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82冲片两极电机设计案例 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、前景分析一、前景分析二、磁路设计二、磁路设计四、工装设计四、工装设计三、结构设计三、结构设计五、参考资料五、参考资料六、后六、后 记记电机设计经验汇总一、前景分析一、前景分析1.82两极电机的配套产品82828282两极电机两极电机两极电机两极电机鼓风机鼓风机鼓风机鼓风机抽油烟机抽油烟机抽油烟机抽油烟机通风机通风机通风机通风机电机设计经验汇总2.2.市场分析市场分析鼓风机鼓风机鼓风机鼓风机抽油烟机抽油烟机抽油烟机抽油烟机通风机通风机通风机通风机国际市场：美洲市场国际市场：美洲市场国际市场：美洲市场国际市场：美洲市场国内国内国内国内OEMOEM厂：科塞尔厂：科塞尔厂：科塞尔厂：科塞尔日顺风，奥德隆，正域日顺风，奥德隆，正域日顺风，奥德隆，正域日顺风，奥德隆，正域国际市场：欧洲市场国际市场：欧洲市场国际市场：欧洲市场国际市场：欧洲市场国际国际国际国际OEMOEM厂：华帝，联创厂：华帝，联创厂：华帝，联创厂：华帝，联创国际市场：韩国市场国际市场：韩国市场国际市场：韩国市场国际市场：韩国市场国内国内国内国内OEMOEM厂：万和，鑫盛厂：万和，鑫盛厂：万和，鑫盛厂：万和，鑫盛电机设计经验汇总.产品结构分析产品结构分析82冲片类两极电机主要是用于离心风机上的电机，目前此类产品所采用的标准主要是以UL507标准为主，其主要匹配的电机结构以120结构，95结构,均为四极电机，而82冲片类两极电机作为此系列产品的一种新兴产品，相比于其他电机，82冲片类两极电机具备有以下优点：1.1.电机转速高电机转速高在风量相同的情况下，其风压，最大静压高，产品利用率高。在风量相同的情况下，其风压，最大静压高，产品利用率高。.电机效率高电机效率高在新的能效等级推行以后，其高能效为市优先选择。客户选择在新的能效等级推行以后，其高能效为市优先选择。客户选择.电机体积小电机体积小便于包装运送，增多装柜数量，减少周转费用。便于包装运送，增多装柜数量，减少周转费用。.性价比高性价比高其电机设计，生产难度高，市场需求多，电机属于高盈利产品其电机设计，生产难度高，市场需求多，电机属于高盈利产品5.5.生存空间广生存空间广质量控制难，一次合格率低，目前国内尚无大规模生产厂家质量控制难，一次合格率低，目前国内尚无大规模生产厂家因此，从设计优化，工艺更新，质量控制是保证此类两极电机大规模生产因此，从设计优化，工艺更新，质量控制是保证此类两极电机大规模生产的重要因素的重要因素电机设计经验汇总二、磁路设计二、磁路设计磁路设计主要就是定、转子冲片的设计以及定、转子设计磁路设计主要就是定、转子冲片的设计以及定、转子设计,其磁路设计的优其磁路设计的优劣直接决定电机的性能及成本。劣直接决定电机的性能及成本。定定 子子转转 子子电机设计经验汇总磁路设计的步骤磁路设计的步骤:.定子冲片外径设计定子冲片外径设计2.2.定子冲片内径设计定子冲片内径设计3.3.定，转子槽形选择定，转子槽形选择.槽配合选择槽配合选择.定转子初步设计定转子初步设计6.6.校核计算校核计算.修修 正正.最终图纸最终图纸电机设计经验汇总1.1.定子冲片外径设计定子冲片外径设计:定子冲片的外径一般由电机端盖尺寸，安装规格确定，但也可以考虑装配工艺定子冲片的外径一般由电机端盖尺寸，安装规格确定，但也可以考虑装配工艺磁路设计原要求及开料料规确定，为此，设计时曾考虑过以下几种外径：磁路设计原要求及开料料规确定，为此，设计时曾考虑过以下几种外径：方案一方案一方案二方案二方案三方案三几种方案对比：几种方案对比：方案一：可以多节约废料，等效磁路不合理，电机电磁噪音大；方案一：可以多节约废料，等效磁路不合理，电机电磁噪音大；方案二：电机等效磁路设计分布合理；但不利于装配，装配时对端盖挤压大；方案二：电机等效磁路设计分布合理；但不利于装配，装配时对端盖挤压大；方案三：电机便于装配，同时磁路计算也相应合理，开料尺寸与方案一相同方案三：电机便于装配，同时磁路计算也相应合理，开料尺寸与方案一相同因模具为采用因模具为采用0.876mm0.876mm板材的自动模，几种冲片开料料规一致，综合各项，选择板材的自动模，几种冲片开料料规一致，综合各项，选择第三种方案，定子冲片外径第三种方案，定子冲片外径:D:D1 1=8.2cm,D=8cm=8.2cm,D=8cm.电机设计经验汇总.定子冲片内径设计定子冲片内径设计:当定子冲片的外径确定之后，定子冲片内径设计的合理性将影响到定、转子当定子冲片的外径确定之后，定子冲片内径设计的合理性将影响到定、转子Di1=(D1Di1=(D11.643)(1.175+1.03p)1.643)(1.175+1.03p)的齿部、轭部磁密的比例以及定、转子铜耗之比，一般说来，当定子的内径从它的齿部、轭部磁密的比例以及定、转子铜耗之比，一般说来，当定子的内径从它的最佳值出发增大时，会导致功率因数增加和效率下降，从它的最佳值下降时，的最佳值出发增大时，会导致功率因数增加和效率下降，从它的最佳值下降时，会导致功率因数下降和效率增加。因此，合理的设计定子的内径，直接决定电机会导致功率因数下降和效率增加。因此，合理的设计定子的内径，直接决定电机综合性能综合性能:本定子冲片内径的设计是参考两个前辈的设计经验：其中，本定子冲片内径的设计是参考两个前辈的设计经验：其中，T.C.T.C.罗依特罗依特(T.C.Lioyd)(T.C.Lioyd)提出了以下的经验公式提出了以下的经验公式:其中其中:D1:D18.2cm,8.2cm,为定子冲片外径为定子冲片外径,p,p2 2，为极数，为极数根据计算：得到根据计算：得到i1i1=3.879cm=3.879cm而根据另一个前辈而根据另一个前辈P.H.P.H.特里凯对比值特里凯对比值K KD D=D=Di1i1/D/D1 1在研究在研究,通过其提供的曲线表查出，通过其提供的曲线表查出，i1i1=3.785cm=3.785cm其曲线表详见小功率电动机其曲线表详见小功率电动机综合两个前辈的经验，现将综合两个前辈的经验，现将Di1=3.8cmDi1=3.8cm电机设计经验汇总 3.3.定，转子槽形选择定，转子槽形选择定、转子槽形的选择对电机性能的优化，生产工艺效率的提升起着极其重要的定、转子槽形的选择对电机性能的优化，生产工艺效率的提升起着极其重要的作用，目前在产品中经常用到的槽形有以下几类：作用，目前在产品中经常用到的槽形有以下几类：定子槽形定子槽形梨形槽梨形槽平底槽平底槽磁路上来分析磁路上来分析,梨形槽轭部的计算高度：梨形槽轭部的计算高度：d dy2y2=d=dy2y2+0.2r+0.2r1313,而平底槽为而平底槽为d dy2y2，磁路上梨形槽优磁路上梨形槽优;工艺上：平底槽槽纸摆放困难，槽利用效果差，工艺上梨形较为优化工艺上：平底槽槽纸摆放困难，槽利用效果差，工艺上梨形较为优化综合比较，槽形上选择综合比较，槽形上选择梨形槽梨形槽.电机设计经验汇总 4.4.槽配合选择槽配合选择定子槽数的选择：与现有产品接近：定子槽数的选择：与现有产品接近：S1=16S1=16定子槽数选择遵循几个原则定子槽数选择遵循几个原则每极槽数应为整数，即每极槽数应为整数，即S S1 1p=3p=3S S1 1增加，效率及功率因数有所提升。增加，效率及功率因数有所提升。S1S1增加增加,附加损耗削弱附加损耗削弱,温升下降温升下降S1S1增加增加,绝缘材料用量增加，成本增加绝缘材料用量增加，成本增加转子槽数的选择：当定子槽数确定时，转子槽数转子槽数的选择：当定子槽数确定时，转子槽数S S2 2的确定应符合以下几个原则：的确定应符合以下几个原则：1.1.为减小振动和噪声，应使：为减小振动和噪声，应使：S1-S2S1-S2 1,1,2,(p+1),(p+2);2,(p+1),(p+2);2.2.为避免机械特性为避免机械特性T=f(s)T=f(s)上的凹点，应使上的凹点，应使S1-s2 p;S1-s2 p;3.3.为避免机械特性为避免机械特性T=f(s)T=f(s)上的死点，应使上的死点，应使S1-s2 mp(S1-s2 mp(或或mpmp的倍数的倍数););4.4.要满足要满足S1/S2 S1/S2 整数整数通常在符合这几种状态的情况下选择定子与转子的匹配槽数，确定转子槽数通常在符合这几种状态的情况下选择定子与转子的匹配槽数，确定转子槽数S2=22S2=22电机设计经验汇总 5.5.定转子槽设计定转子槽设计 定子冲片设计定子冲片设计:有关定子冲片的设计，现与确定了外径有关定子冲片的设计，现与确定了外径D1D1，内径，内径D Di1i1，槽数，槽数1 1和槽形，现只需对轭部和齿部设计就行了。和槽形，现只需对轭部和齿部设计就行了。定子冲片的初步设计步骤如下：定子冲片的初步设计步骤如下：1).1).定子冲片外径定子冲片外径D D1 1,已定，已定，D1=8.2 D1=8.2；).).定子冲片内径定子冲片内径D Di1i1,已定，已定，D1=3.7 D1=3.7；电机设计经验汇总3).3).定子槽数定子槽数1 1,已定已定 S S1 1=16;=16;4).4).定子槽口宽度定子槽口宽度1010,根据微特电机设计手册根据微特电机设计手册,W,W1010=0.2cm;=0.2cm;5).5).定子槽口高度定子槽口高度d d1010,根据微特电机设计手册根据微特电机设计手册,d,d1010=0.06cm(d=0.06cm(d1010=0.050.07cm);=0.050.07cm);6).6).斜肩高度斜肩高度d d1 1,根据微特电机设计手册根据微特电机设计手册,d,d1111=0.0=0.0cm(dcm(d1111=11.5d=11.5d1010););7).7).齿宽齿宽t t1 1,根据根据C.G.C.G.维诺特推荐：维诺特推荐：t1=(1.1+0.0315Dt1=(1.1+0.0315Di1i1)*D)*Di1i1SS1 1=0.29cm,=0.29cm,初定值初定值;8).8).齿肩宽齿肩宽1 1,1 1 =2=2（r r1313-d-d1414SinaSina）/Cosa=0.51cm;/Cosa=0.51cm;9).9).轭宽轭宽d dy1y1,d,dy1y1=(B=(Bt1t1/B/Bc1c1)*(S)*(S1 1t t1 1/3.14/p)=0.95cm;/3.14/p)=0.95cm;维诺特推荐维诺特推荐Bt1/Bc1=1.15Bt1/Bc1=1.15，但极数少的取大值为佳，在此取，但极数少的取大值为佳，在此取Bt1/Bc1=1.3.Bt1/Bc1=1.3.10).10).半槽角度半槽角度a,a=180a,a=180/S/S1 1=11.25=11.25;11).11).中间量中间量A A、B,A=B,A=（D Di1i1*Sina-t*Sina-t1 1)/2=0.2255cm;B=0.5*(D)/2=0.2255cm;B=0.5*(D1 1-D-Di1i1)-d)-dy1y1=1.25cm;=1.25cm;12).12).总槽深总槽深d d1 1,d,d1 1=【B(1+Sina)+0.2AB(1+Sina)+0.2A】(1+0.8Sina)=1.3cm;(1+0.8Sina)=1.3cm;13).13).槽底半径槽底半径r r1313,r,r1313=(A+BSina)(1+0.8Sina)=0.4cm;=(A+BSina)(1+0.8Sina)=0.4cm;14).14).齿腰高齿腰高d d1414,d,d1414=d=d1 1-（d d1010+d+d1111+r+r1313）=0.77cm;=0.77cm;15).15).槽底宽槽底宽WW13,13,WW1313=2r=2r1313=0.8cm=0.8cm现对上述计算的几个参数进行分析现对上述计算的几个参数进行分析:电机设计经验汇总4 4项项,槽口宽度槽口宽度WW1010下降下降性性 能能工工 艺艺冲冲 模模磁化性能减小磁化性能减小,效率升高效率升高大于两根带绝缘的电磁线即可大于两根带绝缘的电磁线即可大于大于2 2倍硅钢片厚度即可倍硅钢片厚度即可6 6项项,斜肩高度斜肩高度d d1010下降下降性性 能能避免磁通密度过于饱和避免磁通密度过于饱和工工 艺艺槽面积增大槽面积增大,便于下线便于下线冲冲 模模应保证齿顶有一定的机械强度应保证齿顶有一定的机械强度电机设计经验汇总通过初步计算通过初步计算,定子冲片的初始图形如下定子冲片的初始图形如下:现对转子冲片进行设计现对转子冲片进行设计:转子冲片图尺寸参数转子冲片图尺寸参数转子槽形分类转子槽形分类圆形槽圆形槽平底槽平底槽梨形槽梨形槽槽面积小槽面积小,冲模简单冲模简单,启动要求高电机启动要求高电机槽面积最大槽面积最大,冲模尖角易磨损冲模尖角易磨损槽面积较大槽面积较大,可做平行齿可做平行齿,冲模易做冲模易做电机设计经验汇总因此因此,转子槽形选择梨形槽转子槽形选择梨形槽;槽口型式选择槽口型式选择;1.1.半闭口槽半闭口槽:槽口槽口WW2020受冲模寿命的限制受冲模寿命的限制,模具使用寿命减少模具使用寿命减少;2.2.闭口槽闭口槽:可削弱由齿谐波引起的一系列不良影响可削弱由齿谐波引起的一系列不良影响,如减少附加转矩如减少附加转矩,降低噪音降低噪音.综合各方面情况综合各方面情况,奖电机槽口定位为闭口槽奖电机槽口定位为闭口槽.转子冲片的初步设计步骤如下转子冲片的初步设计步骤如下;1).1).转子外径转子外径D D2 2,D,D2 2=D=Di1i1-2-2=3.74cm (=3.74cm (为气隙为气隙,定为定为0.03cm);0.03cm);2).2).转子槽数转子槽数S S2 2,S,S2 2=22 =22 已定；已定；3).3).转子内径转子内径D Di2i2,D,Di2i2=0.8cm,=0.8cm,由电机轴确定；由电机轴确定；4).4).转子槽口宽转子槽口宽WW2020,W,W2020=0=0；5).5).转子槽口高转子槽口高d d2020,d,d2020=0.08cm=0.08cm；6).6).转子平均齿宽转子平均齿宽t t2 2,t,t2 2=S=S1 1t t1 1/S/S2 2=0.21cm=0.21cm；7).7).转子轭高转子轭高d dy2y2,d,dy2y2=0.96dy=0.96dy1 1=0.91cm=0.91cm；8).8).转子总槽深转子总槽深d d2 2；d d2 2=0.5(D=0.5(D2 2-D-Di2i2)-d)-dy2y2=0.565cm=0.565cm电机设计经验汇总9).9).斜肩高斜肩高r r2121;r;r2121=1.5*d=1.5*d2020=1.2cm=1.2cm经计算后，转子冲片的外观图就如下所示经计算后，转子冲片的外观图就如下所示:至此，定转子冲片的初步设计方案已经完成，下一步是对定、转子进行磁路校核至此，定转子冲片的初步设计方案已经完成，下一步是对定、转子进行磁路校核计算，对其中加以修正。计算，对其中加以修正。电机设计经验汇总6.6.校核计算校核计算校核计算是对初步设计好的冲片进行磁路计算，分析其中的每一步设计校核计算是对初步设计好的冲片进行磁路计算，分析其中的每一步设计计是否合理，然后加以修正，达到最好的效果，效核计算其实就是磁路计算。计是否合理，然后加以修正，达到最好的效果，效核计算其实就是磁路计算。磁路计算包括以下几个部份的计算。磁路计算包括以下几个部份的计算。定子齿部磁通式定子齿部磁通式F Ft1t1定子齿计算长度定子齿计算长度d dt1t1定子齿磁通量定子齿磁通量t1t1定子齿截面积定子齿截面积S St1t1定子齿磁通密度定子齿磁通密度B Bt1t1定子齿磁化强度定子齿磁化强度H Ht1t1定子齿磁通式定子齿磁通式t1t1电机设计经验汇总定子轭部磁通式定子轭部磁通式F Fc1c1定子轭计算长度定子轭计算长度l lc1c1定子轭磁通量定子轭磁通量c1c1定子轭截面积定子轭截面积S Sc1c1定子轭磁通密度定子轭磁通密度B Bc1c1定子轭磁化强度定子轭磁化强度H Hc1c1定子轭磁通式定子轭磁通式c1c1转子轭部磁通式转子轭部磁通式F Fc c转子轭计算长度转子轭计算长度l lc c转子轭磁通量转子轭磁通量c2c2转子轭截面积转子轭截面积S Sc2c2转子轭磁通密度转子轭磁通密度B Bc2c2转子轭磁化强度转子轭磁化强度H Hc2c2转子轭磁通式转子轭磁通式c2c2电机设计经验汇总转子齿部磁通式转子齿部磁通式F Ft2t2转子齿计算长度转子齿计算长度d dt2t2转子齿磁通量转子齿磁通量t2t2转子齿截面积转子齿截面积S St2t2转子齿磁通密度转子齿磁通密度B Bt2t2转子齿磁化强度转子齿磁化强度H Ht2t2转子齿磁通式转子齿磁通式t1t1气隙磁通式气隙磁通式F F气隙磁通量气隙磁通量 气隙截面积气隙截面积S S 气隙磁通密度气隙磁通密度B B 气隙磁化强度气隙磁化强度H H 有效气隙长度有效气隙长度e气隙磁通式气隙磁通式F F 电机设计经验汇总磁路计算时应该先知道以下条件磁路计算时应该先知道以下条件:需知条件需知条件定、转子冲片尺寸，叠长，气隙定、转子冲片尺寸，叠长，气隙电压，频率，极数，功率因数保证值电压，频率，极数，功率因数保证值齿、轭部磁化曲线齿、轭部磁化曲线根据先前计算的冲片尺寸，电机磁路计算步骤如下：根据先前计算的冲片尺寸，电机磁路计算步骤如下：1.1.额定数据与技术条件：额定数据与技术条件：（1 1）.电压电压 U=230V U=230V；（2 2）.频率频率 f=50Hz f=50Hz；（3 3）.极数极数 p=2 p=2；（4 4）.输出功率输出功率 P P2 2=70W=70W；（5 5）.功率因数功率因数 Cos Cos=0.98=0.98；2.2.主要尺寸及冲片：主要尺寸及冲片：（1 1）.定子外径定子外径 D1=8.2 D1=8.2；电机设计经验汇总（2 2）.定子内径定子内径 D Di1i1=3.8=3.8；（3 3）.气气 隙隙 =0.03=0.03；（4 4）.转子外径转子外径 D D2 2=D=Di1i1-2-2=3.74=3.74；（5 5）.转子内径转子内径 D Di2i2=0.8=0.8；（6 6）.叠叠 厚厚 l=3.6l=3.6；（7 7）.定、转子冲片参数见下表：定、转子冲片参数见下表：名称槽数槽形尺寸齿部轭部定子S1W10W11W13d10d11d14d1t1dy1160.20.510.80.060.070.771.30.290.95转子S2W20W21W23d20d21d24d2t2dy22202.41.10.080.120.560.8150.210.91（8 8）.极极 距距 p p =3.14*D=3.14*Di1 i1 p=5.966 p=5.966;（9 9）.定子齿距定子齿距 t1t1 =3.14*D=3.14*Di1 i1 S S1 1=0.74575=0.74575;（1010）.转子齿距转子齿距 t2t2 =3.14*D=3.14*D2 2 S S2 2=0.5338=0.5338;电机设计经验汇总3.3.定子齿部磁路计算：定子齿部磁路计算：（1 1）.定子齿计算长度定子齿计算长度 d dt1t1=d=d1010+d+d1111+d+d14 14=0.9cm;=0.9cm;（2 2）.定子齿磁通量定子齿磁通量 t1t1 =1/2*3.14*=1/2*3.14*=1.13Wb (p2=70W,=1.13Wb (p2=70W,经验值经验值=0.72T);=0.72T);（3 3）.定子齿截面积定子齿截面积 S St1t1=K Kfefel l1 1t t1 1s s1 1/p=7.9344c/p=7.9344c (铁芯叠压系数铁芯叠压系数fefe取取0.95);0.95);（4 4）.定子齿磁通密度定子齿磁通密度 B Bt tl l=t1t1/S St1t1=1.424T(=1.424T(铁芯叠压系数铁芯叠压系数)；（5 5）.定子齿磁化强度定子齿磁化强度 H Ht1t1=882A/m(=882A/m(磁化强度查磁化曲线表可以得到）；磁化强度查磁化曲线表可以得到）；(6)(6).定子齿磁势定子齿磁势 F Ft1t1=H=Ht1t1*d*dt1t1/100=7.938A/100=7.938A4.4.定子轭部磁路计算：定子轭部磁路计算：（1 1）.定子轭计算长度定子轭计算长度 l lc1c1=(D=(D1 1-d-dy1y1)*3.14)*3.14 /2p=5.6968cm;/2p=5.6968cm;（2 2）.定子轭磁通量定子轭磁通量 c1c1=1/2=1/2 =0.36Wb;=0.36Wb;（3 3）.定子轭截面积定子轭截面积 S Sc1c1=K=Kfefel l1 1d dy1y1=3.249c=3.249c;（4 4）.定子轭磁通密度定子轭磁通密度 B Bc1c1=c1c1/S Sc1c1=1.11T;=1.11T;（5 5）.定子轭磁化强度定子轭磁化强度c1c1=c1c1/S Sc1c1=260A/m;=260A/m;（6 6）.定子轭磁势定子轭磁势 F Fc1c1=H=Hc1c1*L Lc1c1/100/100=14.8168A;=14.8168A;5.5.转子齿部磁路计算：转子齿部磁路计算：（1 1）.转子齿计算长度转子齿计算长度 d dt t=d=d0 0+W+W2121/2+d/2+d24 24=0.76cm;=0.76cm;（2 2）.转子齿磁通量转子齿磁通量 t t=1/2K=1/2Ke e*3.14*3.14*=0.995Wb;=0.995Wb;（KeKe取取0.88)0.88)电机设计经验汇总（3 3）.转子齿截面积转子齿截面积 S St2t2=K=Kfefel l2 2t t2 2S S2 2/P=7.9c/P=7.9c;（5 5）.转子齿磁化强度转子齿磁化强度 H Ht2t2 =563A/m;=563A/m;(6)(6).转子齿磁通式转子齿磁通式 F Ft2t2=d=dt2t2*H*Ht2t2/100=4.28A/100=4.28A6.6.转子轭部磁路计算：转子轭部磁路计算：（1 1）.转子轭计算长度转子轭计算长度 l lc2c2=(Di=(Di1 1+d+dy2y2)*3.14/2p)*3.14/2p =1.34cm;=1.34cm;（2 2）.转子轭磁通量转子轭磁通量 c2c2=1/2 K=1/2 Ke e=0.3168Wb;=0.3168Wb;（3 3）.转子轭截面积转子轭截面积 S Sc2c2=K=Kfefel l2 2d dy2y2=3.11c=3.11c;（4 4）.转子齿磁通密度转子齿磁通密度 B Bt2t2=t2t2/S St2t2=1.26T;=1.26T;（5 5）.转子轭磁化强度转子轭磁化强度c c=221A/m;=221A/m;（6 6）.转子轭磁式转子轭磁式 F Fc c=H=Hc c*L Lc c/100/100=2.96A;=2.96A;.气隙磁路计算：气隙磁路计算：（1 1）.气隙磁通量气隙磁通量 =1/2*3.14*K=1/2*3.14*Kr r*=1.102T (Kr=1.102T (Kr取取0.9);0.9);（3 3）.气隙磁通密度气隙磁通密度 B B =/S/S=0.51T;=0.51T;（4 4）.转子轭磁通密度转子轭磁通密度 B Bc2c2=c2c2/S/Sc2c2=1.02T;=1.02T;（2 2）.气隙截面积气隙截面积 S S=p p*l*l1 1=5.966*3.6=21.4776 c=5.966*3.6=21.4776 c（4 4）.气隙磁化强度气隙磁化强度 =B=B/(0.4*3.14)*1000000=406050A/m;/(0.4*3.14)*1000000=406050A/m;电机设计经验汇总（5 5）.定子卡脱系数定子卡脱系数 K K 1 1=t1t1(4.4*(4.4*+0.75*W+0.75*W1010)/()/(t1t1(4.4(4.4 +0.75W+0.75W1010)-W)-W1010)=1.04)=1.04（7 7）.卡脱系数卡脱系数 K K =K=K11*K*K22=1.04*1.066=1.11;=1.04*1.066=1.11;(8).(8).有效气隙长度有效气隙长度 =K=K*=1.11*0.03=0.0333;=1.11*0.03=0.0333;(9).(9).气隙磁通式气隙磁通式 F F=0.8*B=0.8*B*10000=1*10000=135.86A 35.86A （6 6）.转子卡脱系数转子卡脱系数 K K22=t2t2(4.4*(4.4*+0.75*W+0.75*W2020)/()/(t2t2(4.4(4.4+0.75W+0.75W2020)-W)-W2020)=1.066)=1.066 8.8.磁路饱和系数计算：磁路饱和系数计算：(1).(1).每极总磁通式每极总磁通式 F F=F=Fc1c1+F+Fc2c2+F+Ft1t1+F+Ft2t2+F+F=162.198A=162.198A(2).(2).磁路饱和系数磁路饱和系数 F Fsmsm=F F /F=0.84/F=0.84至此：各部分的磁路计算基本就完成了，现对比各部份，对其进行修正计算。至此：各部分的磁路计算基本就完成了，现对比各部份，对其进行修正计算。电机设计经验汇总.修修 正正 修正是对先前设计出来的定转子冲片，通过磁路计算以后，对其中的一些修正是对先前设计出来的定转子冲片，通过磁路计算以后，对其中的一些修正是对先前设计出来的定转子冲片，通过磁路计算以后，对其中的一些参数进修正是对先前设计出来的定转子冲片，通过磁路计算以后，对其中的一些参数进行优化设计，修正设计应从以下几个方面着手。行优化设计，修正设计应从以下几个方面着手。1.1.提高磁路的饱和系数；提高磁路的饱和系数；2.2.提高每极总磁通量；提高每极总磁通量；.降低每部份的磁通密度；降低每部份的磁通密度；4.4.合理的分布每部份的磁通密度的比例；合理的分布每部份的磁通密度的比例；.优化设计槽常数；优化设计槽常数；.根据实际生产状况作出调整根据实际生产状况作出调整.根据电机性能工况进行配套设计根据电机性能工况进行配套设计由于涉及到公司的产品的产权保护，对磁路修正部分不作分析，但其最后修由于涉及到公司的产品的产权保护，对磁路修正部分不作分析，但其最后修正的定、转子冲片图如下正的定、转子冲片图如下:电机设计经验汇总电机设计经验汇总三、结构设计三、结构设计电电电电 机机机机端端端端 盖盖盖盖定子总成定子总成定子总成定子总成转子总成转子总成转子总成转子总成电机设计经验汇总通过上图片分析，电机的结构主要分为定子部件，转子部件，及端盖部件，现通过上图片分析，电机的结构主要分为定子部件，转子部件，及端盖部件，现现分别对这三个部件的设计进行分析：现分别对这三个部件的设计进行分析：.端盖部份端盖部份端盖作为电机的主要支撑部份端盖作为电机的主要支撑部份,也是作为电机与外围设备联系的主要接口之一也是作为电机与外围设备联系的主要接口之一,端盖的设计应从以下几个方面考虑端盖的设计应从以下几个方面考虑:1).1).客户安装客户安装:安装是作为电机与产品主要衔接的一个接口安装是作为电机与产品主要衔接的一个接口,也是怎么样把电机固也是怎么样把电机固字在产品上使用的一个方式字在产品上使用的一个方式,为了便于客户的安装为了便于客户的安装,在设计的过程中在设计的过程中,专门设计了一专门设计了一个安装支架个安装支架.电机设计经验汇总安装支架安装支架安装支架安装支架在电机安装过种中在电机安装过种中,电机是采用立式安装电机是采用立式安装,因此因此,采用此种安装方式即可采用此种安装方式即可2).2).电机的使用电机的使用:此电机主要是鼓风机类产品的使用此电机主要是鼓风机类产品的使用,其安装位置如下图所示其安装位置如下图所示电机设计经验汇总电电 机机风风 轮轮蜗蜗 壳壳 电机端盖外径的大小电机端盖外径的大小,决定了电机与端盖之间的间隙决定了电机与端盖之间的间隙,直接影鼓风机的进风口直接影鼓风机的进风口,造成鼓风机的空气静压降低造成鼓风机的空气静压降低,风压减小风压减小,因此因此,在电机的端盖外径的设计过程中在电机的端盖外径的设计过程中,经历经历 了以下几种变化了以下几种变化.电机设计经验汇总方案一方案一:切边面积大切边面积大,进风口小进风口小,制造成本高制造成本高方案二方案二:切边面积改善切边面积改善,出风口小出风口小,将电机安装孔将电机安装孔由四个改为两由四个改为两个个,减小制造成减小制造成本本电机设计经验汇总3).3).端盖配合的设计端盖配合的设计:此电机的装配方式为定子铁芯密封式的装配此电机的装配方式为定子铁芯密封式的装配,因此因此,涉及到端盖与铁芯的配合涉及到端盖与铁芯的配合方式的设计方式的设计,为了减少噪音及振动为了减少噪音及振动,两个端盖与铁芯的配合如下两个端盖与铁芯的配合如下:紧紧 盖盖松松 盖盖电机设计经验汇总3.3.定子总成设计定子总成设计:定子总成主要包括定子铁芯及定子线圈两部分定子总成主要包括定子铁芯及定子线圈两部分,定子线圈定子线圈定子铁芯定子铁芯定子铁芯的设计在磁路设计部份已经完成定子铁芯的设计在磁路设计部份已经完成,现主要分析一下定子线圈的设计现主要分析一下定子线圈的设计.电机设计经验汇总9).9).定子线圈设计定子线圈设计:16 16槽两极电机的定子线圈绕组主要有几种形式槽两极电机的定子线圈绕组主要有几种形式;1.1.单层叠式绕组单层叠式绕组2.2.单层同心式绕组单层同心式绕组3.3.单双层绕组单双层绕组(正弦绕组正弦绕组)电机设计经验汇总 这几种绕组有以下几种特点这几种绕组有以下几种特点;1 1.主副绕组采用相同的布线方案主副绕组采用相同的布线方案2.2.平均线匝距离少平均线匝距离少,节约铜漆包线节约铜漆包线3.3.节距相同节距相同,线模设计简单线模设计简单,制造方便制造方便4.4.电磁性能较差电磁性能较差,1.1.绕组采用显极布线绕组采用显极布线,线圈处于同一平面线圈处于同一平面2.2.端部层次分明端部层次分明,但面积很大但面积很大,整形困难整形困难3.3.线圈组平均匝长线圈组平均匝长,耗费线材耗费线材,增加有功损耗增加有功损耗4.4.制造成本相应增加制造成本相应增加1.1.抗高次谐波强抗高次谐波强,能提高电机效率能提高电机效率,改善启动改善启动2.2.线圈匝数不等线圈匝数不等,铁芯不能充分利用铁芯不能充分利用.3.3.线模不同线模不同,节距相异节距相异,嵌线工艺有很大困难嵌线工艺有很大困难4.4.在高能效电机上有广阔的发展空间在高能效电机上有广阔的发展空间电机设计经验汇总 比较几路绕组方式的特点比较几路绕组方式的特点,以及对目前两极电机的推行难度中以及对目前两极电机的推行难度中,最重要的就是生产最重要的就是生产质量控制质量控制,故将绕组方式选为故将绕组方式选为单层叠式绕组单层叠式绕组.至此至此,定子总成设计的几个参数几已有了定子总成设计的几个参数几已有了,为了便于工装模具的设计为了便于工装模具的设计,还需确定定还需确定定子总成的外观图子总成的外观图,定子总成的外观图从线圈长度定子总成的外观图从线圈长度,铁芯尺寸铁芯尺寸,以及电气安全性能方面以及电气安全性能方面来考虑设计来考虑设计,经计算以后经计算以后,大致如下大致如下:电机设计经验汇总3.3.转子总成设计转子总成设计:转子总成主要包括轴、铸铝转子两部份，主要描述铸铝转子的设计，而转子铁芯在先前的磁路设计里面已经确定，现就对铸铝转子进行设计分析。铸铝转子又称转子笼形绕组铸铝转子又称转子笼形绕组,其转子的设计主要包括以下几个部骤：其转子的设计主要包括以下几个部骤：1.1.根据负载确定电机转速根据负载确定电机转速n;n;2.2.求算电机转差率求算电机转差率n ns s;3.3.根据转差率根据转差率n nS S查表求查表求R R2 2/X;/X;4.4.求出电机的短路漏抗求出电机的短路漏抗X;X;5.5.求出铸铝转子的转子电阻求出铸铝转子的转子电阻R R2 2;6.6.根据电阻根据电阻R R2 2算转子端环的相关尺寸。算转子端环的相关尺寸。现大概写出计算电机铸铝转子的一些流程：现大概写出计算电机铸铝转子的一些流程：电机设计经验汇总1.)1.)额定转速的确定额定转速的确定:n=2200Rpm:n=2200Rpm（根据抽油烟机负载选定）：（根据抽油烟机负载选定）：2.)2.)转差率：转差率：ns=(3000-2200)/3000=0.266;ns=(3000-2200)/3000=0.266;3.)R3.)R2 2/X/X比值：比值：R R2 2/X=0.865 (/X=0.865 (查最大转矩对应的转差率初值曲线表可以得到）；查最大转矩对应的转差率初值曲线表可以得到）；4.)4.)漏抗漏抗X X的计算步骤：的计算步骤：电抗系数电抗系数K Kx x槽比漏磁导槽比漏磁导s s曲折比漏磁导曲折比漏磁导 z z端部比漏磁导端部比漏磁导 e e相带比漏磁导相带比漏磁导 B B斜槽比漏磁导斜槽比漏磁导 SKSK总比漏磁导总比漏磁导 t t漏抗计算参数漏抗计算参数漏抗计算参数漏抗计算参数现分别对这些参数进行一一计算：现分别对这些参数进行一一计算：电抗系数电抗系数:K:Kx x=12.5=12.5槽比漏磁导槽比漏磁导:s s=0.93258=0.93258电机设计经验汇总曲折比漏磁导：曲折比漏磁导：z z=1.45=1.45理想短路电抗：理想短路电抗：X=KX=Kx x*t t=47.97=47.97至此：转子方面的参数均与计算完毕，其图形如下至此：转子方面的参数均与计算完毕，其图形如下端部比漏磁导：端部比漏磁导：e e=0.1952=0.1952斜槽比漏磁导：斜槽比漏磁导：sksk=0.7785=0.7785相带比漏磁导：相带比漏磁导：B B=0.4814=0.4814总比漏磁导：总比漏磁导：t t=3.83768=3.83768(由于上述计算比较复杂，故只保留计算结果）由于上述计算比较复杂，故只保留计算结果）5.)5.)转子电阻计算值：依转子电阻计算值：依 R R2 2/X=0.865,/X=0.865,则则R R2 2=41.5=41.5 (20 (20时时）;6.)6.)转子各部份尺寸的确定：转子各部份尺寸的确定：1.1.端环外径：端环外径：D DReRe=D=D2 2-0.15=3.74-0.15=3.59cm-0.15=3.74-0.15=3.59cm2.2.端环内径：端环内径：D DReRe=2.8 cm D=2.8 cm DRiRi(2p-3.14)/(2p+3.14)*D(2p-3.14)/(2p+3.14)*DReRe3.3.端环平均直径：端环平均直径：D DR R=0.5*(DRe+DRi)=3.195cm=0.5*(DRe+DRi)=3.195cm4.4.端环厚度：端环厚度：L LR R=0.1cm=0.1cm（在其余参数确定的情况下，根据电阻（在其余参数确定的情况下，根据电阻R R2 2求算得到）求算得到）5.5.斜槽宽度：斜槽宽度：1.1*3.8/22*3.14=0.6cm1.1*3.8/22*3.14=0.6cm电机设计经验汇总电机设计经验汇总五、工装设计五、工装设计 工装是保工装是保证电证电机生机生产产效率及效率及质质量的最有效的工具，工装量的最有效的工具，工装设计设计的合理性直接定的合理性直接定了电机产品最后的竞争力，设计工装时，需要对下面几个环节都具有很深的理解。了电机产品最后的竞争力，设计工装时，需要对下面几个环节都具有很深的理解。1.1.电机产品的结构；电机产品的结构；2.2.电机的生产工艺流程；电机的生产工艺