單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和工藝措施
廖超宏
(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十一研究所，上海200233)
單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)由于它具有轉(zhuǎn)速高、效率高、體積小、重量輕、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，但事物總是一分為二的。轉(zhuǎn)速高帶米振動(dòng)大、噪聲大、換向火花大、使用壽命短等問(wèn)題。要解決r述問(wèn)題雹要就是要從設(shè)計(jì)、工藝等方而采取措施，主要措施以吸塵器電機(jī)為例敘述如下：
1電磁負(fù)荷選擇
吸塵器電機(jī)為短時(shí)運(yùn)行，其負(fù)載為軸流風(fēng)扇，工作時(shí)能形成強(qiáng)大的氣流，把電機(jī)的熱量帶走，電機(jī)溫升較低，故電流密度取得較高，可達(dá)15—25A／mm 2，電負(fù)荷Aδ亦較高，可達(dá)1l0～180A／cm，但電負(fù)荷A δ受到電抗電勢(shì)(e x=2W rλA δl RV α10 -6)和電樞反應(yīng)電勢(shì)圖  的制約，不能取得太而，因要滿足換向火花小于2級(jí)就必須使 否則就無(wú)法滿足換向火花小于2級(jí)的要求�，F(xiàn)在取Aδ=133.4 A／cm。
為了使負(fù)載變化時(shí)，電流的變化不會(huì)引起磁通過(guò)大的變化，以獲得較硬轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩(機(jī)械)特性，滿足吸塵器性能要求，吸塵器電機(jī)的磁路都傾向于設(shè)計(jì)得比較飽和，氣隙磁密Bδ為400O～6000Gs，齒部磁密和軛部磁密可達(dá)1500O～18000 Gs(1．5～1 8 T)，仍磁密過(guò)分飽和時(shí)，不僅會(huì)使勵(lì)磁電流大幅度增加、損耗增大、效率下降等，而且對(duì)降低噪聲不利，因?yàn)殡姍C(jī)噪聲包括電磁噪聲、機(jī)械噪聲和通風(fēng)噪聲。而電磁噪聲的形成是由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)磁路磁阻變化，使電機(jī)定轉(zhuǎn)子受到徑向力的作用而發(fā)生反復(fù)變形，于是引起振動(dòng)而產(chǎn)生電磁噪聲。徑向力的大小正比于磁通密度，因此磁密不能取得太高，現(xiàn)在取Bδ=5560Gs，BzR=17598Gs，BjR=16673Gs，Bjs=15782Gs，BPs=11533 GS。
2極弧系數(shù)α的選擇
串勵(lì)電機(jī)的定子通常均采用凸極結(jié)構(gòu)，極弧系數(shù)α的選擇要滿足下列要求：1)利用率較高；2)漏磁��；3)電樞反應(yīng)電勢(shì)小；4)電磁噪聲小。
極弧系數(shù)α大，磁極面積大，利用率高，但α太大會(huì)使極尖漏磁增加，使電樞反應(yīng)電(勢(shì)ea增加，對(duì)換向不利，岡此α不能選得太大，一般取α=0.66～0 72之問(wèn)。
為了減小振動(dòng)，降低電磁噪聲，極弧系數(shù)對(duì)應(yīng)的槽距應(yīng)為整數(shù)倩加1／2個(gè)槽距，現(xiàn)取
式中，極弧對(duì)應(yīng)的圓心角
取整數(shù)KI=7，能同時(shí)滿足上述四點(diǎn)要求。
3 電樞(轉(zhuǎn)子)槽數(shù)的選擇
電樞槽數(shù)Z R一般隨電樞直徑增大而增大，Z R=(2．5～5)D αR(電樞外徑D R單位以cm計(jì))取整Z R較小(Z R
ZR較多時(shí)為繞線方便常取ZR為偶數(shù)，因?yàn)閆R為偶數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)于繞組可以采用對(duì)稱繞制法繞制，有利于減小轉(zhuǎn)子不平衡量，有利于減小電機(jī)的振動(dòng)和噪聲。
ZR取得較多好還是取較少好?ZR較多的利弊如F：
(1)ZR多時(shí)能使繞組在電樞圓周上的分布比較均勻，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小、噪聲小。
(2)ZR較多時(shí)，每槽導(dǎo)體數(shù)相應(yīng)減少，可減小換向元件中的電抗電勢(shì)ex和電樞反應(yīng)電勢(shì)eα，有利于換向。
(3)ZR較多時(shí)，可取換向片數(shù)K=ZR，可以減小槽內(nèi)互感。
(4)ZR較多時(shí)槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)較少，有利于熱量散發(fā)，可降低轉(zhuǎn)子溫升。
但ZR較多時(shí)，槽面積的利用率相對(duì)減小，工藝也較差：
|
