单相电容运转异步电动机毕业设计

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1、哈尔滨理工大学专科毕业设计论文哈 尔 滨 理 工 大 学毕 业 设 计 题 目： 单相电容运转异步电动机 院、 系： 荣成学院 电气工程系 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 2013年06月14日 哈尔滨理工大学毕业设计（论文）评语学生姓名： 学号：1030350327学 院：荣成学院 专业：电机与电器任务起止时间： 2013 年3 月 25 日至 2013 年 6 月 14 日毕业设计（论文）题目：单相电容运转异步电动机指导教师对毕业设计（论文）的评语：指导教师签名： 指导教师职称： 评阅教师对毕业设计（论文）的评语：评阅教师签名： 评阅教师职称： 答辩委员会对毕业设计（论文）的评语：答辩

2、委员会评定，该生毕业设计（论文）成绩为： 答辩委员会主席签名： 职称： 年 月 日I- -哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书学生姓名： 学号：1030350327学 院：荣成学院 专业：电机与电器任务起止时间：2013年 3 月 25 日至 2013 年 6月 14 日毕业设计（论文）题目：单相电容运转异步电动机毕业设计工作内容：1. 了解单相异步电动机的类型及结构特点。2. 完成两个合格的电磁计算方案（手算）。(1)=250W, ,2800r/min，0.69，cos=0.95， 0.35， 1.8，10A(2)=120W, ,140r/min，0.55，cos=0.85， 0.35， 1

3、.8，5A3专题讨论：（1） 单相异步电动机的绕组型式。（2） 单相异步电动机的启动方式及其特点。4撰写毕业论文。资料：. 电机工程手册（单相电机部分）。 2实用电机设计计算手册上海科技出版社，黄坚编。 3.中小型电机设计手册上海电器科学研究所编。 4.电机设计清华大学出版社，戴文进编。指导教师意见：签名：年 月 日系主任意见：签名：年 月 日I- -单相电容运转异步电动机摘 要单相感应电动机是利用交流电的单相电源供电的一类电机。广泛应用于家用电器, 电风扇、电冰箱、洗衣机等;空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。单相电容运转电动机,其最大特点是额定运行时的力能指标优良,与同容量的其它单相

4、感应电动机相比较,它的重量较轻、体积较小、效率和功率因数高。它特别适用于轻载起动和要求长期运行的场合,如洗衣机、空调设备等,是产量最大、应用最广泛的一类单相感应电动机。因此,对单相感应电动机,尤其是电容运转式单相感应电动机进行研究,对于提高人们生活质量,推动科技进步以及节约自然资源及能源等,有着极大的价值及现实意义。其结构特点是接在单相交流电源上的主副两绕组,在空间错开电角度,主绕组电感大,副绕组电路中串入运转电容器,转子上有笼型绕组。起动及运行过程中,主副两绕组同时工作。堵转转矩小,堵转电流小,有较高的效率及功率因数。关键词： 单相电容运转电动机;笼型转子;设计目录目录摘要I第1章 绪论11

5、.1 课题背景11.1单相感应电动机21.1.1 单相感应电动机的发展背景21.1.2 单相感应电动机的研究目的及意义3第2章 单相异步电动机的结构及原理42.1 单相异步电动机的基本结构42.2 单相异步电动机的工作原理9第3章 单相电容运转异步电动机的分析和计算一143.1 额定参数和主要尺寸143.2 主绕组参数计算163.2.1 转子参数计算203.2.2 磁路计算213.3 副绕组计算243.4性能计算253.6启动计算28第4章 单相电容运转异步电动机的分析和计算二334.1 额定参数和主要尺寸334.2 主绕组参数计算354.2.1 转子参数计算394.2.2 磁路计算404.3

6、 副绕组计算434.4性能计算444.6启动计算47结论52参考文献55附录A英文参考文献56附录B英文参考文献翻译59I- -哈尔滨理工大学专科毕业设计论文第1章 绪论1.1 课题背景1.1单相感应电动机单相异步电机是一种只需使用单相电源供电，实现将电能转化为机械能的装置。功率一般在8W1000W之间，在微、小功率电机领域应用非常广泛。单相异步电机只有两套相差电角度的定了绕组，具有结构简单、生产成本低廉、维护维修方便、无电刷、噪音小、寿命长等优点，另外受输、配电系统的限制，居民用电普遍为单相交流电源，使得单相异步电机广泛应用于家用电器、医疗器械、汽车附件、办公电器化设备、轻工设备等工业、农业

7、、交通领域，在牵引工业和生活发展的腾飞中扮演着重要角色。虽然与二相异步电机相比，单相异步电机存在着效率和功率因数较低、功率不宜做大的不足，面对各类新型电机的竞争，但它始终在微小功率电机应用方面保持着主导地位。全世界每年生产的电机数量据统计将近百亿台，而单相异步电机始终保持着占50%以上，并且比重还在不断增大12。 1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了电流磁效应，揭示了电学和磁学之间的联系确立了电磁学的建立，为电机的发明提供了必要条件。随后法拉第于次年发现了通电导体周围存在环形磁场可使磁体旋转运动，首次实现了电磁能和机械能之间的转换，并建立了被称为世界上所有电动机祖先的第一台电动机模型。随

8、后直流电机得以发明，并被广泛应用与研究。1824年，法国人阿拉果发现转动的磁针对外围的金属产生了机械力作用，并于次年发现了旋转的金属盘可以使其附近的磁针转动，这为感应电动机的发明提供了理论支撑。直到1885年，意大利人费拉单斯发现了旋转磁场并实现了两相交流感应电动机的实验模型建造，为异步电动机和自起动电动机的开发奠定了基础。感应电机是异步电机的一种，只有一套连接电源的绕组，一般情况下感应电机和异步机作为同义词使用。次年，美国发明家特斯拉在完成了两相绕线式交流异步电动机模型的基础上，于1888年发表了利用交流电产生旋转磁场的报告，并且发明了两相交流异步电机。随后俄国的多利沃一多布罗沃利斯基于次年

9、发明了二相交流异步电机。此后，异步电机在电气传动的舞台上得到越来越广泛的应用。电动机是生产力发展的产物，同时它也对生产力的发展有着巨大的推动作用。19世纪末，电动机成功取代了蒸汽机应用于工业生产，开始带动自动化进程，成为标志人类进入电气时代的第一次工业革命的重要组成部分，并随之迅速发展起来。随着科学技术的提高和自动化进程的提速，越来越多的电动产品走进人们的生活和工作中。在发达国家，每户家庭使用小功率电机平均达到50到100个，其中单相异步电机占半数以上。由于人们对电脑、家用电器、通信导航、娱乐保健器具、交通出行工具需求的不断提高，世界微、小电机的市场容量，以6%以上的年增速不断打一大，据国内外

10、权威机构统计，我国在2010年的交流电动机装机容量为5.2亿千瓦，并会保持持续增长势头，在未来10到15年内达到45亿千瓦左右。因此，未来单相交流异步电机的市场发展前景将会非常广阔11。1.1.1 单相感应电动机的发展背景随着社会生产的进步和人民生活水平的不断提高,单相感应电动机的生产在近20年来有了突飞猛进的发展。单相电动机除了一部分用于工业驱动外,大部分用于家用电器产品。目前我国家电产品的产量已占世界产量的25%，电风扇,食品加工机械的产量已据世界首位。2000年,我国电冰箱,洗衣机,空调器三大件的产量已分别达到1500万台,1300万台,1700万台左右,而且今年来继续保持增长的趋势。在

11、各种家用电器中,用来驱动风机,泵和压缩机的动力主要是单相感应电动机,因此加强单相感应电动机的开发研究,不断提高产品的质量水平,大力开发新品种,积极推进产品的专业化生产和规模化生产,对进一步满足社会的各种需求有着十分重要的意义。目前单相感应电动机主要采用的行业标准有: JB/T 1010-1999 YU系列电阻起动感应电动机技术条件 JB/T 1011-1991 YU系列电容起动感应电动机技术条件 JB/T 1012-1991YU系列电容运转感应电动机技术条件 JB/T 7588-1994 YU系列双值电容单相感应电动机技术条件与国外先进水平相比,这些标准有两个明显的差距,随着家用电器产品品种的

12、发展和应用范围的扩大,单相感应电动机的功率范围也逐步扩大。在国外,单相感应电动机的功率范围已扩大至10-15hp,而我国为7.5hp(5.5KW)及以下。为了应对能源危机,近年来国外已推出了高效率单相感应电动机,例如1/4-5hp 的4 极电容起动单相感应电动机，我国JB/T 1011-1991 的平均效率为66.77%；美国Emeerson 公司为70.13%；3/4-5hp 的4 极双值电容单相电动机，我国JB/T7588-1994 的平均效率为73.5%，美国Baldor 公司的高效电动机为83.75%，比我国高出10 个百分点。因此在十一五期间“开发品种，扩大功率，提高效率，降低躁声”

13、将是单相电机产品发展的主要趋势。11.1.2 单相感应电动机的研究目的及意义单相感应电动机是利用交流电的单相电源供电的一类电机。广泛应用于家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。优点：结构简单，成本低廉，噪音小。 缺点：与同容量三相感应电机相比较体积较大，功率因数及过载能力都较低。故单相感应电动机只能作成小容量： 微型：几瓦750瓦； 小型：550瓦3700瓦。单相电容运转电动机，其最大特点是额定运行时的力能指标优良，与通容量的其它单相感应电动机相比较，它的重量较轻、体积较小、效率和功率因数高。它特别适用于轻载起动和要求长期运行的场合，如洗衣机、空调设备

14、等，是产量最大、应用最广泛的一类单相感应电动机。因此，对单相感应电动机，尤其是电容运转式单相感应电动机进行研究，对于提高人们生活质量，推动科技进步以及节约自然资源及能源等，有着极大的价值及现实意义。第2章 单项异步电动机的结构及原理2.1 单相异步电动机的基本结构 单相异步电动机的结构与小型三相异步电动机的结构比较相似，BO2、CO2、DO2三个基本系列的电动机外壳防护等级为IP44，采用E级绝缘，接线盒装在电动机的顶部，以便于接线和维修。1. 定子单相异步电动机的定子结构有两种形式。功率较大的采用和三相异步电动机相似的结构，定子铁芯也是用硅钢片叠压而成，铁芯槽内放置两套绕组，如图2-1所示，一套是主绕组(也称运行或工作绕组)，另一套是辅助绕组(俗称辅绕组、副绕组或启动绕组)。两套绕组的轴