单相串励电动机设计
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。
浅论吸尘器用单相串励电机的结构设计
浅论吸尘器用单相串励电机的结构设计摘要：人类社会的不断发展促进了科学技术的巨大进步，在此前提下，人们的生活水平也日益地得到了提高。
在日常生活中，灰尘和垃圾的存在是不可避免的，而吸尘器的发明和广泛应用不仅有效地减轻了人们的日常清洁量，而且还大大地提高了清洁的质量。
在吸尘器的性能评价上，其重要的评价指标则是作为吸尘器核心部件的电机性能。
基于此，本文就从吸尘器用单相串励电机的结构设计展开分析。
关键词：吸尘器；单相串励电机；结构设计1、吸尘器电机概述吸尘器电机（VACUUM CLEANER MOTOR）可以称得上是吸尘器的心脏，主要种类有：干吸吸尘器电机（THRU-FLOW）和干湿吸尘器电机（BY-PASS）。
吸尘器电机一般由电机和风机两部分组成。
工作在吸尘器中的电机，一个重要要求就是转速必须得高，最低要达到20000～30000转/分钟。
基于这个原因，吸尘器电机一般采用串激励电机，简称为串励电机。
如图1所示，是常见的几款吸尘器电机。
图1常见的吸尘器电机根据电动机的结构简单来说，定子和转子串联的电机就是串励式电机。
其中定子指的是定子的励磁绕组，转子指的是转子的电枢绕组。
串励式电机既可在直流电下工作，也可在交流电下工作，具有换向器换向功能。
串励式电机主要由定子和转子、前端盖和后端盖、以及具有散热作用的风叶组成。
了解电机之后，再来看吸尘器的风机。
吸尘器风机主要由动叶轮和定叶轮组成。
动叶轮的主要作用是产生风。
吸尘器的动叶轮要求每分钟至少两万转到三万转。
当叶轮高速旋转时，进风口的空气被快速带走，进风口处会形成一个真空带。
外界大气压和这个真空带之间会形成气压差，也就产生了风和吸力。
这就是吸尘器的基本工作原理。
定叶轮也叫做导风轮。
定叶轮的作用是释放动叶轮产生的风量。
定叶轮风道越好，释放风量时越平顺，吸尘器电机效率也越高。
吸尘器电机不仅应用在各种家用、工业用吸尘器和干吸吸尘器或者干湿两用吸尘器中，还可以应用在中央吸尘器以及各种类型的扫地机。
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]。
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。
电动工具串励电动机的优化设计
温升高、效率低等负面影响。
３ １ ２ 电磁 参 数优 化 ．．
一
１ ～ １ （） ． ０ ． Ｔ（ ５ 深槽定子 ） 定子轭部磁密 电枢轭部磁密 １ ． １ Ｔ ６～ ． ） ８（ １ ５～ １ ５ Ｔ ＿ ３ ． （） ７ 电枢齿部磁密 ， １ ５～ １ ５ Ｔ ． ６ ． （） ９
体情况定 。 串励 电动机 的合 理 取值基 本在 上述 范 围，但磁路 的饱和程度不只是看 的值 ，还要 看铁芯各 部分磁 密。如 图 ３ 所示为单相 串励 电 动机定子 、转子铁芯冲 片结构 图。在冲片 的设
计 过 程 中 ，由于结 构 的 需要 ，各部 分 磁 密不 同。
绕组 承受不住 离心力的作用 ，在槽 内窜动 ，甚
在 串励 电动机 优化设计 中，结构优化 与 电 磁 优化相辅相 成。为 了改善换 向，降低 电动 机
的 振 动 与 噪 声 ，在 设 计 时 需 要 采 取 相 关 的 结 构
⑦选择合适硬度 的 电刷 ，刷握 内腔 尺寸与
电刷 尺 寸 应 配 合 适 宜 ，不 可 过松 ，弹 簧 压 力 选 择 在 ５～ ６Ｎ／ 较 合 适 。 ｃ ｍ２ ⑧避开 共 振 频 率 。
图 １ 串励 电 机定转子绕组的串联 动
验丰富的设计人员，假设的参数可能相差不大 ，
电动 工其 ２１１ ０（ ２）
校 正 次数 较少 。但对 于 经 验 不够 丰 富 的设 计者 ，
电动工具串励电动机的优化设计
增 大 ，恶 化 换 向 。 因 此 增 大 是 有 限 制 的 。 一
与结 构 优 化必 须 综 合考 虑 。 ３２ ２ 结 构 优化 措 施 列举 ．．
有好 处 ，可减弱 电枢反 应 ，有利换 向，并且 也 减弱齿槽 效应 ，降低损耗 ，弱 化定转子偏心带 来不利的影响。单相 串励 电动机 通常取为 ０３ ．
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
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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 a
PN 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 a
PN 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⋅=a
2π; 对于交流串励电动机: θπcos 2
2N 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 ...=Φ
δα-- ––– 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 ++==ϕ
n C E e Φ=2
1 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: D
2πa 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. 24d
I 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.
2
22
2242Dd 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 :
δ
αB A p n L D p ⋅⋅⋅=⋅⋅'216' 因串激电动机η
N
P 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.
n
L D P K A ⋅=2' 因''T n P =,则L
D 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δ
αB 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.。