改善罩极电机起动力矩的方法
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Ｚｈｅｎｇｊｉａｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
摘 要：针对洗碗机洗涤泵对驱动电机的实际要求， 对原电机电磁方案进行了优化设计，使电机性能得到改善。
电机输入电压：２２０Ｖ 频率５０Ｈｚ
３６０°／２４°＝１５°， ４５°／１５°＝３槽 起动绕组应错开３槽。 考虑起动绕组瞬间过热，将主绕组嵌在槽的 底部，起动绕组嵌在上部以利散热。
４ 起动绕组匝数
往往考虑工艺要求，将匝数设计在２￣５匝之间。
５ 起动绕组截面积
设计罩极电机起动绕组时，考虑绕组的电流 密度及槽满率，在工艺允许条件下匝数宜多，而线
输入电流＜０．７Ａ 输入功率＜１ ４ ０ Ｗ 温升＜７５Ｋ 原设计的电磁方案为：电机极数为２极，铁心 采用冷轧硅钢片，牌号为５０Ｗ６００，定子冲片外径 ８ ０ ｍ ｍ，内径４ ３ ｍ ｍ，１６ 槽，铁心叠厚３ ６ ｍ ｍ，采用正 弦绕组，主绕组每极共３个线圈，每极匝数５８０匝。 其中跨７槽２１０匝，跨５槽２５０匝，跨３槽１２０匝。电磁 线直径φ０．２５ｍｍ。该方案电机实际运行时，水泵流 量在下限，有时不合格，温升也在７０Ｋ左右，处于不 合格区的边缘。 近一年来，由于金属材料等电机主要原材料
１ 引言
罩极电机是一种民用２２０Ｖ小型单相电机。它 在起动和运行过程中不外加任何起动器，如电容 或继电接触元件，所以结构简单，运行可靠，成本 低。另一方面，罩极电机通常运行在５ ０ ％ ￣ ５ ５ ％ 效 率曲线间，且过载能力差，起动力矩小，往往满足 不了对起动特性要求高的小功率电器产品。
罩极电机分集中式绕组和分布式绕组两种。 集中式绕组电机的起动绕组是一只单匝线圈或一 只多匝线圈构成环嵌在电机凸极的一个角上，大 约遮住电机１／３的磁极。本文以集中式绕组的罩极 电机起动绕组设计为对象进行分析说明。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｅｘｃｈａｎｇｅ
研究与交流
改善罩极电机起动力矩的方法
谭敦生 麻洪儒 邢大成
东北电力学院（１３２０１２）
Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｈａｄｅｄ Ｐｏｌｅ Ｍｏｔｏｒｓ Ｔａｎ Ｄｕｎｓｈｅｎｇ Ｍａ Ｈｏｎｇｒｕ Ｘｉｎｇ Ｄａｃｈｅｎｇ
根据电机起动力矩： Ｔｓｔ＝Ｆ·ｓｉｎφ
Ｆ—起动绕组产生的磁力平均值； 根据φ的函数，则有：
Ｆ＝Ｋ·ｃｏｓφ Ｋ—常数 所以：Ｔｓｔ＝Ｋ·ｃｏｓφ·ｓｉｎφ＝（ ）·ｓｉｎ２φ 在２φ＝９０°时，存在最大值，即４５°时，Ｔｓｔ为最 大。所以，起动绕组的中心位置应尽量在与主绕组 错开４５°的位置。 例：一台２极２４槽电机，
１ 引言
随着人们对生活质量的要求不断提高，洗碗 机正逐步进入家庭。在欧美国家，家用洗碗机在家 庭中的普及率已经相当高。
上世纪九十年代，国内一些有实力的家电生 产企业已经在研制生产家用洗碗机。但国内市场 由于受消费者观念的影响，尚未形成强劲的消费 需求，因此，近几年的洗碗机市场绝大部份在国 外。
洗碗机的核心部份是一台洗涤泵，由单相电 容运转电机驱动。
２ 问题的提出
某电机厂一直为洗碗机厂生产洗碗机用洗涤 泵和电机。洗碗机对洗涤泵提出的要求是：
流量≥３．２ｍ３／ｈ 扬程≥１ ｍ
价格不断上涨，但电机价格没有上涨，成本大幅上 升，挤占了生产企业利润，企业到了亏损边缘。如 何改进电机性能指标，使电机性能指标提升到合 格区内，同时降低电机的原材料消耗，降低生产成 本成为当务之急。而优化电机的设计是达到上述 两个目标的主要手段。
Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
摘 要：介绍改善罩极电机起动力矩的方法，解决罩 极电机起动力矩小，效率低和过载能力差的问题。在实验 室通过对电机测定，证明能满足对起动要求较高的小功率 电器产品要求。
关键词：罩极电机 起动力矩 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈａｄｅｄ－ｐｏｌｅ ｍｏｔｏｒｓ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ ｓｈａｄｅｄ－ｐｏｌｅ ｍｏｔｏｒ ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ ｐｏｏｒ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｌｉｋｅ ｌｏｗ ｍｏｍｅｎｔ，ｌｏｗ ｅｆｆｉ－ ｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｏｖｅｒｌｏａｄ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｔａｒｔ－ ｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｂｙ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｒｏ－ ｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ａｎｇｕｌａｒ ｆｏｒｃｅ ｉｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｏｌｌｙ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｏｆ ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｐｐｌｉａｎｃｅ ｔｈａｔ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄ： Ｓｈａｄｅｄ－ｐｏｌｅ ｍｏｔｏｒ Ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ
－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－∽－
径宜粗。
生裂痕。
此外，改善罩极电机起动性能还要考虑以下
Байду номын сангаас
（４）设计定、转子槽数要遵循以下原则：
因素：
ａ 定子槽数不能等于转子槽数。
（１ ）定、转子间的气隙不宜过小，６０Ｗ￣１２０Ｗ
ｂ 定子槽数不能等于１／２倍转子槽数。
电机气隙应在０．４ｍｍ￣０．５ｍｍ之间，可减少起动出
ｃ 定子槽数不能等于２倍转子槽数。
现死点。
ｄ 定子槽数不能等于１±Ｐ倍转子槽数。
（２）转子叠压时，适当错过１￣１．５槽距，消除谐
通过实验和现场运行，用此方法设计的罩极
波以改善起动性能。
电机不仅起动快、力矩大，效率有提高且有较好的
（３）使转子阻值增大，提高起动转矩、铸造铝 过载能力。
端环厚度适当减薄，但又不失端环的强度，以防发
《电机技术》２００５ 年第 ４ 期 ． ２５ ．
研究与交流
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｅｘｃｈａｎｇｅ
洗碗机用洗涤泵电机优化设计
郑建华
江苏联合职业技术学院镇江机电分院（２１２０１６）
Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｐｕｍｐ Ｍｏｔｏｒ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｄｉｓｈｗａｓｈｅｒ Ｚｈｅｎｇ Ｊｉａｎｈｕａ
２ 罩极电机起动绕组跨距
罩极电机起动绕组的跨距直接影响产生起动 转矩磁通量的大小。如要得到较大转矩，罩极的跨 距设计大一些。通常跨距最佳位置在１ ２ ０ °￣ １ ６ ０ ° 间。过大的跨距，起动效果虽好，但嵌线困难，并 会增加转子的损耗。
３ 起动绕组最佳位置选择
当主绕组（运行绕组）确定之后，以主绕组位 置为基准，起动绕组的中心要向左或向右移至φ电 角度。
（收稿日期：０５－０１－２７）
． ２６ ． ２００５ 年第 ４ 期《电机技术》
摘 要：针对洗碗机洗涤泵对驱动电机的实际要求， 对原电机电磁方案进行了优化设计，使电机性能得到改善。
电机输入电压：２２０Ｖ 频率５０Ｈｚ
３６０°／２４°＝１５°， ４５°／１５°＝３槽 起动绕组应错开３槽。 考虑起动绕组瞬间过热，将主绕组嵌在槽的 底部，起动绕组嵌在上部以利散热。
４ 起动绕组匝数
往往考虑工艺要求，将匝数设计在２￣５匝之间。
５ 起动绕组截面积
设计罩极电机起动绕组时，考虑绕组的电流 密度及槽满率，在工艺允许条件下匝数宜多，而线
输入电流＜０．７Ａ 输入功率＜１ ４ ０ Ｗ 温升＜７５Ｋ 原设计的电磁方案为：电机极数为２极，铁心 采用冷轧硅钢片，牌号为５０Ｗ６００，定子冲片外径 ８ ０ ｍ ｍ，内径４ ３ ｍ ｍ，１６ 槽，铁心叠厚３ ６ ｍ ｍ，采用正 弦绕组，主绕组每极共３个线圈，每极匝数５８０匝。 其中跨７槽２１０匝，跨５槽２５０匝，跨３槽１２０匝。电磁 线直径φ０．２５ｍｍ。该方案电机实际运行时，水泵流 量在下限，有时不合格，温升也在７０Ｋ左右，处于不 合格区的边缘。 近一年来，由于金属材料等电机主要原材料
１ 引言
罩极电机是一种民用２２０Ｖ小型单相电机。它 在起动和运行过程中不外加任何起动器，如电容 或继电接触元件，所以结构简单，运行可靠，成本 低。另一方面，罩极电机通常运行在５ ０ ％ ￣ ５ ５ ％ 效 率曲线间，且过载能力差，起动力矩小，往往满足 不了对起动特性要求高的小功率电器产品。
罩极电机分集中式绕组和分布式绕组两种。 集中式绕组电机的起动绕组是一只单匝线圈或一 只多匝线圈构成环嵌在电机凸极的一个角上，大 约遮住电机１／３的磁极。本文以集中式绕组的罩极 电机起动绕组设计为对象进行分析说明。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｅｘｃｈａｎｇｅ
研究与交流
改善罩极电机起动力矩的方法
谭敦生 麻洪儒 邢大成
东北电力学院（１３２０１２）
Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｈａｄｅｄ Ｐｏｌｅ Ｍｏｔｏｒｓ Ｔａｎ Ｄｕｎｓｈｅｎｇ Ｍａ Ｈｏｎｇｒｕ Ｘｉｎｇ Ｄａｃｈｅｎｇ
根据电机起动力矩： Ｔｓｔ＝Ｆ·ｓｉｎφ
Ｆ—起动绕组产生的磁力平均值； 根据φ的函数，则有：
Ｆ＝Ｋ·ｃｏｓφ Ｋ—常数 所以：Ｔｓｔ＝Ｋ·ｃｏｓφ·ｓｉｎφ＝（ ）·ｓｉｎ２φ 在２φ＝９０°时，存在最大值，即４５°时，Ｔｓｔ为最 大。所以，起动绕组的中心位置应尽量在与主绕组 错开４５°的位置。 例：一台２极２４槽电机，
１ 引言
随着人们对生活质量的要求不断提高，洗碗 机正逐步进入家庭。在欧美国家，家用洗碗机在家 庭中的普及率已经相当高。
上世纪九十年代，国内一些有实力的家电生 产企业已经在研制生产家用洗碗机。但国内市场 由于受消费者观念的影响，尚未形成强劲的消费 需求，因此，近几年的洗碗机市场绝大部份在国 外。
洗碗机的核心部份是一台洗涤泵，由单相电 容运转电机驱动。
２ 问题的提出
某电机厂一直为洗碗机厂生产洗碗机用洗涤 泵和电机。洗碗机对洗涤泵提出的要求是：
流量≥３．２ｍ３／ｈ 扬程≥１ ｍ
价格不断上涨，但电机价格没有上涨，成本大幅上 升，挤占了生产企业利润，企业到了亏损边缘。如 何改进电机性能指标，使电机性能指标提升到合 格区内，同时降低电机的原材料消耗，降低生产成 本成为当务之急。而优化电机的设计是达到上述 两个目标的主要手段。
Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
摘 要：介绍改善罩极电机起动力矩的方法，解决罩 极电机起动力矩小，效率低和过载能力差的问题。在实验 室通过对电机测定，证明能满足对起动要求较高的小功率 电器产品要求。
关键词：罩极电机 起动力矩 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈａｄｅｄ－ｐｏｌｅ ｍｏｔｏｒｓ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ ｓｈａｄｅｄ－ｐｏｌｅ ｍｏｔｏｒ ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ ｐｏｏｒ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｌｉｋｅ ｌｏｗ ｍｏｍｅｎｔ，ｌｏｗ ｅｆｆｉ－ ｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｏｖｅｒｌｏａｄ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｔａｒｔ－ ｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｂｙ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｒｏ－ ｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ａｎｇｕｌａｒ ｆｏｒｃｅ ｉｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｏｌｌｙ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｏｆ ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｐｐｌｉａｎｃｅ ｔｈａｔ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄ： Ｓｈａｄｅｄ－ｐｏｌｅ ｍｏｔｏｒ Ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ
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径宜粗。
生裂痕。
此外，改善罩极电机起动性能还要考虑以下
Байду номын сангаас
（４）设计定、转子槽数要遵循以下原则：
因素：
ａ 定子槽数不能等于转子槽数。
（１ ）定、转子间的气隙不宜过小，６０Ｗ￣１２０Ｗ
ｂ 定子槽数不能等于１／２倍转子槽数。
电机气隙应在０．４ｍｍ￣０．５ｍｍ之间，可减少起动出
ｃ 定子槽数不能等于２倍转子槽数。
现死点。
ｄ 定子槽数不能等于１±Ｐ倍转子槽数。
（２）转子叠压时，适当错过１￣１．５槽距，消除谐
通过实验和现场运行，用此方法设计的罩极
波以改善起动性能。
电机不仅起动快、力矩大，效率有提高且有较好的
（３）使转子阻值增大，提高起动转矩、铸造铝 过载能力。
端环厚度适当减薄，但又不失端环的强度，以防发
《电机技术》２００５ 年第 ４ 期 ． ２５ ．
研究与交流
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｅｘｃｈａｎｇｅ
洗碗机用洗涤泵电机优化设计
郑建华
江苏联合职业技术学院镇江机电分院（２１２０１６）
Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｐｕｍｐ Ｍｏｔｏｒ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｄｉｓｈｗａｓｈｅｒ Ｚｈｅｎｇ Ｊｉａｎｈｕａ
２ 罩极电机起动绕组跨距
罩极电机起动绕组的跨距直接影响产生起动 转矩磁通量的大小。如要得到较大转矩，罩极的跨 距设计大一些。通常跨距最佳位置在１ ２ ０ °￣ １ ６ ０ ° 间。过大的跨距，起动效果虽好，但嵌线困难，并 会增加转子的损耗。
３ 起动绕组最佳位置选择
当主绕组（运行绕组）确定之后，以主绕组位 置为基准，起动绕组的中心要向左或向右移至φ电 角度。
（收稿日期：０５－０１－２７）
． ２６ ． ２００５ 年第 ４ 期《电机技术》