感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)論文

題目：Y90S-2型1.5kW三相籠型 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì) 院、系：電氣與電子工程學(xué)院 2014年6月15日Y90S-2型1.5kW三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)摘要節(jié)能降耗是國(guó)際社會(huì)發(fā)展面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)，已經(jīng)成為一項(xiàng)極為緊迫的任務(wù)。電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程是我國(guó)“十一五”期間十大重點(diǎn)節(jié)能工程之一，因此怎樣設(shè)計(jì)出高效的、可靠的、制造使用維護(hù)方便的電機(jī)具有重要的研究意義。而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為重要的動(dòng)力源，在國(guó)民生產(chǎn)中扮演著重要的角了一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理、電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)、過程及其具體步驟。在中小型三相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行手工計(jì)算，通過手工計(jì)算充分地理解了電動(dòng)機(jī)的有效尺寸、電機(jī)參數(shù)、運(yùn)行和起動(dòng)性能的計(jì)算及其之間的關(guān)系，得出了籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)律，以此為基礎(chǔ)運(yùn)用MATLAB編程語(yǔ)言編寫了與中小型三相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序完全匹配。它使電磁計(jì)算過程變得的四個(gè)電磁方案，并對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。以此為基礎(chǔ)得出了Y90S-2hasbecomeaveryurgenttask.Motorsystemenergy-savingprojectisoneofthetenmajorenergyconservationprdesignmotorswhichisefisaproblemworthyofstudy.AsanimportantsomotorplaysanimportantroleinthenationalproThebasicstructureandoperationprinciplewiththeY90S-21.5kWthree-phasesqubasedonThecalculationprogramofSmallandmedium-sizedmotor.TheperformanceandtheirownmeaningarefullyunderstoodthroughthecalcuBesidesthegeneraldesignrulesofsquirrelcageinductionmotoraresuThenaCADcalculationprogramwasmadebyinterpolationfunction,andsuccinctandfriendlelectromagneticcalculationproceFourelectromagneticscweremadebyusingtheMATLABcomputerprograelectromagneticschemeadjustmentmeKeywordsInductionmotor;Electromagneticdesign;Performance;CAD哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文目錄 I Ⅱ 11.1課題背景和研究意義 11.2三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)和原理 11.2.1基本結(jié)構(gòu) 11.2.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理 31.3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) 31.3.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù) 31.3.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)過程 31.3.3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)步驟 41.3.4額定數(shù)據(jù)和技術(shù)要求 5第2章感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)計(jì)算 62.1額定數(shù)據(jù)和主要尺寸確定 62.2磁路計(jì)算 92.3參數(shù)計(jì)算 2.4工作性能計(jì)算 2.5起動(dòng)性能計(jì)算 第3章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 3.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述 24 243.3程序編寫過程 3.3.1程序循環(huán)體 3.3.2圖表的處理 3.3.3GUI設(shè)計(jì) 27第4章電磁方案調(diào)整分析 第1章緒論雖然我國(guó)已成為電機(jī)制造大國(guó)，掌握了高效及超高效節(jié)能電機(jī)生產(chǎn)技術(shù)，但從整體看，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力仍然較弱。電機(jī)用量大、能效水平低，制約了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。美國(guó)已全面普及高效電機(jī)，而我國(guó)大部分地方還在使用三級(jí)以下標(biāo)準(zhǔn)的普通電機(jī)。受研發(fā)投入大、制造成本高等因素影響，高效節(jié)能電機(jī)價(jià)格居高不下，得不到健康有力地推廣，這使我國(guó)目前的電機(jī)能效水平與國(guó)外的差距進(jìn)一步擴(kuò)大。國(guó)內(nèi)的電機(jī)制造工業(yè)也在努力發(fā)展。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。同時(shí)積極開展電機(jī)理論、測(cè)試技術(shù)和新型發(fā)電方式我國(guó)是亞洲第一大電力消耗國(guó)。而電機(jī)是名副其實(shí)的“用電大戶”,60%以上的電能被用于驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)作為最重要的驅(qū)動(dòng)力，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)及公共設(shè)施等各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)了解，中國(guó)目前已成為全球最大的電機(jī)和電機(jī)系統(tǒng)組件生產(chǎn)基地之一，僅中小型電機(jī)的年產(chǎn)量就超國(guó)外則積極發(fā)展新系列或?qū)υ邢盗羞M(jìn)行改型。應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提高計(jì)算精度縮短計(jì)算周期。由一向注意“小型輕量化”轉(zhuǎn)為注意“省能化”和“無公害化”,提高效率和降低噪聲。同時(shí)也積極采用新材料。如磁性材料方面，無硅低碳冷軋電工鋼片、半冷軋無取向硅鋼片和磁性槽楔等已經(jīng)普遍采用。國(guó)外一些企業(yè)還積極改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高通用化程度，注意維修使用方便。另外近年來國(guó)外還發(fā)展了一些特殊用途電機(jī)，因此研究電機(jī)設(shè)計(jì)方案及其計(jì)算機(jī)優(yōu)化從而實(shí)現(xiàn)其調(diào)速性能性能、起由于本設(shè)計(jì)是針對(duì)于Y90S-2型1.5kW三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)及其分析，故在此只介紹一般感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理。后文論述均按中小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)展開。如圖1-1是三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖。三相感應(yīng)電動(dòng)定子是電動(dòng)機(jī)固定不動(dòng)的部分，由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。機(jī)座是電機(jī)的外殼，起支撐作用。定子鐵心裝在機(jī)座內(nèi)部，通常由硅鋼片(2)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子包括鐵心、繞組和轉(zhuǎn)軸等部分。鐵心同樣由硅鋼片疊成，然后在外圓沖槽，槽內(nèi)嵌放繞組。轉(zhuǎn)子繞組有籠型和繞線型兩種。籠型轉(zhuǎn)子因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約材料使用很廣泛。如圖1-2中的轉(zhuǎn)子就是籠型轉(zhuǎn)子。在轉(zhuǎn)子鐵心各槽中插入導(dǎo)條，并用端環(huán)將導(dǎo)條短路。這樣雖然使結(jié)如圖1-1,定子槽中放置三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)等效的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條會(huì)在導(dǎo)條上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，又因?yàn)閷?dǎo)條是短路的所以就產(chǎn)生了感應(yīng)電流。載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用形成電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。因?yàn)檗D(zhuǎn)子電路中沒有外接電源，完全依靠轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)1.3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)電機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)是用戶提出的產(chǎn)品規(guī)格、技術(shù)要求，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面國(guó)家的方針政策和生產(chǎn)實(shí)際情況，運(yùn)用有關(guān)的理論和計(jì)算方法，正確處理設(shè)計(jì)時(shí)遇到的矛盾，從而設(shè)計(jì)出性能好、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可這就難免會(huì)遇到錯(cuò)綜復(fù)雜的矛盾。因此設(shè)計(jì)人員必須全面地綜合地看待問題，針對(duì)具體情況采取不同的解決方法。例如設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)不能片面的追求體積小材料省，因?yàn)檫@樣導(dǎo)致電機(jī)性能降低，特別是效率降低，加工工時(shí)(1)準(zhǔn)備階段通常包括兩方面的內(nèi)容：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，并聽取生產(chǎn)和使用單位的意見與要求；然后在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有(2)電磁設(shè)計(jì)本階段的任務(wù)是根據(jù)技術(shù)要求或技術(shù)任務(wù)書的規(guī)定，參照生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)通過計(jì)算和方案比較，來確定與所設(shè)計(jì)電機(jī)電磁性能有關(guān)的尺寸和數(shù)據(jù)，(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定電機(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。通常，首先根據(jù)技術(shù)要求或技術(shù)任務(wù)書中規(guī)定的防護(hù)型式、安裝方式與冷卻方式，在考慮電磁計(jì)算中所選負(fù)荷的高低，來選取合適的通風(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。最后1.3.3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)步驟(1)確定主要尺寸和氣隙設(shè)計(jì)一臺(tái)電機(jī)時(shí)，必須確定許多尺寸，但其中起主要與決定性作用的是電動(dòng)機(jī)的主要尺寸。對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)來說，主要尺寸是指鐵心長(zhǎng)和定子內(nèi)經(jīng)。確定主要尺寸主要基于主要尺寸公式1-1根據(jù)用戶要求的效率η、功率因數(shù)cosφ和電動(dòng)機(jī)的額定功率確定電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率p。再選擇適當(dāng)?shù)碾姶咆?fù)荷，初選參考轉(zhuǎn)速n、計(jì)算極弧系數(shù)a,等便可得出D2l?。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的具體情況按經(jīng)驗(yàn)取得合適的只要尺氣隙δ通常取得越小越好，以降低空載電流，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的功率因數(shù)cosφ主要決定于空載電流。但是氣隙也不能過小，否則除影響機(jī)械可靠性外還會(huì)使諧波磁場(chǎng)和諧波漏抗增大導(dǎo)致起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩減小，進(jìn)而造成較高溫升和較大噪音。氣隙的數(shù)值大小基本上決定于定子內(nèi)經(jīng)、軸的直徑和軸承間的轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度。綜上一般參考同型號(hào)電機(jī)數(shù)據(jù)或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確(2)定子鐵心和繞組的設(shè)計(jì)定子鐵心的設(shè)計(jì)主要包括槽數(shù)和槽型的確定。定子槽數(shù)決定于每極每相槽數(shù)q?,q?的值對(duì)電機(jī)的參數(shù)、附加損耗、溫升及絕緣材料消耗等有影響。對(duì)各方面的因素綜合取得合適的q?從而確定槽數(shù)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子槽型有四種，分別為梨形槽、梯形槽、半開口槽和開口槽。各種槽都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)選擇合適的槽三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組型式很多，常用的有單層同心式、單層鏈?zhǔn)健螌咏徊媸胶碗p層爹繞組等。一般根據(jù)電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和每極每相槽數(shù)(3)轉(zhuǎn)子鐵心與繞組的設(shè)計(jì)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子有籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子?；\型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而繞線型轉(zhuǎn)子便于起動(dòng)?；\型轉(zhuǎn)子的槽數(shù)必須與定子槽數(shù)有恰當(dāng)?shù)呐浜?，即所謂槽配合，如配合不當(dāng)會(huì)引起電機(jī)性能惡化。故綜合考慮根據(jù)定子槽數(shù)選擇恰當(dāng)?shù)牟叟浜蠌亩_定轉(zhuǎn)子槽數(shù)。轉(zhuǎn)子槽型有很多種，綜合考慮起動(dòng)性能及其他電氣性能、沖模制造等選擇合適的槽型。(4)工作性能計(jì)算在主要尺寸、氣隙以及定轉(zhuǎn)子鐵心和繞組設(shè)計(jì)好以后，就要進(jìn)行工作性能的計(jì)算和起動(dòng)性能的計(jì)算，以便與設(shè)計(jì)任務(wù)書或技術(shù)條件規(guī)定的性能工作性能計(jì)算主要包括功率因數(shù)cosφ的計(jì)算、效率η的計(jì)算和最大轉(zhuǎn)(5)起動(dòng)性能的計(jì)算計(jì)算，計(jì)算公式如1-5,1-6:1.3.4額定數(shù)據(jù)和技術(shù)要求Y90S-2型1.5kW感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)和技術(shù)要求如表1-1:壓率效率7功率因數(shù)起動(dòng)電流T起動(dòng)第2章感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)計(jì)算2.1額定數(shù)據(jù)和主要尺寸確定額定數(shù)據(jù)：額定功率Px,指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功5.功率因數(shù)：功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值cosφ=0.8599.確定電機(jī)主要尺寸電機(jī)的主要尺寸指的是定子鐵心內(nèi)徑D和有效鐵心長(zhǎng)l。電機(jī)的主要尺寸關(guān)系式是確定電機(jī)主要尺寸的理論基礎(chǔ)，它闡明了一些重要物理量與主要尺寸之間的關(guān)系。但是利用它來確定主要尺寸不夠簡(jiǎn)便。在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通常采用類比法來確定除只要尺寸。所謂“類比法”是指根據(jù)所設(shè)計(jì)電機(jī)的具體條件，參照已生產(chǎn)過的同類型相近規(guī)格電機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，直接初選主要尺寸及其他數(shù)據(jù)。在本設(shè)計(jì)中參照已有設(shè)初選定轉(zhuǎn)子沖片尺寸。定子外徑D?=130mm;定子內(nèi)徑D轉(zhuǎn)子外徑D?=Da-28=71.3mm;轉(zhuǎn)子內(nèi)徑D?=30mm。一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或參考已有電機(jī)數(shù)據(jù)確定。本設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)鐵心有效長(zhǎng)Lg=L,+2δ=80.7mm;凈鐵心長(zhǎng)L,取80mm轉(zhuǎn)子齒距定子繞組采用單層繞組，交叉式，節(jié)距1-9,2-10,18-11。為了削弱齒諧波磁場(chǎng)的影響，轉(zhuǎn)子采用斜槽，一般斜一個(gè)定子齒距15.定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)每相串聯(lián)匝數(shù)選取定子電密J=6.5查導(dǎo)線規(guī)格表選取d=0.8mm銅線不并饒。絕緣后線徑d=0.86mm因定子繞組圓導(dǎo)線散嵌，故采用梨形槽，齒部平行。槽型如圖2-1。齒寬計(jì)算為齒部基本平行去平均值b?=5.56mm先計(jì)算槽面積式中，槽楔高度按表選取h=2mm對(duì)于單層繞組，槽絕緣所占面積S=△,(2hz?+πR?)=9.01mm2式中，槽絕緣厚度按表選取，△=0.3mm槽滿率其中所以繞組系數(shù)每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)Nw?K?=468×0.9598=449參照同系列相同規(guī)格電機(jī)定為如圖2-2所示，為平行齒槽型br?=10.13mm轉(zhuǎn)子為鑄鋁轉(zhuǎn)子，導(dǎo)條截面積即轉(zhuǎn)子槽面積A。磁路計(jì)算的目的在于確定產(chǎn)生主磁場(chǎng)所必需的磁化力或勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，并進(jìn)而計(jì)算勵(lì)磁電流以及電機(jī)的空載特性。通過磁路計(jì)算還可以校核電機(jī)各部分磁密選擇是否合適。滿載電勢(shì)設(shè)負(fù)載電勢(shì)系數(shù)初值k2?=1-ε=0.89E?=0.89×通常從這里開始進(jìn)行負(fù)載電勢(shì)系數(shù)的循環(huán)計(jì)算，一般需要進(jìn)行多次的23.每極下齒部截面積定子齒截面積An=Klb?Qp?=3803×10-?m2轉(zhuǎn)子齒截面積24.定子軛部計(jì)算高度轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度25.軛部導(dǎo)磁截面積A??=Klh'?=1379×10?m226.一極下空氣隙截面積其中氣隙系數(shù)33.齒部磁路計(jì)算長(zhǎng)度F?=H?L?=3.954A計(jì)算出的氣隙系數(shù)比原假設(shè)值小，說明原假設(shè)值偏大，在此基礎(chǔ)上重新假設(shè)氣隙系數(shù)重新計(jì)算有關(guān)步誤差小于1%合格39.轉(zhuǎn)子軛部磁密40.由D23磁化曲線得41.軛部磁位降校正系數(shù)F?=C??H?L?=79.56A43.滿載磁化電流44.磁化電流標(biāo)幺值工廠設(shè)計(jì)計(jì)算2.3參數(shù)計(jì)算電機(jī)的重要參數(shù)主要是電阻和電抗。電阻的大小不僅影響電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，并且與電機(jī)的運(yùn)行性能有著很密切的關(guān)系。例如在設(shè)計(jì)繞組時(shí)候，如果選擇較高的電密則所用的導(dǎo)體截面就較小，這樣用銅量會(huì)變小但電阻會(huì)增大。電阻越大電機(jī)運(yùn)行時(shí)候繞組的損耗就越大，繞組中的瞬變電流增長(zhǎng)或衰減的就越快。尤其對(duì)于感應(yīng)電機(jī)，電阻的影響更為突出。電抗的大小對(duì)電機(jī)的性能也有很大的影響。一方面漏抗不能太小，否則感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很大的起動(dòng)電流。另一方面漏抗也不能太大，否則感應(yīng)電機(jī)的功率因數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)降低。因此正確選擇計(jì)算這些參數(shù)是很定子線圈節(jié)距其中節(jié)距比直線部分長(zhǎng)度lg=l+2d?=110mm,其中d?是線圈直線部分伸出鐵是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，2極取1.16。除以阻抗基值便可得定子漏抗標(biāo)幺值其中2λ=λ?+λs?+λ?,C,為漏抗系數(shù)，等于49.按照附錄四計(jì)算定子槽比漏磁導(dǎo)。因?yàn)槭菃螌永@組，整距，節(jié)距漏其中50.只在鐵心部分有槽漏抗，因而計(jì)算槽漏抗時(shí)要乘以51.考慮到飽和的影響，定子諧波漏抗由以下公式計(jì)算其中2s=0.009652.單層交叉式繞組的端部漏抗與分組的單層同心式繞組的相近，所以53.定子漏抗標(biāo)幺值54.轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值得計(jì)算與定子漏抗標(biāo)幺值得計(jì)算相似，但要將轉(zhuǎn)子溫放所算別定子邊。乘以阻狀析算系級(jí)值，便有和除以阻抗基55.轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的計(jì)算見附錄四其中56.轉(zhuǎn)子槽漏抗標(biāo)幺值57.考慮飽和影響的諧波比漏磁導(dǎo)，于是轉(zhuǎn)子諧波漏抗標(biāo)幺值其中ER=0.014558.轉(zhuǎn)子繞組端部漏抗標(biāo)幺值60.轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值61.定轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值之和62.定子繞組直流電阻計(jì)算63.定子繞組相電阻標(biāo)幺值定子銅的重量其中C是考慮導(dǎo)線絕緣和引線重量的系數(shù)，漆包圓銅線C=1.05;Pe=8.9×10°kg/m3是銅的密度。硅鋼片重量65.轉(zhuǎn)子電阻的折算值66定子電流有功分量標(biāo)幺值計(jì)算67.轉(zhuǎn)子電流無功分量標(biāo)幺值計(jì)算其中系數(shù)68.定子電流無功分量標(biāo)幺值計(jì)算69.滿載電勢(shì)標(biāo)幺值計(jì)算密及磁場(chǎng)強(qiáng)度。72.空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度73.空載時(shí)定子軛部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度74.空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度76.空載時(shí)定子齒部磁壓降77.空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒部磁壓降78.空載時(shí)定子軛部磁壓降，此時(shí)C?=0.5679.空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛部磁壓降，此時(shí)C?=0.285F?o=C??Hy??L'?=30.7AF?=Fso+F+F2o+Fj+Fj20=2.4工作性能計(jì)算對(duì)于三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)來說，工作性能的計(jì)算通常指額定數(shù)據(jù)計(jì)算，即額定電流、額定功率因數(shù)、額定效率、額定轉(zhuǎn)差率和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。83.定子電流標(biāo)幺值86.轉(zhuǎn)子電流標(biāo)幺值導(dǎo)條電流實(shí)際值端環(huán)電流實(shí)際值端環(huán)電密88.定子銅損耗的標(biāo)幺值89.轉(zhuǎn)子鋁損耗的標(biāo)幺值90.負(fù)載時(shí)的附加損耗按規(guī)定2極時(shí)取p=0.025定子軛部鐵耗式中k按經(jīng)驗(yàn)取為2,軛部重量G,=4pA?L'?Pr=3.73kgp是軛部鐵損定子齒部鐵耗93.總損耗標(biāo)幺值不合格效率假設(shè)值太小，再次假設(shè)重新計(jì)算有關(guān)項(xiàng)合格式中99.最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.5起動(dòng)性能計(jì)算很大，這使定轉(zhuǎn)子的漏磁路高度飽和；二是轉(zhuǎn)子電流頻率等于電源頻率，比正常運(yùn)行時(shí)高很多，使得轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中電流產(chǎn)生集膚現(xiàn)象。這兩點(diǎn)對(duì)電機(jī)起動(dòng)時(shí)的參數(shù)都有影響。101.起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生漏磁的定轉(zhuǎn)子槽磁勢(shì)平均值計(jì)算由此磁勢(shì)產(chǎn)生的虛擬磁密其中修正系數(shù)102.起動(dòng)時(shí)漏抗飽和系數(shù)K,查圖得103.漏磁路飽和引起的定子齒頂寬度的減小104.漏磁路飽和引起的轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減小105.起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)其中109.考慮集膚效應(yīng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)高度111.根據(jù)附錄四可計(jì)算起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的減小于是起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)誤差=14.59%太大。重新假設(shè)起動(dòng)電流計(jì)算有關(guān)項(xiàng)：F=2776.4AB,=5.374TI=24.869A第3章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在電機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)是從50年代開始的，隨著計(jì)算機(jī)硬件軟件的飛速發(fā)展，如今電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的軟件已經(jīng)種類各異據(jù)若干已知的或事先估算好的量依照一定的程序步驟來計(jì)算產(chǎn)品的性能參數(shù)，相當(dāng)于通常的設(shè)計(jì)核算。此類中計(jì)算機(jī)僅對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算分析，而對(duì)計(jì)算結(jié)果的評(píng)價(jià)和方案的調(diào)整任由設(shè)計(jì)人員決定。第二類是“設(shè)計(jì)綜合”類。此類是根據(jù)已知的性能要求，決定電機(jī)各設(shè)計(jì)參量。它可以在規(guī)定的產(chǎn)品性能和技術(shù)條件下自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸，從而得出可行的設(shè)計(jì)方案。第三類是“設(shè)計(jì)優(yōu)化”類。它是對(duì)設(shè)計(jì)問題提出明確“設(shè)計(jì)分析”類程序可以由設(shè)計(jì)人員運(yùn)用不同的語(yǔ)言工具(如C語(yǔ)言、C++、VB、MATLAB語(yǔ)言等)根據(jù)所要設(shè)計(jì)電機(jī)的種類對(duì)應(yīng)的計(jì)算程序來編寫。這樣的程序容易修改操作性強(qiáng)。而“設(shè)計(jì)綜合”類和“設(shè)計(jì)優(yōu)化”類程序一般為工作室或者專門軟件公司編寫的大型商業(yè)軟件。如近年來比較流行的有限元分析軟件(如ANSOFT、ANSYS、FLUX等)通常是根據(jù)不同種類的電機(jī)建立不同的數(shù)學(xué)模型，然后定義一個(gè)虛擬的運(yùn)行環(huán)境使電機(jī)在此環(huán)境中運(yùn)行，軟件通過大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算模擬出電機(jī)真實(shí)運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)。再通過圖形或曲線將結(jié)果顯示出來，設(shè)計(jì)人員通過結(jié)果調(diào)由于本設(shè)計(jì)主要是小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁方案設(shè)計(jì)，主要任務(wù)是計(jì)算。故而選擇“設(shè)計(jì)分析”類程序用計(jì)算機(jī)計(jì)算代替手算過程。而編寫此易掌握且計(jì)算能力出眾。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)主要以計(jì)算MATLAB是Mathworks公司于1984年推出的一套高性能的數(shù)值計(jì)算的可視化軟件，它集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，可方便地應(yīng)用于數(shù)學(xué)計(jì)算、算法開發(fā)、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)建模和仿真、數(shù)據(jù)分析和可視化、科學(xué)和工程繪圖、應(yīng)用軟件開發(fā)等方面。在MATLA境中描述問題及編制求解問題時(shí)的程序時(shí)，用戶可以按照符合人們的科學(xué)MATLAB這個(gè)詞代表“矩陣實(shí)驗(yàn)室”(MatrixLaboratory),它是以本程序以中小型三相感應(yīng)電機(jī)電磁計(jì)算程序?yàn)榛A(chǔ)編寫。其中電磁計(jì)算中的迭代過程用MATLAB語(yǔ)言循環(huán)語(yǔ)句編寫，這樣能夠很方便的進(jìn)行這些命令能靈活地一次或多次執(zhí)行語(yǔ)句命令for與大多數(shù)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言執(zhí)行的次數(shù)已預(yù)先定義好。以end結(jié)束這組語(yǔ)句只要邏輯表達(dá)式為真，while命令將反復(fù)執(zhí)行程序語(yǔ)句。像for語(yǔ)句一樣程序體由一個(gè)end來結(jié)感應(yīng)電機(jī)的電磁計(jì)算程序中需要大量的查表或讀圖，由某一值根據(jù)圖表得出需要的另一相關(guān)量，他直接影響計(jì)算的精度。由手算轉(zhuǎn)變到計(jì)算機(jī)運(yùn)算的最突出的問題就是圖表的處理。在手算時(shí)這一問題一般可以用尋找坐標(biāo)的方法來實(shí)現(xiàn)，而計(jì)算機(jī)上無法直接按這樣的步驟去做。所以必須對(duì)圖表做一定的處理使其邏輯能被計(jì)算機(jī)接受。通常主要有插值法和公式化對(duì)于某一函數(shù)的曲線，在使用計(jì)算機(jī)時(shí)不可能將無限多組對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)于機(jī)內(nèi)。因此只能將曲線“離散化”,輸入有限個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)它們分別和曲線上有限個(gè)離散點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，相鄰兩離散點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)則由認(rèn)為選定的函數(shù)關(guān)系來確定，這就是插值法的實(shí)質(zhì)。插值法有一維插值和二維插值，在此只介紹一維插值。一維插值主要有一維多項(xiàng)式插值和一維快速傅立葉插值。其中一維多項(xiàng)式插值最常用，它又包括最鄰近插值、線性插值、三次樣條插值和三次多項(xiàng)式插值等0。最鄰近插值是在已知數(shù)據(jù)的最鄰近點(diǎn)設(shè)置插值點(diǎn)，對(duì)插值點(diǎn)的數(shù)進(jìn)行四舍五入。其特點(diǎn)是速度最快但數(shù)據(jù)平滑度差，得到的數(shù)據(jù)是不連續(xù)的。線性插值在插值時(shí)是將相鄰點(diǎn)用直線相連，其特點(diǎn)是執(zhí)行速度稍慢但數(shù)據(jù)平滑度優(yōu)于最鄰近點(diǎn)插值，且數(shù)據(jù)變化是連續(xù)的。三次樣條插值采用三次樣條函數(shù)來獲取插值點(diǎn)，在已知點(diǎn)為端點(diǎn)的情況下，插值函數(shù)至少具有相同的一階和二階導(dǎo)數(shù)。它的特點(diǎn)是處理速度最慢，占用內(nèi)存大，但產(chǎn)生最平滑的效果，另外如果輸入數(shù)據(jù)不均勻或某些點(diǎn)靠的太近會(huì)容易出現(xiàn)錯(cuò)本設(shè)計(jì)考慮到執(zhí)行速度占用內(nèi)存和插值精度等因素選擇了線性插值，事實(shí)證明線性插值精度已經(jīng)可以滿足計(jì)算需要，現(xiàn)舉例說明。在計(jì)算電機(jī)的起動(dòng)性能時(shí)，需要根據(jù)起動(dòng)時(shí)漏磁的定轉(zhuǎn)子槽磁勢(shì)產(chǎn)生的虛擬磁密B,來確定起動(dòng)時(shí)漏抗飽和系數(shù)K?。編寫的插值程序如下：原曲線如圖3-2,插值曲線如圖3-3?？梢钥闯銎交纫呀?jīng)滿足一般計(jì)通常在開發(fā)一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用程序時(shí)都會(huì)盡量做到界面友好，最為常用的方法就是圖形界面。提供圖形界面的程序能夠使用戶的使用更為方便，用戶不需要知道程序是怎樣具體執(zhí)行各種命令的，只需要通過界面交互就可以使指定的行為得以正確執(zhí)行。在Matlab中開發(fā)用戶圖形界面的工具是GUIDE。GUIDE主要是一個(gè)界面設(shè)計(jì)工具集，它將所有GUI支持的控件都集成在這個(gè)環(huán)境中并提供界面外觀、屬性和行為響應(yīng)方式的設(shè)置方法。GUIDE將用戶保存設(shè)計(jì)好的GUI界面保存在一個(gè)FIG資源文件中，同時(shí)還能夠生成包含GUI支持初始化和組件界面布局控制代碼的M文件。這個(gè)M文件為回調(diào)函數(shù)(當(dāng)用戶激活GUI某一組件時(shí)執(zhí)行的函數(shù))提供了一個(gè)參考框架6。本設(shè)計(jì)中電磁計(jì)算主要通過假定參數(shù)計(jì)算電機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)而判定設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣。故而該程序的界面設(shè)計(jì)如圖3-4運(yùn)行后界面如圖3-5至此，Y90S-2三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序的設(shè)計(jì)全部完成。經(jīng)過調(diào)試程序正常運(yùn)行能夠得到預(yù)先設(shè)想的技術(shù)參數(shù)。FleEditViewLayoutToolsH輸入?yún)?shù)MLstbo計(jì)算重置圖3-4MATLAB計(jì)算程序編輯圖起動(dòng)電流最大轉(zhuǎn)矩功率因數(shù)鐵心長(zhǎng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定電壓效率圖3-5MATLAB計(jì)算程序運(yùn)行圖第4章電磁方案調(diào)整分析前文提到電機(jī)設(shè)計(jì)是根據(jù)用戶提出的產(chǎn)品規(guī)格、技術(shù)要求來結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出符合要求的電機(jī)。那么對(duì)于不同的用戶電機(jī)的使用場(chǎng)合和具體用途有所不同，其技術(shù)要求也有所不同。在我們的電機(jī)設(shè)計(jì)中，電機(jī)的一些重要數(shù)據(jù)和尺寸是可以初步確定，但是這些數(shù)據(jù)是不是符合技術(shù)條件的要求，還需要經(jīng)過核算，如果計(jì)算結(jié)果不能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者用戶的特殊要求時(shí)，則需要找出原因7]。調(diào)整設(shè)計(jì)，直到各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到技術(shù)條件要求，電磁設(shè)計(jì)方案才能確定下來。而在這些方案中，為了達(dá)到某本設(shè)計(jì)在其他參數(shù)不變的情況下鐵心長(zhǎng)分別采用80mm和85mm,每槽導(dǎo)體數(shù)分別采用78和79計(jì)算得到四組方案。其技術(shù)指標(biāo)如表4-1。計(jì)算效率η1234其中方案1對(duì)應(yīng)鐵心長(zhǎng)為80mm,每槽導(dǎo)體數(shù)為78的情況，方案2對(duì)應(yīng)鐵心長(zhǎng)為85mm每槽導(dǎo)體數(shù)為78的情況。方案2與方案1相比鐵心長(zhǎng)增加。由公式4-1得磁通不變，而過磁面積增加，故而磁密減小。導(dǎo)致基本鐵耗減小。又因?yàn)橹麟娍购吐╇娍苟紲p小導(dǎo)致電流減小，雖然用銅量增大但銅耗可能不變或減小。綜上損耗減小導(dǎo)致效率增大。因?yàn)榇琶軠p小磁場(chǎng)強(qiáng)度減小，故而空載磁壓降減小導(dǎo)致勵(lì)磁電流減小，可見功率因數(shù)增大。由最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)公式4-2可知漏抗增大時(shí)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)減小。由起動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式4-3?？芍┛乖龃髸r(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)減小。由起動(dòng)電流倍數(shù)公式I?=T,L可知起動(dòng)電流減小。因?yàn)槠饎?dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)小于技術(shù)要求，故方案2舍棄。方案3對(duì)應(yīng)鐵心長(zhǎng)為80mm每槽導(dǎo)體數(shù)為79的情況，與方案1相比每槽導(dǎo)體數(shù)增加。由于磁通減小磁密減小導(dǎo)致鐵耗減小，但由于入組匝數(shù)增加導(dǎo)致銅耗增大，故而效率變化未知。由表4-1計(jì)算結(jié)果可知效率少有減小。由勵(lì)磁電流公式4-4可知?jiǎng)?lì)磁電流減小，故而功率因數(shù)增大。由于每槽導(dǎo)體數(shù)增加可導(dǎo)致電抗增加，故而由最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)公式和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)公式得最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)都會(huì)減小。同理起動(dòng)電流減小。由以上分析可知電動(dòng)機(jī)的有效材料用量和電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)總不能同時(shí)滿足理想狀況，只能通過用戶的具體要求來確定設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上結(jié)合電機(jī)設(shè)計(jì)理論總結(jié)一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁方案的調(diào)整措施和對(duì)應(yīng)的參量變化如表4-2。調(diào)整措施化率7率7導(dǎo)線截面積槽滿率較低定子電流密度J?、定子銅耗每臺(tái)定子導(dǎo)子槽面積以增大導(dǎo)體截面積定子齒磁密B?、定子軛磁密B或轉(zhuǎn)子齒磁密B?、轉(zhuǎn)子軛磁密B?較低定子電流密度J?、定子銅耗Pcu或轉(zhuǎn)子電流密度J?、轉(zhuǎn)子銅耗每臺(tái)定子導(dǎo)臺(tái)轉(zhuǎn)子導(dǎo)線增加數(shù)N?增大導(dǎo)線截面積空氣隙磁密Bs較低，功定子電流密度Pc減小變化較小D?或同時(shí)增大定子槽、導(dǎo)線截面積空氣隙磁密B。較低，功子齒磁密B?、轉(zhuǎn)子軛磁密B?或電流密度較低總鐵耗Pre減小或定子電流密度J?、定子銅耗Pcui減小每臺(tái)定子導(dǎo) 面積定子電流密度J?、定子銅耗減小每臺(tái)定子導(dǎo)臺(tái)轉(zhuǎn)子導(dǎo)線臺(tái)硅鋼片重提高功COSφ(或轉(zhuǎn)子槽)面積定子齒磁密B,、定子軛磁密B,或轉(zhuǎn)子齒磁密B?、轉(zhuǎn)子軛磁密B;?較高，功率因數(shù)cosφ有裕量定子齒磁密B?、定子軛磁密B,?或轉(zhuǎn)磁密B;?降每臺(tái)定子導(dǎo)臺(tái)轉(zhuǎn)子導(dǎo)線減小子槽寬，減小定子齒磁密B?、轉(zhuǎn)子軛磁密B?較低、功率因數(shù)電流Ix減小變化較小I。減小、但滿lx增大變化較小(導(dǎo)線截面積縮小)每臺(tái)定子導(dǎo)線重量Gcul放長(zhǎng)定子鐵心長(zhǎng)l,各部分磁密較高，功率因數(shù)cosφ無裕量I,,減小、但滿Ix增大每臺(tái)定子導(dǎo)臺(tái)硅鋼片重空氣隙磁密B?較高、定子齒磁密B,較低I,減小變化較小減小有效氣隙長(zhǎng)度δI減小不變降低起轉(zhuǎn)子軛磁密B;?,功變化小高，減小槽寬的轉(zhuǎn)子槽形功率因數(shù)cosφ有裕量運(yùn)行總漏變化小增大凸形或刀形轉(zhuǎn)子槽上部槽高減小槽寬功率因數(shù)cosφ有裕量變化小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)T、最大變化小(導(dǎo)線截面積縮小)每臺(tái)定(導(dǎo)線截面積增大)每臺(tái)定子導(dǎo)(導(dǎo)線截面積不變)變化小(導(dǎo)線截面積增轉(zhuǎn)子電流密度J,較低，效率η有裕量每臺(tái)定子導(dǎo)凸形、刀形內(nèi)減小凸形、刀形槽的上部寬功率因數(shù)cosφ有裕量變化小用雙籠轉(zhuǎn)子，效率η,功率因數(shù)cosφ變化小增大有效氣隙長(zhǎng)度δ功率因數(shù)cosφ有裕量減小不變大轉(zhuǎn)矩T數(shù)(Ns1)起動(dòng)電流I、功率因數(shù)cosφ有裕量定子導(dǎo)線重小(導(dǎo)線截面積不變)變化小(導(dǎo)線截面積增用槽漏抗較小的轉(zhuǎn)子槽形減小變化小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁計(jì)算手工計(jì)算。得出該型電動(dòng)機(jī)的初步計(jì)算參數(shù)，掌輔助計(jì)算程序。該程序與手算程序完全一致，只是用計(jì)算機(jī)代替了人工計(jì)算。在該程序中原有公式內(nèi)容未作變動(dòng)，對(duì)原有圖表的處理中充分考慮了計(jì)算時(shí)間和計(jì)算精度的因素，采用線性插值法進(jìn)行運(yùn)算。為了使計(jì)算的輸入輸出更為方便直觀該程序還設(shè)計(jì)了GUI界面，只需輸入已知參數(shù)即可在的鐵心長(zhǎng)和每槽導(dǎo)體數(shù)分別進(jìn)行計(jì)算。得到了Y90S-2型1.5kW三相4.對(duì)各方案的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，剖析其性能指標(biāo)變化的原因。在此基礎(chǔ)上結(jié)合電機(jī)設(shè)計(jì)理論總結(jié)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁方案的調(diào)整措施與對(duì)應(yīng)得到戈寶軍老師細(xì)心的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計(jì)過程中遇到很多的困難，戈老師幫我研究分析，引導(dǎo)我得到正確的思路。非常感謝他，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)、淵博的學(xué)識(shí)和樂觀的生活態(tài)度使我受益匪淺。當(dāng)然這一切離不開過去四年中所有老師們認(rèn)真踏實(shí)的教導(dǎo)。感謝老師此外，在設(shè)計(jì)期間同學(xué)給予我很大的幫助和支[1]陳世坤.電機(jī)設(shè)計(jì)[M].第2版.機(jī)械工業(yè)出版社，2000:225-280版社.2010:92-2144[10]C.Singh,D.Sarkar.Practicmotordesign.IEEPROCEEDINGS-B[J].19[11]HenriqueB.Goncalves[12]A.Boglietti,A.Cavagnino,A.Miottoetc.InductionMotMethodologybasedonRotorDiamet%singleton*.%%H=SHEJIreturnsthehandletoanewSHEJIo%theexistingsingleton*.%%SHEJI(CALLBACK',hObject,eventData,handles%%%%%%%%%%SHEJI(Property,'Value',…)appliedtotheGUIbeforesheji_OpeningFcunrecognizedpropertynameorinvalidvaluemakespropertyinstancetorun(singleton)".%Edittheabovetexttomodifytheresponseto'gui_SingletonEQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up0('),,)gui_Singifnargin&&ischar(varargin{1})gui_State.gui_Callback=str2fu[varargout{1:nargout}]=gui_maingui_mainfcn(gui_State,v%Endinitializationcode-%---Executesjustbeforeshejiismadevisible.functionsheji_OpeningFcn(hObject,eventdata,handles,varargin)%UIWAITmakesshejiwaitforuserresponse(seeUIRESUME)functionvarargout=sheji_OutputFcn(hObj%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%Getdefaultcommandlineoutvarargout{1}=handles.ofunctionedit1_Callback(hObject,eventdata,ha%handlesst%Hints:get(hObject,String)returnscontentsofeditlast%str2double(get(hObject,'String))returnscontentsofeditlasafunctionedit1_CreateFcn(hObjecreserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindows.get(0,'defaultUiconfunctionedit2_Callback(hObject,eventdata,ha%Hints:get(hObject,String)re%str2double(get(hObject,String'))returnscontefunctionedit2_CreateFcn(hObjecreserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindowfunctionedit3_Callback(hObject,eventdata,handles)reserved-tobedefinedinafutureversionofMATLABstructurewithhandlesanduserd%Hints:get(hObject,'String)re%str2double(get(hObject,'String))returnscontentsoffunctionedit3_CreateFcn(hObject,eventdatEQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up1(%even),%handl)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up1(td),es)%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindows.ifispc&&isequal(get(hObject,Backgroundget(0,'defaultUiconfunctionedit4_Callback(hObject,eventdata,handles)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%Hints:get(hObject,String)re%str2double(get(hObject,'String))returnscontentsofefunctionedit4_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)reserved-tobedefinedinafut%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindows.ifispc&&isequal(get(hObject,BackgroundColor),functionedit6_Callback(hObject,ev%handlesstructurewithhandlesanduserd%Hints:get(hObject,String)re%str2double(get(hObject,String)returnscontentsoffunctionedit6_CreateFcn(hObjecreserved-tobedefinedinafutureversiono%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindows.get(0,'defaultUiconfunctionedit7_Callback(h%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%Hints:get(hObject,String)returnsconte%str2double(get(hObject,'String))returnscontentsofefunctionedit7_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)reserved-tobedefinedinafutureversiono%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindowifispc&&isequal(get(hObject,BackgroundColor),functionedit8_Callback(hObject,eventdata,ha%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandl%Hints:get(hObject,'String)re%str2double(get(hObject,'String'))returnscontentsofedit8asafunctionedit8_CreateFcn(hObject,eventdatreserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindows.ifispc&&functionedit9_Callback(hObject,eventdata,handles)reserved-tobedefinedinafutureversionofMATLABstructurewithhandlesanduserdata%Hints:get(hObject,'String)re%str2double(get(hObject,String))returnscontentsofedit9asafunctionedit9_CreateFcn(hObject,eventdat%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesempty-handlesnotcreatedu%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindows.%functionedit10_Callback(hObject,eventdata,handles)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserd%Hints:get(hObject,'String)ret%str2double(get(hObject,'String))returnscontentsofedit10reserved-tobedefinedinafut%Hint:editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindows.ifispc&&isequal(get(hObject,'BackgroundColor),%---Executesonbuttonpressinpusfunctionpushbutton1_%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%p=1%2.額定電壓(單位V,Y接法)%3.功電流(單位A)%4.效率eta按照技術(shù)條件的規(guī)定%6.極對(duì)數(shù)p=1%7.定轉(zhuǎn)子槽數(shù)：每極每相槽數(shù)取整數(shù)。參考類似規(guī)格電機(jī)取，并采用%8.定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)%9.確定電機(jī)的主要尺寸；一般可參考類似電機(jī)的主要尺寸來確定Dil和lef.現(xiàn)按10-2中的ifp<2;K_E1=0.00866*log(P_N/1000P1=K_E1*P_N/(eta*coalphap1=0.68%input(計(jì)算極弧系數(shù)=);KNm1=1.1%(氣隙磁場(chǎng)波形系數(shù)KNm=);B_delta1=0.65;n1=str2douV=(6.1/(alphap1*KNm1*Kdp1))*(1/(A1*B_delta1))*(%鐵心的有效長(zhǎng)度%10氣隙的確定%參考類似產(chǎn)品或由經(jīng)驗(yàn)公式(10-10a),得%轉(zhuǎn)子內(nèi)徑先按轉(zhuǎn)軸直徑?jīng)Q定(以后再校驗(yàn)轉(zhuǎn)子軛部磁密)%11.極距tau%轉(zhuǎn)子齒距t2%轉(zhuǎn)子斜槽Nphil=eta*cos(phi)*pi*Di1*A1/(ml*IK%取并聯(lián)支路a1=1,由式(10-15),可得每槽導(dǎo)體數(shù)Ns1=m1*al*Nphil/Q1;Ns1=fix(Ns1)%16.每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)NphilNphil=Ns1*Q1/(m1*a1)%每相串聯(lián)匝數(shù)N1N1=Nphi1/2%17.繞組線規(guī)設(shè)計(jì)%初選定子電密由式(10-16),計(jì)算導(dǎo)線并繞根數(shù)和每根導(dǎo)線面積的%其中定子電流初步估計(jì)值%在附錄二中選用截面積相近的銅線，高強(qiáng)度漆包線d=0.86%絕緣后線徑d%18.設(shè)定子槽形%按齒寬和定子軛部計(jì)算高度的估算值作出定子槽形如圖10-24,槽口尺寸參考類似產(chǎn)品決定，齒寬計(jì)算如下：h11=(b11-b01)/2*tan(pibi12=pi*(Dil+2*h01+2*h11)/Q2-b%齒部基本平行，齒寬%19.槽滿率%槽面積As=((2*r21+b11)/2)*(hs1-h)+pi*(r21%按附錄三，槽絕緣采用DMD復(fù)合絕緣，,槽楔為h=2mm層壓板，槽絕緣占面積AiAi=deltai*(2*hsl+pi%槽的有效面積%槽滿率Kpl=1;alpha=alphal*%每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)Nef%按式(10-39),預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流：%初步取轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電密JB1=4.24A/mm^2,于是導(dǎo)條截面積%轉(zhuǎn)子槽參考同類產(chǎn)品，取槽口尺寸b02=1mm,h02=0.5mm%轉(zhuǎn)子為平行齒計(jì)算如下：%導(dǎo)條截面積(轉(zhuǎn)子槽面積)AB=(b02+b12)/2*h12+(b12+b22)/%按式(11-41)估計(jì)端環(huán)電流%端環(huán)所需面積%其中端環(huán)電密JR1=3.41A/mm^2%(二)磁路計(jì)算K_NM=[1.111.0921.081.07Alpha_p=[0.640.700.740.7720.7KNm(n)=interp1(K_s,K_NM,Ks(n),"alphap(n)=interp1(K_s,Alpha_p,Ksphi(n)=E1/(4*KNm(n)*Kdp1*f*Nhj11=(D1-Dil)/2-hs1+rAdelta=tau*lefBdelta(n)=Fs(n)*phi(n)1.911.941.972.002.032.062.102.132.162.2.502.552.602.652.702.762.812.872.932.993.063.163.13.493.573.653.743.833.924.014.114.224.334.444.564.5.215.365.525.685.846.006.166.336.526.726.947.167.8.368.628.909.209.509.8010.110.510.911.311.712.112.6114.815.516.317.118.119.120.121.222.423.7Ht1(n)=interp1(B,H,Bt1,'liFdelta(n)=Kdelta*Bdelta(n)*dprecision=abs((Ks(2*n-1)-Ks(2*n))/Ks(2*Ks(2*n+1)=Ks(2*n)-(Ks(2*n)-Ks(2*n-1))/2;%input('Ks=)breakbreakalphapl=alphap(n);phi=phi(n);Bdelta=Bdelta(n);Fdelta=KNm=KNm(n);Fs=Fs(n);Ht1=Ht1(n);Ht2%迭代的出來的結(jié)論Hjl=interp1(B,H,Bj1,Hj2=interp1(B,H,Bj2,linear')B_cj11=[0.450.530.59B_cj12=[0.360.4450.5B_cj13=[0.30.3350.3750B_cj14=[0.2750.2830.310B_cj21=[0.450.390.3650.350.35B_cj22=[0.360.3350.310.2950.2B_cj23=[0.310.240.20.180.18B_cj24=[0.2750.210.180.1650.165ifBj1<1.32;Cj1=interp1(A_cj1,B_cj11,A_Cjl=interp1(A_cj1,B_cj12,ACjl=interp1(A_cj1,B_cj13,ACj1=interpl(A_cj1,B_cj14,A_cifBj2<1.32;Cj2=interp1(A_cj2,B_cj21,A_Cj2=interp1(A_cj2,B_cj22,A_Cj2=interp1(A_cj2,B_cj23,A_Cj2=interp1(A_cj2,B_cj24,A_%(三)參數(shù)計(jì)算tauy=pi*(Di1+2*(h01+h11)+h21+r21)*betCx=4*pi*f*mu0*(N1*Kdp1)^2*lef*P_N/(mlambdaU1=h01/b01+2*h11lambdas1=KU1*lambdaU1+KXs1s=2*ml*p/(Q1*Kdp1^2)*(lt/lef)*lambdXdeltals=((m1/pi^2)*(tau/deltaef)*(sigmas/(Kdp1^2*KXE1s=0.47*(IE-0.64*tauy)*Cx/(lef*KdXsigmals=Xs1s+XdeltallambdaL2=2*h12/(b02+bXs2s=2*m1*p/Q2*(lt/lef)*lambdXdelta2s=m1*tau*sigmaR/(pi^2*deltaefXE2s=0.757*DR*Cx/(lefXsks=0.5*(bsk/t2)^2*XdeXsigma2s=Xs2s+Xdelta2s+XskXsigmas=Xsigmals+XsR1=rhow*(2*N1*1c)/(Nt1*Ac11*a1*1GCu=C*1c*Ns1*Q1*Ac11*10^(-6%65AR1代替ARRB1=rhow1*(KB*1t/AB)*(4*m1*(N1*Kdp1RR1=rhow1*Q2*DR/(2*pi*p^2*AR1)*(4*m1*(N1*KdpIXs(m)=sigmal*Xsigmas*(I1Ps(m))^2*(1+(sigmal*XsigmasepsilonL(m)=I1Ps(m)*R1s+I1KE=1-(I1Ps(m)*R1s+I1Qs(m)*XBt10(m)=(1-epsilonO)/(1-epsilonLHt10(m)=interp1(B,H,Bt10(m),"linear')Bt20(m)=(1-epsilonO)/(1-epsilonLHt20(m)=interp1(B,H,Bt20(m),"linear')Bj10(m)=(1-epsilon0)/(1-epsilonLHj10(m)=interp1(B,H,Bj10(m),linearBj20(m)=(1-epsilonO)/(1-epsilonLHj20(m)=interp1(B,H,Bj20(m),"linear')Bdelta0(m)=(1-epsilonO)/(1-epsilonL(mCj10(m)=interp1(A_cj1,B_cj12,A_cj11,linear)Cj10(m)=interp1(A_cj1,B_cj13,A_cj11,lineCj10(m)=interp1(A_cj1,B_cj14,A_cj11,"linear')Cj20(m)=interp1(A_cj2,B_cj21,A_cjFj10(m)=Cj10(m)*Hj10(m)*LFj20(m)=Cj20(m)*Hj20(m)*LFdelta0(m)=Kdelta*deltal*BdeltImO=2*p*F00(m)/(0.9*m1*NIls(m)=(I1Ps(m)^2+I1Qs(m)^J11(m)=(Il(m)/(a1*NI2(m)=I2s(m)*IKW*m1*Nphi1pCul(m)=pCuls(m)*P_N 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文pA12s(m)=I2s(m)^2*RpA12(m)=pA12s(m)*P_Nps=pss*PNpfw=5.5*(3/p)^2*(D2)^3*10pfws=pfw/P_NPhe=[3.003.053.103.163.213.263.323.383.443.503.563.6233.783.843.913.984.064.134.204.284.364.444.524.604.5.105.225.345.465.585.705.845.986.126.266.406.536.7.187.287.417.527.647.707.777.837.907.968.0Phej(m)=interp1(B_p,Phe,Bj10(m),"lPhet(m)=interp1(B_p,Phe,pFes(m)=PFe(m)/P_Nsigmaps(m)=pCuls(m)+pA12s(m)+eta(m+2)=eta(m)+(eta(precisioneta=abs((eta(m+1)-eta(m))/etaifprecisioneta<0.005breakifprecisioneta<0.005breakpFers=(0.5*PFej(m)+(1-1/2.5)*PFet(m))*10^(-3)/P_N*1sN=pA12s/(1+pA12s+pFers+Tms=(1-sN)/(2*(R1s+(R1s^2+Xsigmas%(五)啟動(dòng)性能K(1)=3;Ist(1)=K(1)*Fst(k)=(Ist(k)*Ns1/a1)*0.707*(KU1+Kd1^2*Kp1*Q1/beta0=0.64+2.5*(deltal/(t1+t2))^(BL=mu0*Fst(k)/(2*deltaKZ(k)=interp1(B_L,K_ZdeltalambdaU1(k)=(h01+0.5lambdaslst(k)=KU1*(lambdaU1-Xs1sts(k)=lambdaslst(k)/lambdasXdeltalsts(k)=KZ(k)*XdXsigmalsts(k)=Xs1sts(k)+Xdeltalsts(xi=1.987*10^(-3)*hB*(f/rhow1)deltalambdaU2(k)=h02/b02*(cs2(k)/(lambdas2st(k)=(lambdaU2-deltalambdaU2(k))+Xsigma2sts(k)=(Xs2sts(k)+Xdelta2sts(k)+Xksts(k)+XXsigmasts(k)=Xsigmalsts(k)+XsigmaZsts(k)=(Rsts(k)^2+(Xsigmasts(k))^2Ist(k+2)=Ist(k)+(Ist(k+1)-breakbreakTsts=R2sts(k)/Zsts(kset(handles.edit7,'String,f77)set(handles.edit8,'String,f88)set(handles.edit10,'Strin%---Executesonbuttonpressinpusfunctionpushbutton2_Callback(hObject,eventdata,han附錄B:英文文獻(xiàn)及其譯文InductionMotorDesignMethodologybasedonRotorDiameterProgressiveGroAMioto,andS.VaschetPolitecnicodiTorino,Dipartimisprsented.Theprocedareisbasedouasimapproachandselfconxittentequations,withoutanymseofasratedvoltageandtorqueelectrKapwond:inductionmotor,electomagueticdesiequations.FiniteElemeTheinductonmotorelecromaneticdeignisaproblemandinthetechnicsokethisproolemhaveRRDoffceshavedevelthemethodologiescommanlyusedtodesignindhxtionmachinescanbeclassifedinrwomaintools:toolsbasedonabasedonpastexpenencesandanditistypicalofcommercialsoftwareandresearchactiindustrialareas,usestoolsbaayproachhasaverylowflerarefrfromtheoldonesarenotsupporteInthelast20years,theuseofFiniteElementMethod(FEM)isperfomnveryaccurateanalysesofelecromastdied,bohone-by-onUnfortmately,evenifFEMallowsadetaledamalyselectomagueticstruchresknownineachitsdetailotherwords,FEMisnotabletodgeomericaldimensionsandthenrnmunbvolrageandtorque,electncandmaandsoon).Infact,whenthemachinehaststartingfromafreshgeometnicaldimensioms,slotshapes,andtunwindingisreguestedFthattheFEMhastobeconsideredandusedasamostvaluabletoolfortheanalyspreliminarysolumionsdefinedbymeparanetricway.Thisbecauseaninianycasedefinedandinathedimensionshavetobconsiderationscanbedonetosoftwareforelectrianalysis/desigubasedonanalconsisteutequations,wherethelaminationdimedesignofinductionmachinesusingprovidingalltheusedalgorithmsandeforinductionmotorelecromagneticdesigtheembeddedVisualBasicforApplicatipresentedintispaperisnotbasedontacnvines,asofenmadebyseveralmaufaproposedmethodthemotoriprocessbasedonaprogressiveincreaseoftherotordiametmtilthespecifedratedtorqueisobspecificationstodefaspectratio(1)isdefinedefinestheshape(stodkyarextended)ofthemotor.rotarskewpitchiandtmeasaredarondtheairgapTndactionmororrateddFKLaminationpackcoeF.RotorwindingspeciftcaG.FustcpproximationquKTheshaftdiametercanbedeinedoumechanicaltorquetransmittedbythemotortothemechanicalbecheckedinthefinalprojectvenifAswellknownitismamdatorytotakecareatthedefinitionofthepernisslbleactivematerialsstresses.Infact,highvahnesofvaluescanleadtohighironlfollowinginequalityrelat)OnthebasisofthefillingcoefficieatofthAtthispoint,onemightthinkthatmmberistoohighAnyway,afteraquspecifications,itiseasyunderstandthatmareinthemindbothofexpertandinexpenienxeddesigners.Ⅲ.ROTORLAMTNATONhigherthantheshaftdiamlengthisdefinedbytherotoraspectraho,asshownin(3)Thepreliminaryproblemtobetherotorslotsdimensions(widthandheigintoaccountthemag