单相电容运转电动机.doc

哈尔滨理工大学学士学位论文 单相电容运转电动机的设计摘要单相感应电动机是利用交流电的单相电源供电的一类电机。广泛应用于家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。单相电容运转电动机，其最大特点是额定运行时的力能指标优良，与同容量的其它单相感应电动机相比较，它的重量较轻、体积较小、效率和功率因数高。它特别适用于轻载起动和要求长期运行的场合，如洗衣机、空调设备等，是产量最大、应用最广泛的一类单相感应电动机。因此，对单相感应电动机，尤其是电容运转式单相感应电动机进行研究，对于提高人们生活质量，推动科技进步以及节约自然资源及能源等，有着极大的价值及现实意义。 其结构特点是接在单相交流电源上的主副两绕组，在空间错开/2电角度，主绕组电感大，副绕组电路中串入运转电容器，转子上有笼型绕组。起动及运行过程中，主副两绕组同时工作。堵转转矩小，堵转电流小，有较高的效率及功率因数。关键词单相电容运转电动机；笼型转子；设计The single-phase asynchronous motorAbstractThe single-phase asynchronous motor is uses the alternating current a single-phase source power supply kind of electrical machinery. Widely applies in the domestic electric appliances (electric fan, electric refrigerator, washer and so on), in the air-conditioning plant, the power tool, the medical instrument and the light industry equipment. The single-phase electric capacity revolution electric motor, its most major characteristic is time the fixed movement strength can the target be fine, with passes the capacity other single-phase asynchronous motors to compare, its weight is light, the volume to be small, the efficiency and the power factor is high. It is suitable specially for the underloading starting and the request long-term movement situation, like the washer, the air-conditioning plant and so on, are the output are biggest, apply a most widespread kind of single-phase asynchronous motor. Therefore, to the single-phase asynchronous motor, the electric capacity revolution type single-phase asynchronous motor conducts the research particularly, regarding improves the people quality of life, promotes the advance in technology as well as saves the natural resource and the energy and so on, has the enormous value and the practical significance. the its unique feature is meets on the single phase AC power sources host vice-two windings, staggers /2 electrical angle in the space, the main winding inductance is big, in the secondary winding electric circuit the string enters the revolution capacitor, on the rotor has the cage type winding. In the starting and the movement process, the main vice-two windings also work. Stops up transfers the torque to be small, stops up transfers the electric current to be small, has the high efficiency and the power factorKeywords The single-phase electric capacity revolution electric motor；Rotor cage type；Design不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 单相感应电动机的发展背景11.2 单相感应电动机的研究目的及意义1第2章 单相感应电动机基本原理32.1 单相感应电动机的原理32.2 单相电容运转电动机原理42.3 数学模型52.4 单相感应电动机的分类82.5 单相感应电动机的结构82.5.1 机座92.5.2 铁心92.5.3 绕组92.5.4 端盖92.5.5 轴承92.5.6 离心开关或起动继电器和PTC起动器92.5.7 铭牌102.6 单相电容运转电动机特点10第3章 单相电容运转电动机的启动调速反转保护123.1 单相电容运转电动机的启动123.2 单相电容运转电动机的调速123.3 单相电容运转电动机的反转133.4 单相电容运转电动机的保护13第4章 电磁计算144.1 额定数据144.2 性能指标144.3 主要尺寸的确定144.4 主绕组的计算204.5 主绕组参数计算224.6 转子参数计算234.7 磁路计算244.8 副相绕组计算274.9 起动计算294.10 性能计算31第5章 设计结果分析375.1 设计结果375.2 绕组形式38结 论39致 谢41参考文献42附 录43附录A：外文资料55附录B：中文翻译64千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- IV -第1章 绪论1.1 单相感应电动机的发展背景随着社会生产的进步和人民生活水平的不断提高，单相感应电动机的生产在近20年来有了突飞猛进的发展。单相电动机除了一部分用于工业驱动外，大部分用于家用电器产品。目前我国家电产品的产量已占世界产量的25%，电风扇，食品加工机械的产量已据世界首位。2000年，我国电冰箱，洗衣机，空调器三大件的产量已分别达到1500万台，1300万台，1700万台左右，而且今年来继续保持增长的趋势。在各种家用电器中，用来驱动风机，泵和压缩机的动力主要是单相感应电动机，因此加强单相感应电动机的开发研究，不断提高产品的质量水平，大力开发新品种，积极推进产品的专业化生产和规模化生产，对进一步满足社会的各种需求有着十分重要的意义。目前单相感应电动机主要采用的行业标准有：JB/T 1010-1999 YU系列电阻起动感应电动机技术条件JB/T 1011-1991 YU系列电容起动感应电动机技术条件JB/T 1012-1991YU系列电容运转感应电动机技术条件JB/T 7588-1994 YU系列双值电容单相感应电动机技术条件与国外先进水平相比，这些标准有两个明显的差距：随着家用电器产品品种的发展和应用范围的扩大，单相感应电动机的功率范围也逐步扩大。在国外，单相感应电动机的功率范围已扩大至1015hp，而我国为7.5hp（5.5KW）及以下。为了应对能源危机，近年来国外已推出了高效率单相感应电动机，例如1/45hp的4极电容起动单相感应电动机，我国JB/T 1011-1991的平均效率为66.77%，美国Emeerson公司为70.13%；3/45hp的4极双值电容单相电动机，我国JB/T7588-1994的平均效率为73.5%，美国Baldor公司的高效电动机为83.75%，比我国高出10个百分点。因此在十一五期间“开发品种，扩大功率，提高效率，降低躁声”将是单相电机产品发展的主要趋势。1.2 单相感应电动机的研究目的及意义单相感应电动机是利用交流电的单相电源供电的一类电机。广泛应用于家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。优点：结构简单，成本低廉，噪音小。 缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率因数及过载能力都较低。故单相感应电动机只能作成小容量： 微型：几瓦750瓦；小型：550瓦3700瓦。单相电容运转电动机，其最大特点是额定运行时的力能指标优良，与通容量的其它单相感应电动机相比较，它的重量较轻、体积较小、效率和功率因数高。它特别适用于轻载起动和要求长期运行的场合，如洗衣机、空调设备等，是产量最大、应用最广泛的一类单相感应电动机。因此，对单相感应电动机，尤其是电容运转式单相感应电动机进行研究，对于提高人们生活质量，推动科技进步以及节约自然资源及能源等，有着极大的价值及现实意义。第2章 单相感应电动机基本原理2.1 单相感应电动机的原理单相感应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感应电动机原理图，定子铁心上布置有单相定子绕组，转子为鼠笼结构。图2-1交流电流波形图2-2 电流正半周产生的磁场图2-3 电流负半周产生的磁场当向单相感应电动机的定子绕组中通入单相交流电后，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。故单相感应电动机如果不采取一定的措施，单相感应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。2.2 单相电容运转电动机原理接在单相交流电源上的主副两绕组，在空间错开/2电角度，主绕组电感大，副绕组电路中串入运转电容器，转子上有笼型绕组。起动及运行过程中，主副两绕组同时工作。堵转转矩小，堵转电流小，有较高的效率及功率因数。图2-4 接线原理图图2-5 机械特性曲线单相电容运转电动机在副绕组回路中串接有一个容量较大的起动电容器。因此，它除了具有电阻起动的优点外，还具有起动转矩显著增大、起动电流较小的特点。2.3 数学模型在对称分量法的基础上，具有两相绕组的感应电动机M相（主绕组）和A相（副绕组）的电压和电流方程可写成如下形式 式中主绕组电流副绕组电流主绕组电压副绕组电压主绕组阻抗副绕组阻抗下标f 和b分别表示正序和负序分量；下标f，b表示正序和副序分量的合成值；k副主绕组有效匝数比 ，主相和副相的串联导体数；，主相和副相的绕组系数。对于并联介入的两相绕组感应电动机，还有 式中 U电源电压 电容器阻抗。 为了简化计算，在激磁贿赂中不可不包含等效于铁耗的电阻，这时对应于正序和负序的主相转子回路电阻和电抗可分别表示为 式中折算至主相的激磁电抗； ，折算至主相的转子电阻和漏抗。正序转差率负序转差率副相转子回路阻抗相应为 正序和负序的总阻抗为 式中、相应于主相和副相的定子绕组电阻和漏抗。联立以上公式求解得 式中、相应于定子有功电流和无功电流的正序和负序分量。设=0，求解关于的方程，则可求得圆形磁场的条件。在一般情况下 式中、相应于电容器的电阻和电抗。在保持圆形磁场的条件下，正序电流为 具有起动元件的单相电动机在运行状态下只有主绕组接入网路。在这种情况下电流方程可以简化，因为副绕组组的电流等于零。在单相接入时，定子绕组的磁动势是脉动的，但电机的合成磁场仅在S=1时（堵转状态）呈现脉动，在其他转差率时是椭圆的。在运行状态下，负序支路的总阻抗远远小于正序支路；与此相应，负序电动势也小于正序电动势；这就说明了在运行状态下，正序磁场的作用超过了负序磁场，因此合成磁场仍是椭圆的。这时定子绕组的电压方程为式中，是正序磁场在定子绕组中的感应电动势；是负序磁场在定子绕组中的感应电动势。 对应正，负磁场的转子电流和分别为 再进一步简化正负序磁场所对应的并联回路，并分别以正、负序阻抗和代之，于是可得如图图2-62.4 单相感应电动机的分类根据起动和运行方式的特征，单相感应电机可分为：单相电阻起动感应电动机；单相电容起动感应电动机；单相电容运转感应电动机；单相电容起动电容运转感应电动机及单相罩极感应电动机。2.5 单相感应电动机的结构图2-7单相感应电动机中，专用电机占有很大比例，它们的结构各有特点，形式繁多。但就其共性而言，电动机的结构都由固定部分-定子、转动部分-转子、支撑部分-端盖和轴承等三大部分组成。1、机座 2、铁心 3、绕组4、端盖 5、轴承 6、离心开关或起动继电器和PTC起动器 7、铭牌2.5.1 机座机座结构随电动机冷却方式、防护型式、安装方式和用途而异。按其材料分类，有铸铁、铸铝和钢板结构等几种。铸铁机座，带有散热筋。机座与端盖联接，用螺栓紧固。铸铝机座一般不带有散热筋。钢板结构机座，是由厚为1.5-2.5毫米的薄钢板卷制、焊接而成，再焊上钢板冲压件的底脚。有的专用电动机的机座相当特殊，如电冰箱的电动机，它通常与压缩机一起装在一个密封的罐子里。而洗衣机的电动机，包括甩干机的电动机，均无机座，端盖直接固定在定子铁心上。2.5.2 铁心铁心包括定子铁心和转子铁心，作用与三相感应电动机一样，是用来构成电动机的磁路。2.5.3 绕组单相感应电动机定子绕组常做成两相：主绕组（工作绕组）和副绕组（启动绕组）。两种绕组的中轴线错开一定的电角度。目的是为了改善启动性能和运行性能。定子绕组多采用高强度聚脂漆包线绕制。 转子绕组一般采用笼型绕组。常用铝压铸而成。2.5.4 端盖相应于不同的机座材料、端盖也有铸铁件、铸铝件和钢板冲压件。2.5.5 轴承轴承有滚珠轴承和含油轴承。2.5.6 离心开关或起动继电器和PTC起动器（1）离心开关 在单相感应电动机中，除了电容运转电动机外，在起动过程中，当转子转速达到同步转速的70%左右时，常借助于离心开关，切除单相电阻起动感应电动机和电容起动感应电动机的起动绕组，或切除电容起动及运转感应电动机的起动电容器。离心开关一般安装在轴伸端盖的内侧。（2）起动继电器 有些电动机，如电冰箱电动机，由于它与压缩机组装在一起，并放在密封的罐子里，不便于安装离心开关，就用起动继电器代替。继电器的吸铁线圈串联在主绕组回路中，起动时，主绕组电流很大，衔铁动作，使串联在副绕组回路中的动合触点闭合。于是副绕组接通，电动机处于两相绕组运行状态。随着转子转速上升，主绕组电流不断下降，吸引线圈的吸力下降。当到达一定的转速，电磁铁的吸力小于触点的反作用弹簧的拉力，触点被打开，副绕组就脱离电源。（3）PTC起动器 最新式的启动元件是“PTC”，它是一种能“通”或“断”的热敏电阻。PTC热敏电阻是一种新型的半导体元件，可用作延时型起动开关。使用时，将PTC元件与电容起动或电阻起动电机的副绕组串联。在起动初期，因PTC热敏电阻尚未发热，阻值很低，副绕组处于通路状态，电机开始起动。随着时间的推移，电机的转速不断增加，PTC元件的温度因本身的焦耳热而上升，当超过居里点Tc（即电阻急剧增加的温度点），电阻剧增，副绕组电路相当于断开，但还有一个很小的维持电流，并有2-3瓦的损耗，使PTC元件的温度维持在居里点Tc值以上。当电机停止运行后，PTC元件温度不断下降，约2-3分钟其电阻值降到Tc点以下，这时有可以重新启动，这一时间正好是电冰箱和空调机所规定的两次开机间的停机时间。 PTC起动器的优点：无触点、运行可靠、无噪无电火花，防火、防爆性能好。且耐振动、耐冲击、体积小、重量轻、价格低。2.5.7 铭牌包括：电机名称、型号、标准编号、制造厂名、出厂编号、额定电压、额定功率、额定电流、额定转速、绕组接法、绝缘等级等。2.6 单相电容运转电动机特点单相电容运转电动机是指副绕组及与之串联的工作电容器，不论是起动还是运行时都始终接通电源参与运行的电机。由于在设计时，主要考虑它在额定运行状态时应具有最佳的力能指标，不能兼顾起动性能，故起动转矩较低。而且，电机容量越大，起动转矩与额定转矩的比值越小，因而其功率多在瓦范围内。这种电机的最大特点是额定运行时的力能指标优良，与同容量的其他单相感应电动机相比较，它的重量较轻，体积较小，效率和功率因数较高。它特别适用于轻载起动和要求长期运行的场合，如电风扇、吊扇、录音机、洗衣机、空调设备、电吹风。第3章 单相电容运转电动机的启动调速反转保护3.1 单相电容运转电动机的启动如果电容起动的单相感应电动机的副绕组设计成长期接在电源上工作，这种电动机就为单相电容运行电动机或单相电容电动机。 单相电容运行感应电动机的基本系列为DO，DO2。功率有8，15，25，40，60，90，120，180W。同步转速有1500r/min和3000r/min两种。此种电动机具有较高的功率因数，效率，体积小，重量轻，适宜电风扇，通风机，录音机，各种空载和轻载起动的机械。3.2 单相电容运转电动机的调速变极调速在三相感应电机中已广泛采用，我国已生产变极调速的多速三相感应电动机系列产品。在单相电机中，目前变极调速在倍极调速电机中应用较多，非倍极调速和三速电机应用还不普遍。倍极调速电机一般定子上只有一套绕组，用改变绕组端部连接线的方法获得不同的极对数，达到调速的目的。在极数比较大的变极调速中，定子槽中安放两套不同极数的独立绕组。实际上是两台单速电机的组合。其原理和性能与一般单相感应电动机一样。通过降低电机端电压的方法来调节电机的转速为降压调速，可串联电抗器，串联电容器，自耦变压器来实现降压调速。而单相电容运转电动机一般采用定子绕组抽头调速，单相电容运转电动机采用抽头调速,其方法简单易行,速度控制方便。在要求速度范围变化不大的场合很有应用价值。定子槽中放置有主绕组、副绕组及调速绕组（中间绕组）。通过改变调速绕组与主、副绕组的联接方式，调整气隙磁场大小及椭圆度而实现调速的。3.3 单相电容运转电动机的反转图3-1 电容运转电动机正反转原理接线图单相电容运转电动机如图，分别有主绕组 副绕组 和串联电容。设通过主绕组的电流为Ia 副绕组为Ib。工作绕组匝树多，电感大是感性负载，那么Ia在相位上滞后电源电压，起动绕组串有电容，就可以使起动绕组为容性负载，那么Ib在相位上是超前电源电压，只要选取适当电容就可使Ib超前Ia90度。这样定子里就产生旋转磁场。我们要实现反转，就只要使Ib滞后Ia90度，只要Ib反转180就能实现了。实际上主副绕组是接在同一个电源上的，如图变换开关就实现了Ib的反转180。旋转磁场方向为逆时针，就实现了反转3.4 单相电容运转电动机的保护电机运行中的安全保护，主要分为机械保护和电气保护两类。小功率电机主要是电气保护，包括过负荷保护，短路保护欠压保护，断相保护和漏电保护等。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。- 12 -哈尔滨理工大学学士学位论文第4章 电磁计算4.1 额定数据1 输出功率 P=90瓦2 额定电压U=220伏3 电源频率f=50赫4 极对数P=24.2 性能指标5 效率=58%6 功率因数=0.867 起动电流=3.27A8 起动转矩倍数=0.69 最大转矩倍数=1.84.3 主要尺寸的确定10 电机常数由查图得=1620 11 定子内径取0.68 =12 定子外径13 极距14 定子铁心长度15 定转子槽数选取=24 =1816 气隙磁通式中极弧系数初设=1.3查得=0.69初选气隙磁密取5300高斯铁心计算长度，设定转子铁心有相同的长度为4.517 选择冲片材料采用电工硅钢片，其型号为厚0.05cm 查表得0.9418 定子齿距19 定子齿宽试中取15000高斯20定子轭高21 定子齿高22 确定定子槽面积23 气隙=0.025cm24 定子气隙系数=1.87225 转子外径26 转子齿距27 转子槽形28 转子齿宽29 转子冲片材料与定子冲片材料相同30 转子齿高31 转子轭高32 转子斜槽cm33 转子导条长度34 转子槽面积35 端环截面积36 端环系数式中其中端环平均内径端环平均直径37 转子气隙系数取38 气隙系数4.4 主绕组的计算39 定子每极槽数40 根据查表确定绕组的跨距Y和绕组系数， =81 =140 =81绕组系数41 平均跨距42 由饱和系数的假定值，取=1.3，查得波形系数=1.08743 每极串联导体数44 每槽导体数 =81 =140 =8145每相串联总匝数46定子估算电流47导线直径式中取 5 安/48 槽满率将=81 =140 =81代入上式 得 49 半匝长度式中cm将 分别代入得 50 平均半匝长度cm51 主相绕组电阻（C）4.5 主绕组参数计算52 等效气隙长度cm53 定子槽漏磁导式中根据 查图得=0.7554 定子槽漏抗式中55 总差漏抗56 定子差漏抗57 定子端部漏抗58 定子漏抗59 不考虑饱和的激磁电抗60 阻抗4.6 转子参数计算61 转子电阻（C）62 转子槽漏磁导 得出=0.7563 转子槽漏抗64 转子差漏抗65 漏磁系数1 考虑饱和系数时的激磁电抗初选1.32 开路电抗3 系数4 漏磁系数4.7 磁路计算66 压降系数67 每极磁通麦68 定子齿部截面积69 转子齿部截面积70 定子轭部截面积71 转子轭部截面积72 气隙面积73 定子齿磁密高斯74 转子齿磁密高斯75 气隙磁密高斯76 定子轭磁密高斯77 转子轭磁密高斯78 定子齿，转子齿磁场强度查得安/cm 安/cm 79 定子齿磁势80 转子齿磁势81 气隙磁势82 齿饱和系数83 定子轭磁路长84 转子轭磁路长85 定子轭磁场强度86 转子轭磁场强度87 定子轭磁势88 转子轭磁势89 总饱和系数90 定子齿部体积91 定子轭部体积92 定子齿铁损瓦93 定子轭铁损瓦94 总铁损耗瓦95 考虑饱和系数的激磁电抗96 考虑饱和系数的开路电抗97 斜槽漏抗98 转子漏抗99 总漏抗100 空载电流4.8 副相绕组计算101 副，主绕组有效匝比102 副相导体数103 每极下总导体数104 每槽导体数 105 确定绕组系数主副绕组结构一般是相同的形式，所以绕组系数也相同106 线径的选取107 槽满率把N代入得 最大槽满率74%108 平均跨距109 半匝长度110 绕组平均半匝长度111 副相绕组电阻4.9 起动计算112 主绕组起动总电阻113 不计饱和时主绕组起动总电抗114 不计饱和时主绕组起动电流115 不计饱和影响的漏磁导116 受饱和影响的漏磁导117 受饱和影响部分如不作饱和计算时的漏磁麦118 受饱和影响部分允许漏磁最大值麦按查得119 受饱和影响部分在饱和时的漏磁导120 考虑饱和影响时的起动总电抗121 起动漏抗系数122 视在起动总电抗123 主绕组起动总阻抗124 主绕组起动电流125 主绕组起动电流相位角126 电容器电抗127 副相绕组起动总电阻查得129 副相绕组起动总电抗130 副相绕组起动总阻抗131 副相绕组起动电流132 副相起动电流相位角133 起动转矩倍数134 起动电流A135 电容器电压4.10 性能计算136 假定转差率初选s为0.06137 几个关系式138 正序视在电阻139 正序视在电抗140 负序视在电阻141 负序视在电抗142 总等值电阻143 总等值电抗144 几个关系式123 45145 主绕组电流146 主绕组电流密度147 主绕组电流相位角148 副绕组电流149 副绕组电流密度150 副绕组电流相位角151 线电流（定子电流）152 输出功率153 输入功率154 效率155 功率因数156 热负荷157 转速转/分158 压降系数159 电容器电压第5章 设计结果分析5.1 设计结果名称要求值设计值输出功率90,W94.7,W满载电流2.0,A2.11,A效率58%52%功率因数0.860.989起动电流3.0,A3.27,A起动转矩倍数0.60.521最大转矩倍数1.71.8各项性能指标的设计值与要求值对比，均较符合设计要求。计算结果手算结果输出功率94.482956,W94.7,W满载电流2.098251,A2.11,A效率53.689087%52%功率因数0.95271450.989起动电流3.21682,A3.27,A起动转矩倍数0.53314650.521最大转矩倍数1.782591.85.2 绕组形式单相感应电动机定子绕组按按槽内导体层数分，有单层和双层绕组，按绕组端接部分的形状分，单层绕组又有同心式、交叉式和链式之别；双层绕组又分为叠绕组和波绕组，按槽内导体的分布规律分类，则有正弦绕组、非正弦绕组、集中绕组和分布绕组等等图5-1结 论在设计的过程中参照国家标准，以及一些经验数据。同时，为了保证设计出的电机符合人们的质量要求，采取了一些措施来降低电机的噪音，如适当降低气隙磁密控制电磁噪音、抑制气隙磁场中的高次谐波有利于减低电磁噪音、限制电机气隙基波磁场的椭圆率等，目的是确保电机的各项性能指标都能满足顾客的要求。就单相感应步电机与三相感应电机相比较，其最大的不同，最主要的就是不对称，三相感应电机是具有三相对称绕组的电机，在外加三相电源对称条件下，实现平行运转，而单相感应电机则不然，供给它的是单相电源，为了使单相感应电机能够具有或接近三相感应电机的运行性能，采取了种种措施，如电的，磁的，空间位置上的不对称。用这些不对称来应付电源上的不对称，这就是单相感应电机最本质的特点。而单相电容电动机最大的优点是：只需单相电源供电即可，因此，被广泛应用于各式家电器。在设计定子的绕组时，如果采用正弦绕组能够尽可能地削弱各种谐波磁势，尤其是幅值大的低次谐波磁势。所谓正弦绕组就是在单相电机里，如果用的是同心式绕组，则需要把每个线圈的匝数做的不相等，产生的磁势在空间的分布有可能接近正弦波，这种绕组就叫单相正弦绕组。对于电机绕组的设计，有着多方面的要求，比如结构简单，嵌线方便，节约用铜量，满足性能要求等。正弦绕组固然有它的优点，可对于生产来说，很难满足大批量的生产要求，工人嵌线困难等因素，综合考虑，我选择了采用链式绕组。此种方式能够节约用铜量，嵌线方便，结构简单，能够满足电机的运行性能要求。而且，对于大批量的生产来说，这是非常有利的。单相电容运行电机的副绕组边串入了电容器，它需要长期运行，一般不用电解电容，而是选用了密封蜡浸、油浸或金属膜纸介电容器。一般在电容运转电动机中电容器电容量的选配，主要是考虑运行时在电机气隙中产生接近圆形的旋转磁场以提高电机运行时的性能，这样在起动时电机气隙中的磁场就是一个椭圆磁场。对于转子鼠笼绕组的设计，首先考虑的是槽配合的问题。转子槽数与定子槽数的互相配合，对电机性能，诸如起动性能、振动、电磁噪声、附加损耗、效率、温升等有很大的影响，因此要充分注意。按照维诺特的建议，为找到较好的槽配合：（1）采用以被实践证明效果良好的槽配合。（1） 使槽数能被级数整除，经验证明采用这种槽数可使电机平静地运行，但在机械特性T=f(s)曲线上可能会出现凹点。（2） 为了达到低噪声的目的，应使S2与S1相差20%以上（3） 为了降低电抗值，应使S2 S1。（4） 为了降低负载附加损耗，应该取S2 S1，大约相差15%。本设计过程参考了陈永校，汤守武主编的单相异步电动机,李隆年主编的单相电机原理与设计，以及电机学，电机设计，房间空气调节器风扇用单相电容运转异步电动机通用技术条件等资料。此次毕业设计课题涉及知识面较广，包括了几乎我们大学专业课程的全部专业知识和许多的专业基础知识，运用了如：电机设计、微机控制算法、电机学、电力电子、小功率电动机、C语言编程等许多学科知识。我的主要工作是完成电容起动与运行电机设计，这让我对电机设计以及有了更进一步的了解，对其在实践中的应用有了新的体会，对电机设计方向的把握也有了初步的认识，在这整个过程中我不仅更好的巩固已有知识，并且还学到了很多的新知识。但由于作者水平有限，在设计的过程中仍存有诸多的不足，其不严密处敬请指导。致 谢本设计论文是在我的导师韩雪松老师的悉心指导下完成的。韩老师多次询问研究进程，帮助我开拓研究、设计思路，精心点拨、热忱鼓励。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。毕业设计历时几个月，在这几个月的学习中使我受益非浅，学会了许多以前不了解和掌握的知识，对我以后的工作学习有了莫大的帮助。在设计过程中，同学们也给予我许许多多的帮助，让我在解决问题时可以与他们一起讨论，分析，使我的设计更完善，衷心感谢帮助过我的同学们。最后，谨向韩老师及所有专业课老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。学生：吕子洋参考文献1 上海电器科学研究所中小型电机设计手册编写组编著，北京：机械工业出版社，19942 孙云鹏主编，单相异步电动机及其应用，北京：机械工业出版社，19943 陈湘坤、陆祺泰编著，小功率电动机原理设计应用，北京：人民邮电出版社，19954 金续曾编著，单相异步电动机绕组修理2版，北京：机械工业出版社，19965 李隆年、朱东起、胡元德编著，单相电机原理与设计，北京：清华大学出版社，19846 汤宗武编著，单相异步电动机，杭州：浙江科学技术出版社，19857 彭友元主编，电机绕组手册，沈阳：辽宁科学技术出版社，19958 陈世坤主编，电机设计2版，北京：机械工业出版社，20009 李隆年、王宝玲、周汝潢编著，电机设计，北京：清华大学出版社，199210 胡虔生、胡敏强编著，电机学，北京：中国电力出版社，200511 C.G.Veinott.Theory and design of small induction motors.McGRAW-HILL,195912 金续曾主编，电动机绕组接线图册，北京：中国电力出版社，1998附 录单相电容运转电动机电磁核算程序总框图#include “stdio.h”#include “math.h”#define PI 3.1415926/*D23磁化曲线插值*/float f1(x)float x;int i;float zp1; static float sp1=6000,6100,6200,6300,6400,6500,6600,6700,6800,6900,7000, 7100,7200,7300,7400,7500,7600,7700,7800,7900,8000,8100, 8200,8300,8400,8500,8600,8700,8800,8900,9000,9100,9200, 9300,9400,9500,9600,9700,9800,9900,10000,10100,10200, 10300,10400,10500,10600,10700,10800,10900,11000,11100, 11200,11300,11400,11500,11600,11700,11800,11900,12000, 12100,12200,12300,12400,12500,12600,12700,12800,12900, 13000,13100,13200,13300,13400,13500,13600,13700,13800, 13900,14000,14100,14200,14300,14400,14500,14600,14700, 14800,14900,15000,15100,15200,15300,15400,15500,15600, 15700,15800,15900,16000,16100,16200,16300,16400,16500, 16600,16700,16800,16900; static float sp2=1.81,1.84,1.86,1.89,1.91,1.94,1.97,2.00,2.03,2.06, 2.10,2.13,2.16,2.20,2.24,2.28,2.32,2.36,2.40,2.45, 2.50,2.55,2.60,2.65,2.70,2.76,2.81,2.87,2.93,2.99, 3.06,3.13,3.19,3.26,3.33,3.41,3.49,3.57,3.65,3.74, 3.83,3.92,4.01,4.11,4.33,4.44,4.56,4.67,4.80,4.93, 5.07,5.21,5.36,5.52,5.68,5.84,6.00,6.16,6.33,6.52, 6.72,6.94,7.16,7.38,7.62,7.86,8.10,8.36,8.62,8.90, 9.20,9.50,9.80,10.1,10.5,10.9,11.3,11.7,12.1,12.6, 13.1,13.6,14.2,14.8,15.5,16.3,17.1,18.1,19.1,20.1, 21.2,22.4,23.7,25.0,26.7,28.5,30.4,32.6,35.1,37.8, 40.7,43.7,46.7,50.0,53.4,56.8,60.4,64.0,67,8;for(i=0;isp1i+1;i+)zp1=sp2i+(x-sp1i)/(sp1i+1-sp1i)*(sp2i+1-sp2i);return(zp1);/*D23损耗曲线插值*/float ffp(x)float x;int i; float zp5;static float sp6=6000,6100,6200,6300,6400,6500,6600,6700,6800,6900,7000,7100, 7200,7300,7400,7500,7600,7700,7800,7900,8000,8100,8200,8300, 8400,8500,8600,8700,8800,8900,9000,9100,9200,9300,9400,9500, 9600,9700,9800,9900,10000,10100,10200,10300,10400,10500,10600, 10700,10800,10900,11000,11100,11200,11300,11400,11500,11600, 11700,11800,11900,12000,12100,12200,12300,12400,12500,12600, 12700,12800,12900,13000,13100,13200,13300,13400,13500,13600, 13700,13800,13900,14000,14100,14200,14300,14400,14500,14600, 14700,14800,14900,15000,15100,15200,15300,15400,15500,15600, 15700,15800,15900,16000,16100,16200,16300,16400,16500,16600, 16700,16800,16900;static float sp7=7.22,7.42,7.62,7.84,8.05,8.26,8.48,8.70,8.90,9.12,9.55,9.76, 9.98,10.2,10.4,10.6,10.8,11.0,11.3,11.5,11.7,12.0,12.2,12.4, 12.6,12.8,13.1,13.3,13.5,13.8,14.0,14.3,14.5,14.8,15.1,15.3, 15.6,15.9,16.2,16.5,16.8,17.1,17.4,17.8,18.1,18.4,18.8,19.2, 19.6,20.0,20.4,20.8,21.2,21.7,22.1,22.6,23.0,23.5,24.0,24.5, 25.0,25.4,26.0,26.4,27.0,27.5,28.0,28.5,29.0,29.5,30.0,30.5, 31.0,31.6,32.1,32.6,33.1,33.6,34.2,34.7,35.2,35.7,36.2,36.7, 37.2,37.8,38.3,38.8,39.4,39.8,40.4,40.9,41.4,41.9,42.4,42.9, 43.5,44.0,44.5,45.0,45.6,46.1,46.6,47.1,47.7,48.2,48.7,49.2, 49.7;for(i=0;isp6i+1;i+)zp5=sp7i+(x-sp6i)/(sp6i+1-sp6i)*(sp7i+1-sp7i);return(zp5);/*极弧系数*/float f2(x)float x;float zp1;int i; static float sp1=1,1.05,1.1,1.15,1.2,1.25,1.3,1.35,1.4,1.45,1.5,1.55, 1.6,1.65,1.7,1.75,1.8,1.85,1.9,1.95,2; static float sp2=.635,.649,.66,.671,.682,.691,.7,.711,.72,.726,.733, .74,.745,.753,.76,.765,.77,.776,.782,.788,.792;for(i=0