電機方向課程設計

1、. 題 目(算例)：Y132M-4 額定數(shù)據(jù)與性能指標1、電機型號Y132M -4 2、額定功率 PN=7.5千瓦3、額定頻率fN =50赫 4、額定電壓及接法UN=380伏 5、極數(shù) 2P=4 6、絕緣等級 B7、力能指標：效率 0.87 8、功率因數(shù)cos 0.859、最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)10、起動性能：起動電流倍數(shù) ,起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 算 例（一）額定數(shù)據(jù)和主要尺寸：1. 額定功率： 2. 額定電壓： （接）3. 功電流： 4. 效率：5. 功率因素：6. 極對數(shù)：7. 定轉(zhuǎn)子槽數(shù) 每相每極槽數(shù)取整數(shù) 則 并采用斜肩平底槽8. 定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) 9確定電機電機主要尺寸 主要尺寸來確定和計算功率 初選，

2、可取，取，假定。 取 則 按定子內(nèi)外徑比求出定子沖片外徑 取 鐵心的有效長度： 取鐵心長10氣隙的確定 于是鐵心有效長度轉(zhuǎn)子外徑轉(zhuǎn)子內(nèi)徑先按轉(zhuǎn)軸直徑：11極距 12定子齒距 轉(zhuǎn)子齒距 13定子繞組采用單層繞組，交叉式，節(jié)距1-9，2-10，11-1214為了削弱齒諧波磁場的影響，轉(zhuǎn)子采用斜槽，一般斜一個定子齒距，于是轉(zhuǎn)子斜槽寬15.設計定子繞組 并聯(lián)支路.每槽導體數(shù)16.每相串聯(lián)匝數(shù) 每相串聯(lián)匝數(shù) 17.繞組線規(guī)設計 初選定子電密，計算導線并繞根數(shù)和每根導線截面積的乘積。 其中定子電流初步估計值 選用截面積相近的銅線：高強度漆包線，并繞根數(shù)，線徑，絕緣后直徑，截面積，18. 設計定子槽形 取1

3、9. 槽在面積 按槽絕緣采用DMDM復合絕緣，槽楔為，復合板，槽絕緣占面積。 槽滿率 20. 繞組系數(shù) 其中 每相有效串聯(lián)導體數(shù) 21.設計轉(zhuǎn)子槽形與轉(zhuǎn)子繞組 預計轉(zhuǎn)子導條電流： 其中由資料查出。 初步取轉(zhuǎn)子導條電密，于是導條的截面積： 導條截面積（轉(zhuǎn)子槽面積）估計端環(huán)電流 端環(huán)所需面積 其中 端環(huán)電密得端環(huán)所需面積為（二）磁路計算22. 滿載電勢 初設 23. 每極磁通初設 由圖3-5查得 為計算磁路各部分磁密，需先計算磁路中各部分的磁導截面24. 每極下齒部截面積 25. 定子軛部高度 轉(zhuǎn)子軛部高度 軛部導磁截面積 26. 一極下空氣隙截面積 27. 波幅系數(shù) 28. 氣隙磁密計算 29.

4、 定子齒部磁密： 30. 轉(zhuǎn)子齒部磁密 31. 從D23磁化曲線找出對應上述磁密的磁場強度： 32. 有效氣隙長度 其中氣隙系數(shù)為 33. 齒部磁路計算長度 34. 軛部磁路計算長度 35. 氣隙磁壓降 36. 齒部磁壓降 37. 飽和系數(shù) 誤差=，合格38. 定子軛部磁密 39. 轉(zhuǎn)子軛部磁密 40. 從D23磁化曲線找出對應上述磁密的磁場強度： 41. 軛部磁壓降：其中軛部磁位降校正系數(shù)由資料的附圖查出 , 于是 ，于是 42. 每極磁勢 43. 滿載磁化電流： 44. 磁化電流標么值 45. 勵磁電抗 （三）參數(shù)計算46. 線圈平均半匝長 單層線圈 =0.195+1.20.09929=0

5、.314m=0.165+20.015=0.195my =0.141+2(0.8+0.924)+(14.5-0.924)10-3+4.410-3/22=99.2910-3m節(jié)距比 2/31,取=0.8其中d1是線圈直線部分伸出鐵心的長度，取1030mm。kc是經(jīng)驗系數(shù)取1.247單層線圈端部平均長 20.015+1.20.0993=0.150m48漏抗系數(shù) Cx = 4500.410-7（0.9598192）20.1637.510-3/323802 =0.03787 49定子槽比漏磁導 =10.410+10.830=1.24=0.410 = 0.830 因=1.543 =0.76其中Ku1=KL

6、1=150定子槽漏抗 = =0.440 Cx 51定子諧波漏抗 =0.5877Cx 其中S=0.00952定子端部漏抗單層交叉式繞組的端部漏抗與分組的單層同心式繞組相近 則：=0.270Cx53定子漏抗 =（0.440+0.5877+0.27）Cx=1.2977Cx=0.0491 54轉(zhuǎn)子槽比漏磁導 =1.73h/b2=7.6， b1/b2=1.83查表得L=1.33055轉(zhuǎn)子槽漏抗 =0.821Cx56轉(zhuǎn)子諧波漏抗 =0.9023 Cx 查表得R=0.01557轉(zhuǎn)子端部漏抗 XE2* =0.150 Cx58轉(zhuǎn)子斜槽漏抗 =0.29Cx59轉(zhuǎn)子漏抗 =(0.821+0.9023+0.15+0.

7、29)Cx=2.1633 Cx=0.0819 60總漏抗 =0.131 61定子直流電阻 R1=1.19662定子相電阻標幺值 R1*= =0.0207 63有效材料 定子導線重量 =1.050.31432361.093610-68.9103=7.393 kg式中C為考慮導線絕緣和引線重量的系數(shù)，漆包圓銅線取1.05為導線密度 硅鋼片重量 GFe =0.950.163（0.22+0.005）27.810-3=61.897 kg 式中為沖剪余量，取510-3m64轉(zhuǎn)子電阻導條電阻折算值 RB=1.162 式中KB是疊片不整齊造成導條電阻增加的系數(shù)端環(huán)電阻折算值 RR=0.03716導條電阻標幺值

8、 RB*= =0.02012 端環(huán)電阻標幺值 RR*= =0.00643 轉(zhuǎn)子電阻標么值 R2* =RB* +RR*=0.02655 （四） 工作性能計算65. 滿載時定子電流有功分量標么值 I1p*= 66. 滿載時轉(zhuǎn)子電流無功分量標么值Ix*=* I1p*21+(* I1p*)2=1.02160.13944(1.1236)21+(1.02160.13941.1236)2 =0.181 =1+ =1.0216 67滿載時定子電流無功分量標么值I1Q* =Im*+ Ix*=0.469+0.143=0.65 68 滿載電勢標么值KE=1=1(I1p*R1 *+ I1Q* *)=1(1.12360

9、.0207+0.650.0491)=0.942 與22項初設值KE相符69. 空載時電勢標么值 1=1Im* *=10.3090.0419 =0.976 70. 空載時定子齒磁密 Bt10=1.637T 71. 空載時轉(zhuǎn)子齒磁密 Bt20=1.658T 72 空載時定子軛磁密 Bj10=1.502T 73. 空載時轉(zhuǎn)子軛磁密 Bj20=1.287T 74. 空載時氣隙磁密 =0.748T75. 空載時定子齒部磁壓降 Ft10 =Ht10Lt1=46.810215.9710-3=74.74A76. 空載時轉(zhuǎn)子齒部磁壓降 Ft20=Ht20Lt2=53.41022310-3=122.82A77.

10、空載時定子軛部磁壓降 Fj10=Cj1Hj10Lj1=0.40 20.110278.8110-3=63.36A78. 空載時轉(zhuǎn)子軛部磁壓降 Fj20=Cj2Hj20Lj2=0.43 8.9010227.6910-3=10.597A79. 空氣隙磁壓降 =244.05A 80. 空載總磁壓降 =74.74+122.82+63.36+10.597+244.05=504.97A 81. 空載磁化電流 =4.06A （四）工作性能計算82. 定子電流標么值 =1.249 定子電流實際值 1.2496.58=8.51A 83. 定子電流密度 J1=84. 線負荷 A1= 85. 轉(zhuǎn)子電流標么值 I2*

11、= =1.139 轉(zhuǎn)子電流實際值 I2 = =258.96A 端環(huán)電流實際值 IR=A 86. 轉(zhuǎn)子電流密度 導條電密 端環(huán)電密 87. 定子電氣損耗 =1.29420.0207=0.0347 0.03477.5103=260.25W88. 轉(zhuǎn)子電氣損耗 =1.13920.02655=0.0344 PAl2 = PAl2* PN=0.03447.5103=258W89. 附加損耗銅條轉(zhuǎn)子 Ps*=0.02 Ps= Ps* PN=0.027.5103=150W90. 機械損耗 二級封閉自扇冷式 Pf w = (3/p)2(D1)4104= (3/2)2(0.22)4104=52.7W 機械損耗標

12、么值 Pfw*= Pf w/ PN=52.7/7.5103=0.00703 91. 定子鐵耗(1) 定子軛重量 Gt=4pAt1Lt1=422.93410-378.8110-37.8103=14.43(2) 定子齒重量 Gj=2pAj1Lj1=428.2610-315.9710-37.8103=4.116(3) 損耗系數(shù) Phet =6.8 Phej=5.1(4) 定子齒損耗 PFet= K1 Phet Gt=25.1014.43=147.2W(5) 定子軛損耗 PFej= K2Phej Gj =2.56.804.116=69.97W(6) 定子鐵耗 PFe= PFet+ PFej=147.2

13、+69.97=217.17W 對于半閉口槽按經(jīng)驗取 K1=2 K2=2.5鐵耗標么值 PFe*= PFe/ PN=217.17/7.5103=0.029 92. 總損耗標么值 p*= Pcu1* +PAl2* +Pfw* +Ps* +PFe* =0.0347+0.0344+0.02+0.00703+0.029 =0.1251 93. 輸出功率 PN1*=1+p*=1+0.1251=1.1251 94. 效率 =1p*/ PN1*=10.1251/1.1251=0.869% (87%86.9%)/87%=0.115%0.5%95. 功率因數(shù) =I1p*/I1*=1.1249/1.294=0.87

14、 96. 轉(zhuǎn)差率 SN= = =0.0319 PFer*=0.015497. 轉(zhuǎn)速 nN=(60f/p)(1SN)=6050/2(10.0319)=1452r/min 98. 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) Tm*=2.74 (五)起動性能計算99. 起動電流假設值 Ist=(2.53.5) Tm*Ikw=33.1576.58=59.1A 100. 起動時定轉(zhuǎn)子槽磁勢平均值 Fst= Ist(Ns1/a1)0.707Ku1+Kd12Kp1(Z1/Z2) =59.1320.7071+0.959821(36/32)=2836.5A101空氣隙中漏磁場的虛擬磁密BL=0 Fst/2=0.410-62836.5/20.

15、410-30.9367=4.757T =0.64+2.5=0.64+2.5=0.9367 由BL查得漏抗飽和系數(shù)Kz=0.44102齒頂漏磁飽和引起的定子齒頂寬度的減少CS1=(t1b01)(1Kz)=(12.3-3.5)(10.44)=4.9310-3m 103.齒頂漏磁飽和引起的轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減少CS2=(t2b02)(1Kz)=(16.11)(10.44)=8.45610-3m104.起動時定子槽比漏磁導=Ku1()+KL1= (0.410-0.185)+ 0.83=1.055 = =0.185105.起動時定子槽漏抗 Xs1(st)* = ()Xs1*=(1.055/1.24)0.44

16、0CX=0.3743CX106.起動時定子諧波漏抗 X1(st)*=KZ X1*=0.440.5877 CX =0.2586CX107.起動時定子漏抗 X1(st)*= Xs1(st)*+ X1(st)*+XE1*=(0.3743+0.2586+0.270) CX =0.0342 108.考慮集膚效應轉(zhuǎn)子導條相對高度 =1.98710-3hB=1.98710-32310-350/0.043410-6 =1.551 hB轉(zhuǎn)子導條高度 hB=2310-3mbB/bS2導條寬和槽寬之比 bB/bS21109.轉(zhuǎn)子電阻增加系數(shù)和電抗減少系數(shù) KF=1.7 KX=0.90110.起動時轉(zhuǎn)子槽比率磁導 =

17、（0.5-0.447）+0.901.73= 1.61=(h02/b02)CS2/(CS2+b02)=(0.5/1)8.456/(8.456+1)=0.447111.起動時轉(zhuǎn)子槽漏抗Xs2(st)* = ()Xs2*=(1.61/2.23)0.821 CX=0.593CX112.起動時諧波漏抗 X2(st)*=KZ X2* =0.440.9023 CX =0.397CX113.起動時轉(zhuǎn)子斜槽漏抗 XSK(st)*=KZ XSK* =0.440.29CX =0.1276CX114.起動時轉(zhuǎn)子漏抗 X2(st)*= Xs2(st)*+ X2(st)*+XE2*+ XSK(st)* =(0.593+0.397+0.1276+0.150) CX=0.048 115.起動時總漏抗 X(St)* =X2(St)* +X1(St)*=0.0342+0.048=0.0822 116.起動時轉(zhuǎn)子總電阻 R2(st)*=KFRB*+RR*=1.70.02012+0.00643=0.0406 117.起動時總電阻 Rst* =R1* +R2(st)*=0.0207+0.0406=0.0613 118.起動時總阻抗 Zst*=0.1121119.起