石材翻新机用单相感应电机分析与设计_硕士学位论文

石材翻新机用单相感应电机分析与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 _硕士学位论文 工学硕士 石材翻新机用单相感应电机分析与设计 张尊睦 指导教师姓名、职称: 黄珏胜塾援 学科 专业 或领域名称: 电扭生电墨 学生所属学院: 自动化堂 院 论文答辩日期: 三Q二三生五且三土 目 and of Induction AnalysisDesignSingle--phase MotorsforStoneRefurbishedMachines Zunmu Candidate:Zhang Supervisor:Prof(HuangKaisheng 2012 May SchooIofAutomation of University Guangdong Technology 0006 Guangzhou，Guangdong，P(R(China(51 摘要 摘 要 本论文分析和设计石材翻新机用双值电容单相感应电机。这种电机负荷变化 大、工作环境恶劣，而且通风散热条件差，绕组温升控制难。本文从两方面考虑 来控制电机温升:采用一种新型绕组来提高槽满率水平从而改善定子绕组散热条 件和选择合适运行电容来降低电机热负荷。 首先，分析单相感应电机常用的正弦绕组的优缺点。针对正弦绕组槽满率不 均匀 少数槽的槽满率高，多数槽的槽满率低 ，从而影响散热性能的特点， 提 出平均槽满率概念，采用一种不同于正弦绕组的新型绕组，提高电机的平均槽满 率和有效 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 利用率;总结设计新型绕组需遵循的原则，并对采用新型绕组电机 的绕组谐波进行分析计算。 其次，运用对称分量法并基于主、副相绕组电流的负序分量与正序分量之比 简称电流比 ，对单相感应电机气隙磁场椭圆度进行分析，提出最佳运行电容 的概念，最佳运行电容是电流比最小时的电容。本文分析了不同运行电容时的电 机主副相绕组电流大小和相位、电流比和电机损耗变化，以及调整运行电容对电 机效率、功率因数、热负荷的影响。计算结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明:最佳运行电容时，电机气隙 磁场接近圆形，功率因数高，热负荷低。试验结果表明:电流比对电机设计计算 值与试验值的误差有很大影响。本文中电流比小于0(3时，电机满载电流、效率、 功率因数试验值与计算值误差在5,左右。 再次，采用ANSYS软件的well建立了电机的二维有限元模型，分析不同 电流比的铁耗曲线及不同转子轴向通风:fL孑L径和孔距时的电机额定负载下磁密 分布图。结果表明:通风孔孔径和孔距对电机磁路饱和有一定影响。 最后，使用ANSYS软件的RMxprt设计T750W、1 四款石材翻新机用单相感应电机，四款电机平均槽满率从58(7,提高至 1]70(55,。其 中，750W和1100W电机试制了样机，两款样机绕组温升试验值在51K左右。试验 结果表明，采用新型绕组和选择合适的运行电容，对满足电机性能指标要求起到 很好的作用。在不增加硅钢片和铸铝用量的情况下，单台样机的平均铜线用量减 少了0(13千克，对降低电机成本有重要意义。 关键字:石材翻新机;单相感应电机;新型绕组:最佳运行电容:电流比;ANSYS wellANSYS RMxprt;有限元分析 广东工业大学硕士学位论文 Abstract This and dissertation induction analyzesdesignssingle-phasemotors SPIM 、析tll two forstonerefurbishedmachines(The of motorshavecharacteristics capacitors poor thermal and load alsowork、析t11bad performancelarge change，they working environmentand hard it is tocontrol windingtemperature winding rising(The iscontrolledintwo new to temperaturerising ways:akindof is windingsadopted increasecoil factorsofallslotsto ofthe space improvecoolingperformancewindings， and run suitable arechosentocutdownthethermalloadofthemotors( capacitors and ofsinusoidal usedin Firstly，advantagesdisadvantages windingscommonly inductionmotorsare al single-phase thatcoil factorsenot analyzed(Consideringspace coil factorsofslotsare whilemostslotsare SO distributed somespace high low and as tohaveabadeffectonthethermal of coil performance，the conceptaveragespace factoris forward(Anewkindof isdifferentfromsinusoidal put winding，which ofthe is materialutilization winding，isadopted，theprinciplewindinggeneralized，the ratioand coil factorofthemotorswhich thenew are averagespace adopt winding thethermal much increased，and is better(Thenthe harmonicof performance winding themotorswhich the is adoptswindinganalyzed( methodusedtO the Secondly，symmetric is analysis of component elliptical field(Themethodisbasedonthe the magnetic ratio current air-gap ratio ofnegative both tO of mainand sequencecomponentpositivesequencecomponent auxiliary phase the of 1"1111 is forward,the windingscurrents，and capacitorput conceptoptimal optimal run iswhatwhen mininluln(Thein currentratiois andin capacitor changesmagnitude shiftofthemainand currents、析 tlldifferent phase auxiliaryphasewindings currentratioandthelossesof the run-capacitors，the motors，andinfluenceson factorand different rising诵m efficiency，powerwindingtemperature run-capacitors， are resultsshowthatthe fieldisclosetO analyzed(Thecomputational air-gapmagnetic motorshave factorandlow circular,the hi(gh windingtemperature power rising、 撕tll the thatthecurrentratio optimal testresultsshow hasa run-capacitor(The great ? holeshaveacertaininfluenceonthesaturationof circuitsofthemotors( magnetic to four isused inductionmotorsfor Finally,ANSYSRMxprt designsingle-phase stonerefurbishedmachinesratedat l 500Wand 750W,loow,1 2000W,theaverage slot factorsthemotorsaleincreasedfrom58(7,to rated space of 70(55,(Prototypes at them 750Wand1100Ware of areabout developed，thewindingtemperaturerising 51K(nletestresultsshowthat anewkindof andchoosethesuitable adopt winding a rolein thesame time， run??capacitorplaygood meetingperformancesrequirements(At the for without amountof decreasesO(13 increase copper by kilogrameveryprototype theamountofsiliconsteelsheetandcastaluminum the compares、析 mprototype whichusessinusoidal alsohasan tocutcostofthe winding(It important significance motors( I Stonerefurbished induction Keyword machines;Single??phasemotors SPIMs ; run well; Winding:Currentratio;Optimalmapacitor;ANSYS ANSYS element RMxprt:Finiteanalysis 111 广东工业大学硕士学位论文 目 录 摘j暮……………………………………………………………………………………………………………一I ABSTRACT……………………………………………………………………………………………………(II 目 录…………………………………………………………………………………………………………((? CONTENTS…………………………………………………………………………………………………(VII 第一章绪 论……………………………………………………………………………1 1(1石材翻新机的现状及发 展……………………………………………………((1 1(2国内外单相感应电机发展状 况………………………………………………。2 1(3课题研究的背景和意 义…………………………………………………………4 1(4石材翻新机用单相感应电机研究中存在的主要问题………………………。7 1(5本文研究的主要内 容…………………………………………………………。8 第二章石材翻新机用单相感应电机的结构特点和工作原理……………………。9 2(1石材翻新机用单相感应电机的结构……………………………………………9 2(1(1固定部分……………………………………………………………………9 O 2(1(2转动部分……………………………………………………………………1 O 2(2石材翻新机用单相感应电机的特 点…………………………………………(1 2(2(1单相感应电机的一般特点…………………………………………………lO 2(2(2石材翻新机专用电机特点………………………………………………((12 2(3石材翻新机用单相感应电机的稳态运行性能分析…………………………12 2(4本章小结………………………………………………………………………l8 第三章控制石材翻新机用单相感应电机绕组温升的关键技术研究……………19 3(1石材翻新机用单相感应电机正弦绕 组………………………………………(19 3(2石材翻新机用单相感应电机新型绕 组………………………………………2l 3(2(1新型绕组的结构…………………………………………………………。21 3(2(2新型绕组的设计原则……………………………………………………。22 IV 目录 单相感应电机的应 用………………………(24 ………………………………………………………………((:15 3(;，禁燃竺 3(3(1绕组系数……………………………………………………………………25 3(3(2两种型式绕组谐波MATLAB分析………………………………………(26 3(4起动电容对起动性能的影 响…………………………………………………………………………27 3(4(1起动电容的确 定…………………………………………………………((27 3(4(2不同起动电容对起动性能的影响分析………………j…………………(28 3(5最佳运行电容的分 析…………………………………………………………。28 3(5(1最佳运行电容的理论计算…………………………………………………28 3(5(2电流比的概念……………………………………………………………(29 3(5(3不同运行电容的主副相绕组电流………………………………………((29 3(5(4不同运行电容的电流比和气隙磁场形状………………………………。3l 3(5(5不同运行电容的绕组匹配原则…………………………………………(32 3(5(6不同运行电容的电机损耗、效率和功率因数…………………………。33 3(5(7运行电容对电机发热的影响……………………………………………。35 3(5(8电流比对计算值与试验值误差的影响……………………………………37 3(6本章小结………………………………………………………………………(39 第四章石材翻新机用单相感应电机电磁场有限元分析…………………………40 4(1ANSYS软件简介………………………………………………………………40 4(2有限元模型建 立………………………………………………………………40 4(2(1二维电磁场的数值计 算……………………………………………………(40 4(2(2有限元分析外电 路………………………………………………………。42 4(3不同电流比时的铁耗计 算……………………………………………………(43 4(4转子轴向通风孔对电机磁路的影 响…………………………………………。“ 4(5本章小 结………………………………………………………………………。49 第五章样机设计与试 制………………………………………………………………50 5(1引言……………………………………………………………………………………………………。50 5(2公司样机 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 分析计 算………………………………………………………(5l 5(1(1公司样机结构尺寸…………………………………………………………(5l V 广东工业大学硕士学位论文 5(1(2公司样机计算与分析……………………………………………………((51 5(3新方案样机设计与试 制………………………………………………………56 5(3(1新方案样机设计方法和思路………………………………………………56 5(3(2新方案样机定转子冲片…………………………………………………((57 5(3(3新方案样机设计与试 验…………………………………………………。59 5(3(4不同牌号硅钢片对电机性能的影 响……………………………………一64 5(3(5运行电容对电机性能的影 响……………………………………………((66 5(4本章小 结………………………………………………………………………一69 总结与展 望……………………………………………………………………………(70 参考文 献……………………………………………………………………………。72 攻读硕士期间发表的论 文…………………………………………………………。76 学位论文独创性声 明………………………………………………………………。77 学位论文版权使用授权声 明………………………………………………………。77 致 谢……………………………………………………………………………………………………………78 V1 Abstract In Chinese ……………………………………………………………………………………I Abstract InEnglish …………………………………………………………………………………((II Contents In Chinese ……………………………………………………………………………… …(IV Contents InEnglish …………………………………………………………………………… ……((VII 1Introduction………………………………………………………………………………(1 Charpter 1(1 and ofstonerefurbished Developmentactuality machines((((((((((((((((((((((((((((((((1 1(2 at conditionsofSPIMshomeandabroad(…((……………(……(……(…2 Developing 1(3 and ofthis Backgroundsignficaneeprogram(…(…(……((…(………………(…(……(((4 1(4Main ofSPIMsfor problems stonerefurbishedmachines(((((((((((((((((((((((((((((((((7 1(5Main contentofthis program…………………………………………………………………(8 Structuralcharacteristicsand ofSPIMs(((((((((((((((((9 Charpter2 workingprinciple 2(1Structureand CharacteristicofSPIMsforstonerefurbishedmachines…………((9 2(1(1 of StationarypartSPIMs…………………………………………………………………(9 2(1(2 of MovingpartSPIMs……………………………………………………………………10 2(2Characteristicsof SPIMs………………………………………………………………………10 2(2(1General characteristicsofSPIMs……………………………………………………(10 2(2(2 characteristicsofSPIMs Special forstonerefurbishedmachines…………(12 2(3 andcalculationof 2 Analysis steady-stateoperation performances………………((1 :!(4 8 Summary………………………………………………………………………………… …………1 3 tocontrol Charpter Keytechnologieswinding rising……………(…19 temperature 3(1Sinusoidalin SPIM…………………………………………………………………19 winding 3(2Anewkindof in SPIM……………………………………………………………(21 winding 3(2(1Structureofthenew 1 winding…………………………………………………………(2 3(2(2 ofthenew Designprinciples winding(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((…((((((((((((22 Vn 广东工业大学硕士学位论文 3(2(3 ofthenew inSPIMs(((((((((((((((((((((((((((((((((((24 Application winding analysis 3(3 of withtwodifferent harmanic Analysis strength windings((((((((((((((((((…((((((((25 3(3(1 coefficient(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ((…(((((((((((((((((((25 Winding with 3(3(2 ofharmanic twodiffenert Analysis strength windings((((((((((((((((((((((26 3(4 SPIMswithdifferent of Startingperformances 3(4(1Start-capacitor……(……(…(…………(……((…(…………(( (((………………………(((27 3(4(2 of withdifferent Analysis startingperformances 3(5 of Analysisoptimalrun-capacitor((((((((((…((((((((((((((((((((((((((((((…(((((((……((((((((28 3(5(1Theoreticalcalculations ofoptimalrun-capacitor(((((((((((((((((((((((((((((((((((((28 3(5(2 ofcurrentratio((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ((((((((((((((((((((29 Concept 3(5(3Currentsofmainand auxiliarywindings(((((((((((((((((((((((…((((((((((((((((((((((((29 3(5(4 Currentratiosand filed(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((31 air????gapmagnetic 3(5(5 of withdifferent Matchingprincipleswindings of 3(5(6 and factorSPIMwithdifferent Efficiencypower 3(5(7Influencesof onheat(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((35 run-capacitors 3(5(8Influencesofcurrentratioonvalueerrorsbetweenvalues testing and values………………………………(…………………………………………((37 calculating 3(6 Summary(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( (((…(((((((((((((((((((((((((((((((((((((39 4Finiteelement ofSPIMs((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((40 Charpter analysis 4(1InductionsofANSYS…(…(((……………(…(…((((…………(…( ……(……………………(40 4(2Thefiniteelementmodel(((((((((((…(((((((((((((((((((((((((…(((((((((…((((((((((((((((((((((((((40 calculationsof 4(2(1Numerical two-dimensionalfield………(40 electromagnetic 4(2(2Extermal circuit((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((…((((((((((((((((((((42 ofdifferent 4(3StatorironlOSSeS currentratio((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((43 4(4Influencesofvent holes(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ((((((((((((((((((』14I 4(5The summary((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((49 CONTENTS 5 andmanufactureof CharpterDesign prototypes………………………………………((50 1;(1 Inductions…((((………………………(…(…(……(……(…(………… (…(…(……………(…((!; 5(2 andcalculationof from 1 Analysis prototypescompany……………(…(……(…(((5 5(2(1 Structuresizeof from 1 prototypescompany……(…………………(…………(((((5 5(2(2Calculationand of from analysisprototypescompany………(………((…(…56 5(3 and new manufactureof for scheme…((………………(……(…(56 Design prototypes 5(3(IMethodsandideasof fornewscheme……(…(………(………((…((57 prototypes 5(3(2Statorandrotor of fornew scheme…………(……(……(((((59 platesprototypes 5(3(3 andtestof fornewscheme((((((((((…(((((((((((((((((((((((((((((64 Design prototypes 5(3(4Influencesonmotor withdifferentsiliconsteels((((((((((((((((66 performances 5(3(5 different Influencesonmotor with performances run― capacitors…………((69 1;(4The summary((((((…(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((70 Conclusionand Expectation(((((((((((…(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( (((((((((((((((((((((((((72 References((((((((((((((((((((…((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((76 Published((((((((…((((((((((((((((((…((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((…(((((((((((((((((((((((((77 Papers Declarationof Creation(……(………(…((……(………(…………(……………(…… 77 Original Acknowledgements((((((…(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((…((((((((((((((((((((78 IX 第一章绪论 第一章绪论弟一早三百下匕 1(1(石材翻新机的现状及发展 近20年来，随着我国建筑业的大发展，石材工业日益兴盛，装饰石材以其不 可替代的优势，成为继水泥、钢材的第三大建筑材料。石材已经成为时尚的建筑 装饰材料之一。但是，以前未曾料到的石材“毛病"也越来越多地显现出来。例 如，经常见的石材锈斑、有机色斑、水迹和水斑、盐斑与白华、表层粉化、起壳 剥落、裂纹和油斑等等。这些毛病破坏了石材原有的装饰效果，而清除它们具有 相当难度。因此相应的诊断和防治技术应运而生。石材的专业清洗和护理、 专用 药剂、翻新机械等已经成为石材行业的新兴门类，显现出可观的经济前景【1'2】。 据统计，目前我国每年石材消耗量为4亿多平方米，这些石材安装都需要做 表面防护处理，部分还需要做6面防护处理，以预防病变的发生，方便日后的处 理。若以50,需做防护计算，每年就有2亿多平方米的防护量;如果再以50,的 量计算，做平整翻新，加上对过去几十年来旧石材装饰面进行的翻新和病变治理， 预计未来几年每年需要做养护处理的石材面积可达5亿平方米以上;如果以每平 方米平均lO元的单价计算，产值将高达50多亿元人民币。 在经济全球化的21世纪，随着我国石材、石坪行业的发展及本行业文化的迅 速普及，在石材、地坪护理行业日益兴盛今日，原传统上密集型劳动作业方式， 已经不适应石材、石坪护理行业发展，机械设备的一体化、高效化、智能化，逐 步成为时代主流【31。 石材翻新机的发明解决国内目前由一部机器快速完成石材地面、地坪、地 板的清渣、整平、打磨，抛光等不同工艺的多功能机器设备的需求。经过石材 翻新机处理后的地面，不但可以恢复石材天然的美观度，同时解决石材的落差问 题，提高石材装饰性的整体效果，延长石材的使用寿命，节约石材这种天然不可 再生资源【41。 我国在引进消化吸收国外先进设备及其制造技术的基础上，已能够向全行业 提供系列化的、各种档次的石材翻新机，为行业健康发展、快速发展奠定了基础。 尤其是近几年，通过模仿创新和集成创新以及自主研发，国内的石材翻新机行业 广东工业大学硕士学位论文 发展迅猛，主要品牌有御力石材晶面处理机、迪威石材打磨机器、伽华石材翻新 晶面机，并且在高端产品研发、制造水平上有了很大的提高，取得了显著的成果。 石材翻新机的国产化和产品更新换代的市场需求十分广阔。据统计，全国每 年专业石材打磨翻新机械需求量大约在1500万台左右。国内以浙江大学为代表的 科研单位也在不断进行研发，力争超越世界水平。据估计，国产石材翻新机以及 石材翻新过程中使用的护理材料将在5,l0年内稳稳占据国内主要市场，而且将以 价廉物美的优势抢占全世界石材护理市场的主要份额【5l。 1(2国内外单相感应电机发展状况 单相感应电机是由单相电源供电，因此它的气隙磁场不是圆形磁场，而是一 个椭圆形磁场，其大小是随空间位置的变化而变化的，是一个不对称磁场。对于 这样一个磁场，可以看作是一个正序圆形磁场与一个负序圆形磁场共同在作用。 当正序转矩大于负序转矩时，便会正向旋转，反之亦然。单相感应电机在运行时， 由于负序转矩的制动作用，电机的有效转矩减小，因而输出功率减少，所以单相 感应电机的效率较低，约为同容量的三相感应电机的75,,90,左右;正是由于单 相感应电机的效率较低，在输出功率相同的情况下，单相感应电机的体积约为三 相感应电机1(5-2(5倍。在体积同样的情况下，单相感应电机的容量约为三相感应 电机的1,3,2,3。 单相感应电机可分为电阻起动电机、电容起动电机、电容运转电机及电容起 动和电容运转电机 即双值电容电机 四种类型，其中双值电容电机因为采用 2 个不同电容量的电容器，考虑电机起动和额定运行时电磁场的椭圆程度 尽量实 现圆形磁场 ，兼顾电机的起动性能及运行性能。PSW Braun教授曾对电容起动电机，电容运转电机及双值电容电机做过研究，试验数据 如表1(1: 表1(1电容运转电机，电容起动电机及双值电容电机性能 电机类型 起动电容,uF 运行电容,uF 输出功率,HP 效率叩,, 起动转矩,, 电容运转 O 110 4 80(9 20 电容起动 250 0 2(6 72(6 120 双值电容 250 110 4 80(9 110 试验数据表明，双值电容电机因具有两个电容，可兼顾电机的起动性能和运 2 第一章绪论 01。 行性能，起动转矩和运行效率都得到提高【l 安徽机电学院姚光中教授在对电容运转电机的研究中，运用对称分量法并基 于主、副相电流的负序分量与正序分量之比r 简称电流比 对电容运转电机进 行理论分析，简述最佳运行电容的概念。对D02(7124型电机进行计算和试 验研究 表明，在非对称的二相绕组情况下，r值非零但很小时电机效率较高，最佳运行 电容 效率最高时配置的电容 小于获得圆形旋转磁场时所需的电容【111。 美国学者E(F(Fuchs等利用上述方法分析不同运行电容值时的电容运转电机的 21。 损耗，认为电容运转电机在主、副绕组电流密度基本相等时，电机的效率最高【l 河北青龙电机厂对单相感应电机的研制中，针对C02系列电容起动电机同一 电机不同槽的槽满率在40―80,之间，有的甚至低到30,的特点。采用大小槽， 按槽导体数的多少来确定定子槽的大小，提高定子槽满率，使各槽槽满率基 本一 致，都在78,左右，绕组仍为正弦绕组。YC90L2(4电机采用大小槽后效率 为 74(27,，比国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 规定的效率高出2(27,。大小槽定子铁芯采用与老 产品相同 的定子和转子铁芯内径。其主要性能指标对比如表1(2: 表1(2统一槽与大小槽电容起动电机有效材料消耗和主要性能 指标 Tab(1(2 andmain induction Materials of consumptionperformancescapacitor-start motorswithoniformslotsanddifferentsizeslots 试验项目 有效材料消耗 主要性能指标 电机类型 硅钢片,kG 铜线,l G转子铸铝,kG 效率,, 功率因数 绕组温升,K 统一槽 16(2 1(5l 71(66 0(87 54(8 大小槽 14(4 1(367 74(27 0(868 58(7 比较 ??1(8 (0(143 大小槽略低 2(61 (0(002 3(9 采用大小槽同时采用正弦绕组可以提高电机槽满率，从而提高有效材料利用 率，降低电机有效材料消耗。表1(2中，采用大小槽后单台电机硅钢片用量减少 11(11,，铜线用量减少9(47,，转子铸铝略低【?】。 湖南大学周珍，邓菊初为研制高效率的单相感应电机，提出一种新型的 的大 小相带正交绕组。并采用C02系列单相感应电机的对应规格进行对比研究， 对比 试验完全采用C02系列电机的铁芯，其他的设计条件不变，只改变绕组形式。 试 验值与C02标准值相比，各项性能大幅度提高，性能指标见表1(3。 广东工业大学硕士学位论文 表1(3大小相带正交绕组电机与COz电机性能指标 Tab(1(3Performancesofmotorswith different-sizebeltand motors phase C02 试验项目 效率,, 功率因数 起动转矩倍数 最大转矩倍数 电机类型 新型绕组 C02新型绕组 C02新型绕组 C02新型绕组 C02 90S4―550W74(7 65 0(95 O(69 2(47 2(5 2(628 1(8 75(8 69 90L4―750W 0(9 O(75 3(18 2(5 2(42 1(8 采用新型绕组后，在相同的有效材料消耗下，550W和750W电机效率试验值 平均提高8(25,，两台电机的主副绕组的温升试验值均在28―35K之间，温升裕 度很大【14】。 从以上文献可以看出，正弦绕组单相感应电机存在少部分槽的槽满率高，大 部分槽的槽满率低、电机有效材料利用率低等主要问题。国内外学者为提高单相 感应电机效率和降低绕组温升做了大量的工作，主要措施包括在统一槽形电机中 采用不同于正弦绕组的新型绕组、在采用正弦绕组电机中使用大小槽来提高电机 槽满率从而提高电机有效材料利用率。同时对于具有运行电容的单相感应电机 包 含电容运转电机和双值电容电机 ，通过优化运行电容值来获得圆形旋转磁场，降 低负序转矩的制动作用，提高电机效率，降低绕组温升，增大电机输出功率也是 单相感应电机的发展趋势。 其次，将电磁场有限元分析应用嵌入到磁路分析中，达到提高电机性能仿真 的准确性和可靠性、缩短样机试制的时间、减少样机试制的次数，也是单相感应 电机研究发展的方向。 1(3课题研究的背景和意义 石材翻新机主要可由水箱、操作手柄、驱动电机、加重块、齿轮箱、刷新盘、 等部件组成，如图1(1所示。其中驱动电机是石材翻新机的关键部件，其技术性 能指标、可靠性等直接决定石材翻新机的技术水平和产品质量。 石材翻新机负荷变化大如图1(2所示。工作时空气中布满了粉尘、工作环境恶 劣，这样电机无法安装外风扇，通风散热条件差，电机绕组温升难于控制。石材 翻新机的工作特点决定其专用电机应具有较大的起动转矩、较强的过载能力及平 衡的绕组温升。双值电容单相感应电机集电容起动与电容运转为一体，具有起动 力矩大、过载能力强、功率因数和效率高、运转安全可靠等优点。因此，IHP,3HP 4 第一章绪论 双值电容单相感应电机广泛应用于各种品牌的石材翻新机上。 图