2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)</p><p>  學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): </p><p>  學(xué) 院: </p><p>  專 業(yè): 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>

2、  題 目: YX160-2(IP44)高效節(jié)能型 </p><p>  三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì) </p><p>  指導(dǎo)教師: </p><p>  評(píng)閱教師: </p><p><b>  2006年

3、6月</b></p><p><b>  目 錄</b></p><p>  1 引言……………………………………………………………………………………………1</p><p>  1.1 電機(jī)發(fā)展………………………………………………………………………………………1</p><p>  1.2 高效

4、節(jié)能電機(jī)…………………………………………………………………………………2</p><p>  2 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過程…………………………………………………………………………5</p><p>  2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………………………………………5</p><p>  2.2 設(shè)計(jì)過程………………………………………………………

5、………………………………5</p><p>  3 手算電磁計(jì)算程序……………………………………………………………………………8</p><p>  3.1 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸………………………………………………………………………8</p><p>  3.2 磁路計(jì)算……………………………………………………………………………………13</p>

6、<p>  3.3 參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………………………………16</p><p>  3.4 工作性能計(jì)算…………………………………………………………………………………20</p><p>  3.5 起動(dòng)性能計(jì)算………………………………………………………………………………25</p><p>  4 計(jì)算機(jī)輔助

7、設(shè)計(jì)說明…………………………………………………………………………28</p><p>  4.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展…………………………………………………………………… 28</p><p>  4.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用……………………………………………………29</p><p>  4.3 設(shè)計(jì)一般過程…………………………………………………

8、………………………………29</p><p>  4.4 C語言簡(jiǎn)介……………………………………………………………………………………30</p><p>  4.5 符號(hào)對(duì)照表……………………………………………………………………………………32</p><p>  4.6 程序流程圖……………………………………………………………………………………37</

9、p><p>  5 方案比較及選優(yōu)………………………………………………………………………………40</p><p>  5.1 方案一…………………………………………………………………………………………40</p><p>  5.2 方案二…………………………………………………………………………………………41</p><p>  5.

10、3 方案三…………………………………………………………………………………………42</p><p>  5.4 方案四…………………………………………………………………………………………43</p><p>  結(jié)論 ………………………………………………………………………………………………44</p><p>  致謝 ………………………………………………………

11、………………………………………45</p><p>  參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………46</p><p><b>  圖1 定子沖片圖</b></p><p><b>  圖2 轉(zhuǎn)子沖片圖</b></p><p><b>  圖3 繞組

12、展開圖</b></p><p><b> ?。薄∫?lt;/b></p><p>  眾所周知,電機(jī)行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)電制造行業(yè),其發(fā)展已經(jīng)有二百多年的歷史,對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著相當(dāng)重要的作用。電的產(chǎn)生、傳輸、使用都離不開電機(jī),尤其是現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展、人們生活水平的改善、自動(dòng)化技術(shù)的提高及機(jī)器人等都需要大量的電機(jī)。</p><p> 

13、 1.1 電機(jī)的發(fā)展</p><p>  縱觀世界電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展歷程,它始終跟隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,在相互競(jìng)爭(zhēng)、相互促進(jìn)中完善著自身,發(fā)生著變革。電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展過程大約可以劃分為四個(gè)發(fā)展階段。從19世紀(jì)30年代到80年代為直流電機(jī)時(shí)代,19世紀(jì)末葉,出現(xiàn)了交流電,隨之交流電動(dòng)傳動(dòng)在工業(yè)中逐步得到了廣泛應(yīng)用,20世紀(jì)50年代以后,隨著電力電子學(xué)理論、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,使電機(jī)產(chǎn)品進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期,先進(jìn)的

14、制造技術(shù)使傳統(tǒng)的電機(jī)產(chǎn)業(yè)煥發(fā)出了勃勃生機(jī),交流電機(jī)代替直流電機(jī)也成為了必然的趨勢(shì)。近十年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,國(guó)外中小型異步電機(jī)的發(fā)展方向大致可歸納為八個(gè)字:“高效、低噪、調(diào)速、智能”。由于人類社會(huì)必須直面能源危機(jī)和解決環(huán)境污染問題,開發(fā)并使用高效率電機(jī)已逐漸成為全球的共識(shí)。</p><p>  目前,我國(guó)中小型電機(jī)約有300個(gè)系列,1500個(gè)品種,產(chǎn)品量大面廣,應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、公共設(shè)施、家用電器等各個(gè)

15、領(lǐng)域,廣泛用于驅(qū)動(dòng)各種風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)械、城市交通及工礦電動(dòng)車輛、建筑機(jī)械、冶金、有色金屬、紡織、印刷、造紙、石油化工、橡膠、食品等工業(yè)設(shè)備和農(nóng)業(yè)機(jī)械。</p><p>  電動(dòng)機(jī)作為最重要的動(dòng)力設(shè)備之一,將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。以電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力源,其耗用的電能占全國(guó)總發(fā)電量的60% 以上。當(dāng)今的電動(dòng)機(jī)一般都是按照最大負(fù)載下能正常工作為條件來選擇的,但在實(shí)際使用中,電機(jī)卻經(jīng)常是在中載、輕載,甚

16、至在空載狀態(tài)下運(yùn)行。因此,電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率低,效率不高,電能浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。出于能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的考慮,當(dāng)前世界上包括我國(guó)在內(nèi)的不少國(guó)家對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能都給予了高度重視,均把電動(dòng)機(jī)節(jié)能的重點(diǎn)放在0.75kW 以上的電動(dòng)機(jī)上。因此,今后電機(jī)行業(yè)發(fā)展方向之一將為高效、節(jié)能型電機(jī)。</p><p>  1.2 高效節(jié)能電機(jī)</p><p>  高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)是指在運(yùn)行中將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)力時(shí)具

17、有較高的轉(zhuǎn)換效率或較小的轉(zhuǎn)換損耗而節(jié)約電能的電動(dòng)機(jī)。從字面上解釋,就是效率值高的電機(jī),即有效輸出功率比輸入功率的百分值高的電機(jī)。</p><p>  1.2.1 我國(guó)發(fā)展高效節(jié)能電機(jī)的意義</p><p>  我國(guó)正處在深化經(jīng)濟(jì)體制改革和國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期,企業(yè)面臨宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控、能源與環(huán)保政策的規(guī)范。檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出臺(tái)的法規(guī)明確了節(jié)電產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)通過政府制定的節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)產(chǎn)品。

18、同時(shí),政府對(duì)節(jié)能產(chǎn)業(yè)實(shí)施政策引導(dǎo),強(qiáng)化執(zhí)法管理力度,為企業(yè)建立良好的市場(chǎng)環(huán)境。隨著政府對(duì)節(jié)能產(chǎn)業(yè)的扶持,節(jié)能觀念的深入普及,打造健康有序的節(jié)電產(chǎn)業(yè)只是時(shí)間問題。</p><p>  目前,電機(jī)行業(yè)已形成比較完整的產(chǎn)業(yè)體系,中小型電機(jī)產(chǎn)品的品種、規(guī)格、性能和產(chǎn)量基本上滿足市場(chǎng)需要。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下,當(dāng)今世界已進(jìn)入相互競(jìng)爭(zhēng)、相互依存的時(shí)代,如何增強(qiáng)我國(guó)企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,推動(dòng)節(jié)能型企業(yè)建立,加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能管理和技術(shù)改

19、造,引導(dǎo)節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,不斷提高節(jié)能意識(shí),資源意識(shí)和環(huán)境意識(shí),充分發(fā)揮我國(guó)企業(yè)的優(yōu)勢(shì),持續(xù)、快速、協(xié)調(diào)、健康地發(fā)展,已為形勢(shì)所迫,成為企業(yè)必須要面對(duì)的問題。我國(guó)GDP占全球3.8%,但能源消耗卻占到了全球的11%,這表明我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行仍是高投入、高消耗、高排放、不協(xié)調(diào)、低效益、難循環(huán)的粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,尚未轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯度搿⒏弋a(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)的集約型和節(jié)約型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式。近年來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展受到能源瓶頸制約,日益加劇,200

20、2年下半年開始全國(guó)有11個(gè)省市缺電,2004年缺電擴(kuò)大到24個(gè)省市,各地相繼出現(xiàn)不同程度的電荒、煤荒、油荒。且我國(guó)電動(dòng)機(jī)每年所耗電能相當(dāng)于兩億多噸原煤的能量,若電動(dòng)機(jī)效率提高1%,則我國(guó)每年可節(jié)約的原煤量約為200多萬噸。這也告誡企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)、工業(yè)技術(shù)、設(shè)備效率等方面仍有較大空間,應(yīng)深挖節(jié)能潛力。</p><p>  鑒于我國(guó)電力緊張,應(yīng)大力推廣節(jié)能電機(jī)。目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量大,使用面廣,在當(dāng)前能源和環(huán)境問題極

21、為嚴(yán)峻的形勢(shì)下,我們有必要開發(fā)節(jié)能電機(jī)或高效率電機(jī),以使電動(dòng)機(jī)本身消耗的電能進(jìn)一步下降,從而減少我國(guó)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的用電量。</p><p>  1.2.2 高效節(jié)能電機(jī)的特點(diǎn)</p><p>  YX系列高效率電機(jī)是在Y系列電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上略作改動(dòng),如沖片槽形、鐵心長(zhǎng)度、繞組型式等方面進(jìn)行調(diào)整,使電機(jī)具有高效率特性而產(chǎn)生的電氣派生系列。在年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),負(fù)載率較高的場(chǎng)合,采用YX系列高效

22、率電動(dòng)機(jī)可較大幅度的節(jié)約電能。</p><p>  與標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)相比,使用高效率電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是:</p><p>  a) 效率高,節(jié)能效果好。YX系列電機(jī)與Y系列電機(jī)相應(yīng)規(guī)格相比,效率平均提高3%,功率因數(shù)平均提高約0.004,總損耗平均下降28.8%,其中各項(xiàng)損耗下降的百分比為:繞組損耗約20%,鐵耗約10%,雜散損耗約30%,風(fēng)靡損耗約40% 。</p><p>

23、;  b) 運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)的設(shè)備或裝置,節(jié)能效果越明顯,產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性提高。YX系列電機(jī)在負(fù)載率50%~100%范圍內(nèi),具有比較平坦的效率特性,且在75%負(fù)載率時(shí)的效率最高。最高效率與額定負(fù)載時(shí)的效率相比,約提高0.2%~0.7%,全系列平均提高0.4%,這有助于提高電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的節(jié)能效果。</p><p>  c) 因?yàn)椴扇×私档蛽p耗的設(shè)計(jì),溫升小,進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,提高設(shè)備的可靠性。</p>

24、;<p>  d) 大大減少對(duì)環(huán)境的污染。</p><p>  例如一臺(tái)全封閉自扇冷式電機(jī),規(guī)格為:2.2kW ,4 極,200V ,50Hz,負(fù)載率100%。若1年運(yùn)行5000小時(shí),則大約可以節(jié)電400kWh 。</p><p>  高效率感應(yīng)電動(dòng)機(jī),因具有輸出效率高、功率范圍廣、價(jià)格低、堅(jiān)固性和維修性好的特點(diǎn),已在生產(chǎn)生活中被廣泛用作節(jié)能電動(dòng)機(jī)。</p>

25、<p>  1.2.3 效率的提高</p><p>  從電動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)造出發(fā),當(dāng)電動(dòng)機(jī)把從電源輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能時(shí),有一部分能量以熱能形式消耗在電機(jī)內(nèi)部。這種不能在電動(dòng)機(jī)軸上作為輸出功率所使用的能量叫做損耗。如果損耗大,電動(dòng)機(jī)的溫升就會(huì)提高,由此可見電動(dòng)機(jī)中的損耗,不僅會(huì)縮短絕緣壽命,還將消耗掉很多電能。為了提高效率,節(jié)省電力(節(jié)能) ,最好辦法是盡量降低電動(dòng)機(jī)的損耗。</p>&

26、lt;p>  電機(jī)的損耗主要包括以下四類:定轉(zhuǎn)子電氣損耗,基本鐵損耗,機(jī)械損耗,雜散損耗。提高電機(jī)的效率,主要就是如何降低以上各種損耗。</p><p>  定轉(zhuǎn)子電氣損耗包括定子繞組銅耗和轉(zhuǎn)子鋁耗。定子繞組銅損耗(W) 約占總損耗的40% ,主要為滿載時(shí)定子繞組在運(yùn)行溫度下的電阻損耗。定子銅耗在電動(dòng)機(jī)損耗中占有相當(dāng)大的比例。如何降低定子銅耗,對(duì)提高電動(dòng)機(jī)的效率非常關(guān)鍵。降低定子銅耗可采用以下措施:提高槽滿

27、率,縮短繞組端部長(zhǎng)度;減薄絕緣,提高槽利用率;降低電磁線的電阻率,可采用新材料。降低轉(zhuǎn)子鋁耗的措施:采用大截面積的轉(zhuǎn)子槽形和加大端環(huán)截面;提高鋁的純度,降低轉(zhuǎn)子電阻。</p><p>  鐵心損耗(W)占總損耗的20%,由交變主磁通在定子或轉(zhuǎn)子鐵心(分別計(jì)算)中產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗組成。降低鐵心損耗可采取如下措施:</p><p>  a) 采用低損耗的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片,采用較薄硅鋼片

28、,減少電機(jī)的渦流損耗;</p><p>  b) 調(diào)整槽形,選用合理的磁密,減少基波鐵損耗;</p><p>  c) 增加鐵心長(zhǎng),用較多的硅鋼片,減少磁密來降低損耗。</p><p>  機(jī)械損耗(W)約占總損耗的5%,包括風(fēng)扇及通風(fēng)系統(tǒng)的損耗,電機(jī)轉(zhuǎn)子表面即冷卻介質(zhì)的摩擦損耗、軸承摩擦損耗、密封圈摩擦損耗等。風(fēng)摩損耗的產(chǎn)生與電機(jī)轉(zhuǎn)速、通風(fēng)方式、風(fēng)扇形式、風(fēng)扇

29、外徑、轉(zhuǎn)子外徑、軸承類型、潤(rùn)滑特性、機(jī)械加工精度及裝配質(zhì)量等有關(guān)。降低機(jī)械損耗可選用與電機(jī)轉(zhuǎn)速相匹配的高效風(fēng)扇及合理風(fēng)路,選用優(yōu)質(zhì)低磨擦軸承、摩擦阻力小的潤(rùn)滑脂、密封圈。</p><p>  雜散損耗(W)約占總損耗的10%,是除上述四種損耗以外的全部損耗。雜散損耗包括由槽漏磁引起的導(dǎo)體中電流集膚效應(yīng)產(chǎn)生的損耗,定子諧波磁通在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)諧波電流產(chǎn)生的損耗,以及斜槽籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條間的橫向電流在導(dǎo)條與疊片鐵心之間構(gòu)

30、成回路產(chǎn)生的損耗。這些損耗與繞組形式、節(jié)距、槽形、槽數(shù)、槽配合、槽絕緣、氣隙長(zhǎng)度、繞組端部與端蓋距離、槽中導(dǎo)體高度、生產(chǎn)制造工藝的控制水平等因素有關(guān)。降低雜散損耗大致可采取如下措施:</p><p>  a) 定子槽采用多槽數(shù),節(jié)距采用5/6τ;</p><p>  b) 減小定子、轉(zhuǎn)子槽口寬度;</p><p>  c) 鐵心兩端采用非導(dǎo)磁材料;</p

31、><p>  d) 調(diào)整電磁設(shè)計(jì)方案,選用合理槽形、槽配合,采用"正弦"繞組以削弱合成磁場(chǎng)中的高次諧波,削弱附加損耗和附加轉(zhuǎn)矩;</p><p>  e) 適當(dāng)增大氣隙;</p><p>  f) 轉(zhuǎn)子采用少槽。</p><p>  2 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過程</p><p><b>  2

32、.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>  電機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)用戶提出的產(chǎn)品規(guī)格(如功率、電壓、頻率等)、技術(shù)要求(如效率、功率因數(shù)、起動(dòng)電流倍數(shù)、溫升限度等),結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面國(guó)家的方針政策和生產(chǎn)實(shí)際情況,運(yùn)用有關(guān)的理論和計(jì)算方法,正確處理設(shè)計(jì)時(shí)遇到的各種矛盾,從而設(shè)計(jì)出性能好、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、制造和使用維修方便的先進(jìn)產(chǎn)品。電機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過程,需要考慮的因素和確定的尺寸、數(shù)據(jù)很多

33、,因此設(shè)計(jì)人員必須全面地、綜合地看問題,并能因時(shí)因地制宜,針對(duì)具體情況采取不同的解決方法。</p><p>  本次設(shè)計(jì)電機(jī)的型號(hào)為YX160L-2(IP44)高效節(jié)能型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。</p><p>  額定數(shù)據(jù): 額定功率 =18.5kw 額定電壓=380V</p><p>  額定頻率=50Hz 定子相數(shù)m=3 接</p&

34、gt;<p>  技術(shù)要求: 效率≥92% 功率因數(shù)≥0.89</p><p>  最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)≥2.2 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)≥2.0 </p><p><b>  起動(dòng)電流倍數(shù)≤7</b></p><p><b>  2.2 設(shè)計(jì)過程</b></p><p&

35、gt;  2.2.1 準(zhǔn)備階段</p><p>  首先熟悉國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),收集并查看相近電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r、趨勢(shì)、技術(shù)資料,并閱讀一定量的外文專業(yè)資料,然后完成開題報(bào)告及外文翻譯。</p><p>  2.2.2 確定電機(jī)的主要尺寸</p><p>  電機(jī)主要尺寸的確定主要是參考國(guó)際上已制成的同類型電機(jī)的主要尺寸,并結(jié)合所設(shè)計(jì)電機(jī)的主要性能指標(biāo)來確定。&

36、lt;/p><p>  a) 定轉(zhuǎn)子沖片的設(shè)計(jì)</p><p>  定轉(zhuǎn)子沖片的內(nèi)、外徑尺寸參考國(guó)際上同類型電機(jī)的沖片尺寸確定。</p><p>  因?yàn)殡姍C(jī)為高效節(jié)能型電機(jī)且功率較小,所以定子采用梨形槽。梨形槽可以減少鐵心表面損耗和齒內(nèi)脈振損耗,使有效氣隙長(zhǎng)度減小,功率因數(shù)得到改善;且槽面積利用率較高,沖模壽命較長(zhǎng),槽絕緣的彎曲程度較小,不宜損傷。定子槽形尺寸在考慮

37、以下條件下進(jìn)行設(shè)計(jì):</p><p>  1) 槽滿率一般控制在75%~80%左右,機(jī)械化嵌線時(shí)槽滿率控制在75%以下。因?yàn)椴蹪M率太高,會(huì)使嵌線困難、嵌線工時(shí)增加,且嵌線時(shí)極易引起絕緣損傷。</p><p>  2) 齒部和軛部的磁密要適當(dāng)。定子齒部磁密多在1.40T~1.60T之間;因軛部磁路較長(zhǎng),體積較大,所以一般定子軛部磁密比定子齒部磁密略低,以保證合理的鐵心損耗和空載電流,一般

38、在1.1T~1.5T之間。</p><p>  3) 齒部有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,軛部有足夠的剛度。</p><p>  4) 還應(yīng)注意槽形尺寸特別是其深寬比對(duì)電機(jī)參數(shù)(主要為漏抗的參數(shù))的影響。</p><p>  綜上,定子槽口寬=2.5mm~4.0mm,為嵌線方便,應(yīng)比線徑大1.2mm~1.6mm;定子槽口高度=0.5mm~2.0mm。</p>&

39、lt;p>  由于所設(shè)計(jì)電機(jī)為功率較小的兩極電機(jī),因此轉(zhuǎn)子使用平行槽,這樣可以增加集膚效應(yīng),改善起動(dòng)性能。轉(zhuǎn)子槽形尺寸對(duì)電機(jī)的一系列性能參數(shù)(如起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子銅耗、功率因數(shù)、效率、溫升等)都有相當(dāng)大的影響,其中起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子槽形尺寸的關(guān)系最為密切。轉(zhuǎn)子槽形尺寸的確定和定子槽形尺寸的確定相類似。但轉(zhuǎn)子齒磁密一般在1.25T~1.6T之間。</p><p>  定、轉(zhuǎn)子槽

40、形尺寸還要在上述估算的基礎(chǔ)上通過CAD畫圖來最終確定。</p><p>  另外,為了減小附加損耗,定轉(zhuǎn)子槽數(shù)一般選擇少槽近槽配合,即定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)相近,而轉(zhuǎn)子槽數(shù)略小于定子槽數(shù)。同時(shí),定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)得選擇還要避免在起動(dòng)過程中產(chǎn)生較強(qiáng)的同步附加轉(zhuǎn)矩、異步附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)和噪聲。</p><p><b>  b) 端環(huán)的設(shè)計(jì)</b></p><p>

41、  端環(huán)的外徑通常比轉(zhuǎn)子外徑小3mm~8mm,以便鑄鋁模定位,端環(huán)內(nèi)徑一般略小于轉(zhuǎn)子槽底所在圓的直徑。</p><p><b>  c) 繞組的選擇</b></p><p>  由于所設(shè)計(jì)電機(jī)為高效率電機(jī),且功率為18.5kw,因此電機(jī)定子繞組采用正弦繞組。正弦繞組不僅可以減小電機(jī)的相帶諧波,改善氣隙磁勢(shì)曲線以接近正弦分布,而且提高了繞組的基波分布系數(shù),從而可減小電機(jī)

42、的雜散損耗約30%,且使銅耗下降,效率可提高5%左右。正弦繞組有Y-△串聯(lián)和Y-△并聯(lián)兩種形式,由于Y-△并聯(lián)繞組內(nèi)部回路多,會(huì)產(chǎn)生渦流損耗,為了降低損耗,提高效率,因此設(shè)計(jì)中采用Y-△串聯(lián)繞組。但Y-△繞組必須滿足以下三個(gè)條件時(shí)才能達(dá)到以上的效果:</p><p>  1) 繞組Y接部分的感應(yīng)電勢(shì)在時(shí)間上滯后于△接部分的感應(yīng)電勢(shì)電角度。</p><p>  2) 繞組Y接部分的相電流

43、在時(shí)間上滯后于△接部分的相電流電角度。</p><p>  3) 繞組兩部分產(chǎn)生的磁勢(shì)幅值相等,便可以完全消除或大大削弱5、7、17、19、等(=奇數(shù))次諧波磁勢(shì),改善氣隙磁場(chǎng)波形,使諧波引起的附加損耗下降。</p><p><b>  d) 風(fēng)扇的選擇</b></p><p>  風(fēng)扇的作用在于產(chǎn)生足夠的壓力,以驅(qū)送所需的氣體通過電機(jī),帶

44、走電機(jī)散發(fā)的熱量,使電機(jī)的溫度降低。因?yàn)楦咝щ姍C(jī)為了提高效率,各項(xiàng)損耗都減小了,這使得電機(jī)的溫升比普通電機(jī)要低,發(fā)熱量少,所以可以選擇軸流式風(fēng)扇,且軸流式風(fēng)扇具有效率高(可達(dá)0.8)的優(yōu)點(diǎn),可使風(fēng)扇功耗降低,電機(jī)的效率提高。</p><p>  2.2.3 手算核算電機(jī)的性能</p><p>  電機(jī)的性能指標(biāo)主要包括電機(jī)的效率、功率因數(shù)、起動(dòng)電流、起動(dòng)電流倍數(shù)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩倍

45、數(shù)等。電機(jī)性能的計(jì)算過程主要包括額定數(shù)據(jù)及主要尺寸的確定、磁路計(jì)算(定轉(zhuǎn)子齒部、軛部磁密、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁壓降,電機(jī)總磁壓降,電機(jī)滿載磁化電流等的計(jì)算)、參數(shù)計(jì)算(定轉(zhuǎn)子各部分漏抗,定轉(zhuǎn)子電阻,端環(huán)電阻,定子導(dǎo)線重量、硅鋼片重量的計(jì)算)、工作性能計(jì)算(定轉(zhuǎn)子電氣損耗,附加損耗,機(jī)械損耗,定子鐵耗,功率,功率因數(shù),最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)等的計(jì)算)和起動(dòng)性能計(jì)算(起動(dòng)時(shí)總電阻、總漏抗、總阻抗,起動(dòng)電流,起動(dòng)電流倍數(shù),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)的計(jì)算)五部分。通過手算電

46、機(jī)的性能,使我了解了電機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算過程,電機(jī)各個(gè)量、參數(shù)的意義、選擇計(jì)算方法,明白了影響電機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)的參數(shù),循環(huán)量的循環(huán)條件、過程和循環(huán)公式,為下一步電機(jī)性能計(jì)算程序的編寫、調(diào)試奠定了基礎(chǔ)。</p><p>  2.2.4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)</p><p>  根據(jù)電機(jī)性能的手算過程,編制計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序,并核算電機(jī)性能,得出四套合格方案,并從中選出最優(yōu)方案。該部分在下文第4部分中將

47、作詳細(xì)的說明。</p><p>  3 手算電磁計(jì)算程序</p><p>  3.1 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸</p><p>  1) 額定功率=18.5kW</p><p>  2) 額定電壓=380V(接)</p><p>  轉(zhuǎn)換為Y接相電壓==220V</p><p>  3) 功電流=

48、==28.158A</p><p><b>  4) 效率 </b></p><p>  按照任務(wù)書規(guī)定取=92%</p><p><b>  5) 功率因數(shù)</b></p><p>  按照任務(wù)書規(guī)定取=0.89</p><p><b>  6) 極對(duì)數(shù)=1&l

49、t;/b></p><p><b>  相數(shù)=3</b></p><p><b>  7) 定轉(zhuǎn)子槽數(shù)</b></p><p>  每極每相槽數(shù)取整數(shù),=6。</p><p>  則==2×3×1×6=36。再按文獻(xiàn)[1]表10-8取=28,并采用轉(zhuǎn)子斜槽。<

50、;/p><p>  8) 定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)</p><p>  定子每極槽數(shù)===18</p><p>  轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)===14</p><p>  9) 定轉(zhuǎn)子沖片尺寸</p><p>  定子外徑=260mm</p><p>  定子內(nèi)徑=150mm</p><p>  

51、氣隙長(zhǎng)度=0.68mm</p><p>  轉(zhuǎn)子外徑==148.64mm</p><p><b>  轉(zhuǎn)子內(nèi)徑=60mm</b></p><p>  定子沖片尺寸(如圖3.1.1所示): </p><p>  轉(zhuǎn)子沖片尺寸(如圖3.1.2所示): </p><p> 

52、 圖3.1.1 定子沖片圖 圖3.1.2 轉(zhuǎn)子沖片圖</p><p><b>  定子齒寬:</b></p><p><b>  =-2</b></p><p><b>  = </b></p><p><b>  =4.

53、724mm</b></p><p>  =-==4.780mm</p><p>  齒部基本平行,齒寬=4.752mm(平均值)</p><p>  轉(zhuǎn)子齒壁不平行的槽形尺寬計(jì)算如下:</p><p><b>  =6.0808mm</b></p><p>  導(dǎo)條截面積(轉(zhuǎn)子槽面積)

54、</p><p><b>  =</b></p><p><b>  = </b></p><p><b>  =241.062 </b></p><p>  端環(huán)面積=430 端環(huán)直徑=104.62mm</p><p>  

55、端環(huán)尺寸如圖3.1.3所示。</p><p>  圖3.1.3 端環(huán)截面圖</p><p>  10) 極距τ== =235.619mm</p><p>  11) 定子齒距===13.09mm</p><p>  12) 轉(zhuǎn)子齒距== =16.666mm</p><p>  13) 定子繞組采用單層正弦繞組,同心式,

56、節(jié)距1~21,2~20,3~19</p><p><b>  并聯(lián)之路數(shù)=1</b></p><p>  14) 為了消弱齒諧波磁場(chǎng)的影響,轉(zhuǎn)子采用斜槽,一般斜一個(gè)定子齒距,于是轉(zhuǎn)子斜槽寬=13.09mm。</p><p><b>  15) 每槽導(dǎo)體數(shù)</b></p><p>  =10

57、 =17</p><p>  16) 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)</p><p><b>  60</b></p><p><b>  102</b></p><p>  17) 繞組線規(guī)設(shè)計(jì)</p><p>  在文獻(xiàn)[1]附錄二中選用銅線:高強(qiáng)度漆包線。</p>

58、<p>  Y接部分:1,1.6,絕緣后直徑=1.68,</p><p>  6,1.5,絕緣后直徑=1.58;</p><p>  △接部分:1,1.6,絕緣后直徑=1.68,</p><p>  4,1.30,絕緣后直徑=1.38;</p><p><b>  18) 槽滿率</b></p>

59、<p><b>  槽面積=</b></p><p><b>  = </b></p><p><b>  =241.981 </b></p><p>  按附錄三,槽絕緣采用DMDM復(fù)合絕緣,=0.3mm,槽楔為h=2mm層壓板,則槽絕緣占面積為:</p><p&g

60、t;  ===17.553。</p><p><b>  槽有效面積</b></p><p>  =-==224.428</p><p><b>  槽滿率</b></p><p><b>  0.793</b></p><p><b>  0

61、.791</b></p><p>  19) 鐵心長(zhǎng)=200mm</p><p>  鐵心有效長(zhǎng)度201.36mm</p><p><b>  20) 繞組系數(shù)</b></p><p><b>  短距系數(shù)=1</b></p><p>  分布系數(shù):==0.990

62、</p><p>  繞組系數(shù):0.9899×1=0.990</p><p>  21) 每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)</p><p><b>  =117.69</b></p><p><b>  3.2 磁路計(jì)算</b></p><p><b>  1) 每極

63、磁通</b></p><p>  初設(shè)=(1-)=0.952,</p><p>  =(1-)=0.952×220V=210V</p><p><b>  58.84</b></p><p>  初設(shè)=1.27,由文獻(xiàn)[1]圖3-5查得=1.092。</p><p>  ==

64、=0.016Wb</p><p>  2) 每極下齒部截面積</p><p>  ==0.95×200×4.752×18=16252.10</p><p>  ==0.95×200×6.070×14=16145.12</p><p>  3) 定子軛部計(jì)算高度</p>

65、<p><b>  ==</b></p><p><b>  =30.18mm</b></p><p><b>  轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度</b></p><p><b>  ==</b></p><p><b>  =26.45mm<

66、/b></p><p><b>  定子軛部導(dǎo)條截面積</b></p><p>  ==0.95×200×30.18=5734.2</p><p><b>  轉(zhuǎn)子軛部導(dǎo)條截面積</b></p><p>  ==0.95×200×26.45=5025.5

67、</p><p><b>  4) 空氣隙截面積</b></p><p>  =τ=235.619×201.36=47444.331</p><p>  5) 磁路計(jì)算所選的回路是通過磁極中心線的閉合回路,該回路上的氣隙磁密是最大值。為此,先由文獻(xiàn)[1]圖3-5,找出計(jì)算極弧系數(shù)=0.703,由此求的波幅系數(shù) </p>

68、<p><b>  ====1.422</b></p><p>  6) 定子齒磁密=1.436T</p><p>  7) 轉(zhuǎn)子齒磁密==T=1.445T</p><p>  8) 定子軛磁密==1.431T</p><p>  9) 轉(zhuǎn)子軛磁密==1.633T</p><p>  1

69、0) 空氣隙磁密==T=0.4908T</p><p>  11) 從文獻(xiàn)[1]附錄五的D23磁化曲線上找出對(duì)應(yīng)上述的磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>  =14.558A/cm;=15.184A/cm;=14.263A/cm;=47.712 A/cm</p><p>  12) 齒部磁路計(jì)算長(zhǎng)度</p><p><b>  =21.

70、83mm</b></p><p><b>  =35.72mm</b></p><p>  13) 軛部磁路計(jì)算長(zhǎng)度</p><p>  ==180.50mm</p><p>  ==67.898mm</p><p>  14) 有效氣隙長(zhǎng)度</p><p> 

71、 =1.1269×0.68=0.766mm</p><p><b>  其中氣隙系數(shù)</b></p><p><b>  ==1.1088</b></p><p><b>  ==1.0163</b></p><p>  =1.1088×1.0163=1.1

72、269</p><p><b>  15) 齒部磁壓降</b></p><p>  =14.558=31.781A</p><p>  =15.184=54.238A</p><p>  16) 計(jì)算軛部磁壓降,其中軛部磁壓降校正系數(shù)見文獻(xiàn)[1]圖附1-3a。</p><p>  ==0.128,

73、=1.431T,于是=0.500</p><p>  =0.500×14.263=128.720A</p><p>  ==0.112,=1.633T,于是=0.500</p><p>  =0.500×47.712=161.972A</p><p>  17) 空氣隙磁壓降</p><p>  =

74、×=299.253A</p><p><b>  18) 飽和系數(shù)</b></p><p><b>  ==1.281</b></p><p>  與初設(shè)值=1.27相比較,誤差=0.14%<1%,合格。</p><p><b>  19) 總磁壓降</b></

75、p><p>  =299.253+31.781+54.238+128.720+161.972</p><p><b>  =672.404A</b></p><p>  20) 滿載磁化電流=8.465A</p><p>  21) 滿載磁化電流標(biāo)幺值=0.300</p><p>  22) 勵(lì)磁電抗

76、標(biāo)幺值=</p><p><b>  3.3 參數(shù)計(jì)算</b></p><p>  1) 線圈平均半匝長(zhǎng)</p><p><b>  定子線圈節(jié)距mm </b></p><p><b>  直線部分長(zhǎng)度mm</b></p><p>  其中是線圈直線部

77、分伸出鐵心的長(zhǎng)度,取15mm。</p><p>  平均半匝長(zhǎng)=520mm</p><p>  式中是經(jīng)驗(yàn)系數(shù),2極取1.16。</p><p>  2) 單層線圈端部平均長(zhǎng)</p><p><b>  320mm</b></p><p><b>  3) 漏抗系數(shù)</b>&

78、lt;/p><p><b>  0.0708</b></p><p>  4) 定子槽比漏磁導(dǎo)</p><p>  因?yàn)槭菃螌永@組,整距,節(jié)距漏抗系數(shù)</p><p>  =1.0×0.7181+1.0×0.842=1.560</p><p><b>  其中0.7181

79、</b></p><p><b>  由,查得0.842</b></p><p><b>  5) 定子槽漏抗</b></p><p><b>  =0.2634</b></p><p><b>  6) 定子諧波漏抗</b></p>

80、;<p><b>  取=0.0025</b></p><p><b>  0.1760</b></p><p><b>  7) 定子端部漏抗</b></p><p><b>  0.5429</b></p><p>  8) 定子漏抗標(biāo)幺

81、值</p><p>  ==0.9823=0.070</p><p>  9) 轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)</p><p>  =1+2.6930=3.6930</p><p><b>  其中=1 </b></p><p><b>  由5.00,查得</b></p>&

82、lt;p><b>  2.6930</b></p><p>  10) 轉(zhuǎn)子槽漏抗標(biāo)么值</p><p><b>  =0.7856</b></p><p>  11) 轉(zhuǎn)子諧波漏抗標(biāo)幺值</p><p><b>  取=0.00308</b></p>&l

83、t;p><b>  0.2125</b></p><p>  12) 轉(zhuǎn)子繞組端部漏抗標(biāo)幺值</p><p><b>  ==0.1966</b></p><p>  13) 轉(zhuǎn)子斜槽漏抗</p><p><b>  ==0.0655</b></p><

84、;p>  14) 轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值</p><p>  =1.2602=0.0904</p><p>  15) 總漏抗=0.070+0.0904=0.1604</p><p>  16) 定子繞組直流電阻</p><p><b>  ==0.0484</b></p><p><b>

85、;  ==0.1404</b></p><p><b>  其中 </b></p><p><b>  則定子直流電阻為:</b></p><p><b>  0.0952</b></p><p>  17) 定子繞組相電阻標(biāo)幺值</p><p&

86、gt;<b>  0.01224</b></p><p><b>  18) 有效材料</b></p><p>  感應(yīng)電動(dòng)機(jī)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(jī)的成本主要由有效材料的用量決定。</p><p><b>  定子導(dǎo)線重量:</b></p><p&

87、gt;  =12.2288kg</p><p>  =12.1925kg </p><p>  其中,C是考慮導(dǎo)線絕緣和引線重量的系數(shù),漆包圓銅線C=1.05;=</p><p><b>  是銅的密度。</b></p><p>  12.2288+12.1925=24.4214kg</p><p&g

88、t;<b>  硅鋼片重量</b></p><p>  ==104.0735kg</p><p>  其中=5m是沖剪余量;是硅鋼片密度。</p><p><b>  19) 轉(zhuǎn)子電阻</b></p><p><b>  取=1.04,</b></p><p

89、><b>  導(dǎo)條電阻折算值為:</b></p><p><b>  =0.0639</b></p><p><b>  端環(huán)電阻折算值:</b></p><p><b>  =0.0698</b></p><p>  導(dǎo)條電阻標(biāo)幺值0.00822&

90、lt;/p><p>  端環(huán)電阻標(biāo)幺值0.00898</p><p>  轉(zhuǎn)子電阻標(biāo)幺值=0.00822+0.00898=0.0172</p><p>  3.4 工作性能計(jì)算</p><p>  1) 滿載時(shí)定子電流有功分量標(biāo)幺值=</p><p>  2) 滿載時(shí)轉(zhuǎn)子電流無功分量標(biāo)幺值</p><

91、p><b>  =0.1987</b></p><p><b>  其中系數(shù)1.021</b></p><p>  3) 滿載時(shí)定子電流無功分量標(biāo)幺值=0.300+0.1987=0.4987</p><p>  4) 滿載電勢(shì)標(biāo)幺值</p><p><b>  0.9518</

92、b></p><p>  與初設(shè)值比較,誤差%<0.5%,合格。</p><p>  5) 空載電勢(shì)標(biāo)幺值</p><p><b>  =0.9789</b></p><p>  6) 空載時(shí)定子齒磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>  =;=17.4633A/cm</p>

93、<p>  7) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>  =;=18.1660A/cm</p><p>  8) 空載時(shí)定子軛磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>  =;=17.3846A/cm</p><p>  9) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>  =;=63.0557A/cm<

94、/p><p>  10) 空載時(shí)氣隙磁密</p><p><b>  =;</b></p><p>  11) 空載時(shí)定子齒部磁壓降</p><p>  =17.4633=38.1223A</p><p>  12) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒部磁壓降</p><p>  =18.16606

95、4.889A</p><p>  13) 空載時(shí)定子軛部磁壓降,此時(shí)</p><p>  ==156.896A</p><p>  14) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛部磁壓降,此時(shí)</p><p><b>  =214.191A</b></p><p>  15) 空載時(shí)氣隙磁壓降</p><

96、;p>  ==307.802A</p><p>  16) 空載時(shí)總磁降</p><p>  ==781.900A</p><p>  17) 空載磁化電流</p><p>  18) 定子電流標(biāo)幺值</p><p><b>  =1.1939</b></p><p>

97、;<b>  定子電流實(shí)際值</b></p><p>  =1.193928.158=33.6175A</p><p>  19) 定子電流密度</p><p><b>  20) 定子線負(fù)荷</b></p><p>  21) 轉(zhuǎn)子電流標(biāo)幺值</p><p><b&g

98、t;  =</b></p><p><b>  轉(zhuǎn)子電流實(shí)際值</b></p><p>  =391.4487A</p><p><b>  端環(huán)電流實(shí)際值</b></p><p><b>  =</b></p><p>  22) 轉(zhuǎn)子電流

99、密度</p><p><b>  導(dǎo)條電密 </b></p><p><b>  端環(huán)電密 </b></p><p>  23) 定子電氣損耗</p><p>  =0.01224=0.01745</p><p>  =0.0174518.5=322.8235W</

100、p><p>  24) 轉(zhuǎn)子電氣損耗</p><p>  =0.0172=0.0209</p><p>  =0.020918.5=386.856W</p><p><b>  25) 附加損耗 </b></p><p>  取=0.025=0.0175</p><p>  =

101、0.017518.5=323.75W</p><p><b>  26) 機(jī)械損耗</b></p><p><b>  =</b></p><p><b>  =237.39W</b></p><p>  機(jī)械損耗標(biāo)幺值=0.01283</p><p>

102、<b>  27) 定子鐵耗</b></p><p><b>  定子齒重量</b></p><p><b>  5.5346kg</b></p><p><b>  定子軛重量</b></p><p>  ==32.2928kg</p>&

103、lt;p>  由硅鋼片損耗曲線查得:齒部鐵損耗系數(shù)=3.8025W/kg</p><p>  軛部鐵損耗系數(shù)=3.7620W/kg</p><p>  定子齒損耗=3.80255.5346=21.0456W</p><p><b>  定子軛損耗=</b></p><p>  定子鐵耗 ==295.583W<

104、/p><p>  其中鐵耗校正系數(shù)=2.5,=2</p><p>  鐵耗標(biāo)幺值0.0160</p><p>  28) 總損耗標(biāo)幺值</p><p>  =0.01745+0.0209+0.0175+0.01283+0.0160=0.0847</p><p><b>  29) 輸入功率</b>&l

105、t;/p><p>  =1+0.0847=1.0847</p><p>  30) 效率92.192%</p><p>  誤差=-0.0209%>-0.5%,合格</p><p>  31) 功率因數(shù)0.9084</p><p><b>  32) 額定轉(zhuǎn)差率</b></p>&

106、lt;p><b>  =1.97%</b></p><p><b>  式中</b></p><p><b>  =0.00827</b></p><p><b>  33) 額定轉(zhuǎn)速</b></p><p>  34) 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)</p&g

107、t;<p><b>  =2.8313</b></p><p>  3.5 起動(dòng)性能計(jì)算</p><p>  1) 起動(dòng)電流假定值</p><p><b>  ~=</b></p><p>  2) 起動(dòng)時(shí)定轉(zhuǎn)子槽磁勢(shì)平均值</p><p><b>

108、  =3745.85A</b></p><p>  3) 孔氣隙中漏磁場(chǎng)的虛擬磁密</p><p><b>  =3.400T</b></p><p>  其中修正系數(shù)1.0179</p><p>  4) 起動(dòng)時(shí)漏抗飽和系數(shù)由文獻(xiàn)[1]圖10-18查出</p><p>  =0.59

109、5,1-=0.405</p><p>  5) 齒頂漏磁飽和引起的定子齒頂寬度的減小</p><p><b>  =mm</b></p><p>  6) 齒頂漏磁飽和引起的轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減小</p><p><b>  =mm</b></p><p>  7) 起動(dòng)時(shí)定子槽

110、比漏磁導(dǎo)</p><p><b>  =</b></p><p><b>  其中</b></p><p><b>  ==0.404</b></p><p>  8) 起動(dòng)時(shí)定子槽漏抗</p><p>  9) 起動(dòng)時(shí)定子諧波漏抗</p>

111、<p><b>  =0.595</b></p><p>  10) 起動(dòng)時(shí)定子漏抗</p><p>  ==0.8536=0.0596</p><p>  11) 考慮集膚效應(yīng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)高度</p><p><b>  ==2.5574</b></p><p&g

112、t;  其中,為導(dǎo)條電阻率。</p><p>  12) 集膚效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)子電阻增加系數(shù)和電抗減小系數(shù)從文獻(xiàn)[1]圖4-23查出</p><p>  2.498, 0.597</p><p>  13) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的減小</p><p><b>  0.8437</b></p><p>

113、  于是起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)</p><p><b>  =1.7638</b></p><p>  14) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽漏抗</p><p><b>  =</b></p><p>  15) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子諧波漏抗</p><p>  16) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子斜槽漏抗</p&

114、gt;<p><b>  =</b></p><p>  17) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子漏抗</p><p><b>  =0.0526</b></p><p>  18) 起動(dòng)時(shí)總漏抗</p><p>  =0.0596+0.0526=0.1122</p><p>  1

115、9) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子總電阻</p><p><b>  0.0295</b></p><p>  20) 起動(dòng)時(shí)總電阻</p><p>  =0.01224+0.0295=0.04175</p><p>  21) 起動(dòng)時(shí)總阻抗</p><p><b>  =0.1197</b>

116、</p><p><b>  22) 起動(dòng)電流</b></p><p><b>  =235.287A</b></p><p><b>  誤差=%<3%</b></p><p><b>  起動(dòng)電流倍數(shù)</b></p><p&g

117、t;<b>  <7,滿足要求</b></p><p>  23) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)</p><p><b>  =2.020</b></p><p>  4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)說明</p><p>  在設(shè)計(jì)過程中,利用計(jì)算機(jī)作為工具,幫助工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)的一切實(shí)用技術(shù)的總和稱為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。&l

118、t;/p><p>  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容很多,如:概念設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程管理等。在工程設(shè)計(jì)中,一般包括兩種內(nèi)容:帶有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)(方案的構(gòu)思、工作原理的擬定等)和非創(chuàng)造性的工作,如繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算等。創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)需要發(fā)揮人的創(chuàng)造性思維能力,創(chuàng)造出以前不存在的設(shè)計(jì)方案,這項(xiàng)工作一般應(yīng)由人來完成。非創(chuàng)造性的工作是一些繁瑣重復(fù)性的計(jì)算分析和信息檢索,完全可以借助計(jì)

119、算機(jī)來完成。一個(gè)好的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)既能充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性作用,又能充分利用計(jì)算機(jī)的高速分析計(jì)算能力,即要找到人和計(jì)算機(jī)的最佳結(jié)合點(diǎn)。</p><p>  4.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展</p><p>  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為一門學(xué)科始于60年代初,一直到70年代,由于受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展很緩慢。進(jìn)入80年代以來,計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn),特別是微機(jī)和工作站的發(fā)展和普

120、及,再加上功能強(qiáng)大的外圍設(shè)備,如大型圖形顯示器、繪圖儀、激光打印機(jī)的問世,極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段,廣泛服務(wù)于機(jī)械、電子、宇航、建筑、紡織等產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝過程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。</p><p>  早期的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)只能進(jìn)行一些分析、計(jì)算和文件編寫工作,后來發(fā)展到計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)結(jié)果模擬,目前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)正朝著人工智能和知識(shí)工程

121、方向發(fā)展。另外,設(shè)計(jì)和制造一體化技術(shù)即CAD/CAM技術(shù)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為一個(gè)主要單元技術(shù)的CIMS技術(shù)都是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的重要方向。</p><p>  在工業(yè)化國(guó)家如美國(guó)、日本和歐洲,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)領(lǐng)域如飛機(jī)、汽車、機(jī)械、模具、建筑、集成電路中,基本實(shí)現(xiàn)100%的計(jì)算機(jī)繪圖。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的銷售額每年以30%~40%的速度遞增,各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的功能越來越完善

122、,越來越強(qiáng)大。國(guó)內(nèi)于70年代末開始計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的大力推廣應(yīng)用工作,已經(jīng)取得可喜的成績(jī),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用方興未艾。</p><p>  4.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>  在電機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)是從50年代開始的,至今仍在進(jìn)行廣泛的研究和探索。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)的程序可以分成“設(shè)計(jì)分析”、“設(shè)計(jì)綜合”、和“設(shè)計(jì)優(yōu)化”三種類型?!霸O(shè)計(jì)分析

123、”程序是按設(shè)計(jì)人員事先估計(jì)好的若干設(shè)計(jì)參量,依一定程序步驟來計(jì)算產(chǎn)品的性能,相當(dāng)于通常的設(shè)計(jì)核算。計(jì)算機(jī)僅用來對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,而對(duì)計(jì)算結(jié)果的評(píng)價(jià)以及設(shè)計(jì)方案的調(diào)整仍需由設(shè)計(jì)者決定?!霸O(shè)計(jì)綜合”程序是根據(jù)已知的性能要求,決定電機(jī)各設(shè)計(jì)參量的程序。它可在規(guī)定的產(chǎn)品性能和技術(shù)條件下,自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸,從而得出可行的設(shè)計(jì)方案。“設(shè)計(jì)綜合”程序?qū)嵸|(zhì)上就是自動(dòng)修改并重復(fù)分析設(shè)計(jì),最終得到適合給定要求的設(shè)計(jì)方案的程序。因此在設(shè)

124、計(jì)綜合程序中,大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。但要得到一個(gè)較典型的、通用性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)綜合程序并不是輕而易舉的,因此從60年代就已開始發(fā)展的這類程序,至今仍在不斷完善之中。“設(shè)計(jì)優(yōu)化”程序是對(duì)設(shè)計(jì)問題提出明確的數(shù)學(xué)模型,然后依據(jù)現(xiàn)代數(shù)學(xué)的尋優(yōu)理論并采用優(yōu)化方法,自動(dòng)得到較優(yōu)或最優(yōu)方案的程序。這是近10年才開始在實(shí)際問題中應(yīng)用且仍在進(jìn)行多方面探索的一種程序。</p><p>  應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)電機(jī)大致可分為以下幾個(gè)步驟:選定

125、目標(biāo)、數(shù)學(xué)描述、數(shù)值處理、編織程序、整理輸入數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)程序和輸出結(jié)果分析。對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)程序,首要的是明確優(yōu)化目標(biāo),其次是選定優(yōu)化方案。對(duì)于綜合設(shè)計(jì)程序則必須確定以哪些參數(shù)作為主要變量,其變化范圍以及性能的合格標(biāo)準(zhǔn)和容差。無論是哪一種類型的設(shè)計(jì)程序,計(jì)算過程中都不可避免的要出現(xiàn)按試湊法進(jìn)行迭代運(yùn)算的情況,如中小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)中的滿載電勢(shì)系數(shù)、磁路飽和系數(shù)、效率等。為了使一個(gè)多重循環(huán)的程序更為合適、簡(jiǎn)練,在編制程序時(shí)不僅需要慎重考慮設(shè)計(jì)

126、的邏輯性,而且應(yīng)比較準(zhǔn)確地確定迭代初值、迭代方法以及迭代的收斂條件。</p><p>  4.3 設(shè)計(jì)一般過程</p><p>  4.3.1 圖表的處理</p><p>  由手算轉(zhuǎn)變到機(jī)算的最突出問題就是曲線和圖表的處理。在工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常要根據(jù)曲線或圖表查定某一設(shè)計(jì)參量的數(shù)值。手算時(shí)這一問題可以很方便的用尋找坐標(biāo)的辦法來實(shí)現(xiàn),但目前在計(jì)算機(jī)上尚無法直接按這樣

127、的步驟去工作。所以必須對(duì)曲線或圖表進(jìn)行必要的處理,使其邏輯能為機(jī)器所接受。</p><p>  a) 插值法。對(duì)于函數(shù)關(guān)系曲線,在使用計(jì)算機(jī)時(shí)不可能將無限多組的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi),因此只能將曲線“離散化”,輸入有限個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù),它們分別和曲線上有限個(gè)離散點(diǎn)相對(duì)應(yīng),相鄰離散點(diǎn)間的數(shù)據(jù)依人為選定的函數(shù)關(guān)系來表示,這就是插值法的實(shí)質(zhì)。利用插值法可以將曲線轉(zhuǎn)化為一組對(duì)應(yīng)的離散化的點(diǎn),再將其作為一個(gè)二維數(shù)組輸入到計(jì)算機(jī)

128、中。這樣在計(jì)算機(jī)中讀數(shù)時(shí),就可以利用循環(huán)語句查找所要值的范圍,在利用一個(gè)插值公式得到所求的值。這種方法對(duì)所有的曲線都可以應(yīng)用,因此是一種通用的方法。</p><p>  b) 公式法。在電機(jī)設(shè)計(jì)所用的曲線中,有的曲線或圖表是可以用某個(gè)公式來表示的。這樣,在將曲線輸入計(jì)算機(jī)中時(shí),可以用公式代替曲線,即將曲線公式化。這樣不僅可以使設(shè)計(jì)程序簡(jiǎn)單化,而且可以得到較準(zhǔn)確的數(shù)值,提高計(jì)算精度。但這種方法適用性不如插值法廣泛,

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