罩极式单相电动机空壳重绕计算 电工入门必背的知识

(1)电动机的功率计算。

P_ex＝

式中:a_p为极弧系数,a_p＝0.6～0.9;D_si为定子铁心内径(cm);l_s为定子铁心叠厚(cm);B_g为气隙磁通密度(T)。一般小功率的2极台扇取Bg=0.3～0.42 T;4极台扇及稍大功率电动机(如吊扇等)取B_g＝0.45～0.75 T;较大功率的鼓风机取B_g＝0.65～0.8 T。A为线负荷(A/cm),一般取A=60～200(A/cm);p为电动机极对数。

(2)电动机电流。

I=

式中:K_v为压降因数,一般K_v＝0.8～0.94,大功率取大值。

(3) 磁通密度校验。

① 定子轭部磁通密度。

B_y＝×10⁴

式中:B_y为轭部磁通密度T;σ为主绕组漏磁系数,分布绕组σ=1;集中凸极绕组σ=1.1～1.16;Φ为有效磁通(Wb),计算同分相电动机;h_y为定子轭高(cm)。轭部磁通密度的合理范围,凸极式取By=0.8～1.0 T;隐极式取B_y＝1.1～1.55 T,最高不得超过1.8 T。

② 定子齿部磁通密度。

B_t＝×10⁴

式中:B_t为定子齿部磁通密度T。凸极式B_t＝0.8～1.0 T;隐极式分布绕组B_t＝1.5～1.8 T,最高不宜超过1.9 T;Q为每极槽数;b_t为定子齿宽(cm)。对凸极式电动机是指凸极宽度。

(4) 主绕组每极匝数。

当f=50 Hz时,

N_m＝

式中:K_Wm为主绕组因数。集中绕组K_Wm＝1;分布绕组同分相电动机。

(5) 绕组导线直径选择。

d_Wm＝1.13

式中:J为导线电流密度A/mm²。一般小功率电动机取J=3～5(A/mm²);较大功率(如鼓风机等)可取J=4.5～6.5(A/mm²)。

(6) 罩极绕组计算。

① 凸极式电动机短路计算。凸极式罩极电动机的罩极绕组(短路环)通常为1匝,当被罩极面为1/3时,短路环截面积

A_sr＝(1～2)

式中:l_m为主绕组线圈平均匝长(cm),可根据铁心实测;A_Wn为主绕组导线截面积(mm²);l_sr为罩极环平均匝长(cm),由铁心实测。

② 分布式罩极绕组计算。

分布式罩极绕组的布线方式。分布式罩极电动机的主绕组布线与分相电动机相同,但罩极绕组的磁动势轴线与主轴线相交约为45°电角。罩极绕组采用同心式线圈,它可经设计成各自短接,也可设计成连绕后短接。罩极绕组的起始槽视电动机所需转向而定,但必须安排在主绕组每极线图的对称一侧,如图3-5所示,使其罩住主极面的1/2～2/3。因此,罩极绕组同心线圈的最大节距

y_sr＝

图3-5　分布式罩极绕组展开图

罩极绕组导线选择。罩极绕组导线直径由下式决定:

d_Ws＝(1.73～2.5)d_Wm

式中:d_Wm为罩极绕组导线直径(mm);d_Wm为主绕组导线直径(mm)。

罩极绕组匝数。

N_sr＝

e=

Z_s＝16,2p=2

式中:P_sr为罩极绕组消耗功率(W)。一般取P_sr＝20～30 W;P为罩极绕组材料的电阻率(Ω/cm),铜材取p₂₀＝1.8×10^-2(Ω/cm);l_sr为每匝平均长度(m),根据罩极绕组平均节距,在铁心中试绕实测;e为每匝电动势(V/匝);A_Ws为罩极绕组导线截面积(mm²)。

【例】有一台鼓风机用的罩极电动机,无绕组,无铭牌,经实测铁心内径D_si＝4.8cm,叠厚l_s＝3 cm,齿宽b_t＝0.5 cm,轭高h_y＝1.2 cm,定子槽数Z_s＝16槽,试求2极绕组重绕数据。

【解】(1) 绕组型式选择。为提高电动机启动和运行性能,主绕组拟采用正弦绕组。

每极槽数Q=＝＝8(槽/极)

绕组系数K_Wm＝0.827,各槽线圈匝数分配百分比:K₁＝41.1%;K₂＝35.1%;K₃＝23.8%。

(2) 每极磁通。选a_p＝0.65,B_g＝0.71 T,极距τ=7.54 cm,可得

Φ=a_pB_gτl_s×10^-4＝0.65×0.71×7.54×3×10^-4

　=10.44×10^-4(Wb)

(3) 磁通密度校验。

① 定子轭部磁通密度。取σ=1,可得

B_y＝×10⁴＝×10⁴

　=1.559(T)

② 定子齿部磁通密度。

B_t＝×10⁴＝×10⁴

　=1.485(T)

校验磁通密度均在合理范围内。

(4) 主绕组匝数计算。

① 主绕组每极匝数。选K_v＝0.93,可得

N_m＝＝

　=534(匝/极)

② 每极线圈匝数分配。

N_c1-8＝K₁N_m＝0.411×534=220(匝)

N_c2-7＝K₂N_m＝0.351×534=187(匝)

N_c3-6＝K₃N_m＝0.238×534=127(匝)

(5) 电动机电流。

① 电动机输出功率。选A=95 A/cm,可得

P_ex＝＝

　 =166(VA)

② 电动机电流。

I=＝＝0.81(A)

(6) 主绕组导线直径。选导线电流密度J=5.8 A/mm²,可得

d_Wm＝1.13＝1.13＝0.42(mm)

故可选用∅0.41 mm高强度漆包圆铜线。

(7) 罩极绕组计算。

① 罩极绕组导线直径。

d_Ws＝(1.73～2.5)d_Wm＝(1.73～2.5)×0.41

　 =0.709 3～1.025(mm)

选用∅0.9 mm铜导线,导线截面积为A_Ws＝0.636 2 mm²。

② 分布式罩极绕组最大线圈节距。

y_sr＝(～)＝(～)＝4～5.333(槽)

罩极绕组采用每极两线圈,节距分别为

y_sr1＝5(1～6)槽;y_sr2＝3(2～5)槽

③ 罩极绕组每线圈匝数。由铁心试绕实测每匝平均长度l_sr＝0.42 cm。

每匝电动势

e=＝＝0.206(V/匝)

绕组匝数

N_sr＝＝(20～30)

=5.6～8.4(匝)

选N_sr＝6(匝)。每极为2只线圈,每只线圈为3匝,两线圈串联后短接。