1.单相串激电机的设计研究概述：为适应电动工具以及小型家用电器之应用需要，串激电
2.电磁设计上的进展：据估计每隔十年，单位重量出力提高20%〜30%,可归纳如下：
(2)增大转子直径，提高定子/转子外径比DJD1。由0.52~0.56提高到
(3)采用深槽定子，得益于采用了自动绕线机，能够使用较大的转子外经并缩短定子匝
(4)提高电磁密度，适当提高激磁安匝。可以缩小结构尺寸，有利换向，提高电机硬
(2)控制换向火花，因换向无法计算，故要求严控火花相关的各设计参数；
转速n越大，电机尺寸也越小，电机转速同样受到机械，换向等因素的制约。在此处，可用额定
转速代入式中作计算。电磁功率P为通过气隙磁场，从定子侧传递到转子的功率可用下面经验公
上式中〃丑为输出功率，可按额定输出功率带入计算。门为电机效率，可按额定效率代入计算，
当需要计算者确定时，可按（图1—1）选取，此为当前生产连续定额E,B级绝缘的平均效率曲线。
求，同时考虑合适的长径比L/D2，通常为0.5~1.5之间。较大的值使电机细长，铜利用率较高，
但是制造工艺性较差，绕组挠度大，冷却差，漏抗大换向不利。确定D2后可以方便的确定铁心
DJD的比值可在0.54~0.59之间选取，较大值适合于深槽转子，从而确定定子外径D。2
电枢线负荷A表示电枢外径圆周单位长度上的安匝，A越大则尺寸越小，铜耗增大，线匝增
值都是受其他因素制约的，初步设计时可参照（图1—2）选取，该曲线是用于连续负载E,B级绝
yN是一个重要的磁路控制参数，W为一个极的定子线圈匝数，N为电枢总导体数，
匝比大小表示定、转子磁场的相对强弱情况，其值对电机性能、换向情况、机械特性硬度以及损
实际上，匝比应维持合理范围，过大毫无意义。当磁场足够饱和时，在增加定子激磁安匝，
定子磁场不会显著地增强，因而失去了积极方面的意义，反倒使铜耗增加了。定转子安匝比推荐范
磁路的饱和程度是由铁心各部分磁密大小来决定的，由于结构的需要，各部分磁密不同。
可按图1 — 2 选取为了改善换向，可采用非均匀气隙。非均匀气隙通过极弧偏心 来实
电机绕组温升都有限制的规定,它是按照所使用的在允许电压下不导电的材料的耐热等级和常规使用的寿命的需 要而
通过热计算来控制温升，则计算反复且正确性差，所以工程上经过控制和绕组温升相关 的
为了给电磁设计提供较为合理的AA2 值，应按照电机主要尺寸来计算AA2 的限制。下式是
其中系数KA 可根据额定输出功率七从图1 — 5 中选取，此曲线适用于连续运行定额温 升
应该指出，在实际工程中，温升控制参数宜低于限值并留有裕度，以适应批量生产中的 离
目前，常用的各种电机设计程序，多数校算分析程序。电机设计计算变量繁多，且约束 不
够，因而只能做出一系列假设，在一定的假设下计算出一套结果，再返回去和假设条件比 较，
看是否相符。如果相符，则结果可信，反之要重新调整假设，再次计算。如此循环， 逐渐逼
近，最终得到正确答案。校算分析程序存在多解情况，因而，设计者经验对设计结果 存在很大
本程序大多数都用在输出功率为60-1200W、负载转速为6000-18000r/min 的单相串激电机 的设计
计算。经实际使用验证，具有较高的计算正确性，但超出适合使用的范围使用时，计算正确 性会受到
本程序在步骤安排上，已考虑了尽可能减少计算上的反复，为此首先计算出转子，从而 推
算磁通，接着进行磁路计算，损耗计算，端电压校算，功率因数校算，功率校算。具体的 设计
额定数据是对计算任务所提出的要求，电磁计算的最终结果，就是在保证达到额定数据 要
结构参数是根据上章所述的设计原则以及运用几何、三角的计算公式而提出的，通过电 磁
计算，结合绕组参数的设计，最后确定结构参数。在电磁计算过程中，发现已提出的结构 参数
不能符合原先设想的设计原则，不能确保额定数据的要求时，则要修改原先提出的结构 参数，
如修改定、转子槽形，放长铁芯等等。结构参数也可能由于通用化的要求而提出的， 如需要通
用定转子冲片，此时，在电磁计算中，不允许改变冲片的任何尺寸，只能改变铁芯
（结合下步要计算的电流密度A和槽满率f 的设计的基本要求，按计算程序附表一可初步选 定绕
（按B 查设计程序附表三。当B 1.8T 时按31 项槽形系数K查设计程序附表四）
P 电刷偏离几何中心线的角度，单位为弧度。当采用接线借偏方式时，P 按下式计算
以磁通为时的牛值，计算出此时的1/2M孔+ AT以此作为计算标幺值时的基值(分 母)。
利用画过渡特性曲线B= f [■孔：]的方法来求得电枢反应安匝，这是常用的方 a I
由于电枢反应，也即转子磁场的作用，使得定子极下一侧增磁，一侧去磁，同时由于磁 路
饱和的原因，增磁抵消不了去磁，从而使得总磁通量降低。所以要增加一部分定子磁势， 称为电
利用B= f I A 孔：叫I 曲线来求取电枢反应磁势是有很多假设条件的，它假定转子
所产生的磁势，只影响气隙磁势和转子齿磁势。实际上也影响定子轭与转子轭，尤其是当轭 部磁
+ AT）大于1，也是这个原因。但经过较多设计案例与实样对比， 这个偏差对整体设计
（结合下步要计算的电流密度△]或定子铜耗的限值要求，核对定子线圈宽度 b
