三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化

1、題 目:Y802-2 1.1kW三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題 目：Y802-2 1.1kW三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 系： 電氣信息及其自動(dòng)化 專(zhuān) 業(yè)： 電機(jī)電器 班 級(jí)： 091 學(xué) 號(hào)： 6100309002 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

2、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。一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）1、 原始數(shù)據(jù) 型號(hào)： Y 額定功率：=1.1KW 額定電壓： 額定轉(zhuǎn)速： 額定頻率：2、 主要性能指標(biāo) 效率： 功率因數(shù)： 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)： 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)： 起動(dòng)電流倍數(shù)：3、 設(shè)計(jì)中選用的基值 電壓基準(zhǔn)值：V 為電動(dòng)機(jī)額定相電壓 功率基準(zhǔn)值：=1.1KW 為電動(dòng)機(jī)額定功率 電流基準(zhǔn)值： 為電動(dòng)機(jī)每相的功電流 阻抗基準(zhǔn)值： 轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)值： 為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 4、 設(shè)計(jì)指標(biāo)要求 效率： 計(jì)算值，修改值 飽和系數(shù)： FT修改值， F計(jì)算值，滿載電勢(shì)標(biāo)么值： （1-l）修改值，（1-L）計(jì)算值起動(dòng)

3、電流倍數(shù)： IST修改值，IST計(jì)算值5、 電磁設(shè)計(jì)中若干參數(shù)的選擇及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 槽滿率： sf=75% -80% 槽絕緣厚：采用聚脂薄膜和聚脂無(wú)紡布復(fù)合材料（DMD，DMD+M和DMDM） H80H112 Ci=0.25(mm) H132H160 Ci=0.3（mm） H180H280 Ci=0.35（mm） 槽楔厚h： 槽楔采用新型軟槽楔和3240環(huán)氧玻璃布?jí)喊?，?jì)算時(shí)厚度h=2mm： 疊壓系數(shù)：H80-H160 定子沖片不涂漆時(shí) =0.95 H180-H280 定子沖片涂漆時(shí) =0.92 沖剪余量：=0.5cm 轉(zhuǎn)子斜槽：為一個(gè)定子齒距 定子繞組型式：H160及以下全部采用單層軟繞組；H1

4、80及以上采用雙層迭繞組 硅鋼片材料：采用D23硅鋼片， 導(dǎo)電材料：定子繞組采用QZ-2型高強(qiáng)度聚脂漆包圓銅線；轉(zhuǎn)子鑄鋁，采用AL-1；線徑為0.63-1.0(mm)時(shí)，漆膜雙面厚度計(jì)算時(shí)取0.06mm;線徑為1.0-1.6(mm)時(shí)，漆膜雙面厚度計(jì)算時(shí)取0.08mm; 設(shè)計(jì)時(shí)雜散損耗假定值：6、 設(shè)計(jì)要求 復(fù)算原設(shè)計(jì)方案； 上機(jī)設(shè)計(jì)三個(gè)方案： 在原復(fù)算方案的基礎(chǔ)上節(jié)省材料；在原復(fù)算方案的基礎(chǔ)上提高性能；在原復(fù)算方案的基礎(chǔ)上既節(jié)省材料，又提高性能； 將最好的一個(gè)方案的全部設(shè)計(jì)步驟、計(jì)算過(guò)程寫(xiě)出來(lái)（要有文檔、電子版本及幻燈片）； 將三個(gè)方案進(jìn)行比較，并用已學(xué)過(guò)的理論進(jìn)行分析。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容

5、及張數(shù)1、三相異步電動(dòng)機(jī)總裝備圖 1張2、定子沖片圖 1張3、轉(zhuǎn)子裝備圖 1張4、繞組聯(lián)接圖（只畫(huà)一相） 1張三、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物內(nèi)容及要求（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。四、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)各階段工作內(nèi)容起訖日期備注1選擇課題，查閱資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告3.24 4.42復(fù)算原設(shè)計(jì)方案，反復(fù)檢查設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)

6、題4.7 4.253設(shè)計(jì)調(diào)試三個(gè)新方案4.28 5.91.省材料2.提高性能3.最優(yōu)化4AutoCAD繪圖5.12 5.165整理資料，完成畢業(yè)論文5.19 6.66畢業(yè)答辯6.9 6.13五、主要參考資料：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)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

7、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 六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度表（本表每?jī)芍苡蓪W(xué)生填寫(xiě)一次，交指導(dǎo)教師簽署審查意見(jiàn)）第一、二周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)： 年 月 日第三、四周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：年 月 日第五、六周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：年 月 日 第七、八周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：年 月 日第九、十周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：年 月 日第十一、十二周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：年 月 日

8、第十三、十四周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：年 月 日第十五、十六周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：年 月 日第十七、十八周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作： 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：年 月 日七、其他（學(xué)生提交）1、開(kāi)題報(bào)告1份 2、外文資料譯文1份（2000字以上，并附資料原文） 3、論文1份（8000字以上） 指 導(dǎo) 教 師： 學(xué)科組負(fù)責(zé)人： 學(xué)生開(kāi)始執(zhí)行 任務(wù)書(shū)日期 2013.03.24 學(xué)生姓名 送交畢業(yè)設(shè)計(jì)日期 2013.06.07 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題 目： Y802-2 1.1kw三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化 學(xué) 院：

9、 信息工程 系 電機(jī)電器 專(zhuān) 業(yè)： 電機(jī)電器 一、 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)

10、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)，以及滿足不同要求的特種電動(dòng)機(jī)1?？v觀電機(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

11、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

12、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)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

13、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。采用磁路法依賴于計(jì)算者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)且很難考慮到磁路的飽和效應(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

14、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，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。五、 研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度：序號(hào)各階段工作內(nèi)容起訖日期備注1選擇課題，查閱資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告3.24 4

15、.42復(fù)算原設(shè)計(jì)方案，反復(fù)檢查設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題4.7 4.253設(shè)計(jì)調(diào)試三個(gè)新方案4.28 5.91.省材料2.提高性能3.最優(yōu)化4AutoCAD繪圖5.12 5.165整理資料，完成畢業(yè)論文5.19 6.66畢業(yè)答辯6.9 6.13六、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)電磁設(shè)計(jì)手算程序 南昌大學(xué)電氣自

16、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NANCHANG UNIVERSITY學(xué) 士 學(xué) 位 論 文THESIS OF BACHELOR（20092013年）題 目:Y802-2 1.1KW三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化 學(xué) 院: 信息工程學(xué)院 系 別: 電氣信息及其自動(dòng)化 專(zhuān) 業(yè): 電機(jī)電器 目 錄摘 要IABSTRACTII緒 論1第1章 異步電機(jī)概念21.1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)和工作原理52.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)52.2三

17、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34Y802-2 1.1kW三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化電動(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

18、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)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。設(shè)計(jì)；優(yōu)化；繪圖The Electromagnetic Calculation and Optimization of Three-phase Squirrel-cage Asynchronous Motor Y802-2 1.1kWdesign；optimize；plot 對(duì)異步電動(dòng)機(jī)深入

19、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。 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，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

20、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、滿足用戶提出的產(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、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

21、、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?？偟碾姍C(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

22、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。一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該達(dá)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)

23、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效率是電動(dòng)機(jī)所有損耗標(biāo)幺值之和：。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。

24、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。3）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哟琶埽苟?、轉(zhuǎn)子齒、軛部磁密和損耗分配合理；b.增加鐵心長(zhǎng)，降低旋轉(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)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

25、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)TstSN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)

26、，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4章 畢業(yè)設(shè)計(jì)手算程序及優(yōu)化方案4

27、.1手算程序設(shè)計(jì)中小型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，型號(hào)是Y250M-4 55KW。給定數(shù)據(jù)：輸出額定功率PN=55KW,額定電壓UN=380V（接法），額定頻率為50HZ，極數(shù)是4，相數(shù)m1=3，B級(jí)絕緣，外殼的防護(hù)等級(jí)為IP44，冷卻方式為IC0141。主要性能指標(biāo)按技術(shù)JB3074-82規(guī)定，依照手算電磁計(jì)算程序，進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目的核算，具體步驟詳見(jiàn)表4-1。通過(guò)手算鞏固所學(xué)的電機(jī)學(xué)與電機(jī)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，熟悉電機(jī)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，對(duì)各個(gè)參數(shù)對(duì)消耗硅鋼片、銅、鋁等材料量與電機(jī)性能的影響有了更深的理解。從而給下一步的三個(gè)優(yōu)化方案的研究和調(diào)試打下基礎(chǔ)。表4-1三相異步電動(dòng)機(jī)Y802-2 1.1KW手算步驟與結(jié)果一

28、、 額定數(shù)據(jù)及主要尺寸1輸出功率=1.1kw =1.1kw 2外施相電壓=220V =220V 3功電流=1.6667A =1.6667A 4效率=76.7% =76.7% 5功率因數(shù)=0.8167 =0.8167 6極數(shù)=2 =2 7定子槽數(shù)=18 =18 轉(zhuǎn)子槽數(shù)=16 =16 8定子每極槽數(shù)=9 =9 轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)=8 =8 9定、轉(zhuǎn)子沖片尺寸見(jiàn)右圖41，4-2單位（mm） 圖41 定子沖片尺寸 圖42轉(zhuǎn)子尺寸10極距=10.52434cm(=3.1415）=10.52434cm11定子齒距=1.16937cm=1.16937cm12轉(zhuǎn)子齒距=1.30376cm=1.30376cm13節(jié)

29、距=8=814轉(zhuǎn)子斜槽寬=1.16937cm=1.16937cm15每槽導(dǎo)體數(shù)=90=9016每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)式中： =540=1=54017繞組線規(guī)（估算）式中：導(dǎo)線并繞根數(shù)·截面積（）定子電流初步估算值 定子電流密度=0.39586 MM =2.41080A查表得=6.09A/MM=0.39586 MM A/MM18槽滿率（1）槽面積=75.4989mm2=75.4989mm2（2）槽絕緣占面積 =0.25（2*6.8+） =7.09137 mm2=7.09137 mm2（3）槽有效面積 =68.40752 mm2=68.40752 mm2（4）槽滿率絕緣厚度導(dǎo)體絕緣后外徑槽契厚度

30、 =0.780046=0.06 mm=0.7704mmh=2mm=0.780046=0.25mm=0.7704mmh=2mm19鐵心長(zhǎng)鐵心有效長(zhǎng)無(wú)徑向通風(fēng)道 =80.6mm=80.6mm凈鐵心長(zhǎng)無(wú)徑向通風(fēng)道 =76mm=76mm鐵心壓裝系數(shù)20繞組系數(shù) =0.95979508=0.959795（1）分布系數(shù)式中：=0.95979508=3=0.95989508=3（2）短距系數(shù)=11式中：=0.8888890.88888921每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) =518.2893518.289二、 磁路計(jì)算圖43二極電機(jī)磁場(chǎng)、磁路示意圖22每極磁通332310=332310式中：=0.869×220

31、191.1800V=191.1800V23齒部截面積（1）定子=3284.6（2）轉(zhuǎn)子=3301.324軛部截面積（1）定子式中：定子軛部磁路計(jì)算高度圓底槽=1221.1 16.0667mm 16.0337mm（2）轉(zhuǎn)子式中：轉(zhuǎn)子軛部磁路計(jì)算高度平底槽=1319.9 17.3667mm25空氣隙面積 =8482.6=8482.626波幅系數(shù) =1.4798=1.479827定子齒磁密14972GS14972GS28轉(zhuǎn)子齒磁密=14896GS14896GS29定子軛磁密=13607GS13607GS30轉(zhuǎn)子軛磁密=12589GS12589GS31空氣隙磁密=5797.4GS5797.4GS32查

32、附錄Vl得=19.8191 =19.0642 =10.9299 =7.83333齒部磁路計(jì)算長(zhǎng)度定子:圓底槽轉(zhuǎn)子:平底槽=8.3667mm=11mm=8.3667mm=11mm34軛部磁路計(jì)算長(zhǎng)度定子:轉(zhuǎn)子:=81.6290mm=34.0601mm=61.6290mm=34.0601mm35有效氣隙長(zhǎng)度式中：定、轉(zhuǎn)子卡氏系數(shù)、半閉口槽和半開(kāi)口槽式中：齒距為 槽口寬 =0.3741mm即1.20091.0385=0.3741mm=1.2471=1.2009=1.038536齒部所需安匝定子:轉(zhuǎn)子:=16.5820A=20.9706A=16.5820A20.9706A 37軛部所需安匝定子軛部磁路

33、長(zhǎng)度校正系數(shù)轉(zhuǎn)子=49.9632A=0.56 =9.6049A=0.36=49.9632A=0.56=9.6049A=0.3638空氣隙所需安匝 =173.5178A=173.5178A39飽和系數(shù)1.2164=1.216440總安匝=270.6385A270.6385A41滿載磁化電流 =0.7728A =0.7728A42滿載磁化電流標(biāo)么值= 0.46370.463743激磁電抗= 2.15862.1586三、 參數(shù)計(jì)算44線圈平均半匝長(zhǎng)（估算）單層線圈式中：式中：=241.1480mm=110mm=1.16d1=15mm241.1480mm=1.16=61.8mmd1=15mm45雙層線

34、圈端部軸向投影長(zhǎng) 46單層線圈端部平均長(zhǎng) =161.1480mm=161.1480mm47漏抗系數(shù)=0.0324=0.032448定子槽單位漏磁導(dǎo)式中：=1.0415110.49150.551.0415110.49150.5549定子槽漏抗=0.0121= 0.0121式中：無(wú)徑向通風(fēng)道時(shí) =80mm=80mm50定子諧波漏抗=0.0252 = 0.0252式中：0.01020.010251定子端部漏抗單層交叉繞組=0.0182= 0.018252定子漏抗=0.0555 = 0.055553轉(zhuǎn)子槽單位漏磁導(dǎo)式中： =1.00840.16670.84171.00840.16670.841754轉(zhuǎn)

35、子槽漏抗=0.01210.0121 55轉(zhuǎn)子諧波漏抗標(biāo)幺值=0.1183 0.052=0.11830.05256轉(zhuǎn)子端部漏抗=0.007480 mm48.9mm=0.007480 mm48.9mm57轉(zhuǎn)子斜槽漏抗=0.0476=0.047658轉(zhuǎn)子漏抗=0.1854=0.185459總漏抗=0.2409 =0.240960定子相電阻=8.0582=8.058261定子相電阻標(biāo)么值=0.06100.061062有效材料式中：式中：=1.4454kg=9.2625kgC=1.05=8.9=0.39592 mm = 0.95 = 5 mm=1.4454kg=9.2625kgC=1.05=8.9=0.

36、39592 mm=0.95=5mm63轉(zhuǎn)子電阻導(dǎo)條電阻端環(huán)電阻式中：轉(zhuǎn)子導(dǎo)條面積端環(huán)截面積轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或端環(huán)的電阻系數(shù)導(dǎo)條電阻標(biāo)么值端環(huán)電阻標(biāo)么值轉(zhuǎn)子電阻標(biāo)么值=3.9397=1.9247=80.5872=1.04=52.2 mm=160 mm=0.0491=0.0298 =0.0146 =0.0444=3.9397=0.9269=1.04=52.2 mm=160 mm64滿載電流有功部分=1.30381.303865滿載電抗電流部分式中： =0.4635=1.02570.463566滿載電流無(wú)功部分=0.92720.927267滿載電勢(shì)=0.86968空載電勢(shì)=0.9743 =0.9743 69

37、空載定子齒磁密=16786Gs =16786Gs70空載轉(zhuǎn)子齒磁密=16702Gs =16702Gs71空載定子軛磁密=15256Gs =15256Gs72空載轉(zhuǎn)子軛磁密=14114Gs =14114Gs73空載氣隙磁密=6499.9Gs=6499.9Gs74空載定子齒安匝=53.1315A =53.1315A75空載轉(zhuǎn)子齒安匝=66.5026A =66.5026A76空載定子軛安匝 =84.9777A =84.9777A77空載轉(zhuǎn)子軛安匝=13.9079A =13.9079A78空載空氣隙安匝=194.5448 =194.5448A79空載總安匝 =413.0645A=413.0645A80

38、空載磁化電流=1.1795A=1.1795A81定子電流標(biāo)么值=1.5999A1.5999A定子電流實(shí)際值=2.6665A 2.6665A82定子電流密度=6.7349(安/毫米)=6.7349(安/毫米)83線負(fù)荷=205.2231(安/厘米)=205.2231(安/厘米)84轉(zhuǎn)子電流標(biāo)么值轉(zhuǎn)子電流實(shí)際值端環(huán)電流實(shí)際值=1.3837=224.1170A=570.7091A1.3837=224.1170A=570.7091A85轉(zhuǎn)子電流密度 導(dǎo)條密度端環(huán)密度=4.2913 =3.5669 4.29133.566986定子銅損耗=0.1563 =171.8815w0.1563171.8815w8

39、7轉(zhuǎn)子鋁損耗=0.0851=93.5723w0.085193.5723w88附加損耗 鑄鋁轉(zhuǎn)子=0.03 =33w0.0389機(jī)械損耗=21.3498w21.3498w機(jī)械損耗標(biāo)么值=0.01940.019490定子鐵耗（1） 定子齒重量=54.9625（2） 定子軛重量=78.4739（3） 損耗系數(shù)=0.0491=0.0412=0.0491=0.0412（4）定子齒損耗=2.7004w=2.7004w（5）定子軛損耗=3.2317w=3.2317w（6）總鐵耗 鐵耗校正系數(shù)鐵耗標(biāo)么值=13.2144w=2.5=2=0.0120=13.2144w=2.5=20.012091總損耗標(biāo)么值=0.

40、30270.302792輸入功率=1.30271.302793 總損耗比=0.23240.232494效率=0.76760.767695功率因數(shù)=0.81430.814396轉(zhuǎn)差率=0.07450.074597轉(zhuǎn)速=2776.4r/min2776.4r/min98最大轉(zhuǎn)矩=2.149492.14949四、起動(dòng)計(jì)算99起動(dòng)電流假定值=7.7152A7.7152A100起動(dòng)時(shí)漏磁路飽和引起漏抗變化的系數(shù)=22458Gs22458Gs=986.7414986.7414=0.91530.9153101齒頂漏磁飽和引起定子齒頂寬度的減少=2.20652.2065102齒頂漏磁飽和引起轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減少=

41、2.88902.8890103起動(dòng)時(shí)定子槽單位漏磁導(dǎo)式中：=0.8409 = 0.2006=0.8409=0.2006104起動(dòng)時(shí)定子槽漏抗=0.0098=0.0098 0.0098105起動(dòng)時(shí)定子諧波漏抗=0.0191 0.0191106定子起動(dòng)漏抗=0.04710.0471107考慮到擠流效應(yīng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)高度式中： =0.6975轉(zhuǎn)子導(dǎo)條高，對(duì)于鑄鋁轉(zhuǎn)子不包括槽口高轉(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），銅為2.17。對(duì)F、H級(jí)絕緣鋁為4.91，銅為2.450.6975108轉(zhuǎn)子擠流效應(yīng)系數(shù)查轉(zhuǎn)子擠流效應(yīng)系數(shù)圖得=1.1=0.995=

42、1.1=0.995109起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽單位漏磁導(dǎo)式中： =0.9224=0.0849=0.08180.0818=0.08180.9224110起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽漏抗=0.0111 =0.0111111起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子諧波漏抗=0.0899 =0.0899112起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子斜槽漏抗=0.0362 =0.0362113轉(zhuǎn)子起動(dòng)漏抗=0.1446=0.1446114起動(dòng)總漏抗=0.19170.1917115轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻=0.0474=0.0474116起動(dòng)總電阻=0.10850.1085117起動(dòng)總阻抗=0.2202=0.2202118起動(dòng)電流=7.5682=6.8383=7.5682=6.8383119起動(dòng)轉(zhuǎn)矩=

43、1.90481.90484.2優(yōu)化方案1.方案一（節(jié)省材料）為了在手算方案基礎(chǔ)上節(jié)省材料（定子銅重和硅鋼片重），我在本方案中采取的措施是：減小鐵心長(zhǎng)到75（原值80），減小定子槽寬到7.5（原值7.6），減小定子槽半徑到4.5（原值4.7），減小定子槽高到12（原值14），線徑改為0.68mm（原為0.71）。下面列舉手算方案和優(yōu)化方案一的槽滿率、主要性能指標(biāo)和材料用量共8項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比：表4-2 方案一的數(shù)據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)項(xiàng)目槽滿率銅重鐵重效率功率因數(shù)起動(dòng)電流倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)國(guó)標(biāo)0.77000.8672.22.2手算數(shù)據(jù)78.00%1.44549.26250.76760.81436.8

44、3831.90482.1494方案一的數(shù)據(jù)79.76%1.30129.16040.75340.79017.13242.1652.1231由表4-2可以看到，與原方案設(shè)計(jì)值相比較：槽滿率變大，材料消耗（用銅量和用鐵量）減少，但效率也降低了，功率因數(shù)也有所下降，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)都有所增大，但起動(dòng)電流變大了。分析如下：每臺(tái)定子導(dǎo)線重：公式（1），C是考慮導(dǎo)線絕緣和引線重量的系數(shù)，漆包圓銅線取1.05，漆包圓鋁線取1.1；是導(dǎo)線比重，鋁為2.7，銅為8.9。每臺(tái)硅鋼片重：公式（2）,KFe是鐵心壓裝系數(shù)；是沖剪余量（厘米）。由公式2可知,由于鐵心壓裝系數(shù)和沖剪余量不可改變,所以要減小硅鋼片用

45、量，只能通過(guò)減小鐵心長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。減小鐵心長(zhǎng)度，一方面減小了用鐵量，另一方面減小了定子用銅量，但效果較小，而且會(huì)降低效率。為了節(jié)省定子用銅，可通過(guò)減小定子槽形來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還可增大效率和功率因數(shù)，因?yàn)槎ㄗ痈叨鹊脑黾樱苟ㄗ硬勖娣e增加，使定子電阻減小，也可以達(dá)到提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的；增加槽高，漏電抗變大，功率因數(shù)cos升高。即使如此，仍無(wú)法平衡減小鐵心長(zhǎng)和減小定子外徑導(dǎo)致的效率下降。所以，定子外徑和鐵心長(zhǎng)由于受到效率和功率因數(shù)的制約而不能減小太多，同時(shí)在定子內(nèi)徑不變的情況下定子外徑如果減小太多可能導(dǎo)致定子的機(jī)械強(qiáng)度降低到無(wú)法保障正常運(yùn)行。通過(guò)改變以上共6個(gè)數(shù)據(jù)，最終結(jié)果是節(jié)省了材料，性能方面有好有壞。

46、2.方案二（提高效率）為了在手算方案基礎(chǔ)上提高效率，我在本案中采取的措施是：減小每槽導(dǎo)體數(shù)到85（原為90），線徑改為0.72（原為0.71），鐵芯長(zhǎng)改為85（原值為80）。下面列舉手算方案和優(yōu)化方案二的槽滿率、主要性能指標(biāo)和材料用量共8項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比：表4-3 方案二的數(shù)據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)項(xiàng)目槽滿率銅重鐵重效率功率因數(shù)起動(dòng)電流倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)國(guó)標(biāo)0.770.8672.22.2手算數(shù)據(jù)78.00%1.44549.26250.76760.81436.83831.90482.1494方案二的數(shù)據(jù)79.63%1.53219.40320.78250.79016.96372.10122.2148由表4-3可以看到，與原方案設(shè)計(jì)值相比較：效率提高了，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)都有所增大，但起動(dòng)電流變大了。通過(guò)改變以上共4個(gè)數(shù)據(jù)，最終總體上提