第八章 单相异步电动机的设计

.,1,第八章单相异步电动机的设计依据国家有关标准和用户要求，设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠的单相异步电动机产品。额定数据主要性能指标系列电机小功率等级：4、8、15、25、40、60、90、120、180、250、370、550、750(KW)大功率等级：0.55、0.75、1.1、1.5、2.2、3.0、3.7(KW)中心高：45、50、56、63、71、80、90、100、112、132(mm)主要尺寸与电磁负荷,.,2,和一定时，电机体积随增加而增加，随增高而减小在一定时，决定了电机的额定转矩大小；对于转矩相同的电机，越高，电机尺寸越小，材料越省。但过高的将引起电机过热和性能变差。电磁负荷一定，较高时，有下述影响：主要尺寸随增大而减小，材料消耗减少；由于一定，随着铁心材料的减少，铁耗下降；绕组用铜量、铜耗及温升增加，效率下降；使漏抗增大，导致最大转矩和启动转矩降低；定子绕组每相串联匝数增加，磁化电流减小，功率因数提高。,.,3,一定，较高时产生下述影响：主要尺寸随增大而减小，节省了材料；铁心中磁密增高，铁耗增加，效率下降；激磁电流增大，功率因数降低；漏抗减小，起动电流增大；振动和噪声加大。具体选择还须考虑绝缘等级、导电和导磁材料性能、极数、功率、冷却方式及性能要求等。小功率单相异步电动机电磁负荷的选用范围如下表所示,.,4,.,5,主要尺寸比大，则电机较细长，小则电机较粗长。较大有以下优点：节省用铜量。因为大，定子内径和极距较小，线圈的跨距较短；效率提高。因为端部缩短，铜耗减小；端部漏抗小，最大转矩和起动转矩变大。较大有以下缺点铁心较长，铁心冲片数增加，费工时；电机细长，散热条件变坏；为避免扫膛，须增加转子刚度。,.,6,定子铁心内外径比中心高我国单相异步电动机采用的定子铁心外径标准及其与中心高的关系见下表所示确定后，增大就可增大电磁功率，但是定子轭部饱和程度上升，定子铁耗增加，降低。2极4极,.,7,空气隙的确定从结构上看，气隙最小值决定于定子内径大小、轴径和轴承间的长度；从工艺上看，零部件加工的同心度、椭圆度及转配偏心、轴承的间隙即磨损等，都影响着气隙大小；从电气性能看，气隙小时，励磁电抗增加，励磁电流小，功率因数上升，有效匝比减小，电容值增大。但气隙太小，谐波漏抗大，最大转矩和起动转矩降低，杂散损耗增大，效率降低，温升增高。,.,8,定转子槽数的选择定子槽数增多，可获得较好的磁势电势波形，削弱了谐波磁场，使附加损耗和附加转矩下降。漏抗减小，最大转矩和起动转矩增加，功率因数和效率略有增加。绕组分散，散热条件好，但槽绝缘材料和工时增加，槽利用率降低，对冲模的制造和使用也不利。单相异步电动机目前经常采用的定子槽数如下表所示转子槽数应与定子槽数有恰当的配合，即定转子槽配合，若槽配合不当，可引起附加转矩，附加损耗、振动和噪声等问题。,.,9,为了减小振动和噪声为了避免机械特性上的凹点为了避免机械特性上的死点满足常用的槽配合如右表所示,.,10,有效匝比与电容的选择,.,11,有效匝比与电容的选择磁路饱和程度对匝比和电容的影响气隙一定，磁路饱和程度下降，则增大，增大，减小，匝比减小，减小，电容增大，也随之减小。因此，单相电容运转异步电动机往往磁路设计的不太饱和，使得匝比较小，电容较大。反之，若磁路饱和程度增高时，则匝比增大，电容减小。气隙对匝比和电容的影响气隙减小时，则增大，使得匝比减小，电容增大。主绕组匝数对匝比和电容的影响主绕组匝数增多时，将使主绕组和增大，从而使匝比减小，电容增大。转子电阻对匝比和电