畢業(yè)論文---三相單鼠籠異步電動機的設(shè)計

1、<p><b>　　+</b></p><p>　　攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p>　　三相單鼠籠異步電動機的設(shè)計</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué)生學(xué)號： </p><p>　　院 （系）： </p

2、><p>　　年級專業(yè)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　二〇 年 月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　設(shè)計一臺電機時,必須確定許多尺寸,但其中起主要與決定作用的是電機的

3、主要尺寸。主要尺寸確定后，其它尺寸也就可以大體確定。電機的工作特性和運行可靠性也都和主要尺寸以及它們的比值有密切關(guān)系。</p><p>　　當繞組中通過電流，在電機的有效部分、端部及部分零件中就激發(fā)了磁場。為了簡化物理圖象及電磁計算，把電機中的磁場部分為主磁場及漏磁場。磁路計算的目的在于確定產(chǎn)生主磁場所必須的磁化力，并進而計算勵磁電流以及電機的空載特性。</p><p>　　電阻、電抗是電

4、機的重要參數(shù)。電阻的大小不僅影響電機的經(jīng)濟性，并且與電機的運行性能亦有極密切的關(guān)系。繞組電抗的大小亦對所設(shè)計的經(jīng)濟性及運行性能有很大的影響。因此正確選定及計算這些參數(shù)是極其重要的。</p><p>　　在主要尺寸、氣隙以及定轉(zhuǎn)子繞組和鐵心設(shè)計好以后，就要進行工作性能的計算和起動性能的計算。三相單鼠籠異步電動機的起動性能主要是指起動轉(zhuǎn)矩和起動電流對相應(yīng)額定值的倍數(shù)。三相單鼠籠異步電動機的起動特性則由電機的參數(shù)決定。

5、</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：電動機 ,電磁路參數(shù)，工作性能，起動性能</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Much dimensionss have to be fixd when designing an electrical machinery , yet what in it takes chie

6、fly together with resolves the action is the main dimensions of electrical machinery .The main dimensions is fixd queen ，Else dimensions also may be fixd on the whole .Electrical machinery work property and the operation

7、 dependability also wholly possess the intimate relationship with main dimensions along with their ratio .</p><p>　　By means of the electric current coil in ，Electrical machinery significant part is living

8、、Stimulate magnetic field in butt and the part of spare parts .For the sake of simplification physics image and electromagnetism calculation ，Partly give priority to that the magnetic field reaches by mistake magnetic fi

9、eld in the electrical machinery to .The magnetic route calculation aim rests with certainly comes into being the bureau in primary magnetic field have to magnetization force ，Advance side by</p><p>　　Keyword

10、s Electric motor , The electromagnetism route parameter ，Work performance ，Start performance </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………………………Ⅰ</p><p

11、>　　ABSTRACT………………………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　1緒論………………………………………………………………………………………………</p><p>　　2異步電機在國內(nèi)外的發(fā)展狀況………………………………………………………………2</p><p>　　2.1異步電機在國內(nèi)的發(fā)展狀況…………………………

12、………………………………………2</p><p>　　2.2異步電機在國外的發(fā)展狀況…………………………………………………………………3</p><p>　　3三相單鼠籠異步電動機電磁計算……………………………………………………………5</p><p>　　3.1額定數(shù)據(jù)及主要尺寸………………………………………………………………………5</p><

13、;p>　　3.1.1參數(shù)的選擇………………………………………………………………………………5</p><p>　　3.1.2電機的主要尺寸…………………………………………………………………………5</p><p>　　3.1.3定子繞組的計算…………………………………………………………………………8</p><p>　　3.1.4定子槽形的計算……………………

14、……………………………………………………9</p><p>　　3.1.5轉(zhuǎn)子繞組的計算………………………………………………………………………10</p><p>　　3.2磁路計算……………………………………………………………………………………12</p><p>　　3.3參數(shù)計算……………………………………………………………………………………15</p&

15、gt;<p>　　3.3.1線圈長度的計算………………………………………………………………………15</p><p>　　3.3.2電機定子繞組漏抗的計算……………………………………………………………16</p><p>　　3.3.3電機轉(zhuǎn)子繞組漏抗的計算……………………………………………………………18</p><p>　　3.3.4有效材料計算…

16、………………………………………………………………………19</p><p>　　3.3.5空載特性………………………………………………………………………………20</p><p>　　3.4工作性能計算………………………………………………………………………………21</p><p>　　3.4.1電負荷計算…………………………………………………………………………22

17、</p><p>　　3.4.2電機損耗計算…………………………………………………………………………22</p><p>　　3.4.3主要性能計算…………………………………………………………………………24</p><p>　　3.5 起動性能計算………………………………………………………………………………24</p><p>　　3.5.

18、1起動時定子參數(shù)………………………………………………………………………25</p><p>　　3.5.2起動時轉(zhuǎn)子參數(shù)………………………………………………………………………26</p><p>　　3.5.3起動參數(shù)確定…………………………………………………………………………28</p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………………

19、…………………29</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………………………30</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………………………31</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　隨著四個現(xiàn)代化的發(fā)展，工

20、業(yè)生產(chǎn)的自動化程度提高，還需要大量各種各樣具有高性能的控制電機作為自動化系統(tǒng)的控制元件或執(zhí)行元件。在生活各個行業(yè)中，電機的應(yīng)用也越來越廣泛。</p><p>　　電機是各個行業(yè)生產(chǎn)過程及日常生活中普遍使用的基礎(chǔ)設(shè)備，它是進行電能量和機械能量轉(zhuǎn)換的主要器件。它在現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代國防、交通運輸、科學(xué)技術(shù)、信息傳輸和日常生活中都得到最廣泛的應(yīng)用。隨著電機設(shè)計的日益成熟，以及冷卻方式、材料和制造工藝的改進，作為電

21、力生產(chǎn)和使用的主要設(shè)備，起單機容量呈現(xiàn)增大的趨勢。隨著單機容量的增大，電機對人們的日常生活、社會經(jīng)濟活動的影響作用日益增大，人們對電機的安全、可靠和經(jīng)濟運行提出了越來越高的要求。對電機運行行為的研究已逐步成為電機學(xué)科領(lǐng)域里的重要課題。</p><p>　　隨著電氣化和自動化程度的不斷提高，異步電動機將占有越來越重要的地位。而隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，由異步電動機構(gòu)成的電力拖動系統(tǒng)也將得到越來越廣泛的應(yīng)用。異步電

22、動機與其它類型電機相比，之所以能得到廣泛的應(yīng)用是因為它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、運行可靠、效率較高、成本較低和堅固耐用等優(yōu)點。</p><p>　　眾所周知，電機單機容量的增加，主要是通過大幅度提高電機電磁負荷和改善冷卻條件來實現(xiàn)的。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和新型計算機技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用現(xiàn)代電磁場數(shù)值計算方法解決電機運行中存在的一系列重要理論和技術(shù)難題已成為可能。現(xiàn)代電磁場數(shù)值技術(shù)的出現(xiàn)已有30多年的歷史，現(xiàn)

23、已逐步發(fā)展成為一個獨立的學(xué)科分支。該學(xué)科分支之所以能夠迅速發(fā)展，主要基于以下兩個重要事實：一方面是電磁場數(shù)值計算能從定量角度解決經(jīng)典電磁學(xué)所無法解決的電機內(nèi)部復(fù)雜電磁場計算問題，在對實際問題的計算上可以得到相當高精度的解，能為提高和改善電機運行性能提供重要的理論參考依據(jù)，從而滿足實際工程應(yīng)用的需要；另一方面，隨著計算機技術(shù)迅速發(fā)展、應(yīng)用與普及，應(yīng)用現(xiàn)代物理場數(shù)值計算方法可以仿真電機的性能，縮短研制周期，減少試制成本。</p>

24、<p>　　2 異步電機在國內(nèi)外的發(fā)展狀況</p><p>　　2.1異步電機在國內(nèi)的發(fā)展狀況</p><p>　　隨著我國改革開放的進一步深入以及WTO的加入，我國小功率電機又迎來了一個全新的發(fā)展階段，這一階段大量的外資企業(yè)進入我國，在為我們帶來先進的管理經(jīng)驗的同時也帶來了先進的技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備。國內(nèi)企業(yè)借機吸收引進國外先進的技術(shù)，投入大量資金進行技術(shù)改造，引進不少先進制造設(shè)

25、備和測試設(shè)備，大大提升了國內(nèi)小功率電機行業(yè)的技術(shù)水平。</p><p>　　隨著CAD/CAM等軟件進行計算機輔助設(shè)計、輔助制造技術(shù)的大量應(yīng)用以及以計算機控制的柔性制造系統(tǒng)、主體倉庫、機器人進行裝配等的組合，由計算機控制材料、部件的供應(yīng)管理達到全廠高效率、高質(zhì)量的全自動化均衡生產(chǎn)的實現(xiàn)，產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)周期大大縮短，制造成本顯著降低；電子計算機和電力電子技術(shù)的發(fā)展使小功率電機產(chǎn)品進入了一個新時期，交流變頻調(diào)速已經(jīng)逐

26、步取代直流電機調(diào)速，逆變器與異步電機結(jié)合一體，有標準的電機安裝尺寸、調(diào)速比10∶1的逆變器電動機已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，有程序控制功能的智能電動機、開關(guān)磁阻電動機等已經(jīng)應(yīng)用于各個領(lǐng)域，顯示出顯著的技術(shù)優(yōu)勢，無刷直流電動機、盤式永磁直流電動機、薄型穩(wěn)速電動機等產(chǎn)品也以較高速度發(fā)展；再加上新型稀土磁鋼的使用，使小功率電機本機制作體積越來越小；再則電機與整體結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)的引入進一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)精度和可靠性，集電子技術(shù)、微電子技

27、術(shù)、傳感器技術(shù)于一體的小功率電機不僅可實現(xiàn)多功能，而且可借助計算機記憶、運算、處理功能提高電機控制精度和靈敏度，成為智能化產(chǎn)品。所有這些新材料、新技術(shù)的應(yīng)用都不斷促使小功率電機日益朝著薄型化、智能化和機電一體化方向發(fā)展。</p><p><b>　　異步電機的種類：</b></p><p>　　(1) Y(IP44)系列異步電動機</p><p&

28、gt;　　電動機容量從0.55～200kW，B級絕緣，防護等級IP44，達到國際電工委員會(IEC)標準，產(chǎn)品達到20世紀70年代末國際水平，全系列加權(quán)平均效率比JO2系列提高0.43%，年產(chǎn)量約2000萬kW。</p><p>　　(2) Yx系列高效電動</p><p>　　該類電機由上海電器科學(xué)研究所組織電機行業(yè)研制成功，容量1.5～90kW，有2，4，6等3種極數(shù)。全系列電動機效

29、率平均比Y(IP44)系列高3%左右，接近國際先進水平。適用于單方向運行，年工作時間在3000h以上。負載率大于50%的場合，節(jié)電效果顯著。該系列電動機產(chǎn)量不高，年產(chǎn)量約1萬kW。 近十多年來，國家致力于推廣電動機調(diào)速技術(shù)，各行各業(yè)都在一定程度上采用了電動機調(diào)速。據(jù)石油、電力、建材、鋼鐵、有色、煤炭、化工、造紙、紡織等部門最近對企業(yè)抽樣調(diào)查結(jié)果，石油、建材、化工行業(yè)電動機調(diào)速應(yīng)用較好。在目前4億kW的電機負載中，約有50%是負載

30、變動的，其中的30%可以通過電機調(diào)速解決其負載變動問題。因此僅就目前的市場容量考慮，約有6000萬kW的調(diào)速電機市場。</p><p>　　國家已明令不再生產(chǎn)JO2系列異步電機，“九五”期間將生產(chǎn)Y系列、Yx系列及其它通用或?qū)Ｓ酶咝Ч?jié)能電動機約1.5億kW(未包括更換現(xiàn)有JO2型用的新型電動機)。估計2000年和2010年Y和Yx系列電機的市場占有率將分別達到50%，90%和10%，30%左右。由高效電機替代JO

31、2電機所形成的節(jié)電量將分別為，114億kW·h和366億kW·h。</p><p>　　2.2 異步電機在國外的發(fā)展狀況 </p><p>　　歐洲市場的中國電機銷售主要以小型電機為主，功率最大是100多千瓦，最小功率甚至還不到1千瓦，而大型電機還是一個空缺。</p><p>　　歐洲市場對電機效率的標準要求高于西亞，東南亞而低于美國，不但

32、適合于我國企業(yè)生產(chǎn)和出口，而且在合理和有序開發(fā)的前提下還能保證出口企業(yè)獲得適當?shù)睦麧櫍瑫r該市場多以歐元結(jié)算，在目前歐元堅挺的情況下應(yīng)該是出口企業(yè)首選的開發(fā)目標。取得了一定的成效。這些節(jié)能產(chǎn)品主要分成兩大類：一類是提高電動機效率的高效電動機，另一類是調(diào)速電動機。調(diào)速電動機的代表產(chǎn)品根據(jù)其調(diào)速方式可以劃分為：(1) 變極調(diào)速電機 主要產(chǎn)品有已批量生產(chǎn)的YD(90.45～160kW)，YDT(0.17～160kW)，YDB(0.3

33、5～82kW)，YD(0.2～24kW)，YDFW(630～4000kW)等8個系列產(chǎn)品，達到國際平均應(yīng)用水平。(2) 電磁滑差調(diào)速電機 國外已批量生產(chǎn)YCT(0.55～90kW)，YCT2(15～250kW)，YCTD(0.55～90kW)，YCTE(5.5～630kW)，YCTJ(0.55～15kW)等8個系列產(chǎn)品，達到國際平均應(yīng)用水平，其中YCTE系列的技術(shù)水平最高，最有發(fā)展前途。(3) 變頻調(diào)速電機 主要用于

34、風(fēng)機、水泵、壓縮機等負載變化較大場合和精密機械等需要過程控制</p><p>　　高效電機 以Y系列交流異步電動機替代JO2型電機基本不受機型限制，因此，所有應(yīng)用交流異步電動機的場合都可以用Y系列電機取代JO2系列電機。Yx系列電機的市場潛力受到其容量的制約。原則上，90kW以下的交流異步電動機可以由Yx系列的高效電機取代。90kW以下的交流異步電動機裝機容量約占交流異步電動機總量的30%左右。</p>

35、;<p>　　3 三相單鼠籠異步電動機電磁計算</p><p>　　3.1 額定數(shù)據(jù)及主要尺寸</p><p>　　3.1.1參數(shù)的選擇</p><p>　　通過給出的已知參數(shù)、查找資料和對任務(wù)書的要求選定了以下的參數(shù)來作為我的三相單鼠籠異步電動機設(shè)計。</p><p>　　1） 額定功率PN =55KW</p>

36、<p>　　2）額定電壓（△接）</p><p>　　3）功電流IKW ===A=48A</p><p><b>　　4）效率</b></p><p>　　按照技術(shù)條件規(guī)定取=92％</p><p>　　5） 功率因數(shù)cos</p><p>　　按照技術(shù)條件規(guī)定取cos=0.87<

37、;/p><p><b>　　6）極對數(shù)p=3</b></p><p><b>　　7）定轉(zhuǎn)子糟數(shù)</b></p><p>　　每極每相糟數(shù)取整數(shù).參考類似規(guī)格電機取q1=2,則Z1=2m1pq1= =72.選Z2=58,并采用轉(zhuǎn)子斜槽。</p><p>　　8）定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) <

38、;/p><p>　　ZP1= = =12;</p><p>　　ZP2= = = 9.7</p><p>　　3.1.2電機的主要尺寸</p><p>　　設(shè)計一臺電機時,必須確定許多尺寸,但其中起主要與決定作用的是電機的主要尺寸。主要尺寸確定后，其它尺寸也就可以大體確定。電機的工作特性和運行可靠性也都和主要尺寸以及它們的比值有密切關(guān)系。所以確定

39、主要尺寸是電機設(shè)計的第一步。</p><p>　　1）由經(jīng)驗公式可得滿載電動勢=0.0108㏑－0.013P＋0.931=0.0108㏑11－0.013×2＋0.931=0.931</p><p>　　2）功率==0.931×=W</p><p>　　表3.1中小型電動機氣隙磁密 （單位：T）</p><p>　　初選

40、=0.68，=1.10，=0.96，取=32500，由表3.1取=0.7T，假設(shè)=980，于是由</p><p>　　3）V=××=()×()×()=0.0243</p><p>　　表3.2三相電動機主要尺寸比λ 值的范圍 （鐵心長度/極距的比值）</p><p>　　又表3.2取λ=2，代入式</p>&l

41、t;p>　　4）== =0.0897m</p><p>　　表3.3三相電動機Di1/D1值 （定子內(nèi)徑/定子外徑的比值）</p><p>　　再又表3.3,按定子內(nèi)外徑比求出定子沖片外徑</p><p>　　5）===0.13m</p><p>　　據(jù)標準直徑最后確定=0.13m。于是==</p><p>

42、<b>　　鐵心的有效長度</b></p><p>　　6）==m=0.26m</p><p>　　取鐵心長=0.26 m。(按生產(chǎn)要求，鐵心長通常采用5mm進位)</p><p><b>　　7）氣隙的確定</b></p><p>　　電機的定子內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子的外徑之間存在著一定的間隙，我們稱之為氣隙

43、。</p><p>　　=0.3（0.4+）×=0.3（0.4+）×≈0.65×m</p><p>　　于是鐵心有效長度 =+2=0.26+2×0.0005=0.0.261m</p><p>　　轉(zhuǎn)子外徑=－2=0.443m</p><p>　　轉(zhuǎn)子內(nèi)徑先按轉(zhuǎn)軸直徑?jīng)Q定（以后再校驗轉(zhuǎn)子軛部磁密）：=0

44、.327m。</p><p>　　8）極距===0.0471m</p><p>　　9）定子齒距===0.0039m</p><p>　　轉(zhuǎn)子齒距===0.024m</p><p>　　10）節(jié)距1至11, 一般取11</p><p>　　11）為了削弱齒皆波磁場的影響，轉(zhuǎn)子采用斜槽，一般斜一個定子齒距，于是轉(zhuǎn)子斜槽寬

45、=0.0145m。</p><p>　　3.1.3定子繞組的計算</p><p>　　1） 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)</p><p><b>　　===510</b></p><p>　　取并聯(lián)支路=1，可得每槽導(dǎo)體數(shù)</p><p><b>　　===21.25</b></p&

46、gt;<p>　　取=21，于是每線圈匝數(shù)為21。</p><p>　　2）每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)===504</p><p>　　每相串聯(lián)匝數(shù)===252</p><p><b>　　3）繞組線規(guī)設(shè)計</b></p><p>　　初選定子電密=5.0，計算導(dǎo)線并繞根數(shù)和每根導(dǎo)體截面積的乘積。</p>

47、<p><b>　　===2.61</b></p><p>　　其中定子電流初步估算值</p><p><b>　　===59A</b></p><p>　　選用截面積相近的銅線：高強度漆包線，并繞根數(shù)=2，線徑=1.3mm，絕緣后直徑d=1.38mm，截面積=1.327，=2.654。</p>

48、<p>　　3.1.4定子槽型的計算</p><p>　　1) 因定子繞組圓導(dǎo)線散嵌，故采用梨型槽，齒簿平行，初步取=1.4T，估計定子齒寬</p><p>　　===0.00206</p><p>　　2）初步取=1.25T，估計定子軛部計算高度</p><p>　　圖3.1 定子槽形尺寸</p><p>

49、;　　3）按齒寬和定子軛部計算高度的估算值作出定子槽型如圖3.1，槽口尺寸參考類似產(chǎn)品決定，取=3.8，=0.8。齒寬計算如下：</p><p>　　齒部基本平行，齒寬0.00745（平均值） </p><p><b>　　4） 槽面積</b></p><p>　　槽絕緣采用DMDM復(fù)合絕緣，槽楔為壓層板，槽絕緣占面積<

50、/p><p>　　5） 槽有效面積 </p><p>　　6） 槽滿率 （符合要求）</p><p><b>　　7） 繞組系數(shù)</b></p><p><b>　　其中 ===</b></p><p>　　8） 每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)</p&g

51、t;<p>　　3.1.5轉(zhuǎn)子繞組的計算</p><p>　　1）設(shè)計轉(zhuǎn)子槽形與轉(zhuǎn)子繞組</p><p><b>　　轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流： </b></p><p>　　2）初步取轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電密，于是導(dǎo)條截面積</p><p>　　3）初步取 估算轉(zhuǎn)子齒寬</p><p>　　4）初步取 ，

52、估算轉(zhuǎn)子軛部計算高度</p><p><b>　　Hj2=0.148</b></p><p>　　圖3.2轉(zhuǎn)子槽形尺寸</p><p>　　為獲得較好的起動性能，采用平行槽，作槽形圖3.2所示，取槽口尺寸</p><p>　　5） 齒壁不平行的槽形的齒寬計算如下：</p><p>　　6） 導(dǎo)條截

53、面積（轉(zhuǎn)子糟面積）</p><p>　　7）估計端環(huán)電流 </p><p>　　8）端環(huán)所需面積 </p><p><b>　　其中 端環(huán)電密。</b></p><p><b>　　3.2 磁路計算</b></p><p>　　當繞組中通過電流，在電機

54、的有效部分、端部及部分零件中就激發(fā)了磁場。為了簡化物理圖象及電磁計算，把電機中的磁場部分為主磁場及漏磁場。磁路計算的目的在于確定產(chǎn)生主磁場所必須的磁化力，并進而計算勵磁電流以及電機的空載特性。</p><p><b>　　1）計算滿載電勢</b></p><p><b>　　初設(shè)，得 </b></p><p><b&

55、gt;　　2）計算每極磁通</b></p><p>　　圖3.3 電機的及曲線</p><p>　　3） 初設(shè)，由圖3.3查得，所以有</p><p>　　為計算磁路各部分磁密，需先計算磁路中各部分的導(dǎo)磁截面：</p><p>　　4） 每極下齒部截面積</p><p>　　5） 定子軛部計算高度由式&l

56、t;/p><p>　　6） 轉(zhuǎn)子軛部計算高度由式</p><p>　　7） 軛部導(dǎo)磁截面積</p><p>　　8） 一極下空氣隙截面積</p><p>　　9） 磁路計算所選的是通過磁極中心線的閉合回路，該回路的氣隙磁密是最大值。由圖3.3先找出計算極弧系數(shù)=0.84，由此求得波幅系數(shù)</p><p>　　10） 氣隙磁

57、密的計算</p><p>　　11） 對應(yīng)與氣隙磁密最大值的定子齒部磁密</p><p>　　12） 轉(zhuǎn)子齒部磁密</p><p>　　13） D23磁化曲線中找出對應(yīng)上述磁密的磁場強度</p><p>　　14） 有效氣隙長度</p><p>　　15） 氣隙系數(shù)的計算</p><p>　　1

58、6） 齒部磁路計算長度</p><p>　　17） 計算軛部磁路長度</p><p>　　18） 計算氣隙磁壓降</p><p><b>　　19） 齒部磁壓降</b></p><p>　　20） 飽和系數(shù)計算</p><p>　　與初值相比=1.20相比較，誤差%太大。</p>&

59、lt;p>　　21） 定子軛部磁密 </p><p>　　22） 轉(zhuǎn)子軛部磁密 </p><p>　　23） D23磁化曲線找出對應(yīng)上述磁密的磁場強度：； </p><p>　　24） 計算軛部磁壓降，其中軛部磁位降矯正系數(shù)</p><p><b>　　; ,于是</b></p><p&

60、gt;<b>　　,于是</b></p><p><b>　　25） 每極磁勢</b></p><p>　　26） 滿載磁化電流</p><p>　　27） 磁化電流標幺值</p><p>　　28） 磁力電抗計算</p><p>　　工廠設(shè)計計算時，往往采用近似值的計算方法

61、 :</p><p>　　可見誤差不太大, 但卻簡單得多。</p><p><b>　　3.3 參數(shù)計算</b></p><p>　　電阻、電抗是電機的重要參數(shù)。電阻的大小不僅影響電機的經(jīng)濟性，并且與電機的運行性能亦有極密切的關(guān)系。繞組電抗的大小亦對所設(shè)計的經(jīng)濟性及運行性能有很大的影響。因此正確選定及計算這些參數(shù)是極其重要的。</p>

62、;<p>　　3.3.1線圈長度計算</p><p>　　1) 線圈平均半匝長</p><p><b>　　定子線圈截距</b></p><p><b>　　,</b></p><p>　　其中節(jié)距比是平均值。</p><p><b>　　直線部分長度

63、</b></p><p>　　其中 是線圈直線部分伸出鐵心的長度，取10~30mm, 機座大、極數(shù)少者取較大值.</p><p><b>　　平均半匝長 </b></p><p>　　式中是經(jīng)驗系數(shù)，2極取1.16,4、6極取1.2,8及取1.25。</p><p><b>　　2) 端部平均長

64、</b></p><p>　　圖3.4 線圈尺寸</p><p>　　3.3.2電機定子繞組漏抗計算</p><p>　　1)電機定子繞組的漏抗為</p><p>　　阻抗除以基值,便可得定子漏抗標幺值</p><p>　　式中，為漏抗系數(shù)，等于</p><p>　　2) 定子糟

65、比漏磁導(dǎo)。因為是單層繞組，整踞，節(jié)距漏抗系數(shù)</p><p><b>　　其中 </b></p><p><b>　　，因，</b></p><p>　　3) 只在鐵心部分有槽漏抗，因而計算槽漏抗時要乘上：</p><p>　　4) 考慮到飽和的影響，定子諧波漏抗計算：</p>&l

66、t;p><b>　　=</b></p><p>　　其中, ,得 ,。</p><p>　　5) 單層交叉式繞組的端部漏抗與分組的單層同心式繞組的相近，得</p><p>　　6) 定子漏抗標幺值</p><p>　　7)定子繞組直流電阻的計算</p><p>　　8) 定子繞組相電阻標幺

67、值</p><p>　　3.3.3電機轉(zhuǎn)子繞組漏抗的計算</p><p>　　1) 轉(zhuǎn)子漏抗標幺值的計算與定子漏抗標幺值的計算相似，但要將轉(zhuǎn)子漏抗折算到定子邊。將轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù),帶入式，乘以阻抗折算系數(shù)和除以阻抗基值，便有</p><p>　　2) 轉(zhuǎn)子糟比漏磁導(dǎo)的計算</p><p><b>　　其中 </b></p

68、><p><b>　　，由，</b></p><p>　　3) 轉(zhuǎn)子槽漏抗標幺值</p><p>　　4) 考慮飽和影響的諧波比漏磁導(dǎo),于是轉(zhuǎn)子諧波漏抗標幺值</p><p><b>　　其中 查得</b></p><p>　　5) 轉(zhuǎn)子繞組端部比漏磁導(dǎo)的計算，于是轉(zhuǎn)子繞組端部漏

69、抗標幺值</p><p>　　6) 轉(zhuǎn)子斜糟漏抗的計算</p><p>　　7) 轉(zhuǎn)子漏抗標幺值</p><p>　　8) 定轉(zhuǎn)子漏抗標幺值之和</p><p>　　其中 為B級絕緣平均工作溫度75°C時銅的電阻率。</p><p>　　3.3.4有效材料的計算</p><p>　

70、　1) 單鼠籠異步電動機的有效材料是指定子繞組導(dǎo)電材料和定轉(zhuǎn)子鐵心導(dǎo)磁材料，電機的成本主要由有效材料的用量決定。定子銅的重量。</p><p>　　其中, 是考慮導(dǎo)線絕緣和引線重量的系數(shù)，漆包圓銅線；是銅的密度。</p><p>　　2) 硅鋼片重量 </p><p>　　其中 是沖剪余量； ，是硅鋼片密度。</p><p>　　3) 轉(zhuǎn)

71、子電阻的折算值</p><p>　　其中 是考慮鑄鋁轉(zhuǎn)子因疊片不整齊，造成槽面積減小，導(dǎo)條電阻增加，通常取。</p><p>　　其中 ·是B級絕緣平均工作溫度75℃時鋁的電阻率。</p><p>　　4) 定子電流有功分量標幺值的計算</p><p>　　5) 轉(zhuǎn)子電流無功分量標幺值的計算 </p><p&

72、gt;<b>　　其中系數(shù)</b></p><p>　　6) 定子電流無功分量標幺值的計算</p><p>　　7) 滿載電勢標幺值的計算</p><p><b>　　3.3.5空載特性</b></p><p>　　1) 計算空載電勢標幺值</p><p>　　2) 假定飽和

73、系數(shù)不變，波幅系數(shù)不變，于是空載時定子齒部磁密及磁場強度</p><p><b>　??；</b></p><p>　　3) 空載時轉(zhuǎn)子齒部磁密及磁場強度</p><p><b>　　; </b></p><p>　　4) 空載時定子軛部磁密及磁場強度</p><p><

74、b>　　；</b></p><p>　　5) 空載時轉(zhuǎn)子軛部磁密及磁場強度</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　6) 空載氣隙磁密</b></p><p>　　7) 空載時定子齒部磁壓降</p><p>　　8) 空載時轉(zhuǎn)子齒

75、部磁壓降 </p><p>　　9) 空載時定子軛部磁壓降 此時</p><p>　　10) 空載時轉(zhuǎn)子軛部磁壓降 此時</p><p>　　11) 空載時氣隙磁壓降</p><p>　　12) 空載時每級磁勢</p><p>　　13) 空載磁化電流</p><p>　　單鼠籠

76、異步電機的空載電流可認為近似等于空載磁化電流。</p><p>　　單鼠籠異步電動機從空載到額定負載，感應(yīng)電勢變化不大，不必計算整條空載特性曲線，只要計算額定負載和空載兩種狀態(tài)下的磁化電流就可以了。</p><p>　　3.4 工作性能計算</p><p>　　在主要尺寸、氣隙以及定轉(zhuǎn)子繞組和鐵心設(shè)計好以后，就要進行工作性能的計算和起動性能的計算，以便與設(shè)計任務(wù)書或

77、技術(shù)條件中規(guī)定的性能指標相比較，好對設(shè)計進行必要的調(diào)整。</p><p>　　3.4.1電負荷計算</p><p>　　1) 定子電流標幺值</p><p><b>　　2) 定子電流密度</b></p><p><b>　　3) 定子線負荷 </b></p><p>　　4

78、) 轉(zhuǎn)子電流標幺值</p><p>　　5) 導(dǎo)條電流實際值 </p><p>　　6) 端環(huán)電流實際值</p><p><b>　　7) 轉(zhuǎn)子電流密度</b></p><p>　　導(dǎo)條電密 </p><p>　　端環(huán)電密 </p><p>　　3.4.

79、2電機損耗計算</p><p>　　電機運行時所產(chǎn)生的損耗大小直接影響電機的工作效率。效率是電機的一個重要指標，損耗的大小將會影響到電機本身的價值和帶給人們的經(jīng)濟效益。所以在設(shè)計一臺電機時要考慮如何能把這個損耗降到最底，電機的損耗大小與所選擇的電磁負荷有很大的關(guān)系，為了降低損耗，就得選取較底的嗲次負荷以及電流密度等。</p><p>　　1) 定子銅損耗的標幺值</p>&l

80、t;p>　　2) 轉(zhuǎn)子鋁損耗的標幺值</p><p>　　3) 負載時的附加損耗按規(guī)定3極時取</p><p>　　4) 機械損耗可參考同類型相近規(guī)格電機由空載實驗分析計算得出的數(shù)據(jù)。如無數(shù)據(jù)參考，則可按以下計算</p><p><b>　　5) 鐵損耗</b></p><p>　　先計算基本鐵耗，再乘以以經(jīng)驗系數(shù)

81、就得到全部鐵損耗。</p><p>　　式中 按經(jīng)驗值取為2；</p><p><b>　　6) 軛部重量</b></p><p>　　是軛部鐵損耗系數(shù)，根據(jù) 得。</p><p>　　7) 定子齒部鐵耗的計算</p><p>　　式中,對于半閉口糟按經(jīng)驗值取為2.5</p>&

82、lt;p><b>　　8) 齒部重量</b></p><p>　　是齒部鐵損耗系數(shù),根據(jù)得</p><p><b>　　9) 全部鐵損耗 </b></p><p>　　10) 計算總損耗標幺值</p><p>　　3.4.3主要性能計算確定</p><p>　　1) 輸

83、入功率標幺值</p><p><b>　　2) 則 ﹪</b></p><p><b>　　誤差=﹪>0.5﹪</b></p><p>　　效率的假設(shè)值太底,再次假設(shè),取﹪,</p><p><b>　　3) 功率因數(shù)</b></p><p>

84、　　4) 額定轉(zhuǎn)差率的計算</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　5) 額定轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　6) 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)的計算</p><p>　　3.5 起動性能計算</p><p>　　三相單鼠籠異步電動機的起動性能主要是

85、指起動轉(zhuǎn)矩和起動電流對相應(yīng)額定值的倍數(shù)。單鼠籠異步電動機的起動特性則由電機的參數(shù)決定。三相單鼠籠異步電動機起動時有兩個顯著特點：一是起動電流很大，這使定轉(zhuǎn)子的磁漏路高度飽和；二是轉(zhuǎn)子電流頻率等于電源頻率，比正常運行時高很多；使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流產(chǎn)生集膚現(xiàn)象。</p><p>　　3.5.1起動時定子參數(shù)</p><p><b>　　1) 假設(shè)啟動電流</b></p

86、><p>　　2) 起動時產(chǎn)生磁漏的定轉(zhuǎn)子糟磁勢平均值的計算</p><p>　　表3.4Kz與cos的關(guān)系</p><p>　　3) 起動時漏抗飽和系數(shù)由表3.4查得</p><p><b>　??； </b></p><p>　　4) 漏磁路飽和引起的定子齒頂寬度的減小</p>

87、;<p>　　5) 漏磁路飽和引起的轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減小</p><p>　　6) 起動時轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的計算</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　7) 起動時的定子槽陋抗</p><p>　　8) 起動時的定子諧波陋抗</p><p>　　9) 起

88、動時的定子漏抗</p><p>　　3.5.2起動時轉(zhuǎn)子參數(shù)</p><p>　　1) 考慮集膚效應(yīng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對高度</p><p>　　其中 是導(dǎo)條高度。</p><p>　　注：集膚效應(yīng)現(xiàn)象是在電機槽中如放置由整塊導(dǎo)體組成的線棒，當導(dǎo)體中通以交流時，由于導(dǎo)體沿槽高上截面各部分的漏磁通匝鏈數(shù)不相同，因此感應(yīng)電勢也不一樣。由此在導(dǎo)體內(nèi)部

89、形成渦流，使得電流在導(dǎo)體截面上的分布不均勻，導(dǎo)體中的電流密度有槽底逐漸向槽口增加，使導(dǎo)體中的電流趨勢向表面。</p><p>　　2) 集膚效應(yīng)引起的電阻增加系數(shù)和漏抗減小系數(shù)</p><p><b>　　; </b></p><p>　　3) 起動時轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的減小</p><p>　　4) 起動時轉(zhuǎn)子槽比漏

90、磁導(dǎo)</p><p>　　5) 起動時轉(zhuǎn)子槽漏抗</p><p>　　6) 起動時轉(zhuǎn)子諧波漏抗</p><p>　　7) 起動時轉(zhuǎn)子斜槽漏抗</p><p>　　8) 起動時轉(zhuǎn)子漏抗</p><p><b>　　9) 起動時總漏抗</b></p><p>　　10) 起動時

91、轉(zhuǎn)子電阻</p><p>　　3.5.3起動參數(shù)的確定</p><p><b>　　1) 起動時總電阻</b></p><p><b>　　2) 起動時總阻抗</b></p><p><b>　　3) 起動電流</b></p><p><b>

92、　　4) 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)</b></p><p>　　所設(shè)計的三相單鼠籠異步電動機通過以上的各個指標計算。達到了對任務(wù)書上所要求的規(guī)定。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　我設(shè)計的是三相單鼠籠異步電動機.通過這次畢業(yè)設(shè)計，我加深了對電動機知識的理解，基本上掌握了進行一次設(shè)計所要經(jīng)歷的步驟，像電機參數(shù)及主

93、要尺寸的計算，我與其他同學(xué)一起進行課題分析、查資料，進行設(shè)計，整理說明書到最后完成整個設(shè)計。作為大學(xué)階段一次重要的學(xué)習(xí)經(jīng)歷我感覺自己受益非淺，同時深深的感覺的自己的學(xué)習(xí)能力在不斷提高，時間雖然匆匆的過去了，在指導(dǎo)老師多次的指導(dǎo)和耐心的講解,讓我不斷對電機知識的理解。</p><p>　　這次設(shè)計使我對電動機有了新的認識，對三相單鼠籠異步電動機的設(shè)計由一無所知到現(xiàn)在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用，對潘老師的

94、關(guān)心，指導(dǎo)大家有感于心，事實上這次設(shè)計對我們的鍛煉是多方面的，除了對設(shè)計過程熟悉外，我們還進一步提高了電機電磁場數(shù)值的計算以及一些必要常用知識的使用等多方面的能力。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1]閻國華主編．三相異步電動機經(jīng)濟運行速查表 [D]．機械工業(yè)出版社，2000：35—37．</p><p&g

95、t;　　[2]陳世坤主編．電機設(shè)計[D]．機械工業(yè)出版社，1982：263—280．</p><p>　　[3].姜孝定主編．三相異步電動機繞組圖冊[D]機械工業(yè)出版社，2002：67—69．</p><p>　　[4]秦和主編． “關(guān)于單鼠籠異步電動機計算程序的若干說明和討論”, 中小型電機技術(shù)情報[D]．1977第二期：38—56．</p><p>　　[5]合

96、肥機廠． “關(guān)于單鼠籠異步電動機附加損耗與轉(zhuǎn)矩曲線的計算”，中小型電機技術(shù)情報[D]，合肥，2003：47—80．</p><p>　　[6]陳福秀主譯．電極設(shè)計與計算龍門聯(lián)合書局出版[J]，2004：157—184．</p><p>　　[7]叢明、郭鎮(zhèn)明主編．電機學(xué)[D]哈爾濱工程大學(xué)出版社，2005：175—190．</p><p>　　[8]第一機械工業(yè)部上

97、海電器科學(xué)研究所主編．中小型三相異步電動機電磁計算程序[D]，上海，2003：258—263．</p><p>　　[9]中小微型電機維修手冊上海市電子電器技術(shù)協(xié)會[D]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2004：78—80．</p><p>　　[10]胡之光．電機電磁場分析與計算 [D]．機械工業(yè)出版社，2001：125—135．</p><p><b>　　致