基于單相串激電動(dòng)機(jī)原理與設(shè)計(jì)電機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

HarbinInstituteTechnology課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）課程名：

電機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)題：?jiǎn)蜗啻妱?dòng)原理設(shè)計(jì)院班

系：級(jí)：

電氣工及自化6111設(shè)計(jì)者：

寶浩天學(xué)

號(hào)：

1120610601指導(dǎo)教：設(shè)計(jì)時(shí)：

趙猛、靜2016.01.042016.01.15

哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程計(jì)任務(wù)書(shū)姓

名：寶浩天

院（氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)

業(yè)：電氣工程及自動(dòng)化

班

號(hào)：任務(wù)起至日期：

2016年月

4日

2016

年1月15日課程設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)蜗啻る妱?dòng)機(jī)理與設(shè)計(jì)已知技術(shù)參數(shù)和計(jì)要求：1、額功率：PN2、額交流電壓UN3、電頻率f=50Hz14、額轉(zhuǎn)速：

n

N

=150005、額轉(zhuǎn)矩：

6、額效率：

N

7、額功率因數(shù)：

N

=0.94工作量：1

工作計(jì)劃安：第一周：了解單串激電機(jī)原理，選擇電磁結(jié)構(gòu)數(shù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)第二周：繪制電的定轉(zhuǎn)子沖片圖、繞組示意圖及總裝配圖，完成電機(jī)設(shè)計(jì)報(bào)告同組設(shè)計(jì)者及分：各自獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，遇到問(wèn)分析討論，在完成電磁設(shè)計(jì)后分比較，得出電磁計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論。指導(dǎo)教師簽_年

月

日教研室主任意見(jiàn)教研室主任簽_年

月

日*注此務(wù)由課設(shè)指導(dǎo)師寫(xiě)2

ii單串電機(jī)的設(shè)計(jì)1主要術(shù)求1、額定功率2、額定交流電壓3、電源頻率4、額定轉(zhuǎn)速5、額定轉(zhuǎn)矩

P370N220VNf1rpmNMn

60

6、額定效率

N

59%7、額定功率因數(shù)

0.94N8、工作狀態(tài)：連續(xù)工狀態(tài)2電機(jī)要數(shù)9、計(jì)算功率10負(fù)載時(shí)的電樞電流

11PEIN498.56W22Ia

PUcosN

3700.59220

3.03A、負(fù)載時(shí)電樞電勢(shì)12極對(duì)數(shù)13極弧系數(shù)14預(yù)取線負(fù)荷

P6Ei6I3.03a0.667A13

1115預(yù)取氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度

B116電機(jī)常數(shù)

66236970.667370017電樞長(zhǎng)徑比18電樞外徑

D2

3

C498.56i1.4

44.419鐵芯計(jì)算長(zhǎng)度

44.462.23mm取

62.2mm20電樞周邊速度DnV60

3.1460

34.9ms21極距

22

2

69.8mm22計(jì)算極弧長(zhǎng)度

mm23電樞鐵芯磁化頻率

f

PnHz606024氣隙長(zhǎng)度

0.44mm取25定子外徑

D88.82取26定子內(nèi)徑

D2

44.427轉(zhuǎn)子內(nèi)徑

mm4

1111取

3-3電樞換28電樞繞組型式：采用迭繞組29負(fù)載時(shí)每極有效磁通Ba0370030導(dǎo)體數(shù)

1.0719MX

8

Pn

a

602815000

其中并聯(lián)支路對(duì)

a31電樞槽數(shù)取

Z

D0.313.3（槽）32換向片數(shù)

KZ

片33電樞繞組元件匝數(shù)W取

（匝）

2K

868234電樞導(dǎo)體數(shù)最終值35氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度最終

KW858C

條B

10

P0

46.5662.2858

3742BB

通過(guò)36每極有效磁通最終值5

aa

a

0

37005MX37電樞線負(fù)荷終值NA9.3Amm2D2A93193.3

0.19%

通過(guò)38電樞每槽導(dǎo)體數(shù)

N

Z

39電樞繞組的元件節(jié)距換向器節(jié)距Y

K392P2K40電樞繞組電流密度預(yù)值

jA/1

41導(dǎo)線截面及直徑

a

Iaj2a

2根據(jù)導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)線QZ-1導(dǎo)線截面積銅線直徑帶絕緣導(dǎo)線外徑

gmma0.56mmau

42電樞繞組內(nèi)最終電流度43電樞槽與齒的計(jì)算

I03j8226a6

2j2j齒距齒磁密

D3.14tZ13B11000t

10.72齒寬

t

374210.7222.5417000Fet其中鐵芯迭壓系

Fe

槽口寬槽口高槽上圓直徑

d2.61.456mm0.55b0.551.3302d

Dh)Zb2t

133.14

6.29mm軛磁密軛高槽高槽下圓直徑

Bj37425.25mm2Fejhh)2jt0.59.33

(h)tZ

Z

t

(44.4sinsin

2.54

2.9槽上下圓中心距7

2dxSa2dxSah0.5(d)02dx12.292.9)6.9mm44電樞槽截面積S(d22)

()d

6.88(6.29)

mm

245槽滿(mǎn)率

66fau42符合要求46一根導(dǎo)體平均長(zhǎng)度47熱態(tài)電樞繞組電阻

轉(zhuǎn)子沖片圖LD6

5.r1.225700a858115.51.2257000.22068

KKsKKs48滿(mǎn)載情況下電樞繞組電壓降Ir3.032.53a49換向器直徑及周邊速0.8D44.435.52K2K60

1500060

ms50換向片距

tk

3.14KK39

2.86mm51電刷參數(shù)選用電刷牌號(hào)為

符合要求D308摩擦系數(shù)

0.25每對(duì)刷電壓降電流密度允許值

VAS

單位壓力最大周邊速度

PgSV40s0

52點(diǎn)刷的電流密度

jjAmm2SS53點(diǎn)刷的截面積及其尺S

Ia230.32mmP1S

2電刷寬度取電刷長(zhǎng)度

2.865.43mmsk5.5s30.32S5.5mm5.5s9

ktkt取

5.m，高s

r12.554換向器軸向有效長(zhǎng)度換向器軸向總長(zhǎng)55換向的檢驗(yàn)換向區(qū)域?qū)拵?/p>

La5.59.35mmKsL11.47KKbbk

KKD)]22PDK[5.5

391)131mm換向?qū)拵г试S值b

)18.59mmkk

0

符合要求電樞元件漏磁通位磁導(dǎo)21.2D22dLbdx02212.291.244.46.292.9115.53.32電樞短路元件內(nèi)抗電勢(shì)erC

3.3234.91.47

電樞反應(yīng)電勢(shì)10

KRKRe0.8C069.834.90.869.8V

合成電勢(shì)

ePr

1.47VeVP

滿(mǎn)足要求一個(gè)元件中產(chǎn)生變壓器電勢(shì)efKt1

a

4.441.0839

5

2.64Ve(6Kt

滿(mǎn)足要求3-4磁路統(tǒng)磁計(jì)算取定子磁極定子軛電樞齒電樞軛氣隙56磁極尺寸軸向長(zhǎng)度極芯高度極靴厚度極芯磁密

BGsmB11000GsjBGst2BjB374262.2mm0.30.344.413.32t144.42.66mmx2B17000t11

t1t1極芯截面積t1

1.1t1

a

2

1.1

5

100

701mm

2極芯寬

701bt112.12K0.9357機(jī)座尺寸機(jī)座軛磁密機(jī)座軛截面積

定子沖片圖B17000Gsj1.1j1

a2Bj

1.08392

100

2機(jī)座厚

j

jFe1

0.93

mm58氣隙磁勢(shì)氣隙系數(shù)t10.720.6Kt1.4562氣隙磁勢(shì)12

3742

59電樞齒磁勢(shì)電樞沖片選用D42-0.35電樞齒磁場(chǎng)強(qiáng)度由相應(yīng)的磁密查磁化曲線得到，以下同。電樞齒磁場(chǎng)強(qiáng)度電樞齒磁勢(shì)

95t2

BGst2FH233.6ttt60電樞軛磁勢(shì)

（安匝）電樞軛磁場(chǎng)強(qiáng)度

H

j2

95cm

Bj電樞軛長(zhǎng)Lj2

Dht2j2P

12.29

電樞軛磁勢(shì)

FHj2jj

（匝）61極芯磁勢(shì)極芯磁場(chǎng)強(qiáng)度

=95Acmt1

B17000t極芯磁勢(shì)62極軛磁勢(shì)

F253.3tt

（安匝）極軛磁場(chǎng)強(qiáng)度極軛長(zhǎng)

HAB11000GsjjLj1

)j1P

t1

29.495.4極軛磁勢(shì)

Fj1j1j

19.09

（安匝）63每對(duì)極磁勢(shì)13

1K111K1164每極匝數(shù)取65定轉(zhuǎn)子繞組匝比66導(dǎo)線截面及直徑電流密度初值

1.09(FFjt1tj21.09253.319.09)118322I22（匝）4136K858j截面初值取導(dǎo)線規(guī)格為QZ-1銅導(dǎo)線直徑帶絕緣導(dǎo)線直徑

I3.030.43mmj10.771

2導(dǎo)線截面積

q0.4657mm

激磁繞組窗口面

W2S1umm0.830.83

定子擁有的有效口面積S'0.12[(h)b)2]1j1x0.12

9.36)

2

2.66)

2

]mm

2'11

定子窗口夠用14

11a11a67電流密度終值68熱態(tài)電阻線圈平均匝長(zhǎng)

I6.51Ammq1

2Lb1

Dh1.121j1P

t62.21.35熱態(tài)電阻

44.49.361.121

0.5729.4mm2r11.221

2269.5557000.4657

3.3769激磁電阻電壓降70電動(dòng)機(jī)電阻電壓降

Ir3.037.691S71漏抗壓降電樞漏抗壓降U1a

a

26.22

式中L單為cm激磁漏抗壓降U4.44b11S

a(1.1其中參數(shù)

5

15

漏抗壓降

2.785.23VCa72主磁通脈振在激磁繞中的自感電勢(shì)eft11

a4.441.083

5

65.5V73交軸電樞反應(yīng)磁通的振在電樞繞組中的自感電勢(shì)f0.151qe

22

a0.15

508586.220.6

3.03V式中L單為cm74端電壓有功部分電壓

E164.4185r無(wú)功部分電壓U8.0222.7365.5t端電壓

UUr

x

184.8209V基本滿(mǎn)足要求75功率因數(shù)

N1100%NUcosrU1

209

5%cos

NN

100%

0.9

100%4.2%3-6損耗效76鐵重16

機(jī)座重Dh)hj2t1jj11

2213.339.36)20.9.361.03Kg

磁極重Gt1tt

Kg電樞軛重G

j

h)t2

L

5.512.29)

100.14Kg電樞齒重GZttt27.812.2962.277機(jī)座、磁極及電樞中磁滯和渦流損耗單位鐵耗系數(shù)

0.20KFe

ff())100100

25050)2.5100100

2

1.975W其中系數(shù)

1.4K

2

ff())100100

2

250250)2.5)100100

2

27.417

jjt1j2j2tjjt1j2j2tKFe

ff())100100

2250250))100100機(jī)座中鐵耗

2

36.56Kj1

)1.975)W10000磁極中鐵耗Kt

Fe1

7000)21.975)21.1081.072W1000010000電樞軛鐵耗j2

)2)211.08W電樞齒鐵耗Kt78銅損

Fe

17000t)236.56)1000010000電樞繞組銅損

PI

2

2.5323.3W激磁繞組銅損

PI2

3.3731.89W79電刷及換向器接