《電機(jī)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)系列電磁設(shè)計(jì)

1、湖南工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程名稱：電機(jī)設(shè)計(jì)題 目：三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)系列電磁設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 電氣工程 0783班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 200713010303 指導(dǎo)老師：審 批： 任務(wù)書下達(dá)日期 2010年12月31日設(shè)計(jì)完成日期 2010年12月31日y132m1-6 kw三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)摘 要本文介紹了y系列三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法,文章首先從異步電機(jī)的基本理論及工作特性著手，簡(jiǎn)單介紹了異步電機(jī)的發(fā)展近況、基本特性、類型、結(jié)構(gòu)、用途、技術(shù)指標(biāo)、工作原理及運(yùn)行特性等，為電機(jī)設(shè)計(jì)的做好必要的理論準(zhǔn)備。電機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過程，因此需要考慮的因素、確定的尺寸和數(shù)據(jù)很多。同時(shí)本文

2、也詳細(xì)闡述了三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)調(diào)整方案，以及計(jì)算機(jī)輔助工具的應(yīng)用，這給電機(jī)設(shè)計(jì)和優(yōu)化帶來了新的契機(jī)。關(guān)鍵詞 :三相異步電動(dòng)機(jī)；設(shè)計(jì)；電磁路參數(shù)；工作性能；優(yōu)化方案前 言現(xiàn)在社會(huì)中，電能是使用最廣泛的一種能源，在電能的生產(chǎn)、輸送和使用等方面，作為動(dòng)力設(shè)備的電機(jī)是不可缺少的一部分。中小型電機(jī)行業(yè)是機(jī)械工業(yè)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。發(fā)電機(jī)主要用于移動(dòng)電源、風(fēng)力發(fā)電、小型發(fā)電設(shè)備中；三相異步電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)和交通運(yùn)輸中得到廣泛使用，例如，在工業(yè)方面，它被廣泛用于拖動(dòng)各種機(jī)床。水泵、壓縮機(jī)、攪拌機(jī)、起重機(jī)械等。在農(nóng)業(yè)方面，他被廣泛用于拖動(dòng)排灌機(jī)械、脫粒機(jī)及各種農(nóng)產(chǎn)品的加工機(jī)械

3、。在家用電器和醫(yī)療器械和國防設(shè)施中，異步電動(dòng)機(jī)也應(yīng)用十分廣泛，作為拖動(dòng)各種機(jī)械的動(dòng)力設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，電氣化與自動(dòng)化水平不斷提高，國民經(jīng)濟(jì)各部門對(duì)異步三相異步電動(dòng)機(jī)的需求量日益增加，對(duì)其性能，質(zhì)量，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也相應(yīng)地提出了越來越高的要求。因此，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)性能提出了許多新的更新的要求，必須適時(shí)實(shí)地做出更新與發(fā)展，以適應(yīng)各個(gè)新興工業(yè)領(lǐng)域不同的特殊要求，特別是對(duì)需求量最大的中小型三相異步電動(dòng)機(jī)，在保證其質(zhì)量運(yùn)行，壽命長(zhǎng)和能滿足使用要求的同時(shí)，進(jìn)一步節(jié)約銅、鐵等材料，提高效率和功率因數(shù)，以提高其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)與降低耗電。三相異步電動(dòng)機(jī)已有近20年多年的研制開發(fā)、設(shè)計(jì)

4、和生產(chǎn)史。尤其近些年來,隨著研制開發(fā)技術(shù)的不斷創(chuàng)新、迅速發(fā)展和完善，如集成化技術(shù)、智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、虛擬技術(shù)等，設(shè)計(jì)出 “更快、更精、更凈”的產(chǎn)品。 第1章 概 述1.1我國電機(jī)制造工業(yè)發(fā)展近況與發(fā)展趨勢(shì)電動(dòng)機(jī)制造是我國機(jī)械工業(yè)中較大的行業(yè)之一，它既是關(guān)系到各行各業(yè)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)產(chǎn)品，又是與人類生活密切相關(guān)的面廣量大、品種繁多的通用產(chǎn)品。電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的主要執(zhí)行部件，國內(nèi)60%70%的發(fā)電量被電機(jī)所消耗。因此，電機(jī)產(chǎn)品的品種、數(shù)量和質(zhì)量各種性能水平的提高和發(fā)展，都會(huì)直接影響國民經(jīng)濟(jì)各部門成套設(shè)備的發(fā)展水平。20世紀(jì)40年代以前，我國電機(jī)制造工業(yè)極端落后。50年代以仿制國外產(chǎn)

5、品為主，60年代起走上自行設(shè)計(jì)的道路。在此之前只能生產(chǎn)一般中小型電機(jī)，而且批量小，品種單一。我國所生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)大多是六十年代發(fā)展的產(chǎn)品, 部分是七、八十年代引進(jìn)的國外移植產(chǎn)品,與國外同行業(yè)相比, 其技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量、結(jié)構(gòu)工藝、制造能力、自動(dòng)化程度等均偏低,仍有不小的差距。解放五十多年來，國內(nèi)的電機(jī)制造業(yè)通過廣大工程技術(shù)人員的不懈努力，在非常落后的基礎(chǔ)上逐步建立起較為完整的電機(jī)制造工業(yè)體系，無論是在發(fā)展品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在數(shù)量方面，都取得了世人矚目的成績(jī)，為工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高做出了巨大的貢獻(xiàn)。我國已能獨(dú)立自主地生產(chǎn)各種中小型電機(jī)，國內(nèi)產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到100 多個(gè)系列，500

6、多個(gè)品種，年生產(chǎn)能力達(dá)到5500萬kw以上 ，基本上滿足了社會(huì)各個(gè)方面對(duì)電機(jī)產(chǎn)品的需求。隨著電機(jī)理論的不斷完善，高新技術(shù)的快速發(fā)展，可以預(yù)言：未來的電機(jī)產(chǎn)品將朝著高性能化、智能化、微型化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。1.2 電機(jī)的分類電機(jī)是以磁場(chǎng)為媒介進(jìn)行電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電力機(jī)械。電機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。需要的電機(jī)的種類各不相同，性能各異。電機(jī)的分類方法也用很多，故電機(jī)的種類也有很多。1）按工作電源分類： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。2）按結(jié)構(gòu)及工作原理分類： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作

7、原理可分為無刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。3)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不同，可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。4)按用途分類： 可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。我國目前生產(chǎn)的三相異步電動(dòng)機(jī)月100個(gè)系列額，500多個(gè)品種，500多個(gè)規(guī)格。按電機(jī)尺寸分成大、中、小型。大型：中心高h(yuǎn) 0.63m,定子鐵心外徑 1m,功率范圍在400kw以上，電壓為300 v和600 v。中型：中心高h(yuǎn) =(0.3550.63)m,定子鐵心外徑 =（0.51.0）m,功率范圍在（451250）kw以上，電壓為380 v和3000 v和6000 v。小型：中心高h(yuǎn) =(0.080.315)

8、m,定子鐵心外徑 =（0.120.5）m,功率范圍在（0.55132）kw以上，電壓為380 v。y（ip44）系列的中心高h(yuǎn) =(0.080.28)m,定子鐵心外徑 =（0.120.445）m，共11個(gè)機(jī)座，功率范圍為（0.5590）kw，電壓380v。1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途1.3.1異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)（1）固定部分有定子繞組、定子鐵心、機(jī)殼、端蓋、風(fēng)罩。定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的繞組。由三個(gè)在空間互隔120電角度、隊(duì)稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個(gè)線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。定子鐵心是電機(jī)磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。通常是

9、用軋成厚0.5或0.35毫米的硅鋼片疊成的（如圖1）。機(jī)殼是用來支撐定子鐵心和電動(dòng)機(jī)端蓋。端蓋是用來支撐電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（一般指轉(zhuǎn)子）。風(fēng)罩保護(hù)風(fēng)葉同時(shí)又起到通風(fēng)的風(fēng)路作用。圖1 定子鐵心（2）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。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（如圖2）。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)動(dòng)部分與不動(dòng)部分。風(fēng)葉主要是冷卻電動(dòng)機(jī)。圖2 鼠籠轉(zhuǎn)子（3）其他部分有

10、出線盒、銘牌、起動(dòng)或工作電容器。（4）三相異步電動(dòng)機(jī)的總結(jié)構(gòu)圖圖3 封閉式三相籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖1軸承；2前端蓋；3轉(zhuǎn)軸；4接線盒；5吊環(huán)；6定子鐵心； 7轉(zhuǎn)子；8定子繞組；9機(jī)座；10后端蓋；11風(fēng)罩；12風(fēng)扇1.3.2異步電動(dòng)機(jī)用途對(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?。y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。

11、1.4三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和運(yùn)行特性1.4.1 基本工作原理電動(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。如右圖4是三相交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原理圖(圖4中只示 圖4出兩根導(dǎo)條)，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)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。異步電動(dòng)

12、機(jī)的工作原理用箭頭式子可以簡(jiǎn)單的表示如下：定子繞組通入三相交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電流與磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。1.4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指在額定電壓及額定頻率下，電動(dòng)機(jī)的主要物理量轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)矩電流，效率，功率因數(shù)等隨輸出功率變化的關(guān)系曲線。轉(zhuǎn)差率特性通常把同步轉(zhuǎn)速n1和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n二者之差與同步轉(zhuǎn)速n1的比值叫做轉(zhuǎn)差率，用s表示。關(guān)于轉(zhuǎn)差率的定義如下：當(dāng)電機(jī)的定子繞組接電源時(shí)，站在定子邊看，如果氣隙旋轉(zhuǎn)磁通密度與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向一致，則轉(zhuǎn)差率s為：；如果兩者轉(zhuǎn)向相反，則：。式中的n1、n都理解為轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值s是

13、一個(gè)沒有單位的數(shù)，它的大小能反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。隨著負(fù)載功率的增加，轉(zhuǎn)子電流增大，故轉(zhuǎn)差率隨輸出功率增大而增大。轉(zhuǎn)矩特性異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)速的變換范圍很小，從空載到滿載，轉(zhuǎn)速略有下降，轉(zhuǎn)矩曲線為一個(gè)上翹的曲線（近似直線）。電流特性 空載時(shí)電流很小，隨著負(fù)載電流增大，電機(jī)的輸入電流增大。效率特性其中銅耗隨著負(fù)載的變化而變化（與負(fù)載電流的平方正比）；鐵耗和機(jī)械損耗近似不變；效率曲線有最大值，可變損耗等于不變損耗時(shí)，電機(jī)達(dá)到最大效率。異步電動(dòng)機(jī)額定效率載74-94%之間；最大效率發(fā)生在(0.7-1.0)倍額定效率處。功率因數(shù)特性空載時(shí)，定子電流基本上用來產(chǎn)生主磁通，有功功率很小，功率因數(shù)也很

14、低；隨著負(fù)載電流增大，輸入電流中的有功分量也增大，功率因數(shù)逐漸升高；在額定功率附近，功率因數(shù)達(dá)到最大值。如果負(fù)載繼續(xù)增大，則導(dǎo)致轉(zhuǎn)子漏電抗增大（漏電抗與頻率正比），從而引起功率因數(shù)下降。1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速1.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（1）直接起動(dòng)直接起動(dòng)是用閘刀開關(guān)或接觸器把電機(jī)的定子繞組直接接到具有額定電壓的電源上。是一種最簡(jiǎn)單而應(yīng)用廣泛的起動(dòng)方法。1）優(yōu)點(diǎn)：無需附加起動(dòng)設(shè)備，操作方便；2)缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，須足夠大的電源；3)適用條件：小容量電動(dòng)機(jī)帶輕載的情況起動(dòng)。（2）降壓起動(dòng)用降低電機(jī)端電壓的方法限制制動(dòng)起動(dòng)電流，待電機(jī)轉(zhuǎn)速接近正常轉(zhuǎn)速后，再將端電壓升高到

15、額定電壓。 如果電源容量不夠大，可采用降壓起動(dòng)。即起動(dòng)時(shí)，降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓，起動(dòng)時(shí)電壓小于額定電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后，再使電動(dòng)機(jī)承受額定電壓，可限制起動(dòng)電流。1) y-降壓起動(dòng)2) 自耦變壓器降壓起動(dòng)3) 電阻降壓或電抗降壓起動(dòng)4) 延邊三角形降壓起動(dòng)（3）軟起動(dòng) 軟起動(dòng)就是在電動(dòng)機(jī)(鼠籠式) 定子回路串入有限流作用的電力器件來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)。通過這種方法降低起動(dòng)電流。軟起動(dòng)是采用軟件控制方式來平滑起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，一方面在控制方式上以軟件控制強(qiáng)電，另一方面在控制結(jié)果上將電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性由“硬”平滑變?yōu)椤败洝?。軟起?dòng)過程中產(chǎn)生高次諧波，對(duì)周邊環(huán)境要求比較高，同時(shí)起動(dòng)設(shè)備投資非常

16、大；但它起動(dòng)時(shí)無沖擊電流，可保持平滑起動(dòng)，并且可根據(jù)負(fù)載情況實(shí)現(xiàn)自由無級(jí)的起動(dòng)。軟起動(dòng)方式： 液阻式軟起動(dòng) 磁控式軟起動(dòng) 智能式軟起動(dòng)。1.5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為： 從上式可見，改變供電頻率f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的。異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速主要有三種方法.1、變極調(diào)速 ，異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n略低于，所以，一旦p改變，改變，n也隨著改變。1）yyy 變極調(diào)速 屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式2）yy變極調(diào)速 屬于恒功率調(diào)速方式2、變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：。當(dāng)轉(zhuǎn)差率s變化不大時(shí)，n近似正比于頻率，可見改變電源頻率就可改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。常用的異步電

17、動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制方式通常有兩種，即恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速和恒功率變頻調(diào)速。（1） 恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速。電機(jī)變頻調(diào)速前后額定電磁轉(zhuǎn)矩相等，即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，有 。（2） 恒功率變頻調(diào)速。電機(jī)變頻調(diào)速前后它的電磁功率相等，即 。3、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速 轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。串電阻前后保持轉(zhuǎn)子電流不變，則有： ，電磁轉(zhuǎn)矩為： ，保持不變，即屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。1.6 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)和額定參數(shù)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)、基準(zhǔn)值和額定參數(shù)。性能指標(biāo)基

18、準(zhǔn)值額定參數(shù)與標(biāo)么值額定功率電壓基準(zhǔn)值：額定相電unf效率額定電壓電流基準(zhǔn)值：每相功電流ikw功率因數(shù)額定頻率功率基準(zhǔn)值：額定功率pn最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)額定轉(zhuǎn)速阻抗基準(zhǔn)值：zkw=unf/ikw起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)值：額定轉(zhuǎn)矩tn起動(dòng)過程中的最小轉(zhuǎn)矩繞組和鐵心溫升起動(dòng)電流倍數(shù)第2章 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法2.1 電磁負(fù)荷的選擇與匹配2.1.1電磁負(fù)荷對(duì)電機(jī)性能和經(jīng)濟(jì)性的影響由于正常電機(jī)中系數(shù)、與實(shí)際上變化不大，因此在計(jì)算功率與轉(zhuǎn)速一定時(shí)，電機(jī)的主要尺寸決定于電磁負(fù)荷、。電磁負(fù)荷越高，電機(jī)尺寸將越小，重量越輕，成本也越低。這就是在一般可能情況下，一般希望選取較高電磁負(fù)荷和的原因。但電磁負(fù)荷選取

19、與眾多因素有關(guān)，不但影響電機(jī)有效材料的耗用量，而且對(duì)電機(jī)參數(shù)、起動(dòng)和運(yùn)行性能、可靠性都有重要影響。（1） 線負(fù)荷a較高，氣隙磁密不變 電機(jī)體積和尺寸的減小，可節(jié)約鋼鐵材料 一定時(shí)，由于鐵心重量減小，鐵耗隨之減小 繞組用銅量增加 增大了電樞單位表面上銅耗，繞組溫升增高 影響電機(jī)參數(shù)和電機(jī)特性（2）氣隙磁密高，線負(fù)荷a不變 電機(jī)體積和尺寸的減小，可節(jié)約鋼鐵材料 電樞基本鐵耗增大 氣隙磁位降和磁路飽和程度增大 影響電機(jī)參數(shù)和電機(jī)特性2.1.2 電磁負(fù)荷的選擇電磁負(fù)荷與預(yù)防護(hù)等級(jí)、冷卻方式、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、絕緣等級(jí)及電壓有直接關(guān)系。決定電磁負(fù)荷時(shí)。對(duì)于小型電機(jī)而言，各種產(chǎn)品之間磁密的波動(dòng)范圍不大。只是對(duì)于斷

20、續(xù)運(yùn)行電機(jī)或者最大轉(zhuǎn)矩要求高、功率數(shù)允許略低的產(chǎn)品，磁密可以略高。但電密及熱負(fù)荷aj1波動(dòng)較大。當(dāng)磁密及j1選定后，根據(jù)電磁負(fù)荷的匹配關(guān)系，求取轉(zhuǎn)子電密及調(diào)整定子齒部、軛部的磁密，電磁負(fù)荷選得高，就節(jié)省材料，但它受效率及溫升約束，不能選得過高。在推薦的范圍內(nèi)： a 隨功率增加而增加，減少a可提高過載能力； 隨極數(shù)增加面增加，降低可提高； j1 則隨功率增加而減小，隨散熱能力提高而提高。同時(shí)繞線轉(zhuǎn)子的j1要比籠型轉(zhuǎn)子的j1選低5%10%；斷續(xù)運(yùn)行的可比連續(xù)的選的高些。2.1.3 電荷負(fù)荷的匹配電磁負(fù)荷的匹配直接影響電機(jī)的溫升（定子繞阻溫升），盡管隨著電機(jī)類型不同，溫度場(chǎng)分而亦不同，但仍有一個(gè)共同

21、的規(guī)律。就散熱而言，轉(zhuǎn)子熱量有很大一部分要先傳給定子，再經(jīng)機(jī)座或通風(fēng)道，與定子熱量匯集在一起傳給周圍介質(zhì)。對(duì)于y系列電機(jī)而言，磁負(fù)荷亦應(yīng)遵循類似的規(guī)則，轉(zhuǎn)子部分損耗很小，轉(zhuǎn)子部分磁密只要在推薦范圍內(nèi)選取，其損耗可忽略不計(jì)。電機(jī)總的鐵耗可以以為僅由定子齒部鐵耗及定子軛部鐵耗兩部分構(gòu)成。當(dāng)鐵心尺寸確定后，鐵耗隨磁密的增加而增加。對(duì)于4極電機(jī)而言，齒、軛磁密相近時(shí)，由于軛部體積較大，其鐵耗常常是齒部好幾倍。所以設(shè)計(jì)人員常將軛部磁密選項(xiàng)得較低，齒部選得較高，這從計(jì)算結(jié)果看是合適的，但在散熱途徑中齒部的散熱不如軛部；同時(shí)，齒部磁密偏高，這會(huì)使其脈振損耗顯著增加，這些從計(jì)算結(jié)果很難察覺，但卻往往導(dǎo)致溫升增

22、高，因此齒部磁密不宜偏高。2.2 主要尺寸、氣隙長(zhǎng)度的選取及繞組型式的選擇2.2.1主要尺寸的選擇設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定電動(dòng)機(jī)的主要尺寸，選擇定轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)定轉(zhuǎn)子沖片和選擇繞組數(shù)據(jù)，然后利用有關(guān)公式對(duì)初始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行較核，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的某些設(shè)計(jì)參數(shù)，直至電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方案符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)求。三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的主要尺寸包括定子內(nèi)徑和電樞計(jì)算長(zhǎng)度決定電機(jī)主要尺寸的基本關(guān)系是其中感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率為：由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定功率為：比較上兩式，則有在生產(chǎn)實(shí)際中，設(shè)計(jì)感應(yīng)電機(jī)時(shí)往往只需參考已經(jīng)制定的同類型、相近規(guī)格電機(jī)的尺寸。一般來說，三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)可有如下兩種情況：(1)直接利用某特定的定子

23、沖片，以提高電動(dòng)機(jī)定子沖片的通用性和縮短電動(dòng)機(jī)的研制周期。在此情況下，由給定的定子沖片，即可知道定子沖片內(nèi)徑，再由電動(dòng)機(jī)的功率和電機(jī)常數(shù)選取電樞計(jì)算長(zhǎng)度。(2)在給定電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)，而無其他限制。此時(shí)根據(jù)預(yù)估的電磁負(fù)荷，有電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速可選定電動(dòng)機(jī)的，然后憑經(jīng)驗(yàn)選取一定的主要尺寸比，得出電機(jī)的主要尺寸。2.2.2 氣隙長(zhǎng)度的選取及確定氣隙的數(shù)值基本上決定于定子內(nèi)徑、軸的直徑和軸承間的轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度。異步電動(dòng)機(jī)的氣隙長(zhǎng)度是影響制造成本和性能的重要設(shè)計(jì)參數(shù)，它的取值范圍很寬，選得小，可使勵(lì)磁電流降低而提高功率因數(shù)，但槽漏抗也隨之增加，使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩降低。過小的氣隙也容易招致定、轉(zhuǎn)子相擦。但若

24、選得大，則情況剛好相反。在異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)選取氣隙時(shí)，需考慮多種影響。從電抗去磁能力考慮，較小的對(duì)提高抗去磁能力有利，但由于制造和裝配工藝的限制，氣隙不能取的太小。與材料有關(guān)，較小時(shí)，抗去磁能力相對(duì)較差宜取小些。極數(shù)是選取 值需考慮的重要因數(shù)。2.2.3鐵心尺寸鐵心的尺寸指定子鐵心外徑、內(nèi)徑、轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)徑及鐵心長(zhǎng)。鐵芯沖片一般由相互絕緣的0.5mm厚硅鋼片沖成，沖片內(nèi)圈有均勻分布的槽，用來嵌放定子繞線。當(dāng)冷卻方式、工作制不同時(shí)，可參考下列關(guān)系選取鐵心尺寸。自冷式（不帶內(nèi)、外風(fēng)扇）電機(jī)，當(dāng)上列其他特征與自扇冷（ic0104）產(chǎn)品的相同時(shí)，若維持相同的輸出功率，應(yīng)選比后者高23個(gè)功率等級(jí)的電機(jī)鐵心尺

25、寸。斷續(xù)運(yùn)行（以s3、fc=40%工作制為代表）電機(jī)，當(dāng)上列其他特征均與連續(xù)運(yùn)行的相同，并維持相同的功率時(shí)，可選取比連續(xù)的低約1個(gè)功率等級(jí)的鐵心尺寸。若為工作制時(shí)，fc分別為15%、25%、60%，則應(yīng)分別在40%的基礎(chǔ)上乘以1.4、1.19及0.845，即為在同一鐵心下分別對(duì)應(yīng)的輸出功率。若維持功率不變，可據(jù)此近似地推算出鐵心尺寸。2.2.4定子繞組形式和節(jié)距的選擇繞組的形式，連同其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電機(jī)的所有電氣性能均產(chǎn)生不同程度的影響。不同的形式的繞組按照各自的特性有不同的適用范圍。1、單層鏈?zhǔn)嚼@組優(yōu)點(diǎn)： 槽內(nèi)無層間絕緣，槽利用率高，散熱好； 同一槽內(nèi)的導(dǎo)線都屬于同一相，在槽內(nèi)不會(huì)發(fā)生相間擊穿。

26、 線圈總數(shù)比雙層少一半，嵌線比較方便，節(jié)約嵌線工時(shí)；缺點(diǎn)： 不易做成短距，磁勢(shì)波形比雙層繞組差； 電機(jī)導(dǎo)線較粗時(shí)，繞組嵌放和端部的整形比較困難；圖 5 24槽 節(jié)距16 單層鏈?zhǔn)酵ㄟ^改善磁動(dòng)勢(shì)波形是使氣隙磁動(dòng)勢(shì)分布接近正弦波，即其諧波含量減少了，由此帶來的效果是附加損耗，電磁噪聲減小了；t-s曲線與的形狀也改善了，即減少了附加轉(zhuǎn)矩，提高了起動(dòng)過程的最小轉(zhuǎn)矩；提高繞阻系數(shù)則意味著使bg下降， 及效率都得到提高，或者保持bg不變，適當(dāng)減少匝數(shù)，或者縮短鐵心，即收到節(jié)銅或硅鋼片的效果。2.3 籠型轉(zhuǎn)子的尺寸設(shè)計(jì) 2.3.1 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

27、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)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

28、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

29、）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

30、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）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；

31、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)尺寸圖第3章 三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)與方案調(diào)整本章詳細(xì)闡述y132m1-6 4kw異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，該電機(jī)為一般用途的鼠籠式全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組為銅線，絕緣等級(jí)為b級(jí)，其基本結(jié)構(gòu)防護(hù)要求達(dá)到國家電工委員會(huì)外殼防護(hù)等級(jí)ip44的要求

32、。滿足國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，向某些國際表準(zhǔn)及某些發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)靠攏，貫徹“三化”標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化的要求。3.1鼠籠式電動(dòng)機(jī)電磁方案的設(shè)計(jì) 一、 額定數(shù)據(jù)及主要尺寸1輸出功率=4 kw=4 kw2外施相電壓=380 v=380 v3功電流=a=3.5088a4效率=0.84=0.845功率因數(shù)=0.77=0.776極對(duì)數(shù)=3=37定子槽數(shù)=36=36轉(zhuǎn)子槽數(shù)=33=338定子每極槽數(shù)=6轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)=5.59定、轉(zhuǎn)子沖片尺寸見右圖8，圖9單位（mm） 圖 8 定子沖片尺寸 圖 9 轉(zhuǎn)子尺寸10極距=77.4533 mm=77.4533 mm11定子齒距 mm=12.9089 mm12轉(zhuǎn)子齒距 mm=4.

33、5673 mm13節(jié)距=6=614轉(zhuǎn)子斜槽寬=12.9089 mm=12.9089mm15每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) =228每相串聯(lián)匝數(shù)=114=11416每槽導(dǎo)體數(shù) =19=19式中： =1=117繞組線規(guī)（估算）式中：導(dǎo)線并繞根數(shù)截面積（） =1.2=1.2mm定子電流初步估算值 =5.4249a=5.4249a定子電流密度查表得=4.5a/mm=4.5a/mm18槽滿率（1）槽面積=88.82mm2=88.82mm2（2）槽絕緣占面積 =0.3（211.5+）=11.04 mm2=11.04mm2（3）槽有效面積 =88.82-11.04=77.78 mm2=77.78 mm2（4）槽滿率=0.7

34、5=0.75絕緣厚度= 0.3mm=0.3mm導(dǎo)體絕緣后外=1.24mm=1.24mm槽契厚度h=2mmh=2mm19鐵心長(zhǎng)鐵心有效長(zhǎng)無徑向通風(fēng)道 =140+20.35 =140.7 mm=140.7mm凈鐵心長(zhǎng)無徑向通風(fēng)道 =0.95140=133mm=133mm鐵心壓裝系數(shù)20繞組系數(shù) =0.96592651=0.965926=0.965926（1）分布系數(shù)=0.8366=0.8366式中：=4=30（2）短距系數(shù)=1式中：=121每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) =2280.8366 =190=190二、 磁路計(jì)算22每極磁通=0.0065wb=0.0065wb式中：=342 v=342 v23每極下

35、齒部截面積（1）定子= 0.951336.56 = 4927.65（2）轉(zhuǎn)子=6.85.5=4725.49 =4725.4924軛部截面積（1）定子=0.9515.77133=1992.5395式中：定子軛部磁路計(jì)算高度圓底槽 =15.77 mm（2）轉(zhuǎn)子 = 0.9528.65133=3619.9275式中：轉(zhuǎn)子軛部磁路計(jì)算高度平底槽 =28.65 mm25空氣隙面積 =77.4533140.7 =10897.6793 =10897.679326波幅系數(shù)=1.471 =1.47127定子齒磁密=1.5404 t=1.5404 t28轉(zhuǎn)子齒磁密1.6234 t=1.6234 t29空氣隙磁密=

36、1.471 =0.8774 t=0.8774 t30查附錄五 得25.85a/cm43.1a/cm25.85a/cm43.1a/cm31齒部磁路計(jì)算長(zhǎng)度定子:梨形槽=11.3+=12.97 mm=12.97 mm轉(zhuǎn)子:平底槽= 20 mm=20 mm32軛部磁路計(jì)算長(zhǎng)定子: mm=25.4118 mm 轉(zhuǎn)子: =20.0568 mm=20.0568 mm33有效氣隙長(zhǎng)度式中：定、轉(zhuǎn)子卡氏系數(shù)、 = 0.351.443 =0.505 =0.505半閉口槽和半開口槽即=1.443式中：齒距為 =1.3=1.3槽口寬1=1.11=1.1134氣隙磁壓降=352.8 a35齒部磁壓降定子=25.851

37、2.97=33.53a33.53a 轉(zhuǎn)子=43.120=86.2a86.2a36. 軛部磁壓降定子=0.37546.825.41=44.5a=44.5a轉(zhuǎn)子=0.2353.0620.57=14.8a=14.8a查附錄一1-3b=0.375 =0.23537. 每極磁勢(shì)=+=352.8+33.53+86.2+44.5+14.8=531.83a=531.83a38飽和系數(shù) =1.34=1.3439定子軛磁密=1.63 t=1.63 t40轉(zhuǎn)子軛磁密=0.9 t=0.9t41查附錄五 得46.8a/cm 3.06a/cm42滿載磁化電流 = =12.39a= 12.39a43滿載磁化電流標(biāo)么值=3.

38、53=3.5344勵(lì)磁電抗=117.18=117.18勵(lì)磁電抗標(biāo)幺值=1.082=1.082三、 參數(shù)計(jì)算45線圈平均半匝長(zhǎng)（估算）單層線圈 =236+1.16174.3=438.2mm 438.2mm式中：=140+248=236=1.16=1.16=101.3=101.3=174.3 mm=174.3 mm式中：d=48 mmd=48 mm46雙層線圈端部軸向投影長(zhǎng) =101.30.5 =50.65 mm50.65 mm47單層線圈端部平均長(zhǎng) =248 + 1.16174.3 =299.58 mm=299.58 mm48漏抗系數(shù)=0.035=0.03549定子槽單位漏磁導(dǎo)=1 0.423+

39、10.62=1.0431.043式中：11110.4230.4230.620.6250定子槽漏抗標(biāo)幺值=0.009=0.009式中：無徑向通風(fēng)道時(shí) = 140mm=140 mm51定子諧波漏抗 =0.026 =0.026式中：0.01290.012952定子端部漏抗單層鏈形繞組=0.021=0.02153定子漏抗 =0.09+0.026+0.021=0.056=0.05653轉(zhuǎn)子槽單位漏磁導(dǎo)=1+1.4=2.4=2.4式中： 111.41.454轉(zhuǎn)子槽漏抗=0.023=0.02355轉(zhuǎn)子諧波漏抗=0.041=0.041式中： 0.0280.02856轉(zhuǎn)子端部漏抗=0.004=0.004 128

40、.5mm128.5 mm57轉(zhuǎn)子斜槽漏抗=0.164=0.16458轉(zhuǎn)子漏抗= 0.023+0.041+0.004+0.035=0.103=0.10359總漏抗=0.056+0.103=0.159=015960定子相電阻=1.8161定子相電阻標(biāo)么值=1.81=0.017=0.01762有效材料,=1.05438.219360.924828.9=5.18 kg=5.18 kg=45.9 kg=45.9 kg式中：c=1.05c=1.05=8.9kg/=7.8kg/=8.9kg/=0.9248 mm=0.9248 mm式中： = 0.95=0.95 = 0.35 mm= 0.35 mm63轉(zhuǎn)子電

41、阻=1.121.12端環(huán)電阻=0.572=0.572式中：=5277.5=5277.5=1.04=1.04轉(zhuǎn)子導(dǎo)條面積=65.87 mm=65.87 mm端環(huán)截面積=100 mm=100mm轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或端環(huán)的電阻系數(shù)=0.0434=0.0434=0.0434=0.0434導(dǎo)條電阻標(biāo)么值=1.12=0.0054=0.0105端環(huán)電阻標(biāo)么值 =0.572=0.0053=0.0053轉(zhuǎn)子電阻標(biāo)么值=+ =0.0054+0.0053=0.004=0.010764定子電流有功分量=1.19=1.1965轉(zhuǎn)子電流無功分量=1.0520.159 1+=0.246=0.246式中： =1.052=1.05266

42、定子電流無功分量=0.091+0.246=0.337=0.337式中：=0.09167滿載電勢(shì)=0.96=0.9668空載電勢(shì)1-= 1-=1-0.0910.056=0.99 t=0.99 69空載定子齒磁密磁場(chǎng)強(qiáng)度=1.5404=1.59t t=1.59 t=35.1a/cm70空載轉(zhuǎn)子齒磁密磁場(chǎng)強(qiáng)度=1.6234=1.67 t=1.67 t=60.4 a/cm71空載定子軛磁密 磁場(chǎng)強(qiáng)度=1.63=1.68 t=1.68 t=64 a/cm72空載轉(zhuǎn)子軛磁密磁場(chǎng)強(qiáng)度=0.9=0.93 t=0.93 t=3.26 a/cm73空載氣隙磁密磁場(chǎng)強(qiáng)度=0.8774=0.905 t=0.905 t

43、=3.09 a/cm74空載定子齒磁壓降 =35.112.97=45.5 a =45.5 a75空載轉(zhuǎn)子齒磁壓降 =60.420 =120.8a =120.8a76空載定子軛磁壓降 =0.3756425.418=61a=61a77空載轉(zhuǎn)子軛磁壓降 =0.2353.2620.0568=1.54a=1.54a78空載空氣隙磁壓降=124a =124a79空載總磁壓降 =124+45.5+120.8+61+1.54=352.84a=352.84a80空載磁化電流=8.22a=8.22a四、工作性能計(jì)算81定子電流標(biāo)么值=1.24=1.24定子電流實(shí)際值 =1.243.509=4.35a=4.35a8

44、2定子電流密度(安/毫米)=3.625 =3.625 a/mm83定子線負(fù)荷=6403a/m=6403a/m84轉(zhuǎn)子電流標(biāo)么值=1.22=1.22轉(zhuǎn)子電流實(shí)際值=74.23a=74.23 a端環(huán)電流實(shí)際值=130.02 a=130.02 a85轉(zhuǎn)子電流密度 導(dǎo)條電密 = = 1.13a/mm=1.13 a/mm端環(huán)電密 = = 0.65 a/mm=0.65 a/mm86定子銅損耗=1.240.017=0.03=0.03=0.034000=120w=120w87轉(zhuǎn)子鋁損耗=1.220.0104=0.0154=0.0154=0.01544000=62w=62w88附加損耗 鑄鋁轉(zhuǎn)子=0.02=0.

45、0289機(jī)械損耗=10=19.4w19.4w機(jī)械損耗標(biāo)么值=0.0050.00590定子鐵耗（1） 定子齒重量=234927.6512.977.8=2.99kg =2.99kg（2） 定子軛重量=431992.5425.4187.8 =4.74kg=4.74kg（3）損耗系數(shù)=6.26 w/kg =7.41 w/kg （4）定子齒損耗= 46.8 w=46.8w（5）定子軛損耗=70.25 w=70.25w（6）總鐵耗 =117.05w=117.05w鐵耗校正系數(shù)=2.5=2.5=2=2鐵耗標(biāo)么值=0.029=0.02991總損耗標(biāo)么值= 0.03+0.0154+0.029+0.02+0.00

46、5=0.16=0.1692輸入功率=1+0.1=1.16=1.1693 總損耗比=0.138=0.13894效率=0.8620.86295功率因數(shù)=0.8010.80196轉(zhuǎn)差率=0.0137=0.013797額定轉(zhuǎn)速= 986 rad/min986 rad/min98最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)=2.22.2五、起動(dòng)計(jì)算99起動(dòng)電流假定值=28.4a28.4a100起動(dòng)時(shí)漏磁路飽和引起漏抗變化的系數(shù)=1.31t1.31t= =726a=726a修正系數(shù) =0.9950.995101齒頂漏磁飽和引起定子齒頂寬度的減少=0.18820.1882102齒頂漏磁飽和引起轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減少 =0.07140.0714

47、103起動(dòng)時(shí)定子槽單位漏磁導(dǎo)=0.973=0.973式中： = 0.07=0.07104起動(dòng)時(shí)定子槽漏抗=0.009=0.0084 =0.0084105起動(dòng)時(shí)定子諧波漏抗=0.0255=0.0255106定子起動(dòng)漏抗=+=（0.0084+0.0255+0.004）=0.038=0.038107考慮到擠流效應(yīng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)高度=1.351.35式中：轉(zhuǎn)子導(dǎo)條高，對(duì)于鑄鋁轉(zhuǎn)子不包括槽口高=20mm轉(zhuǎn)子導(dǎo)條寬對(duì)槽寬之比值，對(duì)于鑄鋁轉(zhuǎn)子1導(dǎo)條電阻系數(shù)。對(duì)a、e、b級(jí)絕緣 鋁為4.34（澆鑄）=4.34108電阻增加系數(shù)=1.51=1.51查轉(zhuǎn)子擠流效應(yīng)系數(shù)圖得=0.99=0.99109起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽單位

48、漏磁導(dǎo)= 0.1+ 0.991.47=1.561.56=0.9=0.9=0.99*0.4876=0.48270.4827110起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽漏抗=0.015=0.015111起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子諧波漏抗=0.980.041=0.041=0.041112起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子斜槽漏抗=0.980.164=0.16 =0.16113轉(zhuǎn)子起動(dòng)漏抗=+=0.015+0.041+0.016+0.021 =0.093=0.093114起動(dòng)總漏抗=+=0.131=0.131115轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻=0.0287=0.0287116起動(dòng)總電阻=0.017+ 0.0135=0.0305=0.0305117起動(dòng)總阻抗 =0.132=0.132

49、118起動(dòng)電流=26.8a=26.8a起動(dòng)電流倍數(shù)=6.16119起動(dòng)轉(zhuǎn)矩=1.86=1.86標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算值偏差1.效率0.840.862+2.6%2.功率因數(shù)cos0.770.801+4.02%3最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.02.2+10.0%4.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.01.86-7.0%5.起動(dòng)電流倍數(shù)6.56.16-5.2%3.2 提高電機(jī)工作性能的一些措施1 合理選擇進(jìn)槽配合采用少槽近槽配合，同是適當(dāng)增加定轉(zhuǎn)子槽數(shù)，可以降低電機(jī)系數(shù)損耗約20%。2 采用較好的導(dǎo)磁材料，可以降低電機(jī)的鐵耗，同時(shí)對(duì)沖片進(jìn)行退火處理，可以減少電機(jī)鐵耗10%左右。3 合理設(shè)計(jì)風(fēng)扇風(fēng)扇結(jié)構(gòu)與參數(shù)對(duì)電機(jī)性能，特別對(duì)溫升和效率有效率影

50、響，考慮到在封閉自扇冷式異步電機(jī)中，2-4極電機(jī)風(fēng)扇耗損與總損耗比例較大（20%左右），因此，在h80-160，設(shè)計(jì)單向軸流式風(fēng)扇，可進(jìn)一步提高效率。4 采用正弦繞組正弦不僅可減少電機(jī)的相帶諧波，改善氣隙磁勢(shì)曲線，以接近正弦分布。而且可以提高基波分布系數(shù)，從而減少電機(jī)導(dǎo)致?lián)p耗，提高效率。ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpjetldrw08gvs8dsdqqygc3ce7moo2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2t6mpjr6rbzvpsortzvij5nb5ndvvsr4iwr1twlfkglspzuhrjq3cmzu98euouijdlszqpmvrw9zkupxf8wfug9l2g9277g2rtipa1ypczeuqxpkbhtvdcooqozxuz3vjrzmocijym62zchmeootyes8ebmm932tbz2y