【正文】 向片結(jié)合成整體。電樞繞組由若干線圈組成，在單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，線圈又稱為原件，線圈首尾端與換向器上的換向片相焊接，從而使點(diǎn)數(shù)繞組形成閉合回路，單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的電樞構(gòu)成如圖 22所示 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本理論 6 圖 22 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞結(jié)構(gòu)圖 電樞鐵芯槽一般制成與轉(zhuǎn)軸相平行，有時(shí)為了減弱電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音，而將鐵芯疊壓成斜槽式。電樞鐵芯采用 裝組成。一般來(lái)說(shuō)，單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)功率小于 200w 時(shí)制成兩級(jí)， 200W以上制成 4級(jí)。為了減少渦流損耗，定子鐵芯由 的硅鋼片疊裝組成，勵(lì)磁繞組由絕緣銅線繞制成集中繞組嵌入定子鐵芯。南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本理論 5 第 2 章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本理論 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本機(jī)構(gòu)與小功率直流電動(dòng)機(jī)相似，主要由定子、電樞、換向器、電刷等部件組成。綜上所述，場(chǎng)路結(jié)合法是一種較為理想的電機(jī)性能分析方法。傳統(tǒng)的磁路法雖然計(jì)算速度快，但精度不高；而以有限元法為代表的電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算法雖然較為準(zhǔn)確，但對(duì)計(jì)算機(jī)資源要求較高且計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)。 場(chǎng)路結(jié)合分析法。有限元法最主要的特點(diǎn)是根據(jù)該方法編制的軟件系統(tǒng)對(duì)丁各種各樣的電磁計(jì)算問題具有較強(qiáng)的通用性，通過前處理過程能有效地形成方程并進(jìn)行求解。其中，最有效的是有限元法。 電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算法。等效磁路法是研究電機(jī)性能的傳統(tǒng)方法，將空間實(shí)際存在的不均勻分布的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化成等效的多段磁路，并近似認(rèn)為在每段磁路中磁通沿截面和長(zhǎng)度均勻分布，將磁場(chǎng)的計(jì)算轉(zhuǎn)化為磁路的計(jì)算，然后用各種系數(shù)來(lái)進(jìn)行修正，使各段磁路的磁位差等于磁場(chǎng)中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的磁位差。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容也主要是電磁設(shè)計(jì)，單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速高、機(jī)械特性軟、換向條件嚴(yán)酷以及功率比較小等特點(diǎn)，因此，在電磁設(shè)計(jì)中有其特點(diǎn)和要求： 原始數(shù)據(jù) ① 型號(hào)： ?90770 ② 額定功率： NP = 770W ③ 額定電壓： NU =220V ④ 額定轉(zhuǎn)速： Nn = 120xxr/min ⑤ 額定頻率： Nf = 50Hz 主要性能指標(biāo) ① 效率： ? = 69% ② 功率因數(shù)： ?cos = 設(shè)計(jì)中選用的基值 ① 電壓基準(zhǔn)值： 220NU ? V為電動(dòng)機(jī)額定相電壓 ② 功率基準(zhǔn)值： NP =180W為電動(dòng)機(jī)額定功率 ③ 轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)值： 120xxNn ?r/min ④ 轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)值： NT 為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 NN NPT N mn? ? ? 設(shè)計(jì)指標(biāo)要求 ① 效率： ??? ? ?－ ? —計(jì)算值， ? ′—修改值 ② 功率因數(shù)： cos cos 5cos??? ?? ? cos? —計(jì)算值， cos?? —修改值 ③ 端電壓： NUUU ?? ? NU —額定電壓， U? —端電壓（計(jì)算值） 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1章 緒論 4 電機(jī)設(shè)計(jì)分析的方法 當(dāng)前，用于永磁同步電機(jī)電磁性能分析的方法主要有等效磁路法、電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算法以及場(chǎng)路結(jié)合法，其中電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算法中用得最多的是有限元法。假定一些電磁參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù) (定轉(zhuǎn)子沖片尺寸 )，利用計(jì)算機(jī)求解另一些參數(shù)，并且核算假定參數(shù)。 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求 目前常用的串勵(lì)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)程序，大多屬于分析程序。如單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1章 緒論 3 矩、功率因數(shù) (一般高達(dá) )都比一般交流異步電機(jī)高得多，所以不作嚴(yán)格要求。因此在電磁設(shè)計(jì)中往往提高額定點(diǎn)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 5％～ 10％，以保證電機(jī)輸出功率不低于額定功率；其二，控制換向火花，對(duì)于換向條件嚴(yán)酷的單相串勵(lì)電機(jī)控制影響換向火花的電磁因素尤為重要。 電機(jī)設(shè)計(jì)包括電磁設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，習(xí)慣上所指的電機(jī)設(shè)計(jì)往往是指電磁設(shè)計(jì)。假定一些電磁參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù) (定轉(zhuǎn)子沖片尺寸 )，利用計(jì)算機(jī)求解另一些參數(shù)，并且核算假定參數(shù)。 因?yàn)閱蜗啻畡?lì)異步電動(dòng)機(jī)有很多的有點(diǎn)有很大的發(fā)展前景，因此選題 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容 目前常用的串勵(lì)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)程序，大多屬于分析程序。而其它的單相交流電動(dòng)機(jī)大多為 1倍以下。由于機(jī)械功率等于轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的乘積，因此，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩變大時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率和由電網(wǎng)提供給電動(dòng)機(jī)的電功率也可以保持在比較穩(wěn)定的數(shù)值，兩不致有很大的波動(dòng)。因?yàn)檫@類機(jī)械需要經(jīng)常啟動(dòng)，并且還有可能過載。負(fù)載越大轉(zhuǎn)速越低。電機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，電機(jī)中鐵磁材料的用量越小，因此電機(jī)的體積重量相應(yīng)減少。改變輸入電壓的大小，可以改變轉(zhuǎn)速，所以調(diào)速也很方便。因其轉(zhuǎn)速高，電機(jī)體積小，重量輕，交直流電源均可供電，以及調(diào)速簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于手持式電動(dòng)工具和家用電器中。轉(zhuǎn)子由電樞鐵芯、電樞繞組和換向器等組成?？紤]交變磁場(chǎng)的渦流損耗，定子鐵芯是由硅鋼片疊壓而成。定子由定子鐵芯和安裝在磁極上的激磁繞組組成。本章主要介紹了電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究概況和發(fā)展趨勢(shì)，單相串勵(lì)電機(jī)設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并且闡述了本論文所研究的主要內(nèi)容。優(yōu)化設(shè)計(jì)是人們?cè)诠こ碳夹g(shù)、理論研究和經(jīng)濟(jì)管理等諸多領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的問題。由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有上述許多優(yōu)點(diǎn)，它是電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與其它電動(dòng)機(jī)相比，具有結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠及重量輕成本低等優(yōu)點(diǎn)。 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)屬于單相感應(yīng)異步電動(dòng)機(jī)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是基于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的一種交流電動(dòng)機(jī)。 optimization 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................ I Abstract .......................................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ..................................................................................................................1 前言 .........................................................................................................................1 概述 .........................................................................................................................1 選題的意義 ......................................................................................................1 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容 ..............................................................................2 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求 ..............................................................................3 電機(jī)設(shè)計(jì)分析的方法 ......................................................................................4 第 2 章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本理論 ...................................................................5 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) .................................................................................5 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作原理 .................................................................................7 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本特性 .................................................................................8 第 3 章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)分析的主要問題 ..............................................10 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)分析軟件 .......................................................................10 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的基本思路 ...................................................................10 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化措施 ........................................................................... 11 第 4 章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)與方案調(diào)整 ..............................................12 電磁設(shè)計(jì)程序 .......................................................................................................12 電機(jī)調(diào)整方案 .......................................................................................................21 方案結(jié)果分析 .......................................................................................................23 提高電機(jī)工作性能的其他措施 ...........................................................................24 總 結(jié) ..............................................................................................................................25 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................26 致 謝 ..............................................................................................................................27 附 圖 ..............................................................................................................................28 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1章 緒論 1 第 1 章 緒論 前言 電動(dòng)機(jī)是作為使用電能的動(dòng)力源進(jìn)步和發(fā)展起來(lái)的，在今天，電動(dòng)機(jī)技術(shù)仍然是支撐人們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)鍵技術(shù)。 關(guān)鍵詞 ： 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)；電