三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化學(xué)士學(xué)位論文

1、密級(jí)：nanchang university學(xué) 士 學(xué) 位 論 文thesis of bachelor（20 20年）題 目: 學(xué) 院: 系 別: 專(zhuān) 業(yè): 班 級(jí): 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 起訖日期: 第1/59頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題 目： 學(xué) 院： 系： 專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)：學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 起訖日期：指導(dǎo)教師： 職稱(chēng)： 審核日期：第2/59頁(yè) 說(shuō)明1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，并經(jīng)專(zhuān)業(yè)學(xué)科組審定，下達(dá)到學(xué)生。2. 進(jìn)度表由學(xué)生填寫(xiě)，每?jī)芍芙恢笇?dǎo)教師簽署審查意見(jiàn)，并作為畢業(yè)設(shè)計(jì)工作 檢查的主要依據(jù)。3. 學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師下達(dá)的任務(wù)書(shū)獨(dú)立完成開(kāi)題報(bào)告，3周內(nèi)提交給指導(dǎo)教師 批

2、閱。4. 本任務(wù)書(shū)在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后，與論文一起交指導(dǎo)教師，作為論文評(píng)閱和畢業(yè) 設(shè)計(jì)答辯的主要檔案資料，是學(xué)士學(xué)位論文成冊(cè)的主要內(nèi)容之一。第3/59頁(yè) 第4/59頁(yè) 第5/59頁(yè)第6/59頁(yè) 第7/59頁(yè) 第8/59頁(yè) 第9/59頁(yè) 第10/59頁(yè) 第11/59頁(yè) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題 目：學(xué) 院： 專(zhuān) 業(yè)：班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名：指導(dǎo)教師： 填表日期： 年 月 日第12/59頁(yè) 選題的依據(jù)及意義：電機(jī)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換或信號(hào)轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械裝置。就能量轉(zhuǎn)換的功能來(lái)看，電機(jī)可以分為發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)。發(fā)電機(jī)用以把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。在發(fā)電站中，通過(guò)原動(dòng)機(jī)先把各類(lèi)一次能源（燃料發(fā)出的

3、熱能、水的位能、原子能、風(fēng)能等）蘊(yùn)藏的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，然后通過(guò)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)輸、配電網(wǎng)絡(luò)送往城市各工礦企業(yè)、家庭等各種場(chǎng)合供公眾使用。電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種用途的生產(chǎn)機(jī)械和裝置，滿(mǎn)足不同的需求。另外，電力變壓器則是將一種交流電壓、電流轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的靜止電器。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的要求和電源不同，電動(dòng)機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)、交流同步電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，以及滿(mǎn)足不同要求的特種電動(dòng)機(jī)1。縱觀(guān)電機(jī)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，使用要求不斷提高，結(jié)構(gòu)類(lèi)型不斷增多，理論研究也不斷深入，技術(shù)水平逐步提高。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：在大型機(jī)組及其采用的某

4、些新材料、新結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在充分保證可靠性和足夠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的前提下，穩(wěn)步發(fā)展更大機(jī)組；于此同時(shí)，努力尋求更好的絕緣材料和結(jié)構(gòu)，以提高電壓等級(jí)；并采用更為合理的勵(lì)磁系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)，以提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和在可供應(yīng)的轉(zhuǎn)子鍛件范圍內(nèi)提高單機(jī)容量等等。20世紀(jì)60年代以來(lái)，一些主要工業(yè)國(guó)家還相繼發(fā)展了中小型電機(jī)的新系列，或?qū)υ邢盗羞M(jìn)行了改型，其共同點(diǎn)如下： 應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提高了計(jì)算精度，縮短了設(shè)計(jì)周期。 功率等級(jí)和安裝尺寸盡量與國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)接近。 由注意“小型輕量化”（減輕重量、降低中心高）轉(zhuǎn)為注意“省能化”和“無(wú)公害化”，提高效率和降低噪聲。 積極采用新材料。目前b級(jí)絕緣的電極所

5、占的比重日益增大，e級(jí)減少，而且呈現(xiàn)向f級(jí)過(guò)渡的趨勢(shì)、有的為了提高電機(jī)的使用壽命和可靠性，把f級(jí)當(dāng)作b級(jí)，留有較大的溫升裕度；在同一系列中，按電機(jī)溫升高低或機(jī)座號(hào)大小，分別采用e、b、f級(jí)絕緣、在電機(jī)中普遍采用無(wú)硅低碳冷軋電工鋼片、半冷軋無(wú)取向硅鋼片和磁性槽楔。另外，有的國(guó)家還發(fā)展鋁線(xiàn)電機(jī)新系列。 擴(kuò)大原有的功率劃分范圍，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高通用化程度，注意維修使用方便。中小型同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)都大量采用箱型結(jié)構(gòu)或通用定子，小型電機(jī)采用密封軸承，中型電機(jī)采用不停機(jī)添加潤(rùn)滑脂的滾動(dòng)軸承并有甩油盤(pán)自動(dòng)排除廢油三、本課題研究?jī)?nèi)容電機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)非線(xiàn)性數(shù)值計(jì)算問(wèn)題，且變量很多，一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)第13/5

6、9頁(yè) 參數(shù)多達(dá)幾十個(gè)，因此，電機(jī)設(shè)計(jì)要建立合理的數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算工具和設(shè)計(jì)方法，以及豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、調(diào)整、再設(shè)計(jì)的多次反復(fù)，才能得到滿(mǎn)意結(jié)果3。計(jì)算機(jī)在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的三個(gè)階段，即從“校核計(jì)算”到“綜合設(shè)計(jì)”最后進(jìn)入“優(yōu)化設(shè)計(jì)”4。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)緊緊圍繞“用戶(hù)要求主要尺寸關(guān)系磁路計(jì)算參數(shù)計(jì)算(飽和和集膚效應(yīng))損耗計(jì)算機(jī)械、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作性能及啟動(dòng)性能計(jì)算”這一主線(xiàn)進(jìn)行5。電機(jī)的電磁計(jì)算可以采用磁路法進(jìn)行手算或利用電機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算。另外，還可以采用場(chǎng)的思想，建立合理的數(shù)學(xué)模型利用有限元法進(jìn)行計(jì)算。采用磁路法依賴(lài)于計(jì)算者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)且很難考慮到磁路的

7、飽和效應(yīng)以及轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)的集膚效應(yīng)。而采用場(chǎng)的思想，利用有限元法，只需給定輸入的電壓或電流，就可以計(jì)算電機(jī)內(nèi)部實(shí)際的電磁場(chǎng)分布，而電機(jī)內(nèi)部各部分的實(shí)際飽和情況、轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載變化、采用各種槽楔時(shí)的影響都可以被直接考慮進(jìn)去6。 matlab是新一代的科學(xué)與工程計(jì)算軟件，不僅具有傳統(tǒng)的交互編程功能，而且提供了豐富可靠的矩陣運(yùn)算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理、信號(hào)與圖象處理等工具。malab在電機(jī)的電磁計(jì)算、電機(jī)運(yùn)行特性仿真以及電機(jī)控制仿真中應(yīng)用廣泛，通過(guò)matlab仿真可以作出電機(jī)的工作特性曲線(xiàn)，以分析電機(jī)的性能。四、本課題研究方案（1） 三相異步電動(dòng)機(jī)手算設(shè)計(jì)程序，主要是根據(jù)電機(jī)的額定數(shù)據(jù)及主要尺寸進(jìn)行電機(jī)基

8、本的磁路計(jì)算和參數(shù)計(jì)算及起動(dòng)性能計(jì)算，要求計(jì)算結(jié)果誤差在允許范圍內(nèi)。（2） 編制程序進(jìn)行調(diào)試并在此基礎(chǔ)上綜合設(shè)計(jì)。（3） 提出電動(dòng)機(jī)的效率優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，采用程序進(jìn)行優(yōu)化。（4） 繪制電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子沖片圖，定子繞組圖，轉(zhuǎn)子裝配圖，電機(jī)總裝配圖紙。第14/59頁(yè) 六、參考文獻(xiàn)：中小型三相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序 第一機(jī)械工業(yè)部上海電器科 學(xué)研究所：三相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)原理與實(shí)驗(yàn) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)電機(jī)系 ：小型三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 季杏法 主編 ：電機(jī)學(xué) 航空工業(yè)出版社 戴文進(jìn)等 編著 ：電機(jī)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 陳世坤 主編 ：電機(jī)設(shè)計(jì)與計(jì)算 龍門(mén)聯(lián)合書(shū)局 程福秀譯：中小型三相異步電動(dòng)機(jī)

9、電磁設(shè)計(jì)手算程序 南昌大學(xué)電氣自動(dòng)化系 電機(jī)教研室：電機(jī)繞組手冊(cè) 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 彭友元主編：中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 上海電器科學(xué)研究所編著第15/59頁(yè)nanchang university學(xué) 士 學(xué) 位 論 文thesis of bachelor（20092013年）題 目:學(xué) 院: 系 別: 專(zhuān) 業(yè): 班 級(jí): 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào):指導(dǎo)老師: 起訖日期:第17/59頁(yè) 目 錄摘 要 . i abstract . ii 緒 論 . 1第1章 異步電機(jī)概念 . 2 1.1異步電機(jī)的類(lèi)型、特點(diǎn)和用途 . 21.2異步電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) . 3第2章 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原

10、理 . 52.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) . 52.2三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)與主要系列 . 62.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 . 82.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性 . 9第3章 電機(jī)設(shè)計(jì)基本理論 . 103.1電機(jī)制造與設(shè)計(jì)的概況 . 103.2電磁設(shè)計(jì) . 10第4章 畢業(yè)設(shè)計(jì)手算程序及優(yōu)化方案 . 134.1手算程序 . 13 一、 額定數(shù)據(jù)及主要尺寸 . 13 二、 磁路計(jì)算 . 16 三、 參數(shù)計(jì)算 . 19四、起動(dòng)計(jì)算 . 264.2優(yōu)化方案 . 28 結(jié) 論 . 31參考文獻(xiàn) . 32附錄i.cad圖 . 34第19/59頁(yè) 南昌大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)y802-2 1.1kw

11、三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化摘 要本文闡述了三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，介紹了異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)、類(lèi)型和用途，從而引出三相異步電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步闡述了三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作原理、機(jī)械特性和工作特性等，這些都是為下一步的電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備的。電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要考慮的因素和確定的尺寸、數(shù)據(jù)很多，因此遇到錯(cuò)綜復(fù)雜的矛盾。而本文全面地、綜合地看待了這個(gè)問(wèn)題，充分協(xié)調(diào)了電動(dòng)機(jī)的耗材量與各項(xiàng)性能之間以及技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的關(guān)系。作者先按照電動(dòng)機(jī)的手算程序進(jìn)行手算工作，了解了國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，熟悉了電動(dòng)機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)，為優(yōu)化方案打了個(gè)基礎(chǔ)。方案一中在追求節(jié)省材料時(shí)，會(huì)導(dǎo)

12、致電機(jī)性能降低。方案二中采取措施提高效率、功率因數(shù)也會(huì)使起動(dòng)電流變大。綜合考慮各方面得失，最后得出一個(gè)既節(jié)省材料又提高性能的方案。最后，為了使本設(shè)計(jì)直觀(guān)，也為了便于生產(chǎn)，用cad繪制了定子沖片圖、轉(zhuǎn)子裝配圖、繞組連接圖和總裝圖，附在論文附錄中。關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化；繪圖第20/59頁(yè) the electromagnetic calculation and optimization ofthree-phase squirrel-cage asynchronous motory802-2 1.1kwabstractthis paper expounds the design of thr

13、ee phase squirrel-cage asynchronous motor.this paper shows the character, type usage of induction motor. in succession, it introduces the type and framework of three phase squirrel-cage asynchronous motor,and farther set forth its rated data, technical specification, operation theory,mechanism speci

14、alty, running specialty and so on. these are the groundwork for the design of motor.constructing a motor is a complexity. the designer must consider many factorsand ascertain lots and lots of sizes and data, and therefore barge up againstcontradiction. however, this study treats the problem all-side

15、d and synthetically, andthat well harmonizes the material wastage,capabilities, technical data as well aseconomical data. after the handwork count, the designer has known about thenational criterion and is up on the rough connections among the specifications, whichgrounds for the next work. first, a

16、spiring after economizing the materials willdeteriorate the motor capabilities. second, taking measures for augmenting efficiency and power will make the starting current large. consequently, after considering all factors synthetically, the designer get a project to both economize materials and impr

17、ove capabilities.at last, in order to understand the motor intuitionist and manufacture the motor expedite, the designer plot stator develop film graph, rotor constructional graph, coil coupling graph and general install graph. these graphs have been deposited in the excursus of this thesiskeywords:

18、 induction motor; design；optimize；plot第21/59頁(yè) 緒 論電動(dòng)機(jī)可分為直流和交流電機(jī)。由于直流電機(jī)和交流電機(jī)的特點(diǎn)又決定了機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力大多由交流異步電機(jī)提供，尤其以鼠籠式電機(jī)居多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電網(wǎng)的總負(fù)載中，動(dòng)力負(fù)載約占59%，而異步電機(jī)則占總動(dòng)力負(fù)載的85%，由此可見(jiàn)異步電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)中的重要性，而且隨著電氣自動(dòng)化的發(fā)展，它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性也將逐步增大。尤其是三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率很高，使用方便，性能穩(wěn)定，易于維修成本低的優(yōu)點(diǎn)。為了保證異步電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，電工工作者必須掌握有關(guān)三相異步電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行的基本知識(shí)，了解對(duì)異步電動(dòng)

19、機(jī)的安全評(píng)估，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)深入研究也是是非常必要和有意義的，要盡量節(jié)省異步電動(dòng)機(jī)的材料用量，改善效率和功率因數(shù)等性能，使其能更好地適用于生產(chǎn)需要。第22/59頁(yè) 第1章 異步電機(jī)概念異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與氣隙中基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速之間存在一定差異，即不同步（或稱(chēng)異步），因此被起名為異步電機(jī)。異步電機(jī)的工作原理是通過(guò)氣隙旋轉(zhuǎn)磁密與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的。由于異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的電動(dòng)勢(shì)和電流是通過(guò)感應(yīng)產(chǎn)生的，所以異步電機(jī)有又稱(chēng)感應(yīng)電機(jī)。1.1異步電機(jī)的類(lèi)型、特點(diǎn)和用途異步電機(jī)的系列、品牌、規(guī)格眾多，歸納起來(lái)可從定子相數(shù)、電源屏率、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、額定功率、防護(hù)形式、絕緣等級(jí)、運(yùn)

20、行方式、尺寸和用途等不同的角度來(lái)分類(lèi)。按電源相數(shù)分為“單相”異步電機(jī)、“雙相”異步電機(jī)、“三相”異步電機(jī)；按電機(jī)的尺寸或額定功率分為“大型”、“中型”、“小型”和“小功率”電機(jī)；按電機(jī)的防護(hù)形式分為“開(kāi)啟式”、“防護(hù)式”、“封閉式”；按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型分為籠型、繞線(xiàn)型和換向器電機(jī)；按運(yùn)行方式分為異步發(fā)電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)等。目前，我國(guó)以三相電動(dòng)機(jī)的功率劃分大類(lèi)，并以其電源性質(zhì)、性能、用途、結(jié)構(gòu)特性、形式等作為補(bǔ)充部分。例如，中小型電動(dòng)機(jī)的功率范圍是1-1000kw，其中1-1000kw是小型三項(xiàng)電動(dòng)機(jī)，100-1000kw為中型三相電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)按其電源性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征，較詳細(xì)的分類(lèi)如下：異步電動(dòng)機(jī)分

21、為：三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)；三相異步電動(dòng)機(jī)又分為：繞線(xiàn)型和鼠籠型兩種；三項(xiàng)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)又包括三鼠籠型、雙鼠籠型和單鼠籠型三種；單相異步電動(dòng)機(jī)又分為：交直流兩用式、罩極式、電容式和分組式。三相異步電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用最為廣泛的一種電動(dòng)機(jī)，它的主要分類(lèi)見(jiàn)表1-1：第23/59頁(yè) 異步電機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)、三相同步電機(jī)不同，其轉(zhuǎn)子繞組無(wú)需與其他電源連接，因此具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、控制方便、性能穩(wěn)定，以及制造容易，成本低廉，易于維修等優(yōu)點(diǎn)。異步電機(jī)有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性，從空載到滿(mǎn)載范圍內(nèi)接近恒速運(yùn)行，能滿(mǎn)足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)要求。異步電機(jī)還便于派生成各種防護(hù)形式，以適應(yīng)不同環(huán)

22、境條件的需要。由于異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系，其調(diào)速性能較差，對(duì)要求寬廣和平滑調(diào)速范圍的交通運(yùn)輸機(jī)械印染及造紙機(jī)械等，采用直流電機(jī)較經(jīng)濟(jì)、方便。但近一、二十年來(lái)，以電力電子器件和微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的異步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)，使異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能得以改善，因此其用途更加廣泛。異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種用途的生產(chǎn)機(jī)械。例如：工業(yè)方面的各種加工中心、專(zhuān)用加工設(shè)備、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、泵和壓縮機(jī)、新型工業(yè)縫紉機(jī)等設(shè)備的控制;機(jī)械制造工業(yè)、冶金工業(yè)、煤炭工業(yè)、石油工業(yè)、輕紡工業(yè)，化學(xué)工業(yè)及其他各工礦企業(yè)的控制；軍事和航天

23、方面的衛(wèi)星姿態(tài)、飛船光電池對(duì)太陽(yáng)跟蹤、雷達(dá)天線(xiàn)的控制。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，電力排灌設(shè)備、打谷機(jī)、輾米機(jī)、榨油機(jī)、飼料粉碎機(jī)等大都由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)?？梢哉f(shuō)各個(gè)領(lǐng)域都有采用它作驅(qū)動(dòng)設(shè)備。1.2異步電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)我國(guó)已開(kāi)始研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)高效率異步電機(jī)。隨著我國(guó)加入wto及機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，高效率異步電機(jī)將成為市場(chǎng)需求的主導(dǎo)第24/59頁(yè) 產(chǎn)品。電機(jī)關(guān)鍵設(shè)備旨在衡量電機(jī)性能好壞的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。隨著電機(jī)功率的增大，單位功率損耗相對(duì)減小，效率提高。普通大容量電機(jī)效率一般為95%到98%，小容量電機(jī)一般為80%到92%。所謂高效電機(jī)，只有一個(gè)定性的概念，即設(shè)計(jì)制造出的電機(jī)效率較普

24、通標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)效率高出一定水平。例如美國(guó)70年代研制并推廣到歐洲和日本的高效率電動(dòng)機(jī)的平均效率比普通電動(dòng)機(jī)提高了2%到3%，其現(xiàn)行nema高效率電動(dòng)機(jī)較我國(guó)y系列和y2系列電機(jī)效率高2%到8%。提高國(guó)內(nèi)異步電機(jī)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)被列為“十五”計(jì)劃基本任務(wù)的兩項(xiàng)重要內(nèi)容。國(guó)內(nèi)異步電機(jī)質(zhì)量和技術(shù)水平差距的其中兩個(gè)體現(xiàn)方面就可靠性差，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)落后。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)境的噪聲污染問(wèn)題。因此電機(jī)的噪聲成為考核產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要因素。為提高電機(jī)的品質(zhì)，必須采取措施消弱電磁噪聲。第25/59頁(yè)第2章 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相

25、異步電動(dòng)機(jī)主要是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，轉(zhuǎn)子有鼠籠型及繞線(xiàn)型轉(zhuǎn)子兩種。定子與轉(zhuǎn)子之間有氣隙，中小型三相異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一般為0.22mm。1、 定子異步電動(dòng)機(jī)的定子是用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的，它一般由定子鐵心、定子繞組和外殼組成。（1）定子鐵心 定子鐵心一般由圓形鐵心沖片、齒壓板和壓圈等零件壓裝后，經(jīng)扣片或焊接緊固定成一體。鐵心沖片一般由相互絕緣的0.5mm厚的硅鋼片沖成，常用的硅鋼片有d22、d23等型號(hào)。沖片內(nèi)圈有均勻分布的槽，用來(lái)嵌放定子繞組。定子鐵心的槽及開(kāi)口三種。中小型低壓電機(jī)一般采用半閉口槽。（2）定子繞組 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組由對(duì)稱(chēng)的三個(gè)繞組組成，每個(gè)繞組異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組由許多線(xiàn)

26、圈接一定的規(guī)律連接而成。中小型低壓電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈由高強(qiáng)度漆包線(xiàn)繞制、線(xiàn)圈與槽壁之間墊以槽絕緣。定子繞組在槽內(nèi)的布置分為單層繞組和雙層繞組兩種基本形式。10kw以下的小容器異步電動(dòng)機(jī)常用單層同心式、鏈?zhǔn)交蚪徊媸嚼@組。雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)是可以靈活選擇節(jié)距以改善電動(dòng)勢(shì)和磁通式波形，因此容量大的異步電動(dòng)機(jī)都采用雙層短距疊繞組或波繞組。繞組嵌好后用槽楔鎖口壓緊，槽楔用竹、膠布板和環(huán)氧玻璃布板等非磁性材料組成。（3）外殼 外殼包括機(jī)座、端蓋、軸承蓋、接線(xiàn)盒及吊環(huán)等部件。小型機(jī)座通常用灰鑄鐵鑄成。大、中型箱式電動(dòng)機(jī)機(jī)座由鋼板焊接而成。端蓋是支承軸并受徑向和軸向負(fù)荷的重要部件，由灰鑄鐵鑄成。有的機(jī)座的端蓋與外軸承蓋

27、鑄成一體，具有裝配方便、節(jié)省工時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。2、轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。（1）轉(zhuǎn)子鐵心 轉(zhuǎn)子鐵心是用0,5mm厚的硅鋼片疊成的圓柱體，另一種是繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子?；\型轉(zhuǎn)子是鑄鋁的或銅條焊接的籠型轉(zhuǎn)子，整個(gè)鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上，如果去掉鐵心，整個(gè)繞組的外形就像一個(gè)松籠子，所以習(xí)慣上又稱(chēng)籠型轉(zhuǎn)子為鼠籠轉(zhuǎn)子。（2）轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線(xiàn)型兩種結(jié)構(gòu)。籠型繞組有雙籠型及深槽型，這兩種轉(zhuǎn)子可改善異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能，主要用于100kw以上的第26/59頁(yè) 大中型電動(dòng)機(jī)。繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，也是由對(duì)稱(chēng)三相繞組構(gòu)成，一般接成星形聯(lián)結(jié)，三根引出線(xiàn)分別接到與轉(zhuǎn)軸絕緣的三個(gè)滑環(huán)

28、（又稱(chēng)集電環(huán)）上，通過(guò)電刷裝置可與外電組或其他控制器相連接，以改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能和調(diào)速性能。為了減少電刷與集電環(huán)的磨損，中等容量以上的繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)裝有舉刷裝置，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，可將電刷提起，同時(shí)將三個(gè)集電環(huán)短接。（3）轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)軸一般用中碳鋼制成，轉(zhuǎn)子鐵心套在轉(zhuǎn)軸上或通過(guò)壓圈套在軸上，它支持著轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔均勻地旋轉(zhuǎn)，并傳導(dǎo)三相電動(dòng)機(jī)所輸出的轉(zhuǎn)矩。3、氣隙如同其他旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，異步電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間必須有一氣隙。由于氣隙是電機(jī)磁路的一部分，氣隙的大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能有很大影響。氣隙越大，磁阻越大，要產(chǎn)生同樣大小的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，就需要較大的勵(lì)磁電流，從而使異步電動(dòng)機(jī)的功率因素下降。為

29、了提高功率因素，氣隙應(yīng)盡可能的小。但是的最小值常由制造工藝和運(yùn)行安全可靠性等因素決定。從減少附加損耗并減少高次諧波磁通勢(shì)產(chǎn)生的磁通來(lái)看，氣隙稍大一點(diǎn)也有其有利的一面。但總的來(lái)說(shuō)，異步電動(dòng)機(jī)的氣隙比同步電機(jī)的小得多，在中小型異步電動(dòng)機(jī)中，氣隙大約為0,2mm1.5mm。2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)與主要系列每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的外殼上都應(yīng)有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)出這臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定值及其他必要事項(xiàng)。1、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌額定數(shù)據(jù)（1）型號(hào) y系列國(guó)產(chǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)是按國(guó)際電工委員會(huì)iec標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的新系列三相電動(dòng)機(jī)，它是以電動(dòng)機(jī)中心高為依據(jù)編制型號(hào)譜的，如：“y180m-2”y：異步電動(dòng)機(jī)；180：中心

30、高 180mm；m：中機(jī)座（l-長(zhǎng)機(jī)座，s-短機(jī)座）；2：2極。（2）額定功率 指電動(dòng)車(chē)在額定運(yùn)行時(shí)，軸端輸出的機(jī)械功率，單位為瓦（w）或千瓦（kw）。（3）額定電壓 指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線(xiàn)電壓，單位為伏（v）。如果銘牌上標(biāo)有兩個(gè)電壓數(shù)據(jù)，如220v/380v，表示電動(dòng)機(jī)定子繞組在兩種不同聯(lián)結(jié)時(shí)的線(xiàn)電壓。（4）額定電流 指電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，軸端輸出額定功率時(shí)，定子繞組中的線(xiàn)電流，單位為安（a）。如果銘牌上標(biāo)有兩個(gè)電流數(shù)據(jù)，表示的定子繞組在兩種不同聯(lián)結(jié)時(shí)的輸入電流。（5）額定頻率 指輸入交流電（即電網(wǎng)）的頻率，我國(guó)規(guī)定的電網(wǎng)頻率為第27/59頁(yè) 50hz，除出口電動(dòng)機(jī)（多為6

31、0hz）外，國(guó)內(nèi)用的異步電動(dòng)機(jī)的額定頻率都是50hz。（6）額定轉(zhuǎn)速 指電動(dòng)機(jī)在額定頻率、額定電壓下，且軸端輸出的額定功率時(shí)，轉(zhuǎn)子每分鐘的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分(r/min)。（7）額定功率因數(shù) 指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，定子相電壓與相電流之間的相位差。（8）額定效率 指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的效率。（9）絕緣等級(jí) 指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，繞組允許的溫度升高值（即繞組的溫度比周?chē)諝夥€(wěn)定高出的數(shù)值）。允許溫升的高低取決于電動(dòng)機(jī)使用的絕緣材料。絕緣材料的耐熱等級(jí)見(jiàn)表2-1，也有些電動(dòng)機(jī)制造廠(chǎng)在銘牌上直接給出電動(dòng)機(jī)的允許溫升。（10）標(biāo)準(zhǔn)符號(hào) 至電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，技術(shù)數(shù)據(jù)能表達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。（11）工

32、作制或定額 指三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，即允許連續(xù)使用的時(shí)間，分為連續(xù)、短時(shí)、斷續(xù)周期三種。連續(xù)工作制（s1）的電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的額定負(fù)數(shù)范圍內(nèi)允許長(zhǎng)期連續(xù)使用。短時(shí)工作制（s2）的電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的條件下，只能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)短時(shí)運(yùn)行，短時(shí)運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)有四種：10min、30min、60min及90min，達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后必須停機(jī)，待三相電動(dòng)機(jī)完全冷卻后才可以開(kāi)機(jī)運(yùn)行。斷續(xù)周期工作制（s3）的電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的額定值下只能周期性使用，斷續(xù)運(yùn)行常以負(fù)載持續(xù)率百分?jǐn)?shù)表示，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率分為四種：15%、25%、40%、60%，每周期為10min。（12）聯(lián)結(jié) 指三相電動(dòng)機(jī)定子繞組的六根引出線(xiàn)頭的

33、接線(xiàn)方式，即接成 y還是。接線(xiàn)時(shí)必須注意電動(dòng)機(jī)電壓、電流、聯(lián)結(jié)三者之間的關(guān)系。2、異步電動(dòng)機(jī)的主要系列我國(guó)生產(chǎn)的異步電動(dòng)機(jī)種類(lèi)很多，主要系列產(chǎn)品有：y系列為小型籠型全封閉的自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，取代老產(chǎn)品j02系列。用于金屬切削機(jī)床、通用機(jī)械、礦山機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械等，也可用于拖動(dòng)靜止負(fù)載或慣性負(fù)載較大的機(jī)械，如壓縮機(jī)、傳送帶、錘擊機(jī)、粉碎機(jī)、小型起重機(jī)和運(yùn)輸機(jī)械等。額定電壓為380，功率范圍為0.5590kw，同步轉(zhuǎn)速為7503000r/min，外殼防護(hù)型式為ip44、b級(jí)絕緣。第28/59頁(yè) j2、j02和j02-l系列為小型鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。其中，j2是防護(hù)式結(jié)構(gòu)，j02、j02-l（鋁

34、）是封閉式結(jié)構(gòu)，額定電壓為380v，同步轉(zhuǎn)速為600300r/min采用e級(jí)絕緣。jq2和jq02系列是高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)，用于起動(dòng)靜止負(fù)載或慣性負(fù)載較大的機(jī)械上。jq2是防護(hù)式，jq02是封閉式。jd2和jd02系列是從j2、jq02系列派生出來(lái)的，為防護(hù)式和封閉式多速籠型異步電動(dòng)機(jī)，主要用于機(jī)床和起重設(shè)備中需多種速度的傳動(dòng)裝置。jn系列是中型防護(hù)式籠型異步電動(dòng)機(jī)。其他類(lèi)型異步電動(dòng)機(jī)可參閱產(chǎn)品目錄。2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的定子裝有三相對(duì)稱(chēng)繞組，當(dāng)接至三相交流電源時(shí)，流入定子繞組的三相對(duì)稱(chēng)電流在電機(jī)的氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，兩

35、端被導(dǎo)電環(huán)短接。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向可用右手定則來(lái)判別。轉(zhuǎn)子上半部導(dǎo)體中的電動(dòng)勢(shì)方向都是進(jìn)入紙面，下半部導(dǎo)體中的電動(dòng)勢(shì)方向都是穿出紙面。在轉(zhuǎn)子回路閉合的情況下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中就有電流流通。如不考慮轉(zhuǎn)子繞組電感，那么電流的方向與電動(dòng)勢(shì)的方向相同。三相對(duì)稱(chēng)的繞組通過(guò)三相對(duì)稱(chēng)的電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，其轉(zhuǎn)速即為同步速n1=60f/p；轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁產(chǎn)生固定磁極；輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步n1時(shí)，其異性磁極就被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)拉住，即定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就拖著固定磁場(chǎng)（轉(zhuǎn)子）以轉(zhuǎn)速n（nn1）旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，故稱(chēng)為三相異步電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)差率（s）：同步轉(zhuǎn)

36、速n1和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差與同步轉(zhuǎn)速n1的比值。轉(zhuǎn)差s是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)非常重要的變量。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率s也隨之變化，通常異步電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率2%6%左右。其實(shí)，異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)：（a）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；（b）發(fā)電機(jī)運(yùn)行；（c）電磁制動(dòng)運(yùn)行。具體如下：（a）電動(dòng)機(jī)狀態(tài)（0s1）：輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步n1時(shí)，其異性磁極就被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)拉住，持續(xù)以轉(zhuǎn)速n（nn1）旋轉(zhuǎn)。電機(jī)從電網(wǎng)吸收電功率，經(jīng)過(guò)氣隙的耦合作用從軸上輸出機(jī)械功率。（b）發(fā)電機(jī)狀態(tài)（s0）：原動(dòng)機(jī)械動(dòng)轉(zhuǎn)子以n（n1）：轉(zhuǎn)子逆著磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)（n0），電機(jī)既從電網(wǎng)吸收電功率又從軸上吸收機(jī)械功率，消耗在

37、電機(jī)內(nèi)部。2.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性1、三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩m之間的函數(shù)關(guān)系，即n=f（m）。2、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指在電動(dòng)機(jī)的定子側(cè)加額定電壓，電壓的頻率又為額定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、定子電流、功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩、效率等與輸出功率的關(guān)系。電機(jī)空載時(shí)，隨著輸出功率的增加，效率也增加，當(dāng)鐵損耗與機(jī)械損耗之和等于定、轉(zhuǎn)子銅損耗之和時(shí)，電動(dòng)機(jī)的效率達(dá)到最大。但當(dāng)負(fù)載繼續(xù)增大時(shí)，效率反而降低。一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)的容量越大，效率越高。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是必須吸取滯后無(wú)功功率，其功率因素總小于1?？蛰d時(shí)，功率因數(shù)很低

38、，不超過(guò)0.2。當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，定子電流中的有功電流增加，使功率因數(shù)提高，額定負(fù)載時(shí)最高，如負(fù)載再增大，功率因數(shù)又反而減少。第30/59頁(yè)第3章 電機(jī)設(shè)計(jì)基本理論3.1電機(jī)制造與設(shè)計(jì)的概況在我國(guó)，電機(jī)制造工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)大概為產(chǎn)品品種、規(guī)格不斷增加，單機(jī)容量迅速增大，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐步提高；積極采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝；標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度不斷提高；積極開(kāi)展電機(jī)理論、測(cè)試技術(shù)和新型發(fā)電方式的研究。電機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)可歸納為四要點(diǎn)：1、滿(mǎn)足用戶(hù)提出的產(chǎn)品規(guī)格（如功率、電壓、轉(zhuǎn)速等）和技術(shù)要求（如效率、參數(shù)、溫升限度、機(jī)械可靠性等）；2、貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，結(jié)合生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性；3、

39、運(yùn)用有關(guān)的理論和計(jì)算方法；4、正確處理設(shè)計(jì)時(shí)遇到的各種矛盾。電機(jī)設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)性能好、體積小、運(yùn)行可靠、維修方便的電機(jī)。電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常給定數(shù)據(jù)：額定功率、額定電壓、相數(shù)及相間連接方式、額定頻率、額定轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速、額定功率因數(shù)。在此次的中小型異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，以上6個(gè)數(shù)據(jù)都已給出。總的電機(jī)設(shè)計(jì)分三個(gè)階段：準(zhǔn)備階段、電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （一）準(zhǔn)備階段首先是熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，收集相近電機(jī)的產(chǎn)品樣本和技術(shù)資料，并聽(tīng)取生產(chǎn)和使用單位的意見(jiàn)與要求；然后編制技術(shù)任務(wù)書(shū)或技術(shù)建議書(shū)。（二）電磁設(shè)計(jì)根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書(shū)的規(guī)定，參照生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算和方案比較，來(lái)確定與所設(shè)計(jì)電機(jī)電磁性能有關(guān)的尺寸和

40、數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算其電磁性能。（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件尺寸、加工要求與材料的規(guī)格及性能要求，包括必要的機(jī)械計(jì)算及通風(fēng)和溫升計(jì)算。通常，首先根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書(shū)（技術(shù)建議書(shū)）中規(guī)定的防護(hù)型式、安裝方式與冷卻方式，再考慮電磁計(jì)算中所選負(fù)荷的高低，來(lái)選取合適的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)；然后安排產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)，繪制總裝配草圖。然后分別繪制部件的分裝配圖和零件圖，并對(duì)總裝配草圖進(jìn)行必要的修改。由于本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)電磁設(shè)計(jì)，故只對(duì)電磁設(shè)計(jì)部分作重點(diǎn)介紹。3.2電磁設(shè)計(jì)電磁設(shè)計(jì)分四大步驟：1.額定數(shù)據(jù)及主要尺寸；2.磁路計(jì)算；3.參數(shù)計(jì)算；4.起動(dòng)計(jì)算。第31/59頁(yè) 一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該達(dá)

41、到節(jié)省材料的目標(biāo)，即將定子用銅量、轉(zhuǎn)子用鋁量、硅鋼片用量盡量降到最小，另外，電機(jī)性能良好，即效率和功率因數(shù)應(yīng)該盡可能大、起動(dòng)電流盡可能小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)盡量大。然而，電機(jī)的各項(xiàng)性能之間以及技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間，經(jīng)常存在矛盾，長(zhǎng)了此短了彼。例如，當(dāng)采取措施改善某個(gè)性能時(shí)，常會(huì)使其他一些性能變差，因此必須全面照顧。又如，在設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)，不能片面追求體積小和材料省，因?yàn)檫@樣容易導(dǎo)致電機(jī)性能變差，特別是效率降低，加工工時(shí)增加，而使運(yùn)行費(fèi)用或制造成本上升，并造成浪費(fèi)。因此，設(shè)計(jì)人員必須全面、綜合地看問(wèn)題。以下著重介紹電機(jī)的五個(gè)性能指標(biāo)及改善方法 1效率-(1=100%p)-(1=h-p是電動(dòng)

42、機(jī)所有損耗標(biāo)幺值之和：pfw+pfe+ps+pcu2+pcu1=p- -p+100%1p)針對(duì)本次設(shè)計(jì)，由于風(fēng)摩損耗和雜散損耗基本上不容變動(dòng)，所以，通常導(dǎo)致效率低的原因有定子銅損耗大、轉(zhuǎn)子鋁損耗大、鐵損耗大。針對(duì)不同原因，采取不同的措施來(lái)提高效率。1）定子銅損耗大：降低定子繞組電阻，可采取的措施：a.增大導(dǎo)條面積，減少每相導(dǎo)體數(shù)；b.減少每槽導(dǎo)體數(shù)；c.減少繞組端部長(zhǎng)度。2）轉(zhuǎn)子鋁損耗大：降低轉(zhuǎn)子繞組電阻，可采取的措施：a.增大轉(zhuǎn)子槽面積；b.增大端環(huán)尺寸。j3）鐵耗大：降低定子鐵心磁密，a.減少定子內(nèi)徑，改變定子槽型適當(dāng)?shù)亟档投ㄗ哟琶?，使定、轉(zhuǎn)子齒、軛部磁密和損耗分配合理；b.增加鐵心長(zhǎng)，降

43、低旋轉(zhuǎn)鐵耗；c.減少定、轉(zhuǎn)子槽口寬度以及采用閉口槽和磁性槽鍥；d.增加定子繞組匝數(shù)實(shí)現(xiàn)。 2功率因數(shù)cos=jcosi1pi1=導(dǎo)致效率低的原因通常是磁化電流大和漏電抗大。當(dāng)磁化電流大：可以通過(guò)a.增加定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)；b.使磁通密度下降增加鐵心長(zhǎng)；c.減少氣隙；d.調(diào)整槽型尺寸，使定、轉(zhuǎn)子齒、軛部磁密分布合理四種方法來(lái)降低磁化電流。而減少每槽導(dǎo)體數(shù)、減少鐵心長(zhǎng)或改變槽型尺寸來(lái)減少槽漏抗都可以減小漏電抗。 3起動(dòng)電流倍數(shù)ist第32/59頁(yè) -istikwi1=,zst-=,ist=istzst歸根結(jié)底，漏抗過(guò)小導(dǎo)致起動(dòng)電流過(guò)大。要降低起動(dòng)電流，可通過(guò)以下方法來(lái)增大漏抗：增加每槽導(dǎo)體數(shù)；改變

44、定轉(zhuǎn)子槽型，使槽變成深而窄；減少槽口，肩部斜度增加，使漏磁磁路不至于過(guò)分飽和。 4起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)tst=tstr2(st)zst-sn)-(1sn是對(duì)應(yīng)于額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)差率。一般說(shuō)來(lái)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大越好。通常起動(dòng)轉(zhuǎn)矩太小是因?yàn)槁╇娍固蠡蜣D(zhuǎn)子電流太小。針對(duì)漏電抗太大，可采取措施：適當(dāng)減少定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)和改變定轉(zhuǎn)子槽型，增加槽寬減小槽高。而當(dāng)轉(zhuǎn)子電流太小時(shí)，則可以通過(guò)改變轉(zhuǎn)子槽型使槽增加擠流效應(yīng)和適當(dāng)縮小槽面積和端環(huán)面積來(lái)增大電流從而增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。5最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)tmax=tmax通常最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)大好。導(dǎo)致最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)太小的緣故也是因?yàn)槁╇娍固蠡蜣D(zhuǎn)子電流太小。因此，增大最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)的方法與增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法是一樣的?？戳艘陨系慕榻B，就會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)采取措施改善某個(gè)性能時(shí)，常會(huì)使其他一些性能變差。例如，當(dāng)漏電抗較大導(dǎo)致功率因數(shù)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)偏小，然而當(dāng)采取措施如減少每槽導(dǎo)體數(shù)時(shí)，雖然功率因數(shù)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩都有所改良，但也可能導(dǎo)致起動(dòng)電流過(guò)大。因此，要綜合考慮，在各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到要求后盡量去提高其中某些性能。第33/59頁(yè) 第4章 畢業(yè)設(shè)計(jì)手算程序及優(yōu)化方案4.1手算程序接法），額定