交流异步电动机设计指导书Word格式.docx
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如果超出这一转矩峰值，当负载增大，滑差增大，转矩反而减小，转速越来越低直至停止。
所以这一峰值（最大转矩）又被称为停止转矩。
通常把异步电动机的额定工作点设置在这点附近。
2.1.3异步电动机的调速：
要对异步电动机进行调速，首先要搞清决定电动机转速的要素。
从转速公式中可以看到，一次频率，电动机极数和滑差决定了转速，所以可通过对这三个要素的调节来进行调速。
具体有以下几种方法。
2.1.3.1变极数调速：
通过外部切换器改变电机的极数，其缺点是速度控制不是连续的，而且一般只有两档。
2.1.3.2抽头调速：
在设计/开发电机时，通过调整使用饶组的数量或比例，调整主绕组与副绕组产生的磁力大小，形成不同的转矩特征曲线，在相同负载条件下，可表现出不同的转差及转速。
2.1.3.3调压调速：
控制输入电压大小改变电动机的转矩特性，调节滑差。
其缺点是需要速度反馈，可调范围窄。
2.1.3.4调频调速：
在电源与电动机之间插入变频器，通过对电动机输入电源频率的调节来调速。
在空调室内机和是外机的风扇驱动上，最常使用抽头调速，调压调速较少（如：
700*700新开结构），在某些特殊场合，为追求较高的效率使用变频调速（如：
12SEER管道机室内电机）
2.2交流异步电动机的性能指标：
2.2.1绝缘等级与电机温升：
绝缘等级主要反映了电动机能够承受的最大温度指标，除了电动机绕组之外还包括其他绝缘材料，例如：
线包与定子之间的绝缘纸、定子与线包使用的绝缘浸漆、电动机使用的温度保护器等，这反映了一个整体性指标，由电动机厂家从设计阶段就需要严格进行考核的重要指标；
除电机内部发热部件的温升、环境温度外，还需要预留适当的安全余量，一般室外电机（吸风方式的室内电机，如：
高静压风管机）的环境恶劣，温升要求也就严格；
一般使用B级绝缘（B级耐温130度）；
进口常用E级绝缘（E级耐温120度）；
一般慎选F级绝缘（F级耐温155度），在大功率场合不得已条件下使用；
电机的发热来源：
线圈阻性发热，电磁转换在定子、转子上形成涡流发热；
我们需要重点考核的对象：
线圈和轴承；
测量方法分别是：
温升电阻法和轴承布点方式；
如有特殊要求必须在图纸中体现；
现企标：
线圈温升77K（内电机）/60K（外电机），轴承温度不超95度。
另外吸风式按外电机考核；
现统一要求温升目标为50K；
2.2.2堵转试验与电机保护器：
堵转试验是模拟一种特殊情况，在启动阶段起始转矩较小的情况下发生异常导致不能正常启动，此时电机绕组上无反电动势，绕组上的电流较大，产生热量集中造成电机温度过高，这种特殊情况下，一般通过在电动机内部典型位置（一般为线包上）设置温度保护器实现防护；
电机保护器有两个指标，断开温度和恢复温度；
断开温度的选取以电机绝缘等级为最大限值，根据电机的实际情况（外壳材料等）可以选取温度较低的型号；
电机保护器为安全认证要求部件，一般需要提供相关认证号；
我们现在常用的保护器闭合：
82±
15℃；
断开：
130±
5℃；
优选：
进口件
2.3交流异步电动机的安全指标：
2.3.1泄漏电流：
电动机施加1.06倍额定电压，在额定负载下运行，5s内测试，电动机泄漏电流=<
0.5mA；
2.3.2绝缘电阻：
室温下，使用DC500V兆欧表，测量电动机绕组与外壳间绝缘电阻不低于100MΩ，温升试验后绝缘电阻应不低于10MΩ；
2.3.3电气强度：
电动机绕组与机壳间应能承受50Hz交流电压的电气强度试验无击穿闪络现象，实验电压与时间如下表：
额定电压范围
额定电压=<
130V
额定电压>
一般测试条件
AC1000V,历时1min
AC1500V,历时1min
快速测试条件
AC1200V,历时1s
AC1800V,历时1s
2.4交流异步电动机的环保要求：
欧盟基于环保要求，提出RoHS指令标准，要求具体指标如下：
适用均质材料
镉及其化合物<
75ppm
铅及其化合物<
800ppm
汞及其化合物<
六价铬及其化合物<
多溴联苯<
多溴联苯醚<
2.5
交流异步电动机的噪音要求：
与电动机相关的空调噪声如下：
噪声类型
噪声来源
长期影响
采取措施
备注
电动机结构噪声
转子不平衡、轴承磨损
结构干涉、报废
电机工艺控制
控制配合尺寸链
电动机电磁噪声
转差率过大
老化后噪声加剧
限定最大转差
低速档启动
负载不均匀噪声
风扇不平衡、震动、电磁声
轴承磨损、扭曲
限最大动平衡
轴与套配合
气流速度高风声
风速过高气流紊流
灰尘积累后加剧
限定最大风速
改进风道风叶设计
气流经狭隙震动
换热器翅片震动形成噪声
限定最小片距
消除共振点
电动机控制噪声的几个指标：
2.5.1径向跳动：
一般内机<
0.03mm,外机<
0.04mm，可以根据轴长适当调整指标
2.5.2振动速度：
一般限值1.5mm/s（电机动平衡）
2.5.3轴承：
轴承选择及与轴端盖配合，主要影响是电机使用一年后的机械噪音，一般推荐选择轴承厂家NSK，NMB
2.5.4启动-运行噪音:
随负载和电机功率的增大，必须注意电机本身的噪音；
当电动机转差率较大时，可能会表现出电磁噪声，尤其是在低转速档启动过程中；
为全面把握电机的运行特性，配合系统分析，有必要向厂家索要转矩图
2.5.5掉转-高速：
50Hz：
电压下降10%，掉转〈10%；
60Hz：
电压下降10%，掉转〈13%
2.5.6与风扇、风道、空调机配合出现的噪声，请参见专门的噪声解决设计指导
2.6交流异步电动机的典型安装要求与负载要求：
2.6.1电动机及支架、结构、负载承受结构力与运输受力，详见下表：
2.6.2电动机使用过程，受冷热冲击，影响结构：
膨胀/收缩系数不一致，配合应力加强（暂按1.5倍）
2.6.3电动机使用的全部转速范围内需要依次校核电机结构，长期使用，风道受影响（如灰尘）、风扇老化、电机老化、结构老化（暂按1.2-0.9倍）
2.6.4电动机及外围附属器件可能出现的失效方式：
2.6.4.1断裂：
电机结构尺寸选择参照电机成熟标准；
旋转离心力影响风扇强度及转速上限（暂按50%）；
固定脚、固定件、配合间隙强度（暂按强度为承力2倍）；
2.6.4.2结构失效：
电动机内部65Mn高强度弹性止推挡圈（固定紧，不易转动）厚度1.0mm
电动机轴65Mn高强度弹性止推挡圈（固定紧，不易转动）厚度1.5mm
电动机固定主承力方向2倍，紧配合-活动范围适量（配合噪音分析）
电动机固定非主承力方向1.5倍，活动范围不能影响主承力
2.6.4.3功能失效：
电动机温升高，保护
电动机进水等，造成绕组烧毁
电动机供电回路出现异常
以上基本要求详见电动机参数
2.6.4.4结构干涉：
重力及运输过程冲击影响固定板变形（平面最低点对各边形变角度最大3度）
偏心力影响底板承受周期载荷长期疲劳
风扇与底板（不小于15mm）、侧面蒸发器（不小于25mm）、风圈间隙（风圈与风扇间隙一般不超5mm）
2.6.4.5噪音：
固定板与电机与风扇，配合强度、器件硬度、能否形成缓冲可能形成影响噪音，详细请参见专门的噪声解决设计指导
典型安装要求与负载要求如下：
结构
视图
嵌入机结构单轴电机倒装
风管机结构双轴电机横装
柜机结构单轴电机侧装
室外机结构单轴电机侧装
负载
形式
离心式风扇、单侧进风、
无涡壳结构、无定向出风
离心式风扇、双侧进风、
涡壳结构、定向出风
轴流式风扇、单侧出风、
无涡壳结构、无定向进风
支架
安装受力
重力、旋转离心力、不平衡偏心力
运输受力
承受层叠、震动、冲击、挤压、跌落等作用，与重力配合对电机结构影响
承受震动、冲击、挤压、跌落等作用，与重力配合对电机结构影响
2.7交流异步电动机的控制要求：
2.7.1电源形式
需要根据当地标准，确定电机要求；
（以下电源标注形式仅供参考，需相关认证部门确认）
中国电源要求：
1PH~，220V，50Hz3N~,380V,50Hz
欧洲电源标准：
1PH~，220~230V，50Hz
美国、日本、韩国：
60Hz
新开产品：
遵照销地标准；
借用产品：
需要当地化审查
2.7.2引线功能及套管：
四速电机——黑：
超高；
白：
高速；
兰/青：
中速；
黄：
低速；
红：
公共。
三速电机——白：
两速电机——黑：
单速电机——黑：
一般电容线棕/橙，引线功能要求与电机原理图对应；
一般公共端接保护器，与电容一端和主绕阻相连
出线套管一般选用85/105℃PVC或更高要求，单端加线扎，长度视具体情况确定；
出线方向（整机）向下最优，防止进水及随水进异物如土；
引线应注意认证要求；
2.7.3接线端子：
不与电脑板相连:
250,187（AMP或JST）,加护套
为统一使用空中对接端子，用线束实现接线方式调整
四速电机：
MOLEX塑体5557-06,端子5556T,参考0010451126；
位置要求：
1-低速/2-中速/3-高速/4-超高/5-电容/6-公共端
三速电机：
JST塑体ELR-06V,端子SLM-41T-P1.3E,参考3000195；
1-高速/2-中速/3-低速/4-公共端/5-电容/6-电容
两速电机：
AMP塑体172167-1，端子170360-1，参考0010450788；
1-电容/2-公共/3-低速/4-高速
单速电机：
MOLEX塑体5557-04,端子5556T，参考0010450279；
1-高速/2-公共/3-电容/4-电容
端子颜色优先选白色；
若转速挡分拆形成选择，高速端子选红色，低速端子选白色
2.8交流异步电动机的设计要求
2.8.1转速与电机极数：
电动机转速要求由整机组提供，目的是满足整机的风量目标；
需要考虑的问题：
风扇负载（参考风扇厂家提供的风扇转速-转矩-风量-静压曲线图）、风道结构（风道阻力设计）、换热器（换热器阻力设计）；
另外需要特别注意高速噪音（主要表现为空气紊流）和低速噪音（主要表现为电磁异音）；
根据交流异步电动机的基本原理，选择合理的电机极数，满足：
高速=（0.7~0.9）*同步转速；
低速>
=0.4*额定转速，这样电动机的效率较合理，由于转差并不太大所以低速下，尤其是启动阶段的电磁噪声较小；
常用的电机极数有：
4P、6P、8P、10P；
异步电动机常用转速误差范围：
高速使用+/-30RPM、中速使用+/-40RPM、低速使用+/-50RPM、微弱使用+/-50RPM；
电机转速作为常用衡量指标，必须明确测试环境条件（电机转速与负载关系非常密切，风扇区别、甚至风道区别也可能影响转速），一般情况下需要给外检提供实际风叶，功率较大的电机甚至无法标定转速，这种情况下特别依赖于转矩图；
2.8.2转向与风扇要求：
电动机的转向由风扇决定，轴向风扇转向比较容易分辨，离心式风扇分前向和后向两种，需要注意多方确认；
用于风扇固定的电机轴端螺母禁锢螺纹旋转方向与风叶旋转方向相反，防止出现长期运转螺母脱落的可能；
电机轴端锢螺风叶，使用外螺纹方式好于内螺纹方式
2.8.3电动机的密封性和外壳材料：
室外机及使用环境有特殊要求的室内机用电机，一般使用全密封，散热性能不利，需要注意考核；
无特殊要求的使用环境，室内机用电机多有散热孔，散热性能较好，需要注意考核进冷凝水可能造成损坏；
电动机外壳材料，铝材散热性较好，加工要求较高（模具热注），需要注意时效变形及热膨胀配合应力弱化；
钢材加工要求低，但散热性弱于铝材；
2.8.4运转电容：
运转电容的选取在电机设计阶段，如果已经确定目标电容规格要求，可以方便物料管理，这一要求，需要在安排电机设计任务时提供，至少提供一个常用的参考系列供设计人员选取；
一般情况下风机使用薄膜电容CBB611，也可选择CBB65A-1；
电容系列化较完善，认证及可靠性方面较好，并经过长期使用，电机开发中优先选用成熟产品，常用电容规格参数附表：
电容参数：
型号/容量/电压
专用号
CBB611A/1.5uF/450VAC
001A3600007
CBB65A-1/8uF/450VAC
0010401493
CBB611A/2uF/450VAC
001A3600009B
CBB65A-1/10uF/450VAC
001A3600251
CBB611A/2.5uF/450VAC
001A3600007A
CBB65A-1/12uF/450VAC
0010450792
CBB611A/3uF/450VAC
001A3600098
CBB65A-1/15uF/450VAC
001A3600132
CBB611A/3.5uF/450VAC
001A3600237
CBB65A-1/25uF/450VAC
001A3600008
CBB611A/4uF/450VAC
001A3600018
CBB65A-1/30uF/450VAC
001A3600032
CBB611A/4.5uF/450VAC
001A3600232
CBB65A-1/35uF/450VAC
001A3600021
CBB611A/5uF/450VAC
001A3600218
CBB65A-1/40uF/450VAC
001A3600131
CBB611A/6uF/450VAC
001A3600257
CBB65A-1/45uF/450VAC
001A3600225
CBB611A/8uF/450VAC
001A3600134
CBB65A-1/50uF/450VAC
001A3600030
CBB611A/12.5uF/450VAC
001A3600254
CBB65A-1/55uF/450VAC
001A3600255
CBB65A-1/7.5uF/450VAC
0010450991
CBB65A-1/60uF/451VAC
0010401954
电动机施加1.2倍额定电压、额定频率，带额定负载、常温下，在启动和运转过程中，电容器两端电压不应超过电容器铭牌标注额定电压？
一般，常用电容耐压450VAC
2.9交流异步电动机的设计资料：
2.9.1电机图纸，应包含的基本项目见“性能指标、安全指标、安装要求、负载要求、控制要求、设计要求等”，注意事项如下：
以下也是电机厂家需要严格控制的主要组成
2.9.1.1电机剖面图应体现温度保护器位置
2.9.1.2电机元器件清单应明确定子-转子使用硅钢片的厂家及型号系列
2.9.1.3电机元器件清单应明确转子使用压注铝材的厂家及型号系列
2.9.1.4电机元器件清单应明确定子绕线使用的厂家及型号系列
2.9.1.5电机元器件清单应明确使用轴承的厂家及型号系列
2.9.1.6电机元器件清单应明确温度保护器厂家及型号系列
2.9.2电机厂家应提供电机的所有转速挡转矩图
2.9.3电机厂家应提供电机样机绕组温升测试结果
2.9.4电机厂家应提供电机温度保护器认证号或电机认证号
2.9.5开发员需要保留合格空调使用电机的状态记录：
2.9.5.1整机额定条件下（电机稳态）的风量（制冷运行、制热运行、送风运行分别在各挡转速）
2.9.5.2整机额定条件下（电机稳态）的转速（制冷运行、制热运行、送风运行分别在各挡转速）
2.9.5.3整机额定条件下（电机冷态）的转速（电机冷却后上电测试、送风运行，生产线状态）
2.9.5.4对于特殊情况，风管机提供机外静压，无法完成额定条件下的转速（电机冷态和稳态），可以使用变通方案，但是要求必须详细记录变通条件，做到变通条件有效（能复现）、有用（能控制）、有利（简单、实用）
2.9.5.5电动机只带风扇的转速（电机冷却后上电，10分钟和30分钟测试，作为标注电机图纸转速的数据来源）
2.9.6生产指导文件：
2.9.6.1电动机只带风扇的转速，用于检测公司和外检控制入厂部件
2.9.6.2电动机整机条件下冷态转速，用于生产线上抽检控制，稳定质量
2.9.6.3电动机整机条件下稳态转速，用于抽样控制，检查批次质量稳定性
2.9.7电机一旦批量后，在过程中进行更改，除以上资料之外还需要记录修改履历，更新主观件明细，更新认证需要的资料，补充生产文件资料，提供售后切换-使用方法
2.10交流异步电动机的开发原则：
2.10.1不同厂家电机结构尺寸不求统一，但不能影响装配和使用
2.10.2不同厂家电机性能要求一致，以满足整机风量要求为最终目标，风扇转速、整机冷态转速、整机热态转速可以存在区别
2.10.3相同专用号，即使同一厂家的产品，在不同的机型上，因为要求的最终目标：
整机风量不一致，风扇转速、整机冷态转速、整机热态转速存在区别，需要重新确认
2.10.4基于以上原则：
2.10.4.1相同专用号的电机，以厂家分类制定各自的图纸标准和各环节测试标准
2.10.4.2相同专用号的电机，以不同机型制定各自的参数标准和各环节测试标准
2.10.5电动机的负载、发热、散热、功率、转速，在整机额定条件、整机生产条件、仅带风扇，都有所区别，要求以满足整机额定条件稳态风量为最终目标
2.10.6近期关于电机轴挡圈变形可能导致风扇不平衡噪音、甚至风扇电机损坏，特要求新开电机参考先进母本，使用轴台方式；
若选择挡圈方式，至少使用厚度为1.5mm的高强度弹性挡圈（固定紧，不易转动），材料要求：
65Mn；
2.10.7关于控制温升要求方面的建议：
企业标准中关于温升的指标要求一般仅作为最大容许指标；
作为指导电机开发的温升指标将随售后反映情况动态调整，若实际制作的电机温升超标，需要额外通过多种整机测试，如：
整机最大环境（室外机-最大制冷，送风式室内机-最大制冷，吸风式室内机-最大制热）测试跟踪电机表面温度
3设计雷区及规避措施：
序号
类别
雷区
解决措施
问题警示
1
设计
电机温升太高，在用户环境劣化后表现出（淄博造纸厂粉尘影响通风造成电机最终烧毁）
按集团企标或相关适用标准执行，对于更恶劣环境提高标准要求
温升太高会造成安全隐患，设计电机时要严格按照需求来设计
2
电机转速太高、整机噪音大，用户投诉（新开120QW/I转速高，吹冷凝水、风声大）
限定最高转速；
综合能力、性能、噪音、成本各项指标，避免一味提高转速；
更换整机重新调试降转速电机
转速过高超出风扇最佳设计平衡点，效率得不到保证；
转速过高、风速集中形成涡流，噪音影响用户使用
3
安装
电机胶圈与电机支架轴向，径向配合不良（5HP风管机，固定不平衡；
及电机固定板强度不足，导致共振）
轴向径向采用0-0.2mm过盈配合
轴向径向会引起电机晃动，使整机震动大，噪音大，严重时会烧毁电机设计轴向径向时要研究过盈间隙
4
室内机风扇电机为PG电机时会出现风速不稳的状态，过零检测电路不良
采用标准过零检测电路（过零位置检测不准，导致基准输出电压不稳定，即使在有反馈的条件下）
在设计室内线路板的塑封电机的控制电路时要采用标准电路
5
设计、
验证、
管道机室外电机，固定无背紧螺母、无用螺母占用螺栓长度，导致使用过程中电机脱落
更改生产工艺标准，去掉无用螺母，规定螺栓长度，固定后外加背紧螺母
1、参照母本样机；
2、分析固定强度；
3、规范常规工艺标准
6
在调整固定电机的螺母及背紧螺母后解决了螺母脱落造成掉电机，后出现螺柱裂断掉电机
规范常规工艺标准，确定扭矩标准
使用部件各环节都有可能出现故障，各故障模式的应对措施大部分由工艺保障
7
电机出线方向在整机中的位置不合适（10HP柜机电机出现向上，容易进水、水熔物-土）
调整背板出线槽方向或改进装配并使用胶泥覆盖出线孔
在整机设计中，除分析母本外，要充分保留自己的优点，体现出借鉴母本长处改进自己短处的原则
8
设计、控制
电机轴与端盖之间使用轴承，轴承质量、装配不当、结合面松动磨损导致使用一段时间后出现噪音
严格控制轴及端盖配合面的尺寸，严格控制电机装配过程，控制轴承质量
以上由电机厂家完成
在电机定子和转子之间相对位置关系保障的各个环节是控制噪音
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