单相电容起动异步电动机的设计毕业设计

单相电容起动异步电动机的设计毕业设计内容摘要：

磁势在空间向着相反方向旋转。 椭圆形磁势 设电动机的定子铁心上放有两套绕组 M和 A，在空间上，它们轴间的夹角为 216。 电角度，分别对时间 t作正弦变化的交流电流 205。 m和 205。 a，且设时间上 205。 a导前 205。 m一个ψ角。 仍取电动机气隙圆周空间坐标直线 x=0 与相轴 A重合。 合成磁势幅值的失端点轨迹是一个长轴为 f+和 f幅值之和，短轴为 f+和 f幅值之差的椭圆。 这就是所谓的椭圆磁势。 如图 32所示。 （ a）转子开路 （ b）转子旋转 （ c）简化电路 图 正序磁势与转子作用的电路图解 有时为了改善电机的性能，故意把电机设计成 216。 ≠ 90176。 ；有时为了通用定子冲片，也会导致两相绕组相轴夹角 216。 ≠ 90176。 在这些情况下，为获得圆形磁场，在相位上就必须考虑 216。 +ψ =180176。 这个条件了。 总之，椭圆磁势可以分解为两个速率相等，转向相反而幅值不等的旋转磁势。 当正、负序磁势大小相等时，就是脉振磁势，当负序磁势大于零时，就成了圆形磁势了。 单相电容启动 异步电动机设计 9 正、负序感应电势 定子的正、负序磁势经与转子作用后要分别合成正、负序磁场、磁通。 将在定、转子绕组上分别感应有电势，其效应 就是迭加的，在电路上就是串联的。 分析时是把多相鼠笼转子等效为具有主绕组匝数的对称两相转子。 这样在定、转子绕组上将感应有相同的电势。 现独立观察每个圆形磁势的作用，当转子开路时，所感应的电势如图 所示 图 脉振磁势的合成与分解 实际转子为短路且旋转，转子对于正、负序磁势的效应，就表现为要以图 (b)所示电路影响着正序磁势。 把励磁支路与转子支路合成后并有图 (c)所示两相正序（以及负序）的现在阻抗。 这样正、负序感应电势可作： Ef=IfZf(2) Eb=IfZb(2) (式中 Zf(2)、 Zb(2)─两相对称电机的正、负序视在阻抗 ) 电容 启动 异电动机简称电容电动机，电容运转异步电动机的接线图如图 所示。 图 单相电容启动异步电动机接线图 它是在副相接以电容器与主相绕组并联于电网上的一种电动机，由于它的副绕组始终要通电。 所以，它不需要起动继电器切除副回路。 由于副绕组需长期运行，故副绕组单相电容启动 异步电动机设计 10 与主绕组电密差不多，它的副绕组与电容器的选配，多是以工作时能有较好的性能指标为准则。 副绕组串入电容器，考虑到长期工作的要求，应选用耐压较高的聚丙烯金属膜纸介电容器，容量较小，电容运转单相异 步电动机的起动性能，如电容起动的单相电动机，它的起动转矩较低，起动电流也较大，电容电动机工作时，内部接迫害圆形磁场，因而效率与功率因数单绕组的异步电动机要高，且振动和噪音都比较低，因而房间空气调节器的电动机多数是用单相电容运转异步电动机，这种电动机不仅在起动时，而且在运行时也是一个两相电机，所以运行时在气隙中可以产生较强的旋转磁场，提高了它的运行性能，因而它的功率因数、效率、过载能力都比电阻起动和电容起动单相电机要好得多。 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。 如小功率 的驱动装置中，在仅有单相电源供电的偏远地区，像林业、矿山的牵引、运输等动力设备也多采用电容电动机，甚至一些大功率电机如风力发电机，也是采用单相异步电动机。 根据负载性质的不同，电容电动机基本有以下两类。 ，单向，连续运行 这类负载如：风机、风扇、空调器、磨床等。 它们的阻力主要来自风或外加的负载，这类负载的起动阻力矩较小，而起动后，它的阻力矩因风叶的性质随转速的二次方增大，如图 的曲线 1，负载的斜率，会超过电机的机械特性在非稳定区的斜率，这样，便能稳定运行在异步电机的各种转速上，包括非 稳定区间，应用于这类负载上的电机，可能把它的工件重点设计在输出最大功率处，即接近于最大转矩外，这种电机的转子要尽可能小，副绕组和电容的设计就在额定时出现圆形磁场，实现对称运行为准，以保证力能指标（η、 cos216。 ）高，噪声小，通用的驱动电动机，如 DO2系列电机，就是具有这样性质的一类电机。 ，双向旋转，工作时间短 这类负载如，洗衣机，小型提升绞车等。 它们的特点是工作时间短，不是连续的，鉴于电机的工作时间短，故可以在适当降低力能指标的基础上，从设计上采取一些措施（如增大转子电阻等）提高起动转矩，为 了实现正、反转，多使用主、副绕组具有相同匝数。 单相电容运转异步电动机的定子具有主绕组和副绕组，它们的轴线的空间相位上相差 90176。 电角度，副绕组串联一个工作电容器 C（容量比电容器小得多）后，与主绕组并接于电源。 单相电容启动 异步电动机设计 11 第四章 单相异步电机的特点 单相异步电机与三相异步电机相比较，其最大的不同，最主要的就是不对称，三相异步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，而单相异步电机则不然，供给它的是单相电源，为了使单相异步电机能够具有或接近三相异步电机的运行性能，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，这就是单相异步电机最本质的特点，分别介绍之。 电的不对称 电的不对称，就是在电路上的一些不对称，对于仅有单相绕组工作的电机，即分相电机，是没有办法使它工作在平衡条件下的，性能上总是有所失的。 对于具有两相或三相绕组的电容电机，在单相电源条件下要它能实现平衡运行，就得要求各相电流在时间上要有相位差，这就需要各相回路参数不等，即电路不对称才行，假如各绕组是对称的，就应该通过外接移相电容元件（多是电容），来造成各回路的不对称，通常都是将电容电机设计 成不对称的多相绕组，即各相绕组在槽形，槽数，匝数，线径上不相同，再配以移相元件，使电机能在平衡的条件下运行。 空间位置的不对称 单相异步电机的各相绕组在空间位置上并不像三相对称电机那样要求对称分布，只要求在空间最佳位置放置绕组，以求得最佳的工作状态 磁的不对称 对于那些功率甚小的单相异步电机，性能要求不高，但求结构工艺简单，就宜采用多极的定子，集中的绕组，这样绕线、下线方便，可以简化制造工艺，又可利用它在气隙中上的不等和磁场上的不称来改善电机的运行性能。 单相电容启动 异步电动机设计 12 第 五 章 电容运转电动机电磁计 算 数据与技术要求 ： （ 1） 电压： UN=220V （ 2） 相数： m=2 （ 3） 频率： f=50Hz （ 4） 极数： p=4 （ 5） 输出功率： PN=370W （ 6） 效率： η = （ 7） 功率因数： cosφ = （ 8） 起动转矩 倍数 ： Tst=（ 9） 起动电流： Ist= (10) 最大转矩 倍数 ： Tm=(11) 绝缘等级： E级 重 要尺寸及冲片 （ 1） 定子外径： D1= （ 2） 定子内径： Di1= （ 3） 气隙： g= （ 4） 转子外经： D2= （ 5） 转子内经： Di2= （ 6） 定子转子铁芯 长： L1/L2=) （ 7） 定转子槽数： S1/S2=24/30 单相电容启动 异步电动机设计 13 （ 8） 定、转子槽形尺寸及图（单位：厘米） 图 定子槽形尺寸 图 转子槽形尺寸 （ 9） 极 距 : τ =π Di1/p=π (cm) （ 10） 定子齿距 : t1 =π Di1/Q1=π (cm) b01 bs1 bs2 hs0 hs1 hs2 hc1 b02 br1 br2 hr0 hr1 hr2 hc2 0 单相电容启动 异步电动机设计 14 （ 11） 转子齿距 : t2=π D2/Q2=π (cm) （ 12） 定子 齿宽： bT1=π [Di1+2(hs0+hs1)]/Q1bS1 =[+2(+)]/ =(cm) （ 13） 转子齿宽： bT2=π [D22(hR0+r1)]/Q22r1 =[(+)]/ =(cm) （ 14） 定子齿 部磁路 计算长度： ht1=hs1+hs2+R/3=++(cm) （ 15） 转子齿 部磁路 计算长度： ht2=r1+hR2+R/3=++(cm) （ 16） 定子轭 部磁路 计算高度： hc1=(D1Di1)/2hs+R/3 =()/+= (cm) （ 17） 转子轭 部磁路 计算高度： hc2=(D2Di2)/2hR+R/3+Di2/4 =()/++= (cm) （ 18） 定子轭计算长度： Lc1=π (D1hc1)/2p =π ()/(2 4) =(cm) （ 19） 转子轭计算长度： Lc2=π (Di2+hc2)/2p =π (+)/(2 4) =(cm) （ 20） 定子槽有效面积： 槽面积 Ss = [（ bs2 + bs1 ） /2] (hsˊ – h)+ π R2 /2 槽绝缘面积 Si =ci （ 2hsˊ +π R） 槽有效面积 Se =Ss – Si = （ 21） 转子槽面积 Sb =(r1+r2)hR2+( 2221 rr  ) 单相电容启动 异步电动机设计 15 （ 22） 转子斜槽宽 bsk =t1 （ 23） 气隙系数  ccc KKK 定子 )( )( 202020 0111   bbt btK c   转子 1)( )( 202022 0222   bbt btK c  。