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摘 要 ：本文分析了一台单相电容运转异步电动机的损耗,针对该电机铜耗较大的特点,采用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片做电机铁心材料,并对正弦绕组进行了改进,样机测试结果表明优化前后电机力能指标基本不变,效率提高2.84%,热负荷降低31%,本设计方法切实可行,对高效电机的设计具有一定的参考价值.

关 键 词 ：高效；单相电机；电容运转；硅钢片；绕组设计

中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 02-0000-02

Efficient Single-phase Capacitor Run Asynchronous Motor Design

Zhao Juan1,Zhuo Liang2,Zhang Zunmu2

(1.Guangzhou Productivity Promotion Centers,Guangzhou510091,China,2.Guangdong University of Technology,Guangzhou510006,China)

Abstract:This paper analyzed the loss of a capacitor-run single-phase induction motor.Considering that the copper of this motor is high,to design a high-efficiency motor,cold-rolled silicon steel sheets have been used for iron core material in this motor instead of hot-rolled silicon steel sheets and the sinusoidal windings are improved.The test results of the prototype show that this design is reasonable and can be put into practice,it also has a certain value to the design of high-efficiency motor.

Keywords:High efficient,Single-phase induction motors,Silicon steel sheet,Design of winding

单相电容运转异步电动机具有结构简单、价格低廉、较高的效率和功率因数、能直接使用单相电源等优点而在许多起动转矩要求不高的场合（如电风扇、洗衣机、通风机、家用电器等）得到广泛应用.

本文对一台单相电容运转异步电动机的损耗进行定性和定量分析,找出降低该电机总损耗的关键点.在电机定、转子冲片尺寸不变的情况下,主要从更换电机铁心材料,使用冷轧硅钢片及改进电机正弦绕组这两方面来降低电机的铜耗和铁耗,提高电机效率.并和工厂合作开发了一款样机,样机测试结果效率指标值达到国家I级能效标准,达到国内高效率电机标准.验证了这次设计方案的合理性,对高效率单相电容运转异步电动机的设计具有一定的参考价值和指导意义.

一、样机效率与损耗分析

(一)样机效率描述

电机效率是衡量电机性能好坏的重要性能指标之一.所谓高效率电动机,只有一个定性的概念,即设计制造出的电机比普通电机效率高出一个水平.描绘或计算电机效率通常用以下关系式：

（1）

或 （2）

式中：P――输出功率； ――总损耗；P1――输入功率.可以看出,减少总损耗是提高电机效率的唯一途径.

(二)损耗分析

样机损耗由四部分组成：

1.风磨耗Pfw（W）：包括轴承摩擦损耗和通风损耗.一般情况下,工厂总是根据已造电机的试验数据来近似计算或估取所设计电机的风磨损耗.

2.铁耗Pfe（W）：由交变主磁通在定子或转子铁心（分别计算）中产生的磁滞和涡流损耗造成.

3.电气损耗：定子绕组铜损耗Pcu1（W）：主要为满载时定子绕组在运行温度的铜线电阻和电容交流电阻损耗.定子绕组损耗计算公式为：

（3）

转子绕组损耗Pal2（W）：主要为满载时转子在运行温度下转子电阻损耗.转子绕组损耗计算公式为：

（4）

4.杂散损耗Ps（W）：主要由空载时铁心中的杂散损耗和负载时的附加损耗构成.杂散损耗的大小与电机的设计和制造工艺有关.

以上对样机各部分损耗进行了定性分析,下面就该电机各部分损耗进行定量分析.使用ANSOFT中的RMxprt电机性能分析模块对额定功率为1.1KW的样机进行性能分析,其电机各部分损耗分布如表