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小型异步电动机单双层绕组线圈设计

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小型异步电动机单双层绕组线圈设计 研究与设计 ξ EM CA 2007, 34 (7 ) 小型异步电动机单双层绕组线圈设计 马德鑫 (上海东方泵业 (集团 )有限公司 ,上海  201907 )   摘  要 : 介绍了单双层绕组的特点、应用情况及电磁计算的方法。对单双层绕组的生产制造工艺提出了 建议。给出了单双层绕组为绕圈及绕线模模心设计各项尺寸的计算方法 ,达到了节组的目的对单双层绕组的 普及和推广起到了一定的作用。 关键词 : 异步电机 ; 单双层绕组 ; 线圈 中图分类号 : TM303. 1∶TM343 文献标识码 : A 文章编...

小型异步电动机单双层绕组线圈设计
研究与设计 ξ EM CA 2007, 34 (7 ) 小型异步电动机单双层绕组线圈设计 马德鑫 (上海东方泵业 (集团 )有限公司 ,上海  201907 )   摘  要 : 介绍了单双层绕组的特点、应用情况及电磁计算的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。对单双层绕组的生产制造工艺提出了 建议。给出了单双层绕组为绕圈及绕线模模心设计各项尺寸的计算方法 ,达到了节组的目的对单双层绕组的 普及和推广起到了一定的作用。 关键词 : 异步电机 ; 单双层绕组 ; 线圈 中图分类号 : TM303. 1∶TM343 文献标识码 : A 文章编号 : 167326540 (2007) 0720012203 D esign of S ingle and Two Layer W ind ing of Sma ll S ized A synchronousM otor MA D e2x in ( Shanghai East Pump ( Group) Co. , L td. , Shanghai 201907, China)   Abstract: The features, app lications and electromagnetic computing method of single and two layer winding were introduced. The p roposals for its technique of p roduction, the computing method of various core of winding former were p resented. The good effects for copper saving p lay a role to popularize and p romote the single and two layer winding. Key words: a synchronous m otor; single and two layer w ind ing; co ils 0 引 言 单双层绕组是一种既有单层又有双层的绕组 形式 ;其实质上是双层绕组的变形 ,只是将双层绕 组上、下层同相线圈边变为单层 ,上、下层不同相 的仍保持双层边 ,并根据槽内电流方向的需要 ,将 端部重新连接成一种单双层同心式线圈绕组。合 理使用单双层绕组可有效提高电动机效率、降低 杂耗、提高起动性能、降低温升 ,并可节铜、节能。 但此种绕组形式未能在全国大量推广 ,仅被少数 几个电机厂采用。其主要原因是一些电机设计及 工艺人员认为单双层绕组下线及端部整形的工艺 性差 ,既费时又不易保证质量。其实 ,只要线圈设 计合理 ,大多数 2、4极规格的单双层绕组电机的 下线和端部整形的工艺性 ,与原有单层绕组和双 层绕组基本相似 ,工效也不相上下。只是单双层 绕组下线等工艺操作需要有一个熟悉、习惯并达 到熟练的过程。要取得良好的工艺性 ,线圈设计 是较为重要的环节。本文主要叙述单双层绕组同 心式线圈的设计方法。 1 单双层绕组的电磁计算   单双层绕组是双层绕组的变形 ,本质上是一 种短距的双层绕组 ,因此进行电磁设计计算时 ,可 看作等效的有效跨距相当的双层绕组 ,可用双层 绕组的公式进行电磁计算。 1. 1 绕组系数与相应的短距双迭绕组相同 如 : 36槽 2极 , 22422型的单双层绕组 ,其等 效的短距双迭绕组为 q = 6,线圈跨距为 1~17 (短 距 2个槽 )。此种双层迭绕组的 Kd = 0. 956, Kp = 0. 985, Kdp = Kd ·Kp = 0. 942。 1. 2 定子端部漏抗等参数的计算 单双层绕组的线圈是同心式 ,与单层同心式 线圈相类似 ,因此定子端部漏抗等可借用单层同 心式线圈的端部漏抗的计算公式进行计算。 2 改善单双层绕组工艺性的主要设 计及工艺措施    (1) 为了使下线不至于困难 ,槽满率不宜取 得过高 ,一般取 76%左右为宜。    (2) 线圈数尽可能少些 (即单层圈尽可能多 —21— © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 2007, 34 (7 ) 研究与设计 ξ EM CA 些 ,双层圈尽可能少些 )。如 Y22180、20022极 ,定 子槽数为 36, q = 6,单双层绕组形式可采用 22422 或 42224型 ;但采用 22422型较好 ,线圈数少 ,操作 方便 ,绕组系数也较高。 (3) 线圈尺寸要设计合适 ,端部不宜过短 ;各 个同心圈要合套 ;线圈出铁心槽口须留有足够的 直线边部分 ,这样可使不同相线圈端伸交叉处离 铁心有足够的距离 ,而使端部相间块容易垫入 ,减 少相间耐压击穿的发生 ,端部扩口也不至于困难。 只要下线时注意端部成形 ,下完线后端部稍加整 形就可完成端部成形。 (4) 端部槽口不同相线圈交叉处易发生相间 耐压击穿 ,主要原因是相间绝缘块垫不好。为了 避免这种相间击穿 ,可采取下边槽口盖条加长 (双层槽层间条也适当加长 )的方法。这样 ,这些 盖条正好压在不同相线圈的交叉点处 ,同时端部 相间绝缘块能搁在这些盖条上 ,相间绝缘块也就 易于垫入了 ,可有效地减少端部相间击穿现象。 3 单双层绕组的线圈及其绕线模的 模心设计   单双层绕组存在的下线困难、端部整形困难、 端部相间耐压击穿等问题 ,有时往往是由于线圈设 计不合适所致。故设计合适的单双层绕组线圈颇 为重要。单双层绕组采用的是同心式线圈 , 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 各 种线圈间互相套合得合适 ,端部长度也要合适 ,既 节省铜线 ,又要有工艺上的可行性 ,易于保证产品 质量。现以 Y2 2200L1 22 30 kW /2P电机为例 ,将单 双层绕组的线圈尺寸设计计算方法介绍如下。 Y2 2200L1 22铁心长 150 mm, (较统一设计短 10 mm) ,定子槽数为 36,采用 22422型单双层绕 组。定子冲片及槽形主要尺寸如图 1所示。 图 1 定子冲片及槽形尺寸    (1)求取各线圈边的跨距。 τy = π[D i1 + 2 ( hs0 + hs1 ) + hs2 + R ] P β = 336β   β为各线图跨距的短距比。Y2 2200L1 22的β 分别为 17 /18、15 /18、13 /18、11 /18。代入上式得 : τy1 = 317,τy2 = 280,τy3 = 243,τy4 = 205。    (2)求线圈直线边和端部斜边间的夹角α。 sinα = bs1 + 2R bs1 + 2R + 2bτ1 = 0. 589   得α= arc sin 0. 589 = 36. 1°(一般 2极减去 2°,α用 34°)。 (3)作图 (见图 2)。 图 2 单双层绕组绕圈设计辅助图   ①以 12τy1 = 158. 5为直角边及α角 ( 34°)作 直角三角形 AB 1 C。 ②在 CA延长线上 ,找 O 点为圆心 ,作圆弧 B 1 D1 ,使B 1 D1弧长近似等于 B 1 C长 ,找得 O点。 ③从图中量得 OB 1 = R1 = 194 mm R2 = R1 - 2R ×K1 = 179 mm R3 = R2 - 2R ×K2 = 165 mm R4 = R3 - 2R ×K2 = 155 mm   式中 , K1、K2 为系数 ,单层圈取 K1 = 1. 25,双 层圈取 K2 = 1. 15。 ④以 O 点为圆心 ,以 R1、R2、R3、R4 为半径 , 分别作圆弧D2 B 2、D3 B 3、D4 B 4 ,各圆弧与相应的线 圈直线边的交点分别为 B 2、B 3、B 4。 (4)线圈端部圆弧部分尺寸计算。 ①用量角器量得各圆弧所应对中心角分别为 : θ1 = 55°,θ2 = 51. 5°,θ3 = 48°,θ4 = 42°。 ②线圈端部弧长 =πR θ90°,分别求得各端部 —31— © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 研究与设计 ξ EM CA 2007, 34 (7 ) 弧长 : 2 D1 B 1 = R1π 55°90°= 372. 5 mm 2 D2 B 2 = R2π 51. 5°90° = 321. 8 mm 2 D3 B 3 = R3π 48°90°= 276. 5 mm 2 D4 B 4 = R4π 42°90°= 227. 2 mm 则平均端部弧长 = 315 mm 平均半匝长 Lz =L + 2d1 +平均端部弧长 = 505 mm (5)用以上求得的数据作线圈图 (见图 3)。 图 3 各线圈的平均尺寸 (单位 : mm)   图 3所示尺寸为各线圈的平均尺寸。设计绕 线模模心尺寸时应四周减去半个线圈厚度尺寸。 如 : Y22200L1 22 30 kW /2P电机的定子线圈绕 线线模尺寸 ,为下线工艺的需要 ,在模心周长不变 的情况下 ,模心形状作适当变动 ,最后模心尺寸如 图 4所示。 图 4 线圈的模心尺寸 (单位 : mm)   Y2 2200L1 22 30 kW /2P铁心长 150 mm,线规 3φ1. 06 + 1φ1. 0,线圈匝数为 30、30、15、15,用铜 17. 52 kg/台 (统一设计 18. 48 kg/台 ) ,槽满率为 73. 6% /74. 1% (单层 /双层 )。 4 单双层绕组同心式线圈设计有关 问题讨论   同心式线圈设计时 ,应考虑定子槽形大小对 线圈端部尺寸的影响。原设计程序中 ,双层线圈 设计计算公式考虑了定子槽形对端部尺寸的影 响 ;而单层线圈设计计算公式中没有考虑定子槽 形对端部尺寸的影响 ,仅以 Ks 为经验值。2极取 Ks 为 1. 16, 4、6极取 1. 2, 8极取 1. 25 ,这显然是 不合理的。因此在单双层绕组线圈设计计算时 , 吸取了双层线的设计特点 ,考虑到了定子槽形对 线圈端部长度的影响。在实践中也曾发现 :单层 绕组在较大槽形时按原公式计算所得线圈尺寸 , 往往会发生下线困难 ,应适当放大线圈端部长度。 在双层线圈设计计算时 ,所求得线圈直线边 和端部斜边间的夹角α,对 4极电机基本合适 ;对 2级电机则偏大 ,应减去 2°;对 6、8极偏小 ,应加 上 2°。 5 结 语 单双层绕组使用于小型电动机中 ,会取得明 显的节铜效果 ,提高电机性能及降低能耗。但大 多数电机制造厂没有推广使用单双层绕组 ,究其 原因主要是对单双层绕组的优越性认识不足 ,对 单双层绕组线圈的设计计算没有掌握要领 ,而使 设计出的线圈尺寸不合适、不合套 ,以致在施工中 发生下线困难、端部扩口、整形困难、端部线圈相 间交叉点发生相间耐压击穿等现象 ,使单双层绕 组的推广使用遇到阻力。然而 ,只要线圈尺寸设 计合适 ,这些问题都可迎刃而解。 本文希望通过对单双绕组线圈设计的介绍 ,使 大家能掌握单双层绕组线圈的设计特点 ,在小型异 步电机中推广使用单双层绕组 ,从而提高国内小型 电动机的设计和制造水平 ,节约铜材 ,降低能耗。 【参 考 文 献 】 [ 1 ] 马德鑫 .单双层绕组在小型三相异步电动机设计中 的应用及其效果 [ J ]. 电机技术 , 2005 (4) : 8211. [ 2 ] 马德鑫 .单双层绕组应用于小型电机设计中的节铜 效果 [ J ]. 电机与控制应用 , 2006, 33 (8) : 61263. 收稿日期 : 2007202227 —41— © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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