ф82冲片两极电机设计案例

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1、两极电机设计,一、前景分析,二、磁路设计,四、工装设计,三、结构设计,五、参考资料,六、后 记,电机设计经验汇总,,一、前景分析,1.82两极电机的配套产品,,,,,,82两极电机,鼓风机,抽油烟机,通风机,电机设计经验汇总,,2.市场分析,鼓风机,抽油烟机,通风机,,,,,国际市场：美洲市场,,,,,国内OEM厂：科塞尔 日顺风，奥德隆，正域,国际市场：欧洲市场,国际OEM厂：华帝，联创,,,,,国际市场：韩国市场,国内OEM厂：万和，鑫盛,电机设计经验汇总,,.产品结构分析,82冲片类两极电机主要是用于离心风机上的电机，目前此类产品所采用的标准主要是以UL507标准为主，其主要匹配的电机

2、结构以120结构， 95结构, 均为四极电机，而82冲片类两极电机作为此系列产品的一种新兴产品，相比于其他电机， 82冲片类两极电机具备有以下优点：,1.电机转速高,,在风量相同的情况下，其风压，最大静压高，产品利用率高。,.电机效率高,,在新的能效等级推行以后，其高能效为市优先选择。客户选择,.电机体积小,,便于包装运送，增多装柜数量，减少周转费用。,. 性价比高,,其电机设计，生产难度高，市场需求多，电机属于高盈利产品,5.生存空间广,,质量控制难，一次合格率低，目前国内尚无大规模生产厂家,因此，从设计优化，工艺更新，质量控制是保证此类两极电机大规模生产的重要因素,电机设计经验汇总,,二、

3、磁路设计,磁路设计主要就是定、转子冲片的设计以及定、转子设计,其磁路设计的优,,劣直接决定电机的性能及成本。,定 子,转 子,电机设计经验汇总,,磁路设计的步骤:,.定子冲片外径设计,,2.定子冲片内径设计,,3.定，转子槽形选择,,.槽配合选择,,.定转子初步设计,,6.校核计算,,.修 正,,.最终图纸,电机设计经验汇总,,1.定子冲片外径设计:,定子冲片的外径一般由电机端盖尺寸，安装规格确定，但也可以考虑装配工艺,磁路设计原要求及开料料规确定，为此，设计时曾考虑过以下几种外径：,,方案一,方案二,方案三,几种方案对比：,方案一：可以多节约废料，等效磁路不合理，电机电磁噪音大；,方案二：

4、电机等效磁路设计分布合理；但不利于装配，装配时对端盖挤压大；,方案三：电机便于装配，同时磁路计算也相应合理，开料尺寸与方案一相同,因模具为采用0.876mm板材的自动模，几种冲片开料料规一致，综合各项，选择,第三种方案，定子冲片外径:D1=8.2cm,D=8cm.,电机设计经验汇总,,.定子冲片内径设计:,当定子冲片的外径确定之后，定子冲片内径设计的合理性将影响到定、转子,Di1=(D11.643) (1.175+1.03p),的齿部、轭部磁密的比例以及定、转子铜耗之比，一般说来，当定子的内径从它 的最佳值出发增大时，会导致功率因数增加和效率下降，从它的最佳值下降时， 会导致功率因数下降和效率

5、增加。因此，合理的设计定子的内径，直接决定电机,综合性能:,,本定子冲片内径的设计是参考两个前辈的设计经验：其中，T.C.罗依特(T.C.Lioyd),提出了以下的经验公式:,其中: D18.2cm,为定子冲片外径, p2，为极数,根据计算：得到i1=3.879cm,而根据另一个前辈P.H.特里凯对比值KD=Di1/D1在研究,通过其提供的曲线表查出，,i1=3.785cm,其曲线表详见小功率电动机,综合两个前辈的经验，现将Di1=3.8cm,电机设计经验汇总,,3.定，转子槽形选择,定、转子槽形的选择对电机性能的优化，生产工艺效率的提升起着极其重要的,作用，目前在产品中经常用到的槽形有

6、以下几类：,定子槽形,,,,,梨形槽,平底槽,,,磁路上来分析,梨形槽轭部的计算高度：dy2=dy2+0.2r13,而平底槽为dy2，磁路上梨形槽优;,工艺上：平底槽槽纸摆放困难，槽利用效果差，工艺上梨形较为优化,综合比较，槽形上选择梨形槽.,电机设计经验汇总,,4.槽配合选择,定子槽数的选择：与现有产品接近：S1=16,定子槽数选择遵循几个原则,,,,每极槽数应为整数，即S1p=3,,S1增加，效率及功率因数有所提升。,,S1增加,附加损耗削弱,温升下降,,S1增加,绝缘材料用量增加，成本增加,转子槽数的选择：当定子槽数确定时，转子槽数S2的确定应符合以下几个原则：,1.为减小振动和噪声，应

7、使：S1-S21, 2, (p+1), (p+2);,2.为避免机械特性T=f(s)上的凹点，应使S1-s2 p;,3.为避免机械特性T=f(s)上的死点，应使S1-s2 mp(或mp的倍数);,4.要满足S1/S2 整数,通常在符合这几种状态的情况下选择定子与转子的匹配槽数，确定转子槽数S2=22,电机设计经验汇总,,5.定转子槽设计,定子冲片设计:有关定子冲片的设计，现与确定了外径D1，内径Di1，槽数,1和槽形，现只需对轭部和齿部设计就行了。,定子冲片的初步设计步骤如下：,1).定子冲片外径D1,已定， D1=8.2；,).定子冲片内径Di1,已定， D1=3.7；,电机设计经验汇总,,

8、3).定子槽数1,已定 S1=16;,4).定子槽口宽度10,根据微特电机设计手册,W10=0.2cm;,5).定子槽口高度d10,根据微特电机设计手册,d10=0.06cm(d10=0.050.07cm);,6).斜肩高度d1,根据微特电机设计手册,d11=0.0cm(d11=11.5d10);,7).齿宽t1,根据C.G.维诺特推荐：t1=(1.1+0.0315Di1)*Di1S1=0.29cm,初定值;,8).齿肩宽1,1 =2（r13-d14Sina）/Cosa=0.51cm;,9).轭宽dy1,dy1=(Bt1/Bc1)*(S1t1/3.14/p)=0.95cm;,维诺特推荐Bt1/

9、Bc1=1.15，但极数少的取大值为佳，在此取Bt1/Bc1=1.3.,10).半槽角度a, a=180/S1=11.25;,11).中间量A、B, A=（Di1*Sina-t1)/2=0.2255cm; B=0.5*(D1-Di1)-dy1=1.25cm;,12).总槽深d1,d1=【B(1+Sina)+0.2A】(1+0.8Sina)=1.3cm;,13).槽底半径r13,r13=(A+BSina)(1+0.8Sina)=0.4cm;,14).齿腰高d14,d14=d1-（d10+d11+r13）=0.77cm;,15).槽底宽W13, W13=2r13=0.8cm,现对上述计算的几个参数

10、进行分析:,电机设计经验汇总,,4项,槽口宽度W10下降,,,,,,性 能,工 艺,冲 模,,磁化性能减小,效率升高,,大于两根带绝缘的电磁线即可,,大于2倍硅钢片厚度即可,6项,斜肩高度d10下降,,,,性 能,,避免磁通密度过于饱和,,工 艺,,槽面积增大,便于下线,,冲 模,,应保证齿顶有一定的机械强度,电机设计经验汇总,,通过初步计算,定子冲片的初始图形如下:,现对转子冲片进行设计:,转子冲片图尺寸参数,转子槽形分类,,,,,,圆形槽,平底槽,梨形槽,,,,槽面积小,冲模简单, 启动要求高电机,槽面积最大,冲模尖角易磨损,槽面积较大,可做平行齿,冲模易做,电机设计经验汇总,,因

11、此,转子槽形选择梨形槽;,,槽口型式选择;,1.半闭口槽:槽口W20受冲模寿命的限制,模具使用寿命减少;,2.闭口槽:可削弱由齿谐波引起的一系列不良影响,如减少附加转矩,降低噪音.,综合各方面情况,奖电机槽口定位为闭口槽.,转子冲片的初步设计步骤如下;,1).转子外径D2,D2=Di1-2=3.74cm (为气隙,定为0.03cm);,2).转子槽数S2,S2=22 已定；,3).转子内径Di2,Di2=0.8cm,由电机轴确定；,4).转子槽口宽W20,W20=0；,5).转子槽口高d20,d20=0.08cm；,6).转子平均齿宽t2,t2=S1t1/S2=0.21cm；,7).转子轭高d

12、y2,dy2=0.96dy1=0.91cm；,8).转子总槽深d2；d2=0.5(D2-Di2)-dy2=0.565cm,电机设计经验汇总,,9).斜肩高r21; r21=1.5*d20=1.2cm,,经计算后，转子冲片的外观图就如下所示:,至此，定转子冲片的初步设计方案已经完成，下一步是对定、转子进行磁路校核 计算，对其中加以修正。,电机设计经验汇总,,6.校核计算,,校核计算是对初步设计好的冲片进行磁路计算，分析其中的每一步设计,计是否合理，然后加以修正，达到最好的效果，效核计算其实就是磁路计算。,磁路计算包括以下几个部份的计算。,定子齿部磁通式Ft1,,,,定子齿计算长度dt1,定子齿磁

13、通量t1,定子齿截面积St1,定子齿磁通密度Bt1,定子齿磁化强度Ht1,定子齿磁通式t1,,,,,,电机设计经验汇总,,,定子轭部磁通式Fc1,,,,定子轭计算长度lc1,定子轭磁通量c1,定子轭截面积Sc1,定子轭磁通密度Bc1,定子轭磁化强度Hc1,定子轭磁通式c1,,,,,,转子轭部磁通式Fc,,,,转子轭计算长度lc,转子轭磁通量c2,转子轭截面积Sc2,转子轭磁通密度Bc2,转子轭磁化强度Hc2,转子轭磁通式c2,,,,,,电机设计经验汇总,,,转子齿部磁通式Ft2,,,,转子齿计算长度dt2,转子齿磁通量t2,转子齿截面积St2,转子齿磁通密度Bt2,转子齿磁化强度Ht2,转子齿

14、磁通式t1,,,,,,气隙磁通式F,,,,气隙磁通量 ,气隙截面积S ,气隙磁通密度B ,气隙磁化强度H ,有效气隙长度e,气隙磁通式F,,,,,,电机设计经验汇总,,磁路计算时应该先知道以下条件:,,需知条件,,,,,定、转子冲片尺寸，叠长，气隙,,电压，频率，极数，功率因数保证值,,齿、轭部磁化曲线,根据先前计算的冲片尺寸，电机磁路计算步骤如下：,1.额定数据与技术条件：,（1）.电压 U=230V；,（2）.频率 f=50Hz；,（3）.极数 p=2；,（4）.输出功率 P2=70W；,（5）.功率因数 Cos=0.98；,2.主要尺寸及冲片：,（1）.定子外径 D1=8.2

15、；,电机设计经验汇总,,,（2）.定子内径 Di1=3.8；,（3）.气 隙 =0.03；,（4）.转子外径 D2=Di1-2=3.74；,（5）.转子内径 Di2=0.8；,（6）.叠 厚 l=3.6；,（7）.定、转子冲片参数见下表：,（8）.极 距 p =3.14*Di1 p=5.966;,（9）.定子齿距 t1 =3.14*Di1 S1=0.74575;,（10）.转子齿距 t2 =3.14*D2 S2=0.5338;,电机设计经验汇总,,,3.定子齿部磁路计算：,（1）.定子齿计算长度 dt1=d10+d11+d14 =0.9cm;,（2）.定子齿磁通量 t1 =1

16、/2*3.14* =1.13Wb (p2=70W,经验值=0.72T); ;,（3）.定子齿截面积 St1=Kfel1t1s1/p=7.9344c (铁芯叠压系数fe取0.95);,（4）.定子齿磁通密度 Btl= t1 / St1=1.424T(铁芯叠压系数)；,（5）.定子齿磁化强度 Ht1=882A/m(磁化强度查磁化曲线表可以得到）；,. 定子齿磁势 Ft1=Ht1*dt1/100=7.938A,4.定子轭部磁路计算：,（1）.定子轭计算长度 lc1=(D1-dy1)*3.14 /2p=5.6968cm;,（2）.定子轭磁通量 c1 =1/2 =0.36Wb;,（3）.定子轭截

17、面积 Sc1 =Kfel1dy1 =3.249c ;,（4）.定子轭磁通密度 Bc1 = c1/Sc1 =1.11T;,（5）.定子轭磁化强度c1 = c1/Sc1 =260A/m;,（6）.定子轭磁势 Fc1 = Hc1*Lc1/100 =14.8168A;,5.转子齿部磁路计算：,（1）.转子齿计算长度 dt=d0+W21/2+d24 =0.76cm;,（2）.转子齿磁通量 t=1/2Ke *3.14* =0.995Wb; （Ke取0.88),电机设计经验汇总,,,（3）.转子齿截面积 St2=Kfel2t2S2 /P=7.9c;,（5）.转子齿磁化强度 Ht2 =563A/m;

18、;,. 转子齿磁通式 Ft2=dt2*Ht2/100=4.28A,6.转子轭部磁路计算：,（1）.转子轭计算长度 lc2=(Di1+dy2)*3.14/2p =1.34cm;,（2）.转子轭磁通量 c2 =1/2 Ke =0.3168Wb;,（3）.转子轭截面积 Sc2 =Kfel2dy2 =3.11c;,（4）.转子齿磁通密度 Bt2 = t2/St2 =1.26T;,（5）.转子轭磁化强度c =221A/m;,（6）.转子轭磁式 Fc = Hc*Lc/100 =2.96A;,.气隙磁路计算：,（1）.气隙磁通量 =1/2*3.14*Kr*=1.102T (Kr取0.9);,（3）

19、.气隙磁通密度 B = / S=0.51T;,（4）.转子轭磁通密度 Bc2 = c2/Sc2 =1.02T;,（2）.气隙截面积 S= p*l1=5.966*3.6=21.4776 c,（4）.气隙磁化强度 = B/ (0. 4*3.14)*1000000=406050A/m;,电机设计经验汇总,,,（5）.定子卡脱系数 K1= t1 (4.4* +0.75*W10)/(t1(4.4 +0.75W10)-W10)=1.04,（7）.卡脱系数 K = K1* K2=1.04*1.066=1.11; ;,(8) . 有效气隙长度 =K*=1.11*0.03=0.0333;,(9

20、). 气隙磁通式 F=0.8*B**10000=135.86A,（6）.转子卡脱系数 K2=t2(4.4*+0.75*W20)/(t2(4.4+0.75W20)-W20)=1.066,8. 磁路饱和系数计算：,(1). 每极总磁通式 F=Fc1+Fc2+Ft1+Ft2+F=162.198A,(2). 磁路饱和系数 Fsm= F /F=0.84,至此：各部分的磁路计算基本就完成了，现对比各部份，对其进行修正计算。,电机设计经验汇总,,,.修 正,修正是对先前设计出来的定转子冲片，通过磁路计算以后，对其中的一些,修正是对先前设计出来的定转子冲片，通过磁路计算以后，对其中的一些参数进,行优

21、化设计，修正设计应从以下几个方面着手。,1.提高磁路的饱和系数；,2.提高每极总磁通量；,.降低每部份的磁通密度；,4.合理的分布每部份的磁通密度的比例；,.优化设计槽常数；,.根据实际生产状况作出调整,.根据电机性能工况进行配套设计,由于涉及到公司的产品的产权保护，对磁路修正部分不作分析，但其最后修,正的定、转子冲片图如下:,电机设计经验汇总,,,,,电机设计经验汇总,,三、结构设计,,,,,,电 机,端 盖,定子总成,转子总成,电机设计经验汇总,,通过上图片分析，电机的结构主要分为定子部件，转子部件，及端盖部件，现,现分别对这三个部件的设计进行分析：,.端盖部份,端盖作为电机的主要支撑部份

22、,也是作为电机与外围设备联系的主要接口之一 ,,端盖的设计应从以下几个方面考虑:,1).客户安装:安装是作为电机与产品主要衔接的一个接口,也是怎么样把电机固,字在产品上使用的一个方式,为了便于客户的安装,在设计的过程中,专门设计了一,个安装支架.,电机设计经验汇总,,,安装支架,在电机安装过种中,电机是采用立式安装,因此,采用此种安装方式即可,2). 电机的使用:此电机主要是鼓风机类产品的使用,其安装位置如下图所示,电机设计经验汇总,,,,,,,,电 机,风 轮,蜗 壳,电机端盖外径的大小,决定了电机与端盖之间的间隙,直接影鼓风机的进风口,,造成鼓风机的空气静压降低,风压减小,因此,在电机的端

23、盖外径的设计过程中,经历,了以下几种变化.,电机设计经验汇总,,,,,方案一:切边面积大,进风口小,制造成本高,方案二:切边面积改善,出风口小,,将电机安装孔 由四个改为两 个,减小制造成 本,电机设计经验汇总,,3).端盖配合的设计:,此电机的装配方式为定子铁芯密封式的装配,因此,涉及到端盖与铁芯的配合 方式的设计,为了减少噪音及振动,,两个端盖与铁芯的配合如下:,紧 盖,松 盖,电机设计经验汇总,,3.定子总成设计:,定子总成主要包括定子铁芯及定子线圈两部分,,定子线圈,定子铁芯,定子铁芯的设计在磁路设计部份已经完成,现主要分析一下定子线圈的设计.,电机设计经验汇总,,9).定子线圈设

24、计:,16槽两极电机的定子线圈绕组主要有几种形式;,1.单层叠式绕组,2.单层同心式绕组,,,3.单双层绕组(正弦绕组),,电机设计经验汇总,,这几种绕组有以下几种特点;,,,,,,,,1.主副绕组采用相同的布线方案,2.平均线匝距离少,节约铜漆包线,3.节距相同,线模设计简单,制造方便,4.电磁性能较差,,,,,,,,1.绕组采用显极布线, 线圈处于同一平面,2.端部层次分明,但面积很大,整形困难,3.线圈组平均匝长,耗费线材,增加有功损耗,4.制造成本相应增加,,,,1.抗高次谐波强,能提高电机效率,改善启动,2.线圈匝数不等,铁芯不能充分利用.,,,,3.线模不同,节距相异,嵌线工艺有很

25、大困难,,4.在高能效电机上有广阔的发展空间,电机设计经验汇总,,比较几路绕组方式的特点,以及对目前两极电机的推行难度中,最重要的就是生产 质量控制,故将绕组方式选为单层叠式绕组.,,至此,定子总成设计的几个参数几已有了,为了便于工装模具的设计,还需确定定,子总成的外观图,定子总成的外观图从线圈长度,铁芯尺寸,以及电气安全性能方面 来考虑设计,经计算以后,大致如下:,电机设计经验汇总,,3.转子总成设计:,,转子总成主要包括轴、铸铝转子两部份，主要描述铸铝转子的设计，而转子,铁芯在先前的磁路设计里面已经确定，现就对铸铝转子进行设计分析。,铸铝转子又称转子笼形绕组,其转子的设计主要包括以下几个部

26、骤：,1.根据负载确定电机转速n;,2.求算电机转差率ns;,3.根据转差率nS查表求R2/X;,4.求出电机的短路漏抗X;,5.求出铸铝转子的转子电阻R2;,6.根据电阻R2算转子端环的相关尺寸。,现大概写出计算电机铸铝转子的一些流程：,电机设计经验汇总,,1.) 额定转速的确定:n=2200Rpm（根据抽油烟机负载选定）：,,,2.) 转差率：ns=(3000-2200)/3000=0.266;,3.) R2/X比值： R2/X=0.865 (查最大转矩对应的转差率初值曲线表可以得到）；,4.) 漏抗X的计算步骤：,电抗系数Kx,槽比漏磁导s,曲折比漏磁导z,端部比漏磁导e,相带比漏磁导B

27、,斜槽比漏磁导SK,总比漏磁导t,漏抗计算参数,,,,,,,,,,现分别对这些参数进行一一计算：,电抗系数:Kx=12.5,槽比漏磁导: s =0.93258,电机设计经验汇总,,曲折比漏磁导：z=1.45,,,理想短路电抗：X=Kx * t=47.97,至此：转子方面的参数均与计算完毕，其图形如下,端部比漏磁导：e=0.1952,斜槽比漏磁导：sk=0.7785,相带比漏磁导：B=0.4814,总比漏磁导： t=3.83768,(由于上述计算比较复杂，故只保留计算结果）,5.)转子电阻计算值：依 R2/X=0.865, 则R2=41.5 (20时）;,6.)转子各部份尺寸的确定：,1.端环

28、外径：DRe=D2-0.15=3.74-0.15=3.59cm,2.端环内径：DRe=2.8 cm DRi(2p-3.14)/(2p+3.14)*DRe,3.端环平均直径：DR=0.5*(DRe+DRi)=3.195cm,4.端环厚度：LR=0.1cm（在其余参数确定的情况下，根据电阻R2求算得到）,5.斜槽宽度：1.1*3.8/22*3.14=0.6cm,电机设计经验汇总,,,,,电机设计经验汇总,,五、工装设计,工装是保证电机生产效率及质量的最有效的工具，工装设计的合理性直接定,,了电机产品最后的竞争力，设计工装时，需要对下面几个环节都具有很深的理解。,1.电机产品的结构

29、；,2.电机的生产工艺流程；,3.电机产品的质量过程控制；,4.电机的生产设备，量具量仪。,电机产品的结构已经分析，现主从生产工艺流程分析电机工装的设计：,电机工艺流程,定子工艺流程,转子工艺流程,端盖工艺流程,装配工艺流程,,,,,,,电机设计经验汇总,,1.定子工艺流程：,漆包线,绕 线,,,绕线模,,定子铁芯 槽 纸,,落 线,,配档位,接 线,,温控器 引 线,,,自 检,,,整形模,整 形,,匝检,,浸 漆,,定子总成,电机设计经验汇总,,从流程图上来看，定子部份的工装主要有两个：绕线模和整形模。,绕线模设计,,,,,,电机零件上，知道定子线圈尺寸,生产设备上：知道线轴的尺寸,调节

30、绕线的张力，便于绕线安装,1）.定子线圈尺寸的设计，定子线圈尺寸的确定决定了绕线模的大小，也保证了,定子的质量以及漆包线的相对用量，其设计流程如下：,定子线圈尺寸,平均半匝长LmCu,,,,,,,槽中心平均直径De,线圈平均跨距Y,绕组端部系数,通过对这些参数的设计，即可以得到最终的线模尺寸：,De=Di1+d1+d10+d11=3.8+1.106+0.06+0.07=5.036cm,Y=(Z1mY1m+Z2mY2m)/(Z1m+Z2m)=7 (叠绕组，Z1m=Z2m,Y1m=Y2m=7),电机设计经验汇总,,=1.4（主绕组）， =1.3（副绕组） 以经验值确定）,LmCu=l1+3.14*

31、De*Y* /S1=3.8+3.14*1.4*5.036*7/16=13.5cm(主）；,LmCu=l1+3.14*De*Y* /S1=3.8+3.14*1.3*5.036*7/16=12.5cm(副）；,经设计，主绕组线圈的周长为27cm,副绕组线圈的周长为25cm,调整尺寸，其绕组,线圈图形如下：,主线圈,副线圈,经过对线圈的设计，其绕线模的外观尺寸大体已经确定，现再从设备线轴上对,其进行设计：,在小功率异步电动机的绕线机中，以PCUD-100型自动绕线机为代表，其线轴均采,用16mm绕轴，故将绕线模的线轴孔设定为16.1mm,另，为考虑生产时，在受张力影响时，绕组模上的线能够轻易取下，而

32、不便于拉断,线或拉伤漆膜，其绕线模采用错位设计的方法，其设计外观如图所示:,电机设计经验汇总,,,此绕线模设计时的几个思路：,1.为了减少线圈的总长度，节约成本，将方形绕线模改为圆形；,2.为了便于绕线时，张圈能够顺利的取下，采用两个半圆形，中间空开；,3.中间空开时能够缓解绕线张力，使得绕线时，不至于使线拉得太紧。,4.绕线模设计时，应合理的计算出其线圈节距Y，端部系数确定线模长与宽。,电机设计经验汇总,,2).定子整形模的设计：,端部整形是控制电机质量的一个有效方式，电机绕组内部产生的磁场由定子,铁芯向端部逐渐减小，因此，控制绕组的端部作为减少电机端部损耗，提高电机,效率的一个有效方式，而

33、端部结果的合理性，也能够使电机内部的结构更能紧凑，,便于电机内部爬电距离及电气间隙的控制，提高电机的电气安全性能，但过于对,端部的控制又可能破坏定子内部的结构组织，使电机槽纸破裂，温控器压坏以及,漆包线出线匝间状况，因此，合理的设计定子端部整形模直接决定了定子的绕组,端部。在定子绕组端部整形模设计时，应根据以下几个要点来进行设计：,1.模具使用寿命；,2.生产设备；,3.定子总成外观确定。,由于端部整形模的设计有很多种方案，现通过设计装配图来对其中各个功能的,一一表达：,电机设计经验汇总,,,,,,,,上 模,定子总成,下 模,整形模的使用寿命：整形模的寿命主要由三个方面来确定：,主料的磨

34、损率,,,,材质：Cr12,,硬度：HRc5560,,处理方式：高频淬火,,使用要求：配合0.11MPa的气压机，压500万次不变形,弹簧的弹性,,材质：65Mn,直径:1.2mm,电机设计经验汇总,,螺 钉,,,,强度：8.8级以上,,材质：65Mn,,选用标准；GB/T70-85,内六角头圆柱头螺钉,生产设备上来确定整形模的尺寸,设 备,M33 0.11MPa汽压机,,,,,,汽压机安装孔,定子总成上确定绕线模的尺寸,,通过两个端部的高度，已及内外径尺寸的控制，,确定整形模的尺寸,电机设计经验汇总,,上整形模,下整形模,,,,避开温控器,,,,避开电源线,现已确定了外圆整形，两个端部整形，

35、再确定内圆整形就基本可以确定整形模：,内整形模主要是保障定子商部绕组内圆与转子之间的电气间隙，内圆整形好直接 有助于下一工序的进展。,电机设计经验汇总,,至此：整形模设计也就完成，经过组装，其装配图如下,上 模,下 模,,在定子整形的过程中,应注意的几个事项:,1.在定子整形过程中,尺寸的控制:保证绕组内圆尺寸,两部部高度以及定子外圆,尺寸,这些尺寸的控制是控制电机电气间隙及爬电距离的重要关键,是保证电机电气,性能的先决条件之一,所以在绕线模设计时,必须设计出保障这几个尺寸的部位;,2.在定子整形过程中,注意质量控制:由于整形压强的不同,以及绕组端部漆包线的,线线径的异同,在整形的过程中,通常

36、易使漆包线漆膜脱去,温控制器变形,槽纸破裂,等,因此,绕线模的设计必须考虑到这些因素,才能控制住电机整体的质量.,电机设计经验汇总,,2.转子工艺流程：,铸铝转子,铰 孔,,,铰孔模,,粗 车,,入 轴,精 车,,,打跳动,,涂硝基漆,,转子总成,,粗车模,,压轴模,转 轴,,备注:由于转子端环只有1mm厚,无需转子平衡.,电机设计经验汇总,,1).铰孔：,铰孔的目的是为了能够顺利入轴,由于转子冲片在叠压及铸铝过程中,内径发生,变形,将内孔的尺寸适当铰大,方便入轴:铰孔的工序入下:,设备:台式钻床,工装:铰孔模,铰孔模是一个极其简单的工装,在铰孔过程中主要是定位作用,,,,,固定转子,,,

37、,固定于台式钻床下端,铰孔模为经常使用的模具,设计时采用强度高的材料,用Cr12,并经过高频淬火保证其能长久,使用.,电机设计经验汇总,,2).粗车：,粗车的作用有两个,1.对精车工艺的一个质量保证,2.对精车刀具的一种保护,,而粗车模的设计是对粗车质量的一个保障,粗车设计时应注意到以下几点;,,,,,,,,,2,,3,1,序号1为与转子轴孔固定的部位,设计的时候要根据轴孔来确定;,序号2为与车床安装的部位,在设计时,需要对所匹配的车床进行了解才能进行设计;,序号3为车转子时,其固定转子不动的部位,在设计时,需要控制三个孔的同心度,同心;,度达不到要求会使电机车转子时转子偏心,使得电机气隙不均

38、匀,从而电机噪音增大,粗车模必须保证有三个以上的备模轮流使用,以保证转子质量.,电机设计经验汇总,,2).入轴：,入轴以后,转子总成的基本构架也就已经形成,转子压轴的设计从以下几个方,面开始:,,,轴,,,方案一:加压筋,,,方案二:无,方案一与方案二之间的对比:,1.轴本身,,,,方案一加工复杂,增加0.03元加工费,,方案一工序增加,转轴容易压弯,,入轴时,方案一属于过盈配合,方案二为间隙配合,,方案二.入轴时转子的铆压力需加大,电机设计经验汇总,,,,2.转 子,转子入轴模设计图,,,,现对模具各部份加以分析说明:,,,支撑模,,,压 模,电机设计经验汇总,,,,模具各部份功能描述说明:

39、,,,受力部份,将液压 机的力传递到 转子上,,,收口部份,接 触面积小,液 压传递时,压 强大,将转子 内孔收缩,加 强铆压力,与压模一样, 通过上下口 收缩,将转子 铆压紧,,,固定部份, 与转子面 直接接触 直接承受 压力,而不 使压力作 用于轴上,,,,,支撑部份,决定转子的压轴尺寸,电机设计经验汇总,,,,3.装配工艺流程:,装配工艺用到的工装主要有三个,压铁芯,压轴承,以及打端子,由于轴承规格及,端子均为标准件,故工装设计时均一样,现只说明压铁芯工装.,压铁芯工装,,,,,上 模,下 模,,,与液压机接触,支撑铁芯,,强度大,用Cr12设计,,节约成本,用45#钢,工装设计设计时

40、设计到的零部件,,,前盖(紧),,,后盖(松),,,定 子,电机设计经验汇总,,,,设计目标:,将定子铁芯压入前端盖紧盖之中.,,从上图的装配图看来,可以将工装按以下方式设计:,,,电机设计经验汇总,,,,工装的几个地方加以说明:,,,,,,上工装,定子铆压时,通此上工装将 液压机的力施到端盖上,实现紧配,,,,缺口部份,定子铆压时,引线通过 此处伸出,以免铆压时弄伤引线,,,,止口,铆压时,通过 此控制铆压的尺寸,至此,82鼓风机用两极电机的基本设计已经完成了,由于是前新设计,除了自己过 去的经验之外,还参考了一些资料才能完成以及其他产品的工艺才能保证完成:,电机设计经验汇总,,六、参考资料

41、,以下对一些参考资料的介绍:,,本书重点阐述了单相异步电动机设计的电磁理论知识,通过对此本书的研究,,掌握电机的磁路设计,启动设计,性能参数设计等.,电机设计经验汇总,,,本书汇及了电机常用结构、常用材料、设计工艺性等各种要素，以及微特电,机设计时所必需的标准和相关资料，通过此书，可以减少大量的实验.,电机设计经验汇总,,,本书汇总了目前生产的所有电动机的绕组的布线方式，对于同样功能的电机,通常可以采用不同的布线方式，结合实际工作经验，可以马上分析出优劣。,电机设计经验汇总,,,本书是在电机修理人员总结出来的电机质量质量技术问题，通过对此书的,学习，可以弥补技术工程人员本身的知识不足，改变设计

42、，提高产品合格率。,电机设计经验汇总,,,本书主要是对电机集成电路板的汇总与应用，同时也描述了相关配套产品,的使用范围，此本书对本例设计最大的帮助是对低启分析。,电机设计经验汇总,,,一本专门从事飞行器稀土无刷直流电机研究方面的书，本书第九章二维,磁场以及三维磁场的计算，对本例有帮助,电机设计经验汇总,,,本书专门讨论风机的工作原理，相似，噪音，气动设计和强度计算，以及运,转特性等其中，噪音以及运转特性与电机性能息息相关,电机设计经验汇总,,五、后 记,之所以要写后记,是因为此两极电机的开发周期短,如果不做归,纳总结的话,可能不会为自己沉淀下一些什么,可以为公司留下一类产,产品规格去谋求利润,

43、更应该为自己的开发生涯中积累一些经验,尤其,是我已经把它当作最后的一款单相电机产品开发.,从7月21日立项开发,到8月20日全部模具验收合格,8月31开始批,量产品,到目前已经有至少七家公司有意向于求购此类产品,并且保持,每台电机的利润在15元以上,同比竞争对手每台低5元的材料成本,其,时间不能说不紧,压力也不能说不大；而其间开发所包括的内容有：,磁路设计、结构设计、工装设计、包装设计，性能参数设计、工艺,设计等，涉猎范围也不能说不广。然而最终却得以顺利完成,对自己,来说,也是感到了欣慰.,这一款电机开发完了,回顾一下我的电机开发过程中,从最先接,触的三相异步电动机到永磁直流电动机,再到后来的同步电机,单相,电机设计经验汇总,,异步电动机,也走过了一些知名的电机制造企业,“曾经拥有大海,何,,必留恋小溪.”下一步，我将做什么呢，也许，无刷电机还能提起,我的兴趣六年的电机开发经历中，我好像什么都做过了，也好像,什么都看到了，但我真的做过了，真的看到了吗？可能没有，借用,泰戈尔中的一句话：“天空没有翅膀的痕迹，而我已经,飞过.”,陈道超,完成于2008年9月份,