概述

電機(jī)是電能轉(zhuǎn)化為磁能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。所以里面的核心為電磁轉(zhuǎn)換，即電路與磁路的計(jì)算。圖紙只是外在表現(xiàn)，真正設(shè)計(jì)人員要會設(shè)計(jì)計(jì)算電機(jī)的電路和磁路，計(jì)算定轉(zhuǎn)子的尺寸，線圈安匝數(shù)，氣隙磁通等重要參數(shù)......

1.不要設(shè)計(jì)過于細(xì)長或扁平的電機(jī)

電機(jī)設(shè)計(jì)力求以最少的材料和成本獲得最佳的性能。一般說來，扁平的電機(jī)有效材料用鐵較少，用銅較多．結(jié)構(gòu)材料較多。細(xì)長的電機(jī)有效材料用鐵較多．用銅較少，結(jié)構(gòu)材料較少，但結(jié)構(gòu)的剛度較差。

所以電機(jī)的直徑和長度之比有一個(gè)最佳值．鐵心內(nèi)圓和長度之比為1：1左右。設(shè)計(jì)電機(jī)要根據(jù)電機(jī)各種性能要求及市場上有效材料，結(jié)構(gòu)材料的價(jià)格進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，此外還要考慮系列化、零部件通用化以及結(jié)構(gòu)的工藝性、工模具的成本等問題。

2.線圈的電流密度不宜過大或過小

電機(jī)線圈具有一定電阻，當(dāng)電流通過線圈時(shí)就產(chǎn)生損耗，使電機(jī)效率降低，繞組溫度升高。電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)希望減小電阻，以減少損耗，降低溫升，提高效率。降低電流密度，增加導(dǎo)線截面積可以減小電阻，但會導(dǎo)致線圈材料用量增加。由于槽面積的加大，引起鐵心磁密增加，使電機(jī)的勵(lì)磁電流及鐵損耗增加。所以電流密度的選擇要全面考慮電機(jī)性能。電流密度一般選用3～7A／mm2。對于大電機(jī)及封閉式電機(jī)取小值．對于小電機(jī)及開啟式電機(jī)則取大值。

3.鐵芯磁密不要過高或過低

當(dāng)鐵芯材料、頻率及硅鋼片厚度一定時(shí)，鐵損耗決定于磁通密度的大小。磁通密度過高，使鐵耗增加，電機(jī)效率降低，鐵芯發(fā)熱使電機(jī)溫升增高。并由于勵(lì)磁安匝增加，電機(jī)功率因數(shù)降低。所以鐵芯的磁通密度不宜過高，盡量避免用在磁化曲線的過飽和段。小型電機(jī)一般不超過155T。磁通密度過低則使電機(jī)材料用量增加，成本提高。

4.槽滿率不宜過高或過低

所滑槽滿率是指槽內(nèi)導(dǎo)線的面積和槽有效面積之比。槽滿率大，表示槽內(nèi)填充緊密，槽滿率小，表示槽內(nèi)填充松散。就電機(jī)用料的充分利用和運(yùn)行性能來說，槽滿率越高越好。但過高嵌線困難，勞動(dòng)量及工時(shí)增加，容易損傷絕緣。槽滿率低，電機(jī)運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線在槽內(nèi)松動(dòng)，易摜壞絕緣，此外槽內(nèi)空隙多，由于空氣導(dǎo)熱差，影響線圈的散熱，使電機(jī)溫升增高。手工嵌線槽滿率一般取75％～78％，不大于80％。對自動(dòng)化嵌線來講，一般槽滿率不高于75%。

5.槽形盡可能選用平行齒梯形槽

硅鋼片工作在磁化曲線的飽和段，單位長度勵(lì)磁消耗的安匝數(shù)隨磁通密度的增加而大量增加。為了合理充分利用電機(jī)內(nèi)部空間，電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)總是使硅鋼片比較飽和。如果采用梯形齒，則齒的窄部由于磁通密度大，勵(lì)磁安匝數(shù)大量增加，電機(jī)的功率因數(shù)降低。如果采用平行齒．則沿齒部長度內(nèi)磁通密度均勻，勵(lì)磁消耗的安匝數(shù)大為減少。

6.槽形邊緣不要有尖角

槽形的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮便于沖模的制造。沖模淬火時(shí)．凹槽尖角處常因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。園角還有助于延長沖模壽命。槽形設(shè)計(jì)其邊緣處應(yīng)盡量采用圓角，圓角半徑應(yīng)不小于1mm。

7.盡量用圓底槽代替平底槽

圓底槽的優(yōu)點(diǎn)：

A.圓底槽能改善導(dǎo)線的填充情況，槽絕緣不易損壞，在槽滿率相同的情況下，圓底槽嵌線比平底槽容易。

B.轉(zhuǎn)子鑄鋁時(shí)，圓底槽比平底槽鋁水填充情況好。

C.圓底槽比平底槽便于模具制造。

8.電機(jī)鐵心槽口寬度不宜過大

電機(jī)槽口太小，下線困難。電機(jī)槽口太大，使氣隙磁通分布不均，齒諧波增大，附加損耗增加。半閉口槽的槽口寬度一般為2～3根導(dǎo)線的直徑，約為3.5mm。低壓成形線圈采用槽內(nèi)四個(gè)元件邊的半開口槽結(jié)構(gòu)，使其槽口寬度減少為槽寬的一半。

9.定子槽數(shù)不要太多或太少

電動(dòng)機(jī)定子槽數(shù)多，磁動(dòng)勢、電動(dòng)勢波形好．附加損耗小，電機(jī)效率高。但槽數(shù)多，鐵心齒部過窄，沖壓變形大，工藝性差。槽數(shù)多還使模具制造成本增加，有關(guān)電機(jī)設(shè)計(jì)的問題，線圈制造及下線工時(shí)增加，一般說來，定子槽數(shù)多、電機(jī)性能好，但成本高。一般異步電動(dòng)機(jī)每極每相槽散q≥2。

10.氣隙不可過大或過小

氣隙是指電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子間的空隙。氣隙大小對電機(jī)性能及制造工藝有很大的影響。氣隙大，磁阻大，勵(lì)磁安匝數(shù)多，使電機(jī)勵(lì)磁電流增大，電機(jī)功率因數(shù)降低。但氣隙大使諧波磁場減弱，電機(jī)的附加損耗降低。氣隙大，對電機(jī)零部件的同軸度及裝配精度的要求降低；氣隙過小，則容易引起定轉(zhuǎn)子掃膛，以及由于附加損耗增加而使電機(jī)效率降低。

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