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1、Harbin Institute of Technology课程设计说明书课程名称： 电机设计 设计题目： 单相串激电动机原理与设计 院 系： 电气工程及自动化 班 级： 1206111 班 设 计 者： 徐浩 学 号： 1120610620 指导教师： 尚静、赵猛 设计时间： 2015.01.05-2015.01.14 1哈尔滨工业大学教务处哈尔滨工业大学课程设计任务书姓 名：徐浩 院 （系）：电气工程及自动化专 业：电气工程及其自动化 班 号：1206111任务起至日期：2015 年 1 月 5 日至 2015 年 1 月 14 日课程设计题目： 单相串激电动机原理与设计已知技术参数和设计
2、要求：1、 额定功率： PN =250W2、 额定交流电压：U N=220V3、 电源频率： f1=50 Hz4、 额定转速： nN=6000 rpm5、 额定转矩： MN=0.398 m6、 额定效率： N=61%27、 额定功率因数：Cos N=0.85工作量：1、电磁设计2、定转子冲片设计和绕组设计3、总装图的绘制工作计划安排：第一周：选择电磁结构参数，进行结构设计，计算相关参数第二周：绘制电机的总装配图，完成电机设计3同组设计者及分工：各自独立完成设计，在完成电磁设计后经过分析比较，得出设计电磁设计经验和结论。指导教师签字_年 月 日 教研室主任意见：教研室主任签字_年 月 日*注：此
3、任务书由课程设计指导教师填写。4单相串激电机设计一、 主要技术要求1. 额定功率 NP=120w2. 额定交流电压 VU3. 电源频率 Hzf5014. 额定转速 6Nnrpm5. 额定转矩 0.19M6. 额定效率 58%N7. 额定功率因数 0.6cos8. 工作状态 ：连续工作状态二、 电机主要尺寸9. 计算功率 10.581263.452NiPEIPW510. 负载时电枢电流 1.09NaPIAUcos11. 负载时电枢电势 4.7iaEVI12. 极对数 1P13. 极弧系数 0.6314. 预取线负荷 18/Acm15. 预取气隙磁感应强度 130BGS16. 电机常数881626
4、2510.CA17. 电机长径比 .0518. 电枢外径 1332 2.61.45000.7iNCPDmn取 25m19. 铁芯计算长度 21.053LD20. 电枢周边速度 3210651.0/NonVms smVo/621. 极距 25180.DmP22. 计算极弧长度 0.63.150.b23. 电枢铁芯磁化频率 Nnf Hz24. 气隙长度 20.1.510.Dm取 .25. 定子外径 122取 10Dm26. 定子内径 125120.5m27. 转子内径 220.取 21.5Dm三、 电枢及换向28. 电枢绕组形式：单迭绕组29. 负载时每极有效磁通 2 2105305.310.73
5、9aBbLMX30. 导体数788560210.17392394.()NaEPn条其中并联支路数 1a31. 电枢槽数 20.35.ZD取 15(槽 )32. 换向片数 3154(片 )KZ33. 电枢绕组元件匝数 239.76.*cNW取 26(匝 )c34. 电枢导体数最终值 245230(条 )cK35. 气隙磁感应强度最终值 1010625.3237NaEBPnbLGS1|%|42.5836. 每极有效磁通最终值 2 250137.50431.07391aBbL MX 37. 电机线负荷最终值 21034.910=7.85/aNIAAcmD，可通过1|%.838. 电枢每槽导体数 23
6、40156NSZ39. 电枢绕组的元件节距及换向器节距 1452.21KyP210.52y1YK40. 电枢绕组电流密度预取值 1/ajAm41. 导线截面及直径 211.09.4562aIgj根据导线标准，取导线 QZ-2导线截面积 20.6agm铜线直径 .8ad带绝缘导线直径 0.3au42. 电枢绕组最终电流密度921.098./262aIj Amg43. 电枢槽与齿的计算齿距 22510.68DtZ齿磁密 23tBGS齿宽 22710.682.9.93tFEtbmK其中铁芯叠压系数 .槽口宽 ， 02.52.03.8aubd槽口高 ，取0202.4hm021h10槽上圆直径取 202
7、2()6.0tdDhZbm6.0m轭磁密 2130jBGS轭高 槽高 227.12jFEjDhmPK2220.5()3.t jh槽下圆直径 22()sin(.71t tXDhbZdm槽上下圆中心距 2022.5()8.St dXh44. 电枢槽截面积 2 22 2()()54.78SdXdXhS m45. 槽满率 20.17.34aurf符合要求11图 1 转子冲片尺寸示意图46. 一根导体平均长度 21.4.aLDm47. 热态电枢绕组电阻 11.2023.574aaNLrg48. 满载情况下电枢绕组内电压降 25.38aUIrV49. 换向器直径及周边速度 20.84.0KDm31.8/6
8、NnVs1250. 换向片距 2.85KDtm51. 电刷参数选用电刷牌号 D308摩擦系数 0.25每对电刷压降 .VUS电流密度允许值 20/1mAJ单位压力 2/3gPS最大周边速度 sVK/4052. 电刷的电流密度 20/1mAJSj53. 电刷载面积及其尺寸 2210.9aSSIPj电刷宽度 ，取.5.4SKbtm5.8Sb电刷长度 ，取2.0Sa10Sam13电刷截面积 25.810SSabm54. 换向器轴向有效长度 1.7.17KSLa换向器总长 140.28.ad55. 换向器的检验：换向器宽度 21(|)19.72KS KDabytmZP换向区宽度允许值00.8()23.
9、71Kbbm，符合要求0电枢元件漏磁通单位磁导 22201.0.6.9log()4.15tdXahDtLb电枢短路元件内电抗电势 71210.CoeWAV电枢反应电势 70.81.20CoKRLe Vb合成电势 1.2.37pKReEV14，满足要求4.5peV四、 磁路系统及磁路计算推荐磁密范围：极芯 290tBGS定子轭 1:675j电枢齿 2:0tBS电枢轭 2:1475j G气隙 :306BS56. 磁极尺寸轴向长度 153Lm极芯高度 120.15.3thD极靴厚度 2.6.Xb极芯磁密 GSBt801极芯截面积2211.476.att m15极芯宽 1130.ttFESbmKL57
10、. 机座尺寸机座轭磁密 10jBGS机座轭截面积 211.0537.2ajjSmB机座厚度 11.9jjFEShKL图 2 定子冲片图58. 气隙磁密16气隙系数 201.5tKb气隙磁势 11.60285.7()FB安 匝59. 电枢齿磁势电枢冲片选用 D42-0.35电枢齿磁场强度由相应的磁密查磁化曲线得到， 电枢齿磁场强度 25/tHAcm电枢齿磁势 12203.2()ttFh安 匝60. 电枢轭磁势电枢轭磁场强度 25/jHAcm电枢轭长电枢轭磁势 222()7.0tjjDhLP12203.84()jjjFH安 匝61. 极芯磁势极芯磁感应强度 180tBGs17极芯磁场强度 10.9
11、3/tHAcm极芯磁势 111202.84()ttFh安 匝62. 极轭磁势极轭磁感应强度 10jBGs极轭磁场强度 12/jHAcm极轭长 1()43.1jjDhLP极轭磁势 11028.6()jjFHL安 匝63. 每对极磁势 12.09()374.52()jttjF安 匝五、 激磁绕组计算64. 每极匝数，取121aFWI12W65. 定转子绕组匝数比，140.2KN，不符合要求0.35K1866. 导线截面与直径电流密度初值 21/jAm截面初值 210.9aIgj取导线规格 QZ-2铜导线直径 10.38dm带绝缘导线直径 1.4u导线截面积 210.3g激磁绕组窗口面积 2218.
12、40.uWdSm定子拥有的窗口面积，定2 211120.()()48j XSDhbm1S子窗口面积够用67. 电流密度最终值 219.64/aIJAg1968. 热态电阻线圈平均匝长 121 1.2.350.574.32jb tDhLbmP热态电阻 112.0.25357bWLrg69. 激磁电阻压降 13.70aUIrV70. 电动机电阻压降 14.58aSU71. 漏抗压降电枢漏抗压降 218106.9a afNLUIVZ激磁漏抗压降 8114.2()104.6b tafPWK漏抗压降 .5oabUV72. 主磁通脉振在激磁绕组中的自感电势2081114.2057.t aefPWV73.
13、交轴电枢反应磁通的脉振在电枢绕组中的自感电势 3218100.557.1qa afNDLe IPaK74. 端电压有功部分电压 19.05VrUE无功部分电压 126.70xoitqae端电压 219.3rxUV10%4.N不符合要求75. 功率因数 1cos0.83rU%.1cosN不符合要求21六、 损耗和效率76. 铁重机座重 61211()0.175j tjjGDhLkg极芯重 6117.820.352t tPShkg电枢轭重 26225.()10.79j tGDhLkg电枢齿重 6227.810.243ttZbhkg77. 机座、磁极及电枢中的磁滞和涡流损耗单位铁耗系数： 21112().5()00.4.975FEffKWkg22().5()1001.45.7FEffKkg22231.5()3()010.45.8FEffKWkg机座中铁耗： 12 21190().75()1.4.80jjFEjBPKG极芯中铁耗： 2111()0.460ttFEtW电枢轭铁耗： 222()1.710jjFEjBPKG电枢齿铁耗： 223().4010ttFEtW总铁耗： 0127.3jtjtPP78. 铜损电枢绕组铜损 27.6aaIrW激磁绕组铜损
