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正文內(nèi)容

單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-12-29 16:12 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 磁勢(shì)在空間向著相反方向旋轉(zhuǎn)。 橢圓形磁勢(shì) 設(shè)電動(dòng)機(jī)的定子鐵心上放有兩套繞組 M和 A,在空間上,它們軸間的夾角為 216。 電角度,分別對(duì)時(shí)間 t作正弦變化的交流電流 205。m和 205。a,且設(shè)時(shí)間上 205。a導(dǎo)前 205。m一個(gè)ψ角。 仍取電動(dòng)機(jī)氣隙圓周空間坐標(biāo)直線 x=0 與相軸 A重合。合成磁勢(shì)幅值的失端點(diǎn)軌跡是一個(gè)長(zhǎng)軸為 f+和 f幅值之和,短軸為 f+和 f幅值之差的橢圓。這就是所謂的橢圓磁勢(shì)。如圖 32所示。 ( a)轉(zhuǎn)子開(kāi)路 ( b)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) ( c)簡(jiǎn)化電路 圖 正序磁勢(shì)與轉(zhuǎn)子作用的電路圖解 有時(shí)為了改善電機(jī)的性能,故意把電機(jī)設(shè)計(jì)成 216?!?90176。;有時(shí)為了通用定子沖片,也會(huì)導(dǎo)致兩相繞組相軸夾角 216?!?90176。在這些情況下,為獲得圓形磁場(chǎng),在相位上就必須考慮 216。+ψ =180176。這個(gè)條件了。 總之,橢圓磁勢(shì)可以分解為兩個(gè)速率相等,轉(zhuǎn)向相反而幅值不等的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。當(dāng)正、負(fù)序磁勢(shì)大小相等時(shí),就是脈振磁勢(shì),當(dāng)負(fù)序磁勢(shì)大于零時(shí),就成了圓形磁勢(shì)了。 單相電容啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 9 正、負(fù)序感應(yīng)電勢(shì) 定子的正、負(fù)序磁勢(shì)經(jīng)與轉(zhuǎn)子作用后要分別合成正、負(fù)序磁場(chǎng)、磁通。將在定、轉(zhuǎn)子繞組上分別感應(yīng)有電勢(shì),其效應(yīng) 就是迭加的,在電路上就是串聯(lián)的。 分析時(shí)是把多相鼠籠轉(zhuǎn)子等效為具有主繞組匝數(shù)的對(duì)稱兩相轉(zhuǎn)子。這樣在定、轉(zhuǎn)子繞組上將感應(yīng)有相同的電勢(shì)。 現(xiàn)獨(dú)立觀察每個(gè)圓形磁勢(shì)的作用,當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)路時(shí),所感應(yīng)的電勢(shì)如圖 所示 圖 脈振磁勢(shì)的合成與分解 實(shí)際轉(zhuǎn)子為短路且旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子對(duì)于正、負(fù)序磁勢(shì)的效應(yīng),就表現(xiàn)為要以圖 (b)所示電路影響著正序磁勢(shì)。把勵(lì)磁支路與轉(zhuǎn)子支路合成后并有圖 (c)所示兩相正序(以及負(fù)序)的現(xiàn)在阻抗。這樣正、負(fù)序感應(yīng)電勢(shì)可作: Ef=IfZf(2) Eb=IfZb(2) (式中 Zf(2)、 Zb(2)─兩相對(duì)稱電機(jī)的正、負(fù)序視在阻抗 ) 電容 啟動(dòng) 異電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱電容電動(dòng)機(jī),電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的接線圖如圖 所示。 圖 單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)接線圖 它是在副相接以電容器與主相繞組并聯(lián)于電網(wǎng)上的一種電動(dòng)機(jī),由于它的副繞組始終要通電。所以,它不需要起動(dòng)繼電器切除副回路。由于副繞組需長(zhǎng)期運(yùn)行,故副繞組單相電容啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 10 與主繞組電密差不多,它的副繞組與電容器的選配,多是以工作時(shí)能有較好的性能指標(biāo)為準(zhǔn)則。副繞組串入電容器,考慮到長(zhǎng)期工作的要求,應(yīng)選用耐壓較高的聚丙烯金屬膜紙介電容器,容量較小,電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異 步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能,如電容起動(dòng)的單相電動(dòng)機(jī),它的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低,起動(dòng)電流也較大,電容電動(dòng)機(jī)工作時(shí),內(nèi)部接迫害圓形磁場(chǎng),因而效率與功率因數(shù)單繞組的異步電動(dòng)機(jī)要高,且振動(dòng)和噪音都比較低,因而房間空氣調(diào)節(jié)器的電動(dòng)機(jī)多數(shù)是用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī),這種電動(dòng)機(jī)不僅在起動(dòng)時(shí),而且在運(yùn)行時(shí)也是一個(gè)兩相電機(jī),所以運(yùn)行時(shí)在氣隙中可以產(chǎn)生較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),提高了它的運(yùn)行性能,因而它的功率因數(shù)、效率、過(guò)載能力都比電阻起動(dòng)和電容起動(dòng)單相電機(jī)要好得多。 電容電動(dòng)機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是:只需單相電源供電即可,因此,被廣泛應(yīng)用于各式家電器。如小功率 的驅(qū)動(dòng)裝置中,在僅有單相電源供電的偏遠(yuǎn)地區(qū),像林業(yè)、礦山的牽引、運(yùn)輸?shù)葎?dòng)力設(shè)備也多采用電容電動(dòng)機(jī),甚至一些大功率電機(jī)如風(fēng)力發(fā)電機(jī),也是采用單相異步電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同,電容電動(dòng)機(jī)基本有以下兩類 。 ,單向,連續(xù)運(yùn)行 這類負(fù)載如:風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、空調(diào)器、磨床等。它們的阻力主要來(lái)自風(fēng)或外加的負(fù)載,這類負(fù)載的起動(dòng)阻力矩較小,而起動(dòng)后,它的阻力矩因風(fēng)葉的性質(zhì)隨轉(zhuǎn)速的二次方增大,如圖 的曲線 1,負(fù)載的斜率,會(huì)超過(guò)電機(jī)的機(jī)械特性在非穩(wěn)定區(qū)的斜率,這樣,便能穩(wěn)定運(yùn)行在異步電機(jī)的各種轉(zhuǎn)速上,包括非 穩(wěn)定區(qū)間,應(yīng)用于這類負(fù)載上的電機(jī),可能把它的工件重點(diǎn)設(shè)計(jì)在輸出最大功率處,即接近于最大轉(zhuǎn)矩外,這種電機(jī)的轉(zhuǎn)子要盡可能小,副繞組和電容的設(shè)計(jì)就在額定時(shí)出現(xiàn)圓形磁場(chǎng),實(shí)現(xiàn)對(duì)稱運(yùn)行為準(zhǔn),以保證力能指標(biāo)(η、 cos216。)高,噪聲小,通用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),如 DO2系列電機(jī),就是具有這樣性質(zhì)的一類電機(jī)。 ,雙向旋轉(zhuǎn),工作時(shí)間短 這類負(fù)載如,洗衣機(jī),小型提升絞車等。它們的特點(diǎn)是工作時(shí)間短,不是連續(xù)的,鑒于電機(jī)的工作時(shí)間短,故可以在適當(dāng)降低力能指標(biāo)的基礎(chǔ)上,從設(shè)計(jì)上采取一些措施(如增大轉(zhuǎn)子電阻等)提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,為 了實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn),多使用主、副繞組具有相同匝數(shù)。 單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的定子具有主繞組和副繞組,它們的軸線的空間相位上相差 90176。電角度,副繞組串聯(lián)一個(gè)工作電容器 C(容量比電容器小得多)后,與主繞組并接于電源。 單相電容啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 11 第四章 單相異步電機(jī)的特點(diǎn) 單相異步電機(jī)與三相異步電機(jī)相比較,其最大的不同,最主要的就是不對(duì)稱,三相異步電機(jī)是具有三相對(duì)稱繞組的電機(jī),在外加三相電源對(duì)稱條件下,實(shí)現(xiàn)平行運(yùn)轉(zhuǎn),而單相異步電機(jī)則不然,供給它的是單相電源,為了使單相異步電機(jī)能夠具有或接近三相異步電機(jī)的運(yùn)行性能,采取了種種措施,如電的, 磁的,空間位置上的不對(duì)稱。用這些不對(duì)稱來(lái)應(yīng)付電源上的不對(duì)稱,這就是單相異步電機(jī)最本質(zhì)的特點(diǎn),分別介紹之。 電的不對(duì)稱 電的不對(duì)稱,就是在電路上的一些不對(duì)稱,對(duì)于僅有單相繞組工作的電機(jī),即分相電機(jī),是沒(méi)有辦法使它工作在平衡條件下的,性能上總是有所失的。 對(duì)于具有兩相或三相繞組的電容電機(jī),在單相電源條件下要它能實(shí)現(xiàn)平衡運(yùn)行,就得要求各相電流在時(shí)間上要有相位差,這就需要各相回路參數(shù)不等,即電路不對(duì)稱才行,假如各繞組是對(duì)稱的,就應(yīng)該通過(guò)外接移相電容元件(多是電容),來(lái)造成各回路的不對(duì)稱,通常都是將電容電機(jī)設(shè)計(jì) 成不對(duì)稱的多相繞組,即各相繞組在槽形,槽數(shù),匝數(shù),線徑上不相同,再配以移相元件,使電機(jī)能在平衡的條件下運(yùn)行。 空間位置的不對(duì)稱 單相異步電機(jī)的各相繞組在空間位置上并不像三相對(duì)稱電機(jī)那樣要求對(duì)稱分布,只要求在空間最佳位置放置繞組,以求得最佳的工作狀態(tài) 磁的不對(duì)稱 對(duì)于那些功率甚小的單相異步電機(jī),性能要求不高,但求結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單,就宜采用多極的定子,集中的繞組,這樣繞線、下線方便,可以簡(jiǎn)化制造工藝,又可利用它在氣隙中上的不等和磁場(chǎng)上的不稱來(lái)改善電機(jī)的運(yùn)行性能。 單相電容啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 12 第 五 章 電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)電磁計(jì) 算 數(shù)據(jù)與技術(shù)要求 : ( 1) 電壓: UN=220V ( 2) 相數(shù): m=2 ( 3) 頻率: f=50Hz ( 4) 極數(shù): p=4 ( 5) 輸出功率: PN=370W ( 6) 效率: η = ( 7) 功率因數(shù): cosφ = ( 8) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 倍數(shù) : Tst=( 9) 起動(dòng)電流: Ist= (10) 最大轉(zhuǎn)矩 倍數(shù) : Tm=(11) 絕緣等級(jí): E級(jí) 重 要尺寸及沖片 ( 1) 定子外徑: D1= ( 2) 定子內(nèi)徑: Di1= ( 3) 氣隙: g= ( 4) 轉(zhuǎn)子外經(jīng): D2= ( 5) 轉(zhuǎn)子內(nèi)經(jīng): Di2= ( 6) 定子轉(zhuǎn)子鐵芯 長(zhǎng): L1/L2=) ( 7) 定轉(zhuǎn)子槽數(shù): S1/S2=24/30 單相電容啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 13 ( 8) 定、轉(zhuǎn)子槽形尺寸及圖(單位:厘米) 圖 定子槽形尺寸 圖 轉(zhuǎn)子槽形尺寸 ( 9) 極 距 : τ =π Di1/p=π (cm) ( 10) 定子齒距 : t1 =π Di1/Q1=π (cm) b01 bs1 bs2 hs0 hs1 hs2 hc1 b02 br1 br2 hr0 hr1 hr2 hc2 0 單相電容啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 14 ( 11) 轉(zhuǎn)子齒距 : t2=π D2/Q2=π (cm) ( 12) 定子 齒寬: bT1=π [Di1+2(hs0+hs1)]/Q1bS1 =[+2(+)]/ =(cm) ( 13) 轉(zhuǎn)子齒寬: bT2=π [D22(hR0+r1)]/Q22r1 =[(+)]/ =(cm) ( 14) 定子齒 部磁路 計(jì)算長(zhǎng)度: ht1=hs1+hs2+R/3=++(cm) ( 15) 轉(zhuǎn)子齒 部磁路 計(jì)算長(zhǎng)度: ht2=r1+hR2+R/3=++(cm) ( 16) 定子軛 部磁路 計(jì)算高度: hc1=(D1Di1)/2hs+R/3 =()/+= (cm) ( 17) 轉(zhuǎn)子軛 部磁路 計(jì)算高度: hc2=(D2Di2)/2hR+R/3+Di2/4 =()/++= (cm) ( 18) 定子軛計(jì)算長(zhǎng)度: Lc1=π (D1hc1)/2p =π ()/(2 4) =(cm) ( 19) 轉(zhuǎn)子軛計(jì)算長(zhǎng)度: Lc2=π (Di2+hc2)/2p =π (+)/(2 4) =(cm) ( 20) 定子槽有效面積: 槽面積 Ss = [( bs2 + bs1 ) /2] (hsˊ – h)+ π R2 /2 槽絕緣面積 Si =ci ( 2hsˊ +π R) 槽有效面積 Se =Ss – Si = ( 21) 轉(zhuǎn)子槽面積 Sb =(r1+r2)hR2+( 2221 rr ? ) 單相電容啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 15 ( 22) 轉(zhuǎn)子斜槽寬 bsk =t1 ( 23) 氣隙系數(shù) ??? ccc KKK 定子 )( )( 202020 0111 ??? ?? bbt btK c ? ? 轉(zhuǎn)子 1)( )( 202022 0222 ??? ?? bbt btK c ? ?
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