电流计算公式
单相直流电动机的电流计算公式为：I= (P ×η) / (U × cos φ)
其中，I为电流，单位为安培(A)；P为电机的功率，单位为瓦(W)；η为电机的效率，取值范围为0~1；U为电机的电压，单位为伏特(V)；cosφ为功率因数。
2. 交流电动机电流计算公式
单相交流电动机的电流计算公式分为两种情况：
(1) 无功功率为零时的电流计算公式：I= P / (U × cosφ)
其中，I、P、U、cosφ的含义同上。
(2) 有功功率不为零时的电流计算公式：I= (P ×η) / (U ×cosφ×√3)
其中，√3为3的平方根。
以上就是单相电机电流计算公式的详细介绍，需要根据具体的电机参数进行计算和判断。
- 1 -。
单相串激电动机电磁设计
单相串激电动昺电磁讶计成同栵一个亥品设计任务，一定是会月不同的设计斸案，但郼能좾ሰ，不同的人去䮌嘨产品开发过程䘭是产品设计鑮题是䰀个多解的问题，而不是一个售一解的问邘。
在归剉市满足讴计要求的目的。
近䰱场经济环境下，市场竞争非常激惈，除了产品的性仵比要有优ሰ外，还有重要的一傹就是产品开失掉市场。
因⥤，在产品开发过程中，要应该仅用发周期埩，以尽快满貳用户配套需求，否则専䜚户为中ῂ뼌及时同用户沟通，多、快、好、省地完成产品设计和开发任务。
1.1产品开发中设计愇导思想0）尽量利用现在相近产品工艺和工聚装备条件。
2）并利用现在相近产品的零部件。
3）尽量利用现有库存原材料。
4）设计方案在满足使用要求的前提下，应该便于批量生产，尽量降低操作者的劳动强度，提高生产效率和产品合格率。
5）设计方案应充分考虑产品规格延伸的可能性，比如功率的延伸，转速的延伸，电压等级的延伸，以及是否双重绝缘延伸。
1.2在产品开发中根据不同的情况采用的设计方法1.2.1用户提供样机的情况A）保持外形和安装尺寸不变，且性能应不低于用户样机的设计对用户样机进行非破坏性测绘和综合分析。
1）对用户样机进行性能测试。
对用户样机测试的性能参数有：电压、频率、输入功率、输入电流、输出功率、转速、功率因数、效率等等。
2）测量用户样机的定子绕组和转子绕组电阻3）测量用户样机的温升。
按用户所要求的电机工作制进行温升测量。
除了工作制外，用户要求还有以下几种：a）保持电机的输入功率不变；b）保持电机的输入电流不变；c）保持电机输出转矩不变。
4）测量用户样机定子铁芯和转子铁芯长度，转子铁芯外圆、定子铁芯外圆，定子磁极极弧角度，气隙长度，定子铁芯轭宽，转子铁芯齿宽，转子铁芯轴孔，以及换向器外圆和内孔；数出转子铁心槽数和换向器片数；判断电机是否是双重绝缘；测量并估计用户样机定子绕组和转子绕组和线径，以便作参改。
上述测量应在不破坏用户样机的情况下进行，有的项目若无法测量，则可以不进行测量。
单相电机设计程序
18 端环修正系数： 19 卡氏系数： 定子： 转子： 20 气隙有效长度： （四）主绕组计算 1 平均跨距：正弦分布查表13，非正弦按附录A计算 绕组系数： 2 初选气隙磁密：4000～7500，大容量选大值 3 假设齿饱和系数：ks'=1.1~1.5 由ks'从表3或图3查得极弧系数：α 波形系数：kB 4 每极磁通量初值： 5 总串联有效导线数初值： 压降系数Ke'=0.75~0.92,功率大者与极少数者取大值 6 总串联导线数初值： 7 每极串联导线数：
3 输出功率： 4 最大转矩： （十一）发热因素计算 1） 电阻起动、电容起动 1 线负荷： 2 发热因素： 2） 电容运转、双值电容： 1 主绕组线负荷： 2 负绕组线负荷： 3 发热因素： (十二）有效材料计算 1 硅钢片重： 2 主绕组铜重： 3 副绕组铜重： 4 总铜重： 5 转子导条铝重： 6 转子端环铝重：
L2＝0.623
2 漏磁系数： 3 每极磁通： 4 气隙磁密： 电容运转、双值电容： 电阻启动、电容启动： 5 定子齿磁密： 6 转子齿磁密： 7 定子轭磁密： 8 转子轭磁密： 9 由磁密按硅钢牌号从表5、7、9中查出安匝数
10 气隙安匝数： 11 定子齿安匝数： 12 转子齿安匝数： 13 定子轭安匝数： 14 转子轭安匝数： 轭部磁路校正系数C1、C2查图11 15 磁饱和系数： 若│ks－ks'│/ks>0.05,重新假设ks',再计算 16 总安匝数： 17 总饱和系数： 18 满载激磁电流： 19 激磁电抗： (七）铁耗、机械耗 1 2 3 4 5 6 系数： 定子齿重： 定子轭重： 转子齿重： 转子轭重： 单位铁耗： 由Bt1、Bt2、By1、By2按硅钢片牌号 从表6、8、10中查出单位损耗
串励电动机
串励电动机多应用于吸尘器、手电钻等手提便携式电动工具作动力。
它实际上是小功率交直流串励电动机。
下面是几个关于串励电机参数计算的实例：已知电机参数：使用电压U=220V转子铁芯外径D=3.8cm转子铁芯叠长L=5.5cm换向器片数K=24转子槽数Z=12转子齿宽b2=0.35cm转子轭部高度h2=0.65cm1. 电枢绕组计算（1）校验使用电压et=U/K使用电压,V U 220换向器换向片数 K 24相邻换向片间电压,V et 9.17结论：基本满足良好的换向条件（2）电动机输入功率估算电动机输入功率估算Ps=α*D2*L*n*Bg*A/86000极弧系数α 0.67转子铁心外径, cm D 3.8转子铁心叠长, cm L 5.5电动机转速, r/min. n 14000气隙磁密, T Bg 0.44电枢线负载, A/cm A 110电动机输入功率，W Ps 419.26电动机输出入功率PN=[3η/(2+η)]*Ps串励电动机效率η 0.5 - 0.6电动机输出入功率, W PN 251.55 - 0.00 取 PN= 300 试算（3）转子电流I=PN/(η*cosφ*UN)电动机功率因数 cosφ 0.95转子电流, A I 2.39（4）转子绕组总导线数计算每极总磁通Φ=α*τ*Bg*L/10000极踞，cm τ 5.97每极总磁通, Wb Φ 9.68E-04转子绕组总导线数N=(64 - 70)*UN/(n*Φ)转子绕组总导线数, 根 N 1039 - 1137 取 N= 1088（5）转子每线圈匝数Wy=N/(2*K)转子每线圈匝数 Wy 22.7取 Wy = 24转子绕组实际总导线数 N 1152（6）转子每槽导线数SZ=N/Z转子槽数 Z 12转子每槽导线数 SZ 96（7）转子导线截面积S2=I/(2*j)导线电流密度, A/mm2 j 13转子导线截面积, mm2 SZ 0.0920转子导线直径, mm d2 0.342取 d2 0.35标准导线截面积, mm2 SZ 0.0962（8）校核a. 槽满率校验b. 电枢实际线负载校核A=N*I/(2*π*D)电枢实际线负载, A/cm A 115.43结论：与初选值接近，是允许的c. 转子齿部磁密校核Bt=Bg*t/(0.93*b2)转子齿距 t 0.99转子齿宽 b2 0.35转子齿部磁密, T Bt 1.34结论：齿部磁密校核可通过d. 转子轭部磁密校核Bc=Φ/(1.86*h2*L*0.0001)转子轭部高度, cm h2 0.65转子轭部磁密 Bc 1.46结论：齿部磁密校核可通过（9）励磁绕组每极匝数W1=Kg*N/2经验系数 Kg 0.25励磁绕组每极匝数 W1 144（10）励磁绕组导线选择导线直径d1=(1.34 - 1.5)*d2导线直径 d1 0.4690 - 0.5250取 d1 0.5标准导线截面积, mm2 S1 0.1963二、性能调整计算W=W'*n'/n初始转速, r/min. n' 13500目标转速, , r/min. n 14000定子或转子线圈初始匝数 W' 24定子或转子线圈目标匝数 W 23三、改变使用电压后的计算1. 改变使用电压后的线圈匝数W=W'*U/U'初始转子线圈或定子每极匝数 W' 24 初始使用电压 U' 220目标使用电压 U 110定子或转子线圈目标匝数 W 122. 改变使用电压后的定子线径d1=d1'*(U/U')1/2初始定子绕组线径 d1' 0.35初始使用电压 U' 220目标使用电压 U 110拟用定子绕组线径 d1 0.49503. 改变使用电压后的电枢绕组线径d2=d2'*(U/U')1/2初始电枢绕组线径 d2' 0.50初始使用电压 U' 220目标使用电压 U 110拟用电枢绕组线径 d2 0.7071。
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。
单相电机的电流值及电流计算公式
单相电机的电流值及电流计算公式单相电机是指只有一个相供电的电机，其通过交流电的变化来实现运转的。
在单相电机中，电流是决定电机工作状态的重要参数之一，因此了解单相电机的电流值及电流计算公式对于其运行和维护非常重要。
首先，需要了解几个重要的参数和概念：1.电压（U）：指供给单相电机的电压值，通常为220V或110V。
2.频率（f）：指供给单相电机的交流电的频率，通常为50Hz或60Hz。
3.功率因数（PF）：是指实际有功功率与视在功率之比，一般在0.8和1之间。
4.额定功率（P）：是指单相电机设计时所能提供的最大功率。
5.电流（I）：是指通过单相电机的电流值，单位为安培（A）。
一般来说，单相电机的电流（I）可以通过以下公式进行计算：I=P/(U×PF)其中，P是电机的额定功率，U是供电电压，PF是功率因数。
需要注意的是，以上计算公式适用于纯阻性负载（Resistance Load）和纯感性负载（Inductive Load）。
对于复杂的负载情况，可以用公式I = √((P / U)^2 + (Q / U)^2)，其中Q是视在功率。
此外，还需要考虑到启动电流（Starting Current）。
单相电机在起动时，由于转子的负荷惯性及电动机输入电压的影响，电机的启动电流会比额定电流大很多倍。
启动电流一般为额定电流的6到10倍。
综上所述，单相电机的电流值及电流计算公式是非常重要的，它们可以帮助我们了解电机的运行状况，以及进行电气安装和设备调试。
但需要注意的是，单相电机的实际运行情况可能会受到多种因素的影响，因此在计算和使用电流值时，应结合实际情况进行综合考虑。
电动车串励直流电机电磁计算报告
电枢绕组电密（A/mm2）
6.45
转子热负荷（A2/mm2*cm）
1031
三，磁路计算结果
主极漏磁系数
1.15
气隙系数
1.164
极弧系数
0.63
额定电流（A）
24.5
气隙主磁通（Wb）
2.61*10-3
气隙磁密(T)
0.483
齿部磁密(T)
1.342
机座磁密(T)
1.287
轭部磁密(T)
1.483/0.988
电动车串励直流电机电磁计算单
一、电机设计标定数据：
额定电压：DC-100V；
额定功率：3kW；
额定转速：4500r/m；
绝缘等级：E级；
工作制：s2-30min；
极对数：p=2；
二、计算结果
一，结构数据
电枢直径（mm）
பைடு நூலகம்78
电刷宽度（mm）
8
电枢长度（mm）
70
电刷长度（mm）
12.5
转子槽数
20
极靴计算弧长（mm）
0.186
电枢线圈并绕根数
2
电枢绕组铜重(Kg)
0.976
槽绝缘厚度（mm）
0.2
槽满率（%）
78.5
励磁绕组每极匝数
45
励磁绕组线径（mm）
1.9（1.98）
励磁绕组并联支路数
2
励磁绕组平均半匝长（mm）
153
励磁绕组电阻（Ω，1200C）
0.059
励磁绕组铜重(Kg)
0.695
励磁绕组电密（A/mm2）
主极铁芯磁密(T)
0.893
每极磁动势（A）
(整理)串激电机设计.
极距（cm）
可按图1－2选取为了改善换向，可采用非均匀气隙。非均匀气隙通过极弧偏心来实现（如图1－4）。其偏心量由下式计算：
（cm）
不均匀气隙的等效气隙按下式计算
（cm）
2-3绕组温升控制
电机绕组温升都有限制的规定,它是按照所使用的绝缘材料的耐热等级和使用寿命的需要而制定的。
通过热计算来控制温升,则计算反复且正确性差,所以工程上通过控制和绕组温升相关的参数来间接控制温升,实践证明是合理可行的。
（cm）
15转子槽上部深
（cm）
16转子槽芯深度
（cm）
17转子槽底半径
（cm）
18转子齿宽
（cm）
（对非平行齿，t取靠近最狭处的 处的轭高）
19转子槽数
20换向器外径
（cm）
21换向器片数
22电刷长度
（cm）
23电刷宽度
（cm）
结构参数是根据上章所述的设计原则以及运用几何、三角的计算公式而提出的，通过电磁计算，结合绕组参数的设计，最后确定结构参数。在电磁计算过程中，发现已提出的结构参数不能符合原先设想的设计原则，不能保证额定数据的要求时，则要修改原先提出的结构参数，如修改定、转子槽形，放长铁芯等等。结构参数也可能由于通用化的要求而提出的，如需要通用定转子冲片，此时，在电磁计算中，不允许改变冲片的任何尺寸，只能改变铁芯长度来满足额定数据的要求。
（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；
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。
电磁计算示例
电磁计算示例给定数据：功 率：7.5kw ； 额定电压：220V ； 额定转速：1500r/min ； 防护型式：防滴式； 励磁方式：并励； 运行方式：连续运行。
一、主要尺寸的选择 1．电枢直径a D 计算比 值N N n p =15005.7=5⨯103-（kw ∙min/r ） 查得D a =13.5~15.5cm ，根据直流电机标准电枢外径，取D a =13.8cm 。
2．极数2p由D a =13.5~15.5cm ，查得2p=2或4，根据生产实践，取2p=4。
3．电磁负荷'A 、'δB 初选值由D a =13.5~15.5cm 。
初选'A =245A/cm 'δB =7800T 。
4．电枢计算长度δl由D a =13.5~15.5cm 。
选取计算极弧系数,65.0'=p α并初设,05.1N em P P =()cm n P D A B l n em a p 55.1315005.705.18.132********.0101.6101.62112'''11=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=αδα 圆整cm l l a 5.13==δ。
5．极距τ ()cm pD a83.10228.132=⨯⨯==ππτ6．校核比值λ 978.08.135.13===a D l δλ λ值在允许范围内。
7．电枢周速()秒米秒米/40~35/85.10106015008.13106022 =⨯⨯⨯=⨯=--ππNa a n D v二、槽数及绕组的基本参数 8．选择绕组型式对电动机，96.0~85.0=E k预计 ()V U k E N E a 202220918.0=⨯== ()A E P I a em a 39202105.705.13=⨯⨯== 因电枢电流小于600A ，故选用单波绕组，则1=a 。
9．槽数Z由D a =13.5~15.5cm ，得,12~62=pZ所以得Z=24~48，取Z=27。
单相电机功率计算
单相电机功率计算单相电机是家庭和商业用途最广泛的电机之一。
它是利用单相电源产生的交流电能来驱动的。
对于想要了解如何计算单相电机功率的人来说，下面是一些简单的步骤。
步骤一：了解单相电机工作原理在开始计算单相电机的功率之前，需要先了解单相电机的工作原理。
单相电机由电源、定子、转子和刷子四个主要部分组成。
当电流通过定子线圈时，它会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会相互作用，最终将转子转动。
步骤二：测量电压和电流测量单相电机的功率需要知道两个主要参数——电压和电流。
对于家用单相电机来说，电压通常为110伏或220伏。
通过电压表可以轻松测量电压，而电流需要使用安培表进行测量。
步骤三：计算功率因数功率因数是电机功率的另一个重要参数。
功率因数是电机输入能量和输出能量之间的比率。
功率因数的值通常在0.6到0.9之间。
高功率因数意味着电机更有效地将电能转换为机械能。
步骤四：计算单相电机功率计算单相电机功率需要使用一个简单的公式——功率=电流*电压*功率因数。
为了计算单相电机的功率，我们需要将上面的三个值（电流、电压和功率因数）输入到上述公式中。
这将产生一个数字，表示单相电机的功率。
步骤五：应用单相电机功率计算我们可以将单相电机功率计算应用于各种实际应用中，如计算家用机械设备（如冰箱、洗衣机、吸尘器等）的功率。
对于商业用途，单相电机功率计算可以用于评估机器或设备的效率，以及有效降低成本。
总结：单相电机功率计算是了解单相电机性能和效率的重要方法之一。
通过测量电压和电流，以及计算功率因数和应用公式，我们可以计算单相电机的功率。
这个数字可以帮助我们评估设备的效率，降低能源成本和减少维护成本。
电动工具类(单相串激电机)定子冲片设计资料
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。
电机电磁计算程序-自编程序
爬地扇20寸电机一、额定数据:1、额定功率; P N =45W2、额定电压; U 1=240V3、极 数; P=44、相 数; m=25、频 率; f=50HZ二、技术要求:1、效 率; n=22I2、功率因数; COSQ=0.9633、起动转矩倍数; T St =1.4、起动电流; I st =0.3mA5、最大转矩倍数; T M =6、绝缘等级; E 三、冲片尺寸及铁心数据:根据电机设计理论,主要尺寸D I1和L 1与P M 、转速及所选择的电磁负荷的关系6.1 K E ×108P Na i K B K dpm n COSQ n 1 A B gP N D I1 L 1 n 1 A B gn 1 A B g6.1 K E ×108a i K B K dpm n COSQC A--电机常数;D I1--电机定子内经; L 1--电机定子长度; a i --计算极弧系数;(查表9-5) K dpm --绕组系数(查表9-2); n--效率; COSQ--功率因数KE --压降系数初值; n 1--电机同步转速; B g A--电磁负荷; P N --额定功率K B --波形系数P N =C A C A =P N =19.8×1.6×1500×120×0.58单相异步电动机的电磁计算程序D I12 L 1=×D I12 L 1=C A P N =10W0.668×0.804×1.096×0.3×251176470C A = 6.1 ×0.9×108K B -1.096 B g -0.58 A-120 D I1-4.45 L 1-1.6Ai-0.668 K dPm -0.804 n-1500 COSQ-0.963 K E -0.9n-0.31、 定子外经 D 1=7.5×7.52、 定子内经 D I1=Φ4.453、 单边气隙 g=0.034、 转子外经 D 2=4.45-0.06=4.3955、 转子内经 D 2I =Φ0.8Q 16Q 222L 1.6L 2 1.69、 定子齿距， t 1=3．14/16=0．873312510、转子齿距 t 2=3．14/4．39=0．62657定子 bo 1=0．2 bs 1=0．5 R=0．35 hso=0．08hs 1=0．07 hs 2=0．46 hs=0．11 h h S ′=0．63 h=0．15转子 b 02=0．1 r 1=0．15 r 2=0．08 h R0=0．01h R1=1．1 h R2=0．385 h R =0．7端环 b 1=0．744 b 2=0．533 d=0．36 D Re=4．27D ri =2．8711、定子齿宽 b r1=3．14[4．45+2（0．08+0．07）]/16-0．5=0．4312、转子齿宽 br1=3．14[4．39+2（0．01+0．15）]/22-2×0．15=0．6613、定子齿部磁路长度 h r =h S1+h S2+1/3R=0．07+0．46+1/3*0．35h r =0．64614、转子齿部磁路计算长度 h r2=r 1+h R2+r 2/3=0．15+0．385+0．026h r2=0．5616615、定子轭部磁路计算高度 h C1=D 1-D I /2-h S -R/3=7．5-4．45/2-0．11-0．116=1．2983。
单相电机及常规计算
单相电机及常规计算单相电机是一种使用交流电源驱动的电动机，广泛应用于家庭、商业和工业领域。
本文将详细介绍单相电机的工作原理、常规计算方法和一些相关的概念。
一、单相电机的工作原理单相电机的工作原理基于一个重要的概念，即“旋转磁场”。
它通过在电机内部的线圈中施加交流电，产生一个旋转的磁场，从而使得电机的转子转动。
单相电机通常由定子和转子两部分组成。
定子是由若干绕组和铁芯组成的，绕组上通有交流电。
转子则由永磁体或者是电磁铁芯构成。
当通电时，定子上的绕组会产生一个交流电磁场，引起转子上的永磁体或电磁铁芯受力，并因此而旋转。
然而，单相电源只能提供一个方向的交流电流，这样只能在一个方向上生成磁场，难以实现转子的连续旋转。
为了解决这个问题，单相电机通常采用附加开关（也称为启动电容器或启动线圈）的设计。
附加开关是一个电容器或线圈，与主要绕组并联连接。
它可以在启动时帮助创建一个次要磁场，使得转子能够起初运转。
当电机接通电源时，附加开关会通过改变电压和电流的相位关系将初期的次要磁场转换为旋转磁场，从而使转子连续旋转。
二、单相电机的常规计算1.功率计算：单相电机的功率可以通过以下公式进行计算：功率（W）=电流（A）×电压（V）×功率因数2.转速计算：单相电机的转速可以通过以下公式进行计算：转速（rpm）= 120 × 频率（Hz）/ 极数3.转矩计算：单相电机的转矩可以通过以下公式进行计算：转矩（Nm）= 功率（W）/ 2π × 转速（rpm）4.效率计算：单相电机的效率可以通过以下公式进行计算：效率（%）=输出功率（W）/输入功率（W）×100%5.电流计算：单相电机的电流可以通过以下公式进行计算：电流（A）=功率（W）/电压（V）/功率因数三、单相电机常用的概念1.功率因数：表示电机在工作过程中消耗的有用功率与总功率之比。
功率因数一般介于0和1之间，理想情况下为12.频率：表示交流电每秒钟的周期数，单位为赫兹（Hz）。
电机计算单
南牛单相异步电机设计软件V7.2电磁设计计算单(文本格式) 2012-5-11 17:41:58一、电机额定数据电机型号：WQ12811H-9 电机类型：YU式电阻起动绝缘等级：B级冷却方式：闭式风冷额定电压(V)：220 电源频率(Hz)：50 电机极数p=2额定指标:转矩(N.m).68 规定效率(%)：10 规定功率因数：.1二、定子冲片数据[输入单位:毫米(mm)]定子外径：140 定子内径：64 定子槽数：24 定子槽形：平底槽hs0=0.4 hs1=0.6 hs2=15.72b01=1.6 bs1=5.0 bs2=7.6扁方宽度D1x =114 扁方宽度D1y =120小槽数量Q1x = 4 小槽深度hs3 =9.92 小槽槽形面积=62.496平方毫米(mm^2) 中槽数量Q1z = 4 中槽深度hs4 =12.32 中槽槽形面积=77.616平方毫米(mm^2)定子齿宽：0.414厘米(cm) 定子齿长：1.479厘米(cm)定子轭高：1.591厘米(cm) 定子轭长：8.542厘米(cm) 定子槽面积：87.406平方毫米(mm^2)三、转子冲片数据[输入单位:毫米(mm)]毛坯外径：64 转子内径：19 转子槽数：28 转子槽形：梨形槽hr0=2.32 hr1= hr2=5.87 hr3=b02= br1= br2= br3= br4=r1=1.96 r2=1.42转子齿宽：0.258厘米(cm) 转子齿长：0.765厘米(cm)转子轭高：1.945厘米(cm) 转子轭长：2.025厘米(cm) 槽面积：29.042平方毫米(mm^2)四、转子端环数据[输入单位:毫米(mm)]端环外径：62.4 端环内径：32 端环厚度：13上部宽度：15.2 转子电阻系数：1. 斜槽宽度：1.个定子齿距导体材料：铸铝电阻率(10Ω*Km)：4.34 导体价格(元/kg)：22 导体密度(g/cm)：2.7端环中径：4.72厘米(cm) 端环截面积：197.6平方毫米(mm^2) 斜槽宽度：0.838厘米(cm)五、结构与材料数据[输入单位:毫米(mm)]气隙宽度g=0.25 定转子叠厚L=50铁芯叠压系数kfe=.95 铁芯密度(g/cm)7.85 铁芯价格(元/kg)5.550Hz磁化曲线文件名: 50TW600.B_H 50Hz损耗曲线文件名: 50TW600.Pfe不输出50Hz磁化曲线数据点不输出50Hz损耗曲线数据点按铜漆包圆线线径系列进行计算槽锲厚度(mm) .25 槽纸厚度(mm) .25电阻率(10Ω*Km) 2.17 价格(元/kg) 70 密度(g/cm) 8.9定子铁损系数1.5 转子铁损系数1 空载机械损耗(W).5 附加损耗系数:1.5极距10.053厘米(cm) 定子齿距0.838厘米(cm) 转子齿距0.712厘米(cm)气隙有效宽度0.029厘米(cm) 铁芯有效长度4.75厘米(cm)六、绕组数据与槽满率基本型式绕组种类：两绕组正交相间夹角：90主相数据主线绕组型式：第一类绕组主线并联支路数：1主线并绕根数：2 端部长度系数：1主线直径(mm) 0.52 槽1-12匝数为66 槽2-11匝数为64槽3-10匝数为48 槽4-9匝数为45 槽5-8匝数为17主绕组每极串联总匝数：240 每极有效串联总匝数：196.5445 主绕组系数：0.81975℃时绕组电阻：8.254 20℃时绕组电阻：6.79付相数据外串电阻：15欧付线绕组型式：第一类绕组(与主绕组型式一致) 付线并联支路数：1付线并绕根数：1 端部长度系数：1付线直径(mm) 0.45 槽7-18匝数为46 槽8-17匝数为34槽9-16匝数为32 槽10-15匝数为21 槽11-14匝数为付绕组每极串联总匝数：133 每极有效串联总匝数：115.19 主付线匝比：0.58675℃时绕组电阻：12.866 20℃时绕组电阻：10.584中间绕组主相位抽头匝比付相位抽头匝比槽满率(以主线大圈开始为第1槽,其余依此类推。
单相串激电机
改善电磁噪声的方法
针对产生电磁噪声的成因，我们可采用下列方法降低电磁噪 声。 ⑴尽量采用正弦绕组，减少谐波成份； ⑵选择适当的气隙磁密，不应太高，但过低又会影响材 料的利用率； ⑶选择合适的槽配合，避免出现低次力波； ⑷采用转子斜槽，斜一个定子槽距； ⑸定、转子磁路对称均匀，迭压紧密； ⑹定、转子加工与装配，应注意它们的圆度与同轴度； ⑺注意避开它们的共振频率。
1 Pi PH 2 （当η ≤0.5）
B ——气隙磁密（T），可参考（图1—2）选取
4 5 Pi PH 9 （当η ＞0.5）
E、B级绝缘的平均效率曲线
效率η
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 640 680 720 760 800
三、电磁噪声
二极单相串激电机所产生的电磁噪声主要是槽致噪声。在采用单数槽 转子时，槽致噪声是由于周期性的单边磁拉力的变化所产生的，如下图。 采用双数槽转子时，不会 发生上述情况，但齿槽效 应较严重，引起振动。 除上述原因，还有电 流中的高次谐波分量，在 定转子气隙中产生谐波磁 场也会产生不均匀力波， 造成振动而产生噪声。
降低轴承噪声应采取下列方法
⑴一般应采用密封轴承，防止杂物进入； ⑵轴承生产厂在轴承装配前，对滚珠、内圈、外圈的机加工一定 要达到设计要求，在装配时，应有严格的退磁清选工序，洗去油污与 铁屑。事实证明，清洗后的轴承比清洗前的轴承噪声一般降低3dB。 润滑脂一定要清洁干净，绝不能含有任何铁屑、灰尘和杂质； ⑶轴承外圈与轴承室的配合、内圈与轴的配合，一般不宜太紧。 轴承外圈与轴承室的配合，其径向间隙宜在3～9μm的范围内； ⑷为消除转子的轴向间隙，必须对轴承施加适当的压力。一般选 用波形弹簧垫圈或三点式弹性垫圈，且以放在轴伸端为宜； ⑸对于噪声要求特别的电机，宜选用低噪声轴承。当负载不太大 时，可采用含油滑动轴承，它比同尺寸的滚动轴承的噪声有时可低 10dB左右；
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。
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21 换向器片数 22 电刷长度 23 电刷宽度 三 计算 1 负载电流 2 3 4 5 转子绕阻线规 转子导线截面 转子绕组电流密度 转子线负荷
I=PH/(UH*η H*cosφ H) d2' d2 S2=1/4*π *d2 Δ 2=I/(2*S2) A
2
2.144 0.39 0.33 0.0855 12.53 124.1
69 定子线圈宽度 70 定子线圈平均每匝长度 71 定子绕组电阻 72 定子绕组电阻压降 73 转子绕组电阻压降 74 定子漏抗压降 75 转子漏抗压降 76 定子绕组自感电势 77 电枢绕组自感电势 78 定子轭部质量 79 定子极身质量 80 转子轭部质量 81 转子齿部质量 82 转子旋转频率 83 定子轭和极身单位铁耗
2 d -8 -5
4 5 6.2 10.2 10 d1'>0.5 0.05 9.74 200.0 8.24 17.66 14.90 3.55 3.49 63.1 21.18 0.300 0.182 0.126 0.093 201.7 6.25 ε 4.1 3.5 58.85 64.27 0.559 4.636 13.62 16.93 35.74 0.0781 0.2 0.15 0.997 205.82 78.33 220.22 0.10% mm mm d1'<0.5 0.03 mm mm Ω V V V V V
96 计算功率因数 97 定子铜耗 98 转子铜耗 99 风摩机械耗 100 总损耗 101 计算效率
cosφ '=Ur/U' 校验：与cosφH=0.93的偏差<2%,合适 PCu1=I2*r1 PCu2=I2*r2 Pm Σ P=PCu1+PCu2+2.4I+Pm+(1+Kc)*PFe η '=(UH*I*cosφ H-Σ P)/(UH*I*cosφ H) 校验：与ηH=0.627的偏差<1%,合适 WFe=7.41*b*D*L/1000 WCu1=18.7*W1*s1*l1/1000000 WCu2=9.35*N**s2*l2/100000
A mm mm mm2 A/mm2 A/cm
6 7 8
转子总导线数 转子每槽线数 转子槽满率
N=2*π *D2*A/I Ns=N/z fs
1386 126 74.47% 手动绕可接受 自动绕不可接受 8.02 cm <4cm 0.95
-5
9
转子绕组平均半匝长
l2=L+Ke*D2 D2 Ke
>=4cm 1 Ω
cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm
10 定子槽宽 11 转子槽口宽度 12 转子槽上部宽 13 转子槽口高度 14 转子槽楔厚度 15 转子槽上部深 16 转子槽芯深度 17 18 19 20 转子槽底半径 转子齿宽 转子槽数 换向器外径
Ix2=π *fH*N *λ *L*I/(2*z)*10 Ed=8.88*fH*W1*φ
d
Eq=0.0472*fH*τ *L*I*N2*α 2/(Kδ * δ )*10-8 Wc1=15.5*(D1-hc1)*hc1*L/1000 Wp=14.8*hp*bp*L/1000 Wc2=5.8*(D2-2*h2)2*L/1000 Wt=7.4*z*t*h2*L/1000 f2=nH/60 pc1=2*ε *(fH/100)+2.5*ρ *(fH/100)2 D21钢 D22钢 kg kg kg kg Hz W/kg ρ 5.1 4.4 W/kg W/kg
转轴 Ψ Bc1=1.07*φ d/(1.92*hc1*L)*104 Bc2=φ d/(1.92*hc2*L)*104 Bp=1.08*φ d/(0.96*bp*L)*10 Bδ =φ d/(τ 0*L)*10 Bt=Bδ *tm/(0.96*t) atc1 atp atc2 atc lc1=[π *(D1-hc1)-bp]/2 lc2=π *(Ψ *D22+hc2)/2 lt=2*h1+2/3*R Kδ =(tm+10*δ )/(t1+10*δ ) ATδ =1.6Bδ *Kδ *δ *10000 ATc1=atc1*lc1 ATp=2*atp*hp ATc2=atc2*lc2 ATt=att*lt ATβ =Kβ *D2*β *A 一槽换向器片数 Kβ β =2*π *sβ /K ATc=0.069*(bb/tc) *(ex+ea)*W2*I ATa=1.414*(x+y)τ 0*A/[3*(x+y)] AT= ATδ +ATc1+ATc2+ATt+ATP+ATβ +ATa-ATc W1=AT/(2.828*I) 取为 d1' d1 S1=1/4*π *d1 Δ 1=I/S1 fw=8*W1/N am=(10*D12+Km)*sin(90˚*α ) D12 Km
92 磁通相角余弦值 93 端电压有功分量 94 端电压无功分量 95 计算端电压
cosθ =sqrt(1-sin2θ ) Ur=Ur1+Ur2+2.4+Edsinθ +Ecosθ Ux=Ix1+Ix2+Eq+Edcosθ -Esinθ U'=sqrt(Ur2+Ux2) 校验：与UH=220V的偏差<1%,合适
A/mm2 cm cm cm
V V V cm
3.97 2.09 0.743
37 转子轭高
hc2=[D2-(2h2+Ψ D22]/2+1/3*R
38 定子轭部磁密 39 电枢轭部磁密 40 定子极身磁密 41 气隙磁密 42 电枢齿部磁密 43 定子轭磁场强度 44 定子极磁场强度 45 转子轭磁场强度 46 转子齿磁场强度 47 定子轭磁路长度 48 转子轭磁路长度 49 转子齿磁路长度 50 气隙系数 51 气隙激磁安匝 52 定子轭激磁安匝 53 定子极激磁安匝 54 转子轭激磁安匝 55 转子齿激磁安匝 56 借偏去磁安匝
57 换向增磁安匝 58 电枢反应安匝 59 总激磁安匝 60 定子每极匝数 61 定子线圈线规 62 定子导线截面 63 定子线圈电密 64 定转子安匝比 65 定子线圈线模宽
mm mm
66 定子线圈线模长
Lm=10*L+2*r-2 绕线标称直径（mm） <0.45
67 定子线圈线模高 68 定子线模每层匝数
10 转子绕组电阻 11 损耗比例系数 12 内功率 13 旋转电势 14 电机常数 15 极距 16 弧极系数 17 计算极距 18 实槽节踞 19 短距系数 20 磁通 21 虚槽节踞 22 前节踞 23 换向器线速度 24 转子线速度 25 换向器片踞 26 换向器区域宽度
r2=(5.35*N*l2/S2)*10 a 返算后修正为 Pi=PH/η H*[1-a*(1-η H)] E=Pi/I C=D2 *L*nH/Pi τ =π *D2/2 α τ 0=α *τ ys=z/2 - ε Kp=sin(ys/z*180˚) φ d=60*1.414*E/(Kp*nH*N) y1=K/2-K/z*ε y2=y1-1 vc=π *Dc*nH/60*10-2 va=π *D2*nH/60*10 tc=π *Dc/K bc=bb'+(Uz+K/2-y1-1)*tc' Uz=K/z bb'=bb*D2/Dc tc'=tc*D2/Dc 校核
0.45 - 0.5 >0.5 H=10*H'-1 W'=H/(d1'+s')-0.5 取为 ε ' bm=(W1+1)/W'*(d1'+ε ') l1=2*(am+Lm-4*r)+π (2r+bm) r1=4.28W1l1/s1*10 Ur1=I*r1 Ur2=I*r2 Ix1=0.5*fH*W1*φ
84 转子轭单位铁耗 85 转子齿单位铁耗 86 定子极身铁耗 87 定子轭部铁耗 88 转子轭部铁耗 89 转子齿部铁耗 90 总铁耗 91 磁通相角正弦值
pc2=2*ε *(f2/100)+2.5*ρ *(f2/100)2 pt=1.5*ε *(f2/100)+3*ρ *(f2/100)2 Pp=pc1*Bp2*Wp Pc1=pc1*Bc12*Wc1 Pc2=pc2*Bc22*Wc2 Pt=pt*Bt2*Wt PFe=Pp+Pc1+Pc2+Pt sinθ =(Kc*PFe+Pc1+Pp)/(Ed*I) nH<=10000 r/min. Kc= nH>10000 r/min. Kc=
一 额定数据 1 额定输出功率 2 3 4 5 பைடு நூலகம் 7 8 额定输入功率 额定转速 额定输出转矩 额定电压 额定频率 额定效率 额定功率因数
小功率单相串励电动机电磁设计算例 PH Po nH MH UH fH η
H H
275 438.60 12100 0.217 220 50 62.7% 0.93
W W r/min. N.m V Hz
cosφ
二 结构参数 1 定子外径 2 3 4 5 6 7 8 9 定子内径 电枢外径 电枢内径 铁心叠长 气隙长度 定子极宽 定子极高 定子轭高
D1 D12 D2 D22 L δ bp hp hc1 H' b0 b1 h0 h h1 h2 R t z Dc K ab bb
7.1 3.9 3.81 1.05 4.4 0.045 3.1 0.9 0.685 0.72 0.25 0.724 0.065 0.08 0.52 0.795 0.21 0.326 11 2.6 33 0.8 0.63