【文章內(nèi)容簡介】 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)子開路時(shí)，所感應(yīng)的電勢(shì)如圖 33 所示 圖 33 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 14(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 14(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 34所示。 圖 35 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 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高，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 21的曲線 1，負(fù)載的斜率，會(huì)超過電機(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)。 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大，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單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 11 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) 12 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)該通過外接移相 電容元件（多是電容），來造成各回路的不對(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) 13 第 五 章 電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算設(shè)計(jì) (一 )、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) (二 )、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： 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) 14 （ 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) 15 （ 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)算長度： ht1=hs1+hs2+R/3=++(cm) （ 15） 轉(zhuǎn)子齒 部磁路 計(jì)算長度： 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)算長度： Lc1=π (D1hc1)/2p =π ()/(2 4) =(cm) （ 19） 轉(zhuǎn)子軛計(jì)算長度： 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) 16 （ 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 ? ? (三 )、 主繞組設(shè)計(jì) 1. 繞組 形式：正弦繞組（查附表 92） 跨 槽 2 4 6 百 分 比 % 平均跨槽： ym = ?ny1/n=4 2. 繞組系數(shù)： Kdpm =(查附表 92) 3. 粗選氣隙磁密 Bg’ =7770 4. 假設(shè)磁路飽和系數(shù) FTm’ = 計(jì)算極弧系數(shù) α i’ =（查附表 9