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第一三七章 设计


  从来都是说易行难,但是陈东风、杨韦、杨辉、唐昌宏却都能迎难而上。

  在陈东风以扁线电机引起黄院长的兴趣后,他们的电风扇项目得到了学校的支持。陈东风和杨辉负责扁线电机的设计,而杨韦和唐昌宏负责多页电风扇的建模、试验。

  在电机的选择上还是采用了异步电机的设计,这也是当时绝大部分电风扇的选择。主要原因就是同步电机的转子结构相对复杂,有直流励磁绕组,因此需要外加励磁电源,通过滑环引入电流,因此同步电机的结构相对比较复杂,造价、维修费用也相对较高。而异步电动机的结构简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高,重量轻,成本低。

  总的来说同步电机的精度高、但造工复杂、造价高、维修相对困难,而异步电机虽然反应慢,但易于安装、使用,同时价格便宜。考虑到最初四人提到的寿命和低成本的问题,陈东风考虑再三决定使用异步电机。

  异步电机的框架定下来后,陈东风和杨辉首先要计算的就是市面上常用的30W-50W的电机的参数,例如效率、功率因数、启动电流、饱和系数等等。

  有了这些参照对象后,陈东风和杨辉开始了对扁线电动机的初步设计。为了加快时间,陈东风和杨辉的设计从理论计算入手,然后参照现有的单项异步电机,改进的地方主要在定子和转子的结构以及其相应的绕组绕线方式上。

  通过实验发现扁线电机的温度性能更好,主要的原因是绕组内部空隙变小,扁线月扁线之间的接触面积大,散热和热传导更好。同时扁线绕组和铁心槽之间接触更好,热传导也更好。通过实验发现相同功率的电机,扁线铜线绕组温升比铜线电机要低10%左右。不要小看这10%的温度,很大程度上电机不发热就能让买家直观感受到电风扇的质量好。

  扁线电机的端部段,节省铜材,提升效率。如果是原先电机,将一捆细圆线直接填到槽里,超重的线对电机做工是有贡献的,而在槽外的线即端部,对电机的出力是没有贡献的,但它又是必不可少的。对扁线电机来说,因为线都是硬线,可以在加工的时候把端部做的小一点,而达到节省铜材和提高效率的目的。

  陈东风和杨辉在实验过程中发现,一台50w的电机,扁线电机可以比圆线电机节约20%的铜材。虽然一台电机只能节省20克左右的铜材,再考虑到扁线电机相同功率,扁线电机的体积更小,这也是可以介绍电机的其他材料如硅钢片等的用量。所以综合算下来扁线电机要比圆线电机在材料上要便宜10%左右。

  当然扁线的缺点也是很多的,最主要的就是在设计难、工艺难。不过陈东风和杨辉目前搞的是30w-70w之间的小型电机,所以电机绕组的设计和绝缘处理的难度不大。

  再第一台扁线电机做出来后,陈东风和杨辉都松了口气,时间已经快到9月20号了,还有一个星期就要前往西班牙了。

  杨辉看着一直在呼呼转的扁线电机样机对陈东风说:“东风,我怎么感觉我们再扁线绕组处理上多花的钱就要赶上节省的材料钱了?这个扁线电机好像并不是很节约啊?”

  陈东风这几天也是再头疼这件事情,别的不说就是一个端环焊接就难度很大而且还要做焊接处的绝缘处理。陈东风思考了会说:“在生产中不能采用焊接的方式,这样是不能大规模生产的。好在扁线用的匝数不多,我想在端部搞一个一个快速连接装置,把扁线连接起来。”

  “行是行,但是电机功率提高后,扁线的匝数达到几千匝、几万匝的时候你这个方法就不灵了。”杨辉指出了陈东风方法的缺点。

  陈东风摊开手:“走一步算一步吧,我们还是先把试验做完,明天我再去请教下机械院的王立军教授,希望他能有一个好建议。”

  杨韦和唐昌宏在这一段时间的成果也是斐然,不仅设计出三叶、五叶、七叶、九叶的风扇,而且还请校工厂帮忙做出了风扇实物。

  不过杨韦和唐昌宏发现多叶风扇之间的区别不大,叶片数越高的电风扇叶单叶面积较小,与空气作用范围小,因此叶片振动较小,所产生的噪音与风切声比较小声,吹出来的风压也比较小感觉较舒服。但是由于五叶以上的扇叶根部与中心轴连接处范围窄,为了强化连接处的强度,必须要做加强筋结构,造成了其成不比三叶风扇要高。

  现在校工厂做出来的叶片还是铝合金的,特别是九叶风扇叶片的难度相当大,所以杨韦和唐昌宏在商量以后还是决定三叶和五叶的叶片都应该需要,而五叶的风扇叶片可以作为高档风扇叶片搭配扁线电机组成一个高档电风扇。

  陈东风和杨辉越做扁线电机越发现其中的难度不小,杨韦和唐昌宏建议作出高、低两档电风扇后,他们觉得这个想法不错。照目前的进度看,电风扇的控制电路已经被杨韦给解决了,三叶电风扇的设计也没有问题,如果配上一个电机就能简单的组成一个电风扇的原型机了。

  李文山,自从把收集到的资料送过来后,这段时间一直待在长安。李文山为了把陈东风他们设计的电风扇落到实处,可是一直跟着四人分成的两个设计小组的进度,同时他还要尝试联系可能会需要的协作单位。

  李文山在得知陈东风他们四人想要把电风扇分成高低两个档次后,否决了他们的意见。李文山认为如果有高低两个档次,那么现在并不富裕的国人很大程度上都会选择便宜的好不会更多的去关注价格高的。如果不能做到每个电风扇都能和市面上的主流有所区别那么戈力电风扇的特点就不明显,而且戈力也不容易一炮打响。


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