小型电动机的设计与制作 

小型电动机的设计与制作

1 设计目的

电机与拖动是一门要求实践性很强的课程，具有极其广泛的工程应用价值。若要深入地掌握理论知识，就必须在加强理论学习的基础上，注重加强工程实践操作技能的系统训练。不仅通过实验论证一些理论问题，而且还要通过工程设计、工程实践等环节，掌握该课程在实践工程应用、故障分析等方面的综合实践技能，使学生树立工程意识、提高工程实践能力。本课程设计旨在通过学生独立完成小型电动机的设计以达到对学生的综合性训练。

2 设计计算与装配过程

2.1设计题目

试设计一台f=50 Hz的三相异步电动机,额定电压为380 V，额定输出功率0.55KW，额定电流1.5A，额定转速1390转/分钟，额定效率73％，额定功率因素0.76，Y型接法，极数为4，极对数p＝2，即2p=4。 1)计算功电流；

2)计算定子槽数，转子槽数；

3)计算电机主要尺寸（定子铁心内径，外径，铁心有效长度）； 4)计算气隙，转子外径； 5)铜线直径及绕组匝数的计算。

2.2 设计参数计算

由题目设计数据,查询书籍《异步电动机设计手册》附表1-9 Y系列（IP44）小型三相异步电动机技术数据（380V、50Hz）可知电机型号应为Y801-4。 1)计算功电流

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三相异步电机功电流计算公式为

根据题目所给数据得

2)计算定子槽数，转子槽数

根据Y801-4电机数据可知定子槽数，转子槽数的关系为

极距计算：??Z1?6(槽)

2p为了较好地抑制5次与7次谐波，采用短距绕组；节距y?5??5(槽)

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3)计算电机主要尺寸（定子铁心内径，外径，铁心有效长度）

根据Y801-4电机数据可知： 定子铁心内径：定子外径：铁心有效长度：

4)计算气隙，转子外径

根据Y801-4电机数据可知： 气隙长度： 转子外径：

5)铜线直径及绕组匝数的计算

铜线截面积计算公式为

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其中，

：定子额定电流 ：并绕根数

：并联支路数 ：定子电流密度 ；当较大时，可选用

根导线并绕。

。

对于小型电机，较小，常取一般取

；对于，定子电流密度一般在

，取

由铜线截面积计算公式可得

又由 得d=0.9mm。

，其具体计算公式为

绕线匝数：根据Y801-4电机数据可知

Nsc?2.54(1??L)U?p?100DilLZ1B?Kdp

其中，1??L：降压系数（一般取0.75~0.95），这里取0.8；

U?：相电压，这里U??UN p：极对数

3?220V

Dil：定子铁芯内径，这里7.5cm L：定子铁芯长度，这里6.5cm Z1：定子槽数24槽

B?：气隙磁密，0.40~0.65，这里取0.6

Kdp：绕组系数，这里取0.966 计算得 Nsc?131(根/槽)，实际取128(根/槽)

2.3 电机拆卸

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2.3.1 拆卸过程

1)断开电动机电源，保证操作人员的安全；

2)拆去接线盒内的电源接线盒接地线，使定子铜线与外部接口断开，按接线盒上的相序，标注相关铜线的对应相序； 3)拆下风扇罩上的螺丝，取下风扇罩； 4)拆下风扇，顺便清扫一下污垢； 5)拆下前轴承外盖盒后端盖螺钉；

6)敲出转子联通后端盖，观察转子结构，为一个已经镶嵌好的铁心；

7)拆下前端盖，使定子绕组的两端都显露出来，观察定子绕组，为单层绕组结构，线圈与线圈之间紧密连接，铜线之间有类似于纸质的物质相隔，起到绝缘作用，定子铁心为硅钢片压制而成，明显看得出每片硅钢片之间的缝隙，技术不怎么样； 8)将定子线圈从定子铁心上面小心拆下，拆下绕组，观察线圈具体绕制方法和镶嵌方法并记下线圈绕组镶嵌图示（手工绘制），如图1所示。

图1 线圈绕组镶嵌图示

2.3.2 拆卸注意事项

1)注意要在断电情况下对电机进行拆卸；

2)拆螺丝时要小心旋转，不要把螺丝帽的凹痕弄掉；

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3)拆卸风扇时小心风扇叶片，不要弄断叶片； 4)拆卸线圈时要按部就班，不能操之过急；

5)线圈拆卸一定要注意轻手，注意不要把绝缘层弄破，否则容易造成事故。

2.4 电机装配

绕组嵌放方法（定子绕组采用单层链式绕组，节矩为1～6），对照图1，起始槽选定以后，即可按以下顺序进行嵌线：

1)假设以第7槽为起始槽，先将U相一线圈的下层边(由于该线圈边的端部是被压在其他线圈下面的，故称下层边)嵌入第7槽，上层边暂时吊起不嵌。 2)空一槽(第8槽)，将W相一线圈的下层边嵌入第9槽，其上层边暂时也吊起不嵌。

3)再空一槽(第10槽)，将V相一线圈的下层边嵌入第11槽，其上层边按y＝（1-6）槽嵌入第6槽。

4)再空一槽(第12槽)，将U相第二个线圈的下层边嵌入第13槽，其上层边按y= (1-6)槽嵌入第8槽。

5)按空一槽、嵌一槽的方法，依次将其余线圈嵌完。

6)最后把U相和W相尚未嵌入的上层边（吊把边），分别嵌入第2和第4槽，整个绕组即全部嵌好。

3 试验结果与分析

3.1绕组对一机壳及其相互间绝缘电阻测定

本实验采用500伏摇伏表，摇表外有两个接线柱，分别标有“L”和“E”。将二绝缘导线的一端分别接于二接线柱上，另二端分开，用手摇动摇表（转速约120转/分），表的指针指向无穷大。如果把引线的两端迅速碰一下，表的指针应偏转至0欧。

检查电动机绕组的相间绝缘电阻时，将摇表“L”和“E”的引线分别接至待测的不同相绕组的端头，摇动摇表，表的指针指到750MΩ。

检查各相绕组对铁心的绝缘电阻时，可将“L”引线接该相绕组的一端，“E”

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