《機(jī)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)》最終作業(yè)

1、機(jī)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 三相異步電動(dòng)機(jī) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)械七班 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 沈 案 指導(dǎo)老師： 王 旭 2014年12月制1. 項(xiàng)目介紹固定部分有定子繞組、定子鐵心、機(jī)殼、端蓋、風(fēng)罩。轉(zhuǎn)動(dòng)部分有轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子鼠籠、轉(zhuǎn)軸、起動(dòng)開關(guān)、軸承、風(fēng)葉。其他部分有出線盒、銘牌、起動(dòng)或工作電容器。轉(zhuǎn)子鐵心是整個(gè)電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一般使用硅鋼片DR510-50，DR280-35。轉(zhuǎn)子鼠籠起轉(zhuǎn)子繞組的作用轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條均由鼠籠的端環(huán)所短路，形成一個(gè)多相的電路。鼠籠的材料一般采用高純鋁L01L05。轉(zhuǎn)軸是作為支撐轉(zhuǎn)子鐵心和傳遞力矩最不可缺少的結(jié)構(gòu)部分。軸承主要是連接轉(zhuǎn)

2、動(dòng)部分與不動(dòng)部分。風(fēng)葉主要是冷卻電動(dòng)機(jī)。對(duì)于小型異步電動(dòng)機(jī)來說，用途是十分廣泛的，常作為各類機(jī)械中的主要?jiǎng)恿υ系列小型異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)需要，既可以用于正常的工作環(huán)境，又可在潮濕、多塵、濕熱、多霉和日曬雨淋、嚴(yán)寒酷暑，沖擊波動(dòng)，有爆炸危險(xiǎn)和腐蝕性環(huán)境中使用，既可恒速傳動(dòng)，又可變速傳動(dòng)。這類電機(jī)既可連續(xù)工作，有可斷續(xù)工作。因此廣泛用于各種機(jī)床，風(fēng)機(jī)，水泵，壓縮機(jī)和傳輸機(jī)，農(nóng)業(yè)食品加工等各類機(jī)械設(shè)備。電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。當(dāng)磁極沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，磁極的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則來確定。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)

3、的，假如磁極不動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo) 條 沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則導(dǎo)條中同樣也能感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)來。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流。該電流與旋轉(zhuǎn)磁極的磁場(chǎng)相互作用，而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力F，電磁力的方向可用左手定則確定。由電磁力進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來。2.設(shè)計(jì)部分轉(zhuǎn)子槽數(shù)選擇及定轉(zhuǎn)子槽配合問題籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)在選取轉(zhuǎn)子槽數(shù)時(shí)，必須與定子槽數(shù)有恰當(dāng)?shù)呐浜?。如果配合不?dāng)，會(huì)使電機(jī)性能惡化。下面就槽配合對(duì)附加損耗、附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)與噪聲等的影響作扼要的介紹。（1） 槽配合對(duì)附加損耗的影響感應(yīng)電機(jī)的附加損耗主要由氣隙諧波磁通引起。這些諧波磁通在定轉(zhuǎn)子鐵心中產(chǎn)生高頻損耗（表面損耗和齒部脈振損耗），在籠型轉(zhuǎn)

4、子中產(chǎn)生高頻電流損耗。其中以定、轉(zhuǎn)子齒諧波的作用最為顯著。當(dāng)定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)相等時(shí)，定子齒諧波磁通不會(huì)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生高頻電流損耗。當(dāng)定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)很接近時(shí)，轉(zhuǎn)子齒中由定子齒諧波磁通引起的脈振較小，脈振損耗也就較小。同理，定子齒中由轉(zhuǎn)子齒諧波磁通引起的脈振損耗也較小。（2）槽配合對(duì)異步附加轉(zhuǎn)矩的影響異步附加轉(zhuǎn)矩是某一極對(duì)數(shù)的定子諧波磁場(chǎng)與由它感應(yīng)于轉(zhuǎn)子中的電流所建立的同一極對(duì)數(shù)的諧波磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生的。這兩個(gè)磁場(chǎng)之間有直接的依賴關(guān)系。定子n次諧波磁勢(shì)產(chǎn)生的異步附加轉(zhuǎn)矩最大值與基波磁勢(shì)產(chǎn)生的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩之比： 。 （3）槽配合對(duì)同步附加轉(zhuǎn)矩的影響如果定子某一個(gè)諧波磁場(chǎng)感應(yīng)于轉(zhuǎn)子中的電流所建立的某一諧波磁場(chǎng)的

5、極對(duì)數(shù)，等于另一個(gè)定子諧波磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)，則在某一轉(zhuǎn)速下，這兩個(gè)極對(duì)數(shù)相等的定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)可以在空間上同步旋轉(zhuǎn)而相對(duì)靜止，因此它們相互作用而產(chǎn)生一個(gè)象同步電機(jī)一樣的轉(zhuǎn)矩，稱為同步附加轉(zhuǎn)矩。同步附加轉(zhuǎn)矩迭加在電動(dòng)機(jī)的異步轉(zhuǎn)矩上，使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線發(fā)生畸變，影響電機(jī)的起動(dòng)性能。其中，由定子齒諧波磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子齒諧波磁場(chǎng)所構(gòu)成的附加同步轉(zhuǎn)矩最嚴(yán)重。（4）槽配合對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響當(dāng)槽配合符合下列條件時(shí)，定、轉(zhuǎn)子齒諧波磁場(chǎng)將引起電機(jī)振動(dòng)和噪聲： 同樣，定、轉(zhuǎn)子相帶諧波磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子一階齒諧波引起振動(dòng)和噪聲的條件為：（5）感應(yīng)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子槽配合的選擇定、轉(zhuǎn)子槽配合對(duì)感應(yīng)電機(jī)附加損耗、附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)和噪聲等影響很大。通

6、常在選擇槽配合時(shí)主要考慮下列原則：1）為了減小附加損耗，應(yīng)采取少槽近槽配合2）為了避免在起動(dòng)過程中產(chǎn)生較強(qiáng)的異步附加轉(zhuǎn)矩，應(yīng)使 。3）為了避免在起動(dòng)過程中，產(chǎn)生較強(qiáng)的同步附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)和噪聲，應(yīng)避免采用下表1第4項(xiàng)所列的槽配合。表1產(chǎn)生原因不良后果定轉(zhuǎn)子一階齒諧波轉(zhuǎn)子一階齒諧波與定子相帶諧波定轉(zhuǎn)子二階齒諧波1、堵轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生同步附加轉(zhuǎn)矩2、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生同步附加轉(zhuǎn)矩3、電磁制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩4、可能產(chǎn)生電磁振動(dòng)和噪聲2.3.2 轉(zhuǎn)子槽形的選擇和槽形尺寸的確定（1）轉(zhuǎn)子槽形 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子槽型種類很多。如下圖6圖 6 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子常用槽型a）、b）平行齒 c）、d）平行槽e）凸形槽f

7、）刀型槽g）、h)閉口槽i）雙籠轉(zhuǎn)子槽j）梯形槽（2）轉(zhuǎn)子槽形尺寸的確定轉(zhuǎn)子槽形尺寸對(duì)電動(dòng)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、起動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)矩（即T-s曲線的形狀）、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子銅耗、功率因數(shù)、效率和溫升等有相當(dāng)打的影響。其中起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)電流、最大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子槽型尺寸的關(guān)系最為密切。此外還要重點(diǎn)考慮起動(dòng)性能的要求；估算轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流；初步給定導(dǎo)條電流密度；計(jì)算導(dǎo)條截面積；由導(dǎo)條截面積、槽形以及轉(zhuǎn)子齒、軛部磁密，確定轉(zhuǎn)子槽具體尺寸，槽口部分主要由工藝確定。（3）端環(huán)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子端環(huán)的設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)子槽的設(shè)計(jì)相類似，在保證是夠起動(dòng)轉(zhuǎn)力的前提下應(yīng)盡使端環(huán)原型小一點(diǎn)，以節(jié)約鋁材料和提高電

8、動(dòng)機(jī)的品質(zhì)因數(shù)。1）類似槽形尺寸確定2）為利于散熱，電流密度低于導(dǎo)條電密 圖 7 端環(huán)設(shè)計(jì)尺寸圖3. 設(shè)計(jì)心得在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決。由于自己的能力有限，以及這次的時(shí)間之緊迫讓我懂得了僅僅學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要懂得如何把所學(xué)到的東西進(jìn)行運(yùn)用而且要運(yùn)用好。由此可知，在大學(xué)里，還是想干什么干什么，只要你自己肯學(xué)，你也能學(xué)到很多東西的，不過還是一句話，術(shù)業(yè)有專攻，既然選擇了這條路，不管前面是刀山火海還是布滿荊棘，我都會(huì)義無反顧的走下去，因?yàn)槲乙獙?duì)得起自己，對(duì)得起良心！在一個(gè)就是，咱既然學(xué)了東西咱就徹底把他學(xué)好，正所謂學(xué)以致用，有些東西光靠一些寫在紙上的東西是根本不行的，用一句改革開放的老話：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)?；仡櫰鸫苏n程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了