畢業(yè)論文---三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　+</b></p><p>　　攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué)生學(xué)號(hào)： </p><p>　　院 （系）： </p

2、><p>　　年級(jí)專業(yè)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　二〇 年 月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　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作用的是電機(jī)的

3、主要尺寸。主要尺寸確定后，其它尺寸也就可以大體確定。電機(jī)的工作特性和運(yùn)行可靠性也都和主要尺寸以及它們的比值有密切關(guān)系。</p><p>　　當(dāng)繞組中通過電流，在電機(jī)的有效部分、端部及部分零件中就激發(fā)了磁場(chǎng)。為了簡(jiǎn)化物理圖象及電磁計(jì)算，把電機(jī)中的磁場(chǎng)部分為主磁場(chǎng)及漏磁場(chǎng)。磁路計(jì)算的目的在于確定產(chǎn)生主磁場(chǎng)所必須的磁化力，并進(jìn)而計(jì)算勵(lì)磁電流以及電機(jī)的空載特性。</p><p>　　電阻、電抗是電

4、機(jī)的重要參數(shù)。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)行性能亦有極密切的關(guān)系。繞組電抗的大小亦對(duì)所設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行性能有很大的影響。因此正確選定及計(jì)算這些參數(shù)是極其重要的。</p><p>　　在主要尺寸、氣隙以及定轉(zhuǎn)子繞組和鐵心設(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。三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能主要是指起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流對(duì)相應(yīng)額定值的倍數(shù)。三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性則由電機(jī)的參數(shù)決定。

5、</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：電動(dòng)機(jī) ,電磁路參數(shù)，工作性能，起動(dòng)性能</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Much dimensionss have to be fixd when designing an electrical machinery , yet what in it takes chie

6、fly together with resolves the action is the main dimensions of electrical machinery .The main dimensions is fixd queen ，Else dimensions also may be fixd on the whole .Electrical machinery work property and the operation

7、 dependability also wholly possess the intimate relationship with main dimensions along with their ratio .</p><p>　　By means of the electric current coil in ，Electrical machinery significant part is living

8、、Stimulate magnetic field in butt and the part of spare parts .For the sake of simplification physics image and electromagnetism calculation ，Partly give priority to that the magnetic field reaches by mistake magnetic fi

9、eld in the electrical machinery to .The magnetic route calculation aim rests with certainly comes into being the bureau in primary magnetic field have to magnetization force ，Advance side by</p><p>　　Keyword

10、s Electric motor , The electromagnetism route parameter ，Work performance ，Start performance </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………………………Ⅰ</p><p

11、>　　ABSTRACT………………………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　1緒論………………………………………………………………………………………………</p><p>　　2異步電機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r………………………………………………………………2</p><p>　　2.1異步電機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r…………………………

12、………………………………………2</p><p>　　2.2異步電機(jī)在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………………………3</p><p>　　3三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算……………………………………………………………5</p><p>　　3.1額定數(shù)據(jù)及主要尺寸………………………………………………………………………5</p><

13、;p>　　3.1.1參數(shù)的選擇………………………………………………………………………………5</p><p>　　3.1.2電機(jī)的主要尺寸…………………………………………………………………………5</p><p>　　3.1.3定子繞組的計(jì)算…………………………………………………………………………8</p><p>　　3.1.4定子槽形的計(jì)算……………………

14、……………………………………………………9</p><p>　　3.1.5轉(zhuǎn)子繞組的計(jì)算………………………………………………………………………10</p><p>　　3.2磁路計(jì)算……………………………………………………………………………………12</p><p>　　3.3參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………………………………15</p&

15、gt;<p>　　3.3.1線圈長(zhǎng)度的計(jì)算………………………………………………………………………15</p><p>　　3.3.2電機(jī)定子繞組漏抗的計(jì)算……………………………………………………………16</p><p>　　3.3.3電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組漏抗的計(jì)算……………………………………………………………18</p><p>　　3.3.4有效材料計(jì)算…

16、………………………………………………………………………19</p><p>　　3.3.5空載特性………………………………………………………………………………20</p><p>　　3.4工作性能計(jì)算………………………………………………………………………………21</p><p>　　3.4.1電負(fù)荷計(jì)算…………………………………………………………………………22

17、</p><p>　　3.4.2電機(jī)損耗計(jì)算…………………………………………………………………………22</p><p>　　3.4.3主要性能計(jì)算…………………………………………………………………………24</p><p>　　3.5 起動(dòng)性能計(jì)算………………………………………………………………………………24</p><p>　　3.5.

18、1起動(dòng)時(shí)定子參數(shù)………………………………………………………………………25</p><p>　　3.5.2起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子參數(shù)………………………………………………………………………26</p><p>　　3.5.3起動(dòng)參數(shù)確定…………………………………………………………………………28</p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………………

19、…………………29</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………30</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………………………31</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　隨著四個(gè)現(xiàn)代化的發(fā)展，工

20、業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度提高，還需要大量各種各樣具有高性能的控制電機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的控制元件或執(zhí)行元件。在生活各個(gè)行業(yè)中，電機(jī)的應(yīng)用也越來越廣泛。</p><p>　　電機(jī)是各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)過程及日常生活中普遍使用的基礎(chǔ)設(shè)備，它是進(jìn)行電能量和機(jī)械能量轉(zhuǎn)換的主要器件。它在現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代國(guó)防、交通運(yùn)輸、科學(xué)技術(shù)、信息傳輸和日常生活中都得到最廣泛的應(yīng)用。隨著電機(jī)設(shè)計(jì)的日益成熟，以及冷卻方式、材料和制造工藝的改進(jìn)，作為電

21、力生產(chǎn)和使用的主要設(shè)備，起單機(jī)容量呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。隨著單機(jī)容量的增大，電機(jī)對(duì)人們的日常生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響作用日益增大，人們對(duì)電機(jī)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提出了越來越高的要求。對(duì)電機(jī)運(yùn)行行為的研究已逐步成為電機(jī)學(xué)科領(lǐng)域里的重要課題。</p><p>　　隨著電氣化和自動(dòng)化程度的不斷提高，異步電動(dòng)機(jī)將占有越來越重要的地位。而隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，由異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的電力拖動(dòng)系統(tǒng)也將得到越來越廣泛的應(yīng)用。異步電

22、動(dòng)機(jī)與其它類型電機(jī)相比，之所以能得到廣泛的應(yīng)用是因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、運(yùn)行可靠、效率較高、成本較低和堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　眾所周知，電機(jī)單機(jī)容量的增加，主要是通過大幅度提高電機(jī)電磁負(fù)荷和改善冷卻條件來實(shí)現(xiàn)的。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和新型計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用現(xiàn)代電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法解決電機(jī)運(yùn)行中存在的一系列重要理論和技術(shù)難題已成為可能?，F(xiàn)代電磁場(chǎng)數(shù)值技術(shù)的出現(xiàn)已有30多年的歷史，現(xiàn)

23、已逐步發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科分支。該學(xué)科分支之所以能夠迅速發(fā)展，主要基于以下兩個(gè)重要事實(shí)：一方面是電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算能從定量角度解決經(jīng)典電磁學(xué)所無法解決的電機(jī)內(nèi)部復(fù)雜電磁場(chǎng)計(jì)算問題，在對(duì)實(shí)際問題的計(jì)算上可以得到相當(dāng)高精度的解，能為提高和改善電機(jī)運(yùn)行性能提供重要的理論參考依據(jù)，從而滿足實(shí)際工程應(yīng)用的需要；另一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展、應(yīng)用與普及，應(yīng)用現(xiàn)代物理場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法可以仿真電機(jī)的性能，縮短研制周期，減少試制成本。</p>

24、<p>　　2 異步電機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　2.1異步電機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　隨著我國(guó)改革開放的進(jìn)一步深入以及WTO的加入，我國(guó)小功率電機(jī)又迎來了一個(gè)全新的發(fā)展階段，這一階段大量的外資企業(yè)進(jìn)入我國(guó)，在為我們帶來先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)也帶來了先進(jìn)的技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備。國(guó)內(nèi)企業(yè)借機(jī)吸收引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，投入大量資金進(jìn)行技術(shù)改造，引進(jìn)不少先進(jìn)制造設(shè)

25、備和測(cè)試設(shè)備，大大提升了國(guó)內(nèi)小功率電機(jī)行業(yè)的技術(shù)水平。</p><p>　　隨著CAD/CAM等軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造技術(shù)的大量應(yīng)用以及以計(jì)算機(jī)控制的柔性制造系統(tǒng)、主體倉庫、機(jī)器人進(jìn)行裝配等的組合，由計(jì)算機(jī)控制材料、部件的供應(yīng)管理達(dá)到全廠高效率、高質(zhì)量的全自動(dòng)化均衡生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)周期大大縮短，制造成本顯著降低；電子計(jì)算機(jī)和電力電子技術(shù)的發(fā)展使小功率電機(jī)產(chǎn)品進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期，交流變頻調(diào)速已經(jīng)逐

26、步取代直流電機(jī)調(diào)速，逆變器與異步電機(jī)結(jié)合一體，有標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)安裝尺寸、調(diào)速比10∶1的逆變器電動(dòng)機(jī)已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，有程序控制功能的智能電動(dòng)機(jī)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等已經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，顯示出顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，無刷直流電動(dòng)機(jī)、盤式永磁直流電動(dòng)機(jī)、薄型穩(wěn)速電動(dòng)機(jī)等產(chǎn)品也以較高速度發(fā)展；再加上新型稀土磁鋼的使用，使小功率電機(jī)本機(jī)制作體積越來越小；再則電機(jī)與整體結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)的引入進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)精度和可靠性，集電子技術(shù)、微電子技

27、術(shù)、傳感器技術(shù)于一體的小功率電機(jī)不僅可實(shí)現(xiàn)多功能，而且可借助計(jì)算機(jī)記憶、運(yùn)算、處理功能提高電機(jī)控制精度和靈敏度，成為智能化產(chǎn)品。所有這些新材料、新技術(shù)的應(yīng)用都不斷促使小功率電機(jī)日益朝著薄型化、智能化和機(jī)電一體化方向發(fā)展。</p><p><b>　　異步電機(jī)的種類：</b></p><p>　　(1) Y(IP44)系列異步電動(dòng)機(jī)</p><p&

28、gt;　　電動(dòng)機(jī)容量從0.55～200kW，B級(jí)絕緣，防護(hù)等級(jí)IP44，達(dá)到國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品達(dá)到20世紀(jì)70年代末國(guó)際水平，全系列加權(quán)平均效率比JO2系列提高0.43%，年產(chǎn)量約2000萬kW。</p><p>　　(2) Yx系列高效電動(dòng)</p><p>　　該類電機(jī)由上海電器科學(xué)研究所組織電機(jī)行業(yè)研制成功，容量1.5～90kW，有2，4，6等3種極數(shù)。全系列電動(dòng)機(jī)效

29、率平均比Y(IP44)系列高3%左右，接近國(guó)際先進(jìn)水平。適用于單方向運(yùn)行，年工作時(shí)間在3000h以上。負(fù)載率大于50%的場(chǎng)合，節(jié)電效果顯著。該系列電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量不高，年產(chǎn)量約1萬kW。 近十多年來，國(guó)家致力于推廣電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)，各行各業(yè)都在一定程度上采用了電動(dòng)機(jī)調(diào)速。據(jù)石油、電力、建材、鋼鐵、有色、煤炭、化工、造紙、紡織等部門最近對(duì)企業(yè)抽樣調(diào)查結(jié)果，石油、建材、化工行業(yè)電動(dòng)機(jī)調(diào)速應(yīng)用較好。在目前4億kW的電機(jī)負(fù)載中，約有50%是負(fù)載

30、變動(dòng)的，其中的30%可以通過電機(jī)調(diào)速解決其負(fù)載變動(dòng)問題。因此僅就目前的市場(chǎng)容量考慮，約有6000萬kW的調(diào)速電機(jī)市場(chǎng)。</p><p>　　國(guó)家已明令不再生產(chǎn)JO2系列異步電機(jī)，“九五”期間將生產(chǎn)Y系列、Yx系列及其它通用或?qū)Ｓ酶咝Ч?jié)能電動(dòng)機(jī)約1.5億kW(未包括更換現(xiàn)有JO2型用的新型電動(dòng)機(jī))。估計(jì)2000年和2010年Y和Yx系列電機(jī)的市場(chǎng)占有率將分別達(dá)到50%，90%和10%，30%左右。由高效電機(jī)替代JO

31、2電機(jī)所形成的節(jié)電量將分別為，114億kW·h和366億kW·h。</p><p>　　2.2 異步電機(jī)在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r </p><p>　　歐洲市場(chǎng)的中國(guó)電機(jī)銷售主要以小型電機(jī)為主，功率最大是100多千瓦，最小功率甚至還不到1千瓦，而大型電機(jī)還是一個(gè)空缺。</p><p>　　歐洲市場(chǎng)對(duì)電機(jī)效率的標(biāo)準(zhǔn)要求高于西亞，東南亞而低于美國(guó)，不但

32、適合于我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)和出口，而且在合理和有序開發(fā)的前提下還能保證出口企業(yè)獲得適當(dāng)?shù)睦麧?rùn)，同時(shí)該市場(chǎng)多以歐元結(jié)算，在目前歐元堅(jiān)挺的情況下應(yīng)該是出口企業(yè)首選的開發(fā)目標(biāo)。取得了一定的成效。這些節(jié)能產(chǎn)品主要分成兩大類：一類是提高電動(dòng)機(jī)效率的高效電動(dòng)機(jī)，另一類是調(diào)速電動(dòng)機(jī)。調(diào)速電動(dòng)機(jī)的代表產(chǎn)品根據(jù)其調(diào)速方式可以劃分為：(1) 變極調(diào)速電機(jī) 主要產(chǎn)品有已批量生產(chǎn)的YD(90.45～160kW)，YDT(0.17～160kW)，YDB(0.3

33、5～82kW)，YD(0.2～24kW)，YDFW(630～4000kW)等8個(gè)系列產(chǎn)品，達(dá)到國(guó)際平均應(yīng)用水平。(2) 電磁滑差調(diào)速電機(jī) 國(guó)外已批量生產(chǎn)YCT(0.55～90kW)，YCT2(15～250kW)，YCTD(0.55～90kW)，YCTE(5.5～630kW)，YCTJ(0.55～15kW)等8個(gè)系列產(chǎn)品，達(dá)到國(guó)際平均應(yīng)用水平，其中YCTE系列的技術(shù)水平最高，最有發(fā)展前途。(3) 變頻調(diào)速電機(jī) 主要用于

34、風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等負(fù)載變化較大場(chǎng)合和精密機(jī)械等需要過程控制</p><p>　　高效電機(jī) 以Y系列交流異步電動(dòng)機(jī)替代JO2型電機(jī)基本不受機(jī)型限制，因此，所有應(yīng)用交流異步電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合都可以用Y系列電機(jī)取代JO2系列電機(jī)。Yx系列電機(jī)的市場(chǎng)潛力受到其容量的制約。原則上，90kW以下的交流異步電動(dòng)機(jī)可以由Yx系列的高效電機(jī)取代。90kW以下的交流異步電動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量約占交流異步電動(dòng)機(jī)總量的30%左右。</p>

35、;<p>　　3 三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算</p><p>　　3.1 額定數(shù)據(jù)及主要尺寸</p><p>　　3.1.1參數(shù)的選擇</p><p>　　通過給出的已知參數(shù)、查找資料和對(duì)任務(wù)書的要求選定了以下的參數(shù)來作為我的三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。</p><p>　　1） 額定功率PN =55KW</p>

36、<p>　　2）額定電壓（△接）</p><p>　　3）功電流IKW ===A=48A</p><p><b>　　4）效率</b></p><p>　　按照技術(shù)條件規(guī)定取=92％</p><p>　　5） 功率因數(shù)cos</p><p>　　按照技術(shù)條件規(guī)定取cos=0.87<

37、;/p><p><b>　　6）極對(duì)數(shù)p=3</b></p><p><b>　　7）定轉(zhuǎn)子糟數(shù)</b></p><p>　　每極每相糟數(shù)取整數(shù).參考類似規(guī)格電機(jī)取q1=2,則Z1=2m1pq1= =72.選Z2=58,并采用轉(zhuǎn)子斜槽。</p><p>　　8）定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) <

38、;/p><p>　　ZP1= = =12;</p><p>　　ZP2= = = 9.7</p><p>　　3.1.2電機(jī)的主要尺寸</p><p>　　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作用的是電機(jī)的主要尺寸。主要尺寸確定后，其它尺寸也就可以大體確定。電機(jī)的工作特性和運(yùn)行可靠性也都和主要尺寸以及它們的比值有密切關(guān)系。所以確定

39、主要尺寸是電機(jī)設(shè)計(jì)的第一步。</p><p>　　1）由經(jīng)驗(yàn)公式可得滿載電動(dòng)勢(shì)=0.0108㏑－0.013P＋0.931=0.0108㏑11－0.013×2＋0.931=0.931</p><p>　　2）功率==0.931×=W</p><p>　　表3.1中小型電動(dòng)機(jī)氣隙磁密 （單位：T）</p><p>　　初選

40、=0.68，=1.10，=0.96，取=32500，由表3.1取=0.7T，假設(shè)=980，于是由</p><p>　　3）V=××=()×()×()=0.0243</p><p>　　表3.2三相電動(dòng)機(jī)主要尺寸比λ 值的范圍 （鐵心長(zhǎng)度/極距的比值）</p><p>　　又表3.2取λ=2，代入式</p>&l

41、t;p>　　4）== =0.0897m</p><p>　　表3.3三相電動(dòng)機(jī)Di1/D1值 （定子內(nèi)徑/定子外徑的比值）</p><p>　　再又表3.3,按定子內(nèi)外徑比求出定子沖片外徑</p><p>　　5）===0.13m</p><p>　　據(jù)標(biāo)準(zhǔn)直徑最后確定=0.13m。于是==</p><p>

42、<b>　　鐵心的有效長(zhǎng)度</b></p><p>　　6）==m=0.26m</p><p>　　取鐵心長(zhǎng)=0.26 m。(按生產(chǎn)要求，鐵心長(zhǎng)通常采用5mm進(jìn)位)</p><p><b>　　7）氣隙的確定</b></p><p>　　電機(jī)的定子內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子的外徑之間存在著一定的間隙，我們稱之為氣隙

43、。</p><p>　　=0.3（0.4+）×=0.3（0.4+）×≈0.65×m</p><p>　　于是鐵心有效長(zhǎng)度 =+2=0.26+2×0.0005=0.0.261m</p><p>　　轉(zhuǎn)子外徑=－2=0.443m</p><p>　　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）：=0

44、.327m。</p><p>　　8）極距===0.0471m</p><p>　　9）定子齒距===0.0039m</p><p>　　轉(zhuǎn)子齒距===0.024m</p><p>　　10）節(jié)距1至11, 一般取11</p><p>　　11）為了削弱齒皆波磁場(chǎng)的影響，轉(zhuǎn)子采用斜槽，一般斜一個(gè)定子齒距，于是轉(zhuǎn)子斜槽寬

45、=0.0145m。</p><p>　　3.1.3定子繞組的計(jì)算</p><p>　　1） 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)</p><p><b>　　===510</b></p><p>　　取并聯(lián)支路=1，可得每槽導(dǎo)體數(shù)</p><p><b>　　===21.25</b></p&

46、gt;<p>　　取=21，于是每線圈匝數(shù)為21。</p><p>　　2）每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)===504</p><p>　　每相串聯(lián)匝數(shù)===252</p><p><b>　　3）繞組線規(guī)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　初選定子電密=5.0，計(jì)算導(dǎo)線并繞根數(shù)和每根導(dǎo)體截面積的乘積。</p>

47、<p><b>　　===2.61</b></p><p>　　其中定子電流初步估算值</p><p><b>　　===59A</b></p><p>　　選用截面積相近的銅線：高強(qiáng)度漆包線，并繞根數(shù)=2，線徑=1.3mm，絕緣后直徑d=1.38mm，截面積=1.327，=2.654。</p>

48、<p>　　3.1.4定子槽型的計(jì)算</p><p>　　1) 因定子繞組圓導(dǎo)線散嵌，故采用梨型槽，齒簿平行，初步取=1.4T，估計(jì)定子齒寬</p><p>　　===0.00206</p><p>　　2）初步取=1.25T，估計(jì)定子軛部計(jì)算高度</p><p>　　圖3.1 定子槽形尺寸</p><p>

49、;　　3）按齒寬和定子軛部計(jì)算高度的估算值作出定子槽型如圖3.1，槽口尺寸參考類似產(chǎn)品決定，取=3.8，=0.8。齒寬計(jì)算如下：</p><p>　　齒部基本平行，齒寬0.00745（平均值） </p><p><b>　　4） 槽面積</b></p><p>　　槽絕緣采用DMDM復(fù)合絕緣，槽楔為壓層板，槽絕緣占面積<

50、/p><p>　　5） 槽有效面積 </p><p>　　6） 槽滿率 （符合要求）</p><p><b>　　7） 繞組系數(shù)</b></p><p><b>　　其中 ===</b></p><p>　　8） 每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)</p&g

51、t;<p>　　3.1.5轉(zhuǎn)子繞組的計(jì)算</p><p>　　1）設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子槽形與轉(zhuǎn)子繞組</p><p><b>　　轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流： </b></p><p>　　2）初步取轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電密，于是導(dǎo)條截面積</p><p>　　3）初步取 估算轉(zhuǎn)子齒寬</p><p>　　4）初步取 ，

52、估算轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度</p><p><b>　　Hj2=0.148</b></p><p>　　圖3.2轉(zhuǎn)子槽形尺寸</p><p>　　為獲得較好的起動(dòng)性能，采用平行槽，作槽形圖3.2所示，取槽口尺寸</p><p>　　5） 齒壁不平行的槽形的齒寬計(jì)算如下：</p><p>　　6） 導(dǎo)條截

53、面積（轉(zhuǎn)子糟面積）</p><p>　　7）估計(jì)端環(huán)電流 </p><p>　　8）端環(huán)所需面積 </p><p><b>　　其中 端環(huán)電密。</b></p><p><b>　　3.2 磁路計(jì)算</b></p><p>　　當(dāng)繞組中通過電流，在電機(jī)

54、的有效部分、端部及部分零件中就激發(fā)了磁場(chǎng)。為了簡(jiǎn)化物理圖象及電磁計(jì)算，把電機(jī)中的磁場(chǎng)部分為主磁場(chǎng)及漏磁場(chǎng)。磁路計(jì)算的目的在于確定產(chǎn)生主磁場(chǎng)所必須的磁化力，并進(jìn)而計(jì)算勵(lì)磁電流以及電機(jī)的空載特性。</p><p><b>　　1）計(jì)算滿載電勢(shì)</b></p><p><b>　　初設(shè)，得 </b></p><p><b&

55、gt;　　2）計(jì)算每極磁通</b></p><p>　　圖3.3 電機(jī)的及曲線</p><p>　　3） 初設(shè)，由圖3.3查得，所以有</p><p>　　為計(jì)算磁路各部分磁密，需先計(jì)算磁路中各部分的導(dǎo)磁截面：</p><p>　　4） 每極下齒部截面積</p><p>　　5） 定子軛部計(jì)算高度由式&l

56、t;/p><p>　　6） 轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度由式</p><p>　　7） 軛部導(dǎo)磁截面積</p><p>　　8） 一極下空氣隙截面積</p><p>　　9） 磁路計(jì)算所選的是通過磁極中心線的閉合回路，該回路的氣隙磁密是最大值。由圖3.3先找出計(jì)算極弧系數(shù)=0.84，由此求得波幅系數(shù)</p><p>　　10） 氣隙磁

57、密的計(jì)算</p><p>　　11） 對(duì)應(yīng)與氣隙磁密最大值的定子齒部磁密</p><p>　　12） 轉(zhuǎn)子齒部磁密</p><p>　　13） D23磁化曲線中找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>　　14） 有效氣隙長(zhǎng)度</p><p>　　15） 氣隙系數(shù)的計(jì)算</p><p>　　1

58、6） 齒部磁路計(jì)算長(zhǎng)度</p><p>　　17） 計(jì)算軛部磁路長(zhǎng)度</p><p>　　18） 計(jì)算氣隙磁壓降</p><p><b>　　19） 齒部磁壓降</b></p><p>　　20） 飽和系數(shù)計(jì)算</p><p>　　與初值相比=1.20相比較，誤差%太大。</p>&

59、lt;p>　　21） 定子軛部磁密 </p><p>　　22） 轉(zhuǎn)子軛部磁密 </p><p>　　23） D23磁化曲線找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度：； </p><p>　　24） 計(jì)算軛部磁壓降，其中軛部磁位降矯正系數(shù)</p><p><b>　　; ,于是</b></p><p&

60、gt;<b>　　,于是</b></p><p><b>　　25） 每極磁勢(shì)</b></p><p>　　26） 滿載磁化電流</p><p>　　27） 磁化電流標(biāo)幺值</p><p>　　28） 磁力電抗計(jì)算</p><p>　　工廠設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，往往采用近似值的計(jì)算方法

61、 :</p><p>　　可見誤差不太大, 但卻簡(jiǎn)單得多。</p><p><b>　　3.3 參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　電阻、電抗是電機(jī)的重要參數(shù)。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)行性能亦有極密切的關(guān)系。繞組電抗的大小亦對(duì)所設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行性能有很大的影響。因此正確選定及計(jì)算這些參數(shù)是極其重要的。</p>

62、;<p>　　3.3.1線圈長(zhǎng)度計(jì)算</p><p>　　1) 線圈平均半匝長(zhǎng)</p><p><b>　　定子線圈截距</b></p><p><b>　　,</b></p><p>　　其中節(jié)距比是平均值。</p><p><b>　　直線部分長(zhǎng)度

63、</b></p><p>　　其中 是線圈直線部分伸出鐵心的長(zhǎng)度，取10~30mm, 機(jī)座大、極數(shù)少者取較大值.</p><p><b>　　平均半匝長(zhǎng) </b></p><p>　　式中是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，2極取1.16,4、6極取1.2,8及取1.25。</p><p><b>　　2) 端部平均長(zhǎng)

64、</b></p><p>　　圖3.4 線圈尺寸</p><p>　　3.3.2電機(jī)定子繞組漏抗計(jì)算</p><p>　　1)電機(jī)定子繞組的漏抗為</p><p>　　阻抗除以基值,便可得定子漏抗標(biāo)幺值</p><p>　　式中，為漏抗系數(shù)，等于</p><p>　　2) 定子糟

65、比漏磁導(dǎo)。因?yàn)槭菃螌永@組，整踞，節(jié)距漏抗系數(shù)</p><p><b>　　其中 </b></p><p><b>　　，因，</b></p><p>　　3) 只在鐵心部分有槽漏抗，因而計(jì)算槽漏抗時(shí)要乘上：</p><p>　　4) 考慮到飽和的影響，定子諧波漏抗計(jì)算：</p>&l

66、t;p><b>　　=</b></p><p>　　其中, ,得 ,。</p><p>　　5) 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，得</p><p>　　6) 定子漏抗標(biāo)幺值</p><p>　　7)定子繞組直流電阻的計(jì)算</p><p>　　8) 定子繞組相電阻標(biāo)幺

67、值</p><p>　　3.3.3電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組漏抗的計(jì)算</p><p>　　1) 轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值的計(jì)算與定子漏抗標(biāo)幺值的計(jì)算相似，但要將轉(zhuǎn)子漏抗折算到定子邊。將轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù),帶入式，乘以阻抗折算系數(shù)和除以阻抗基值，便有</p><p>　　2) 轉(zhuǎn)子糟比漏磁導(dǎo)的計(jì)算</p><p><b>　　其中 </b></p

68、><p><b>　　，由，</b></p><p>　　3) 轉(zhuǎn)子槽漏抗標(biāo)幺值</p><p>　　4) 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</p><p><b>　　其中 查得</b></p><p>　　5) 轉(zhuǎn)子繞組端部比漏磁導(dǎo)的計(jì)算，于是轉(zhuǎn)子繞組端部漏

69、抗標(biāo)幺值</p><p>　　6) 轉(zhuǎn)子斜糟漏抗的計(jì)算</p><p>　　7) 轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值</p><p>　　8) 定轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值之和</p><p>　　其中 為B級(jí)絕緣平均工作溫度75°C時(shí)銅的電阻率。</p><p>　　3.3.4有效材料的計(jì)算</p><p>　

70、　1) 單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的有效材料是指定子繞組導(dǎo)電材料和定轉(zhuǎn)子鐵心導(dǎo)磁材料，電機(jī)的成本主要由有效材料的用量決定。定子銅的重量。</p><p>　　其中, 是考慮導(dǎo)線絕緣和引線重量的系數(shù)，漆包圓銅線；是銅的密度。</p><p>　　2) 硅鋼片重量 </p><p>　　其中 是沖剪余量； ，是硅鋼片密度。</p><p>　　3) 轉(zhuǎn)

71、子電阻的折算值</p><p>　　其中 是考慮鑄鋁轉(zhuǎn)子因疊片不整齊，造成槽面積減小，導(dǎo)條電阻增加，通常取。</p><p>　　其中 ·是B級(jí)絕緣平均工作溫度75℃時(shí)鋁的電阻率。</p><p>　　4) 定子電流有功分量標(biāo)幺值的計(jì)算</p><p>　　5) 轉(zhuǎn)子電流無功分量標(biāo)幺值的計(jì)算 </p><p&

72、gt;<b>　　其中系數(shù)</b></p><p>　　6) 定子電流無功分量標(biāo)幺值的計(jì)算</p><p>　　7) 滿載電勢(shì)標(biāo)幺值的計(jì)算</p><p><b>　　3.3.5空載特性</b></p><p>　　1) 計(jì)算空載電勢(shì)標(biāo)幺值</p><p>　　2) 假定飽和

73、系數(shù)不變，波幅系數(shù)不變，于是空載時(shí)定子齒部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p><b>　??；</b></p><p>　　3) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p><b>　　; </b></p><p>　　4) 空載時(shí)定子軛部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p><

74、b>　??；</b></p><p>　　5) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　6) 空載氣隙磁密</b></p><p>　　7) 空載時(shí)定子齒部磁壓降</p><p>　　8) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒

75、部磁壓降 </p><p>　　9) 空載時(shí)定子軛部磁壓降 此時(shí)</p><p>　　10) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛部磁壓降 此時(shí)</p><p>　　11) 空載時(shí)氣隙磁壓降</p><p>　　12) 空載時(shí)每級(jí)磁勢(shì)</p><p>　　13) 空載磁化電流</p><p>　　單鼠籠

76、異步電機(jī)的空載電流可認(rèn)為近似等于空載磁化電流。</p><p>　　單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)從空載到額定負(fù)載，感應(yīng)電勢(shì)變化不大，不必計(jì)算整條空載特性曲線，只要計(jì)算額定負(fù)載和空載兩種狀態(tài)下的磁化電流就可以了。</p><p>　　3.4 工作性能計(jì)算</p><p>　　在主要尺寸、氣隙以及定轉(zhuǎn)子繞組和鐵心設(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

77、技術(shù)條件中規(guī)定的性能指標(biāo)相比較，好對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的調(diào)整。</p><p>　　3.4.1電負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　1) 定子電流標(biāo)幺值</p><p><b>　　2) 定子電流密度</b></p><p><b>　　3) 定子線負(fù)荷 </b></p><p>　　4

78、) 轉(zhuǎn)子電流標(biāo)幺值</p><p>　　5) 導(dǎo)條電流實(shí)際值 </p><p>　　6) 端環(huán)電流實(shí)際值</p><p><b>　　7) 轉(zhuǎn)子電流密度</b></p><p>　　導(dǎo)條電密 </p><p>　　端環(huán)電密 </p><p>　　3.4.

79、2電機(jī)損耗計(jì)算</p><p>　　電機(jī)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的損耗大小直接影響電機(jī)的工作效率。效率是電機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，損耗的大小將會(huì)影響到電機(jī)本身的價(jià)值和帶給人們的經(jīng)濟(jì)效益。所以在設(shè)計(jì)一臺(tái)電機(jī)時(shí)要考慮如何能把這個(gè)損耗降到最底，電機(jī)的損耗大小與所選擇的電磁負(fù)荷有很大的關(guān)系，為了降低損耗，就得選取較底的嗲次負(fù)荷以及電流密度等。</p><p>　　1) 定子銅損耗的標(biāo)幺值</p>&l

80、t;p>　　2) 轉(zhuǎn)子鋁損耗的標(biāo)幺值</p><p>　　3) 負(fù)載時(shí)的附加損耗按規(guī)定3極時(shí)取</p><p>　　4) 機(jī)械損耗可參考同類型相近規(guī)格電機(jī)由空載實(shí)驗(yàn)分析計(jì)算得出的數(shù)據(jù)。如無數(shù)據(jù)參考，則可按以下計(jì)算</p><p><b>　　5) 鐵損耗</b></p><p>　　先計(jì)算基本鐵耗，再乘以以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)

81、就得到全部鐵損耗。</p><p>　　式中 按經(jīng)驗(yàn)值取為2；</p><p><b>　　6) 軛部重量</b></p><p>　　是軛部鐵損耗系數(shù)，根據(jù) 得。</p><p>　　7) 定子齒部鐵耗的計(jì)算</p><p>　　式中,對(duì)于半閉口糟按經(jīng)驗(yàn)值取為2.5</p>&

82、lt;p><b>　　8) 齒部重量</b></p><p>　　是齒部鐵損耗系數(shù),根據(jù)得</p><p><b>　　9) 全部鐵損耗 </b></p><p>　　10) 計(jì)算總損耗標(biāo)幺值</p><p>　　3.4.3主要性能計(jì)算確定</p><p>　　1) 輸

83、入功率標(biāo)幺值</p><p><b>　　2) 則 ﹪</b></p><p><b>　　誤差=﹪>0.5﹪</b></p><p>　　效率的假設(shè)值太底,再次假設(shè),取﹪,</p><p><b>　　3) 功率因數(shù)</b></p><p>

84、　　4) 額定轉(zhuǎn)差率的計(jì)算</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　5) 額定轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　6) 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)的計(jì)算</p><p>　　3.5 起動(dòng)性能計(jì)算</p><p>　　三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能主要是

85、指起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流對(duì)相應(yīng)額定值的倍數(shù)。單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性則由電機(jī)的參數(shù)決定。三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是起動(dòng)電流很大，這使定轉(zhuǎn)子的磁漏路高度飽和；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；使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流產(chǎn)生集膚現(xiàn)象。</p><p>　　3.5.1起動(dòng)時(shí)定子參數(shù)</p><p><b>　　1) 假設(shè)啟動(dòng)電流</b></p

86、><p>　　2) 起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生磁漏的定轉(zhuǎn)子糟磁勢(shì)平均值的計(jì)算</p><p>　　表3.4Kz與cos的關(guān)系</p><p>　　3) 起動(dòng)時(shí)漏抗飽和系數(shù)由表3.4查得</p><p><b>　??； </b></p><p>　　4) 漏磁路飽和引起的定子齒頂寬度的減小</p>

87、;<p>　　5) 漏磁路飽和引起的轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減小</p><p>　　6) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的計(jì)算</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　7) 起動(dòng)時(shí)的定子槽陋抗</p><p>　　8) 起動(dòng)時(shí)的定子諧波陋抗</p><p>　　9) 起

88、動(dòng)時(shí)的定子漏抗</p><p>　　3.5.2起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子參數(shù)</p><p>　　1) 考慮集膚效應(yīng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)高度</p><p>　　其中 是導(dǎo)條高度。</p><p>　　注：集膚效應(yīng)現(xiàn)象是在電機(jī)槽中如放置由整塊導(dǎo)體組成的線棒，當(dāng)導(dǎo)體中通以交流時(shí)，由于導(dǎo)體沿槽高上截面各部分的漏磁通匝鏈數(shù)不相同，因此感應(yīng)電勢(shì)也不一樣。由此在導(dǎo)體內(nèi)部

89、形成渦流，使得電流在導(dǎo)體截面上的分布不均勻，導(dǎo)體中的電流密度有槽底逐漸向槽口增加，使導(dǎo)體中的電流趨勢(shì)向表面。</p><p>　　2) 集膚效應(yīng)引起的電阻增加系數(shù)和漏抗減小系數(shù)</p><p><b>　　; </b></p><p>　　3) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的減小</p><p>　　4) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏

90、磁導(dǎo)</p><p>　　5) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽漏抗</p><p>　　6) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子諧波漏抗</p><p>　　7) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子斜槽漏抗</p><p>　　8) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子漏抗</p><p><b>　　9) 起動(dòng)時(shí)總漏抗</b></p><p>　　10) 起動(dòng)時(shí)

91、轉(zhuǎn)子電阻</p><p>　　3.5.3起動(dòng)參數(shù)的確定</p><p><b>　　1) 起動(dòng)時(shí)總電阻</b></p><p><b>　　2) 起動(dòng)時(shí)總阻抗</b></p><p><b>　　3) 起動(dòng)電流</b></p><p><b>

92、　　4) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)</b></p><p>　　所設(shè)計(jì)的三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)通過以上的各個(gè)指標(biāo)計(jì)算。達(dá)到了對(duì)任務(wù)書上所要求的規(guī)定。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　我設(shè)計(jì)的是三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī).通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)電動(dòng)機(jī)知識(shí)的理解，基本上掌握了進(jìn)行一次設(shè)計(jì)所要經(jīng)歷的步驟，像電機(jī)參數(shù)及主

93、要尺寸的計(jì)算，我與其他同學(xué)一起進(jìn)行課題分析、查資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)，整理說明書到最后完成整個(gè)設(shè)計(jì)。作為大學(xué)階段一次重要的學(xué)習(xí)經(jīng)歷我感覺自己受益非淺，同時(shí)深深的感覺的自己的學(xué)習(xí)能力在不斷提高，時(shí)間雖然匆匆的過去了，在指導(dǎo)老師多次的指導(dǎo)和耐心的講解,讓我不斷對(duì)電機(jī)知識(shí)的理解。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)使我對(duì)電動(dòng)機(jī)有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)三相單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)由一無所知到現(xiàn)在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用，對(duì)潘老師的

94、關(guān)心，指導(dǎo)大家有感于心，事實(shí)上這次設(shè)計(jì)對(duì)我們的鍛煉是多方面的，除了對(duì)設(shè)計(jì)過程熟悉外，我們還進(jìn)一步提高了電機(jī)電磁場(chǎng)數(shù)值的計(jì)算以及一些必要常用知識(shí)的使用等多方面的能力。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]閻國(guó)華主編．三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速查表 [D]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000：35—37．</p><p&g

95、t;　　[2]陳世坤主編．電機(jī)設(shè)計(jì)[D]．機(jī)械工業(yè)出版社，1982：263—280．</p><p>　　[3].姜孝定主編．三相異步電動(dòng)機(jī)繞組圖冊(cè)[D]機(jī)械工業(yè)出版社，2002：67—69．</p><p>　　[4]秦和主編． “關(guān)于單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)計(jì)算程序的若干說明和討論”, 中小型電機(jī)技術(shù)情報(bào)[D]．1977第二期：38—56．</p><p>　　[5]合

96、肥機(jī)廠． “關(guān)于單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)附加損耗與轉(zhuǎn)矩曲線的計(jì)算”，中小型電機(jī)技術(shù)情報(bào)[D]，合肥，2003：47—80．</p><p>　　[6]陳福秀主譯．電極設(shè)計(jì)與計(jì)算龍門聯(lián)合書局出版[J]，2004：157—184．</p><p>　　[7]叢明、郭鎮(zhèn)明主編．電機(jī)學(xué)[D]哈爾濱工程大學(xué)出版社，2005：175—190．</p><p>　　[8]第一機(jī)械工業(yè)部上

97、海電器科學(xué)研究所主編．中小型三相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序[D]，上海，2003：258—263．</p><p>　　[9]中小微型電機(jī)維修手冊(cè)上海市電子電器技術(shù)協(xié)會(huì)[D]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004：78—80．</p><p>　　[10]胡之光．電機(jī)電磁場(chǎng)分析與計(jì)算 [D]．機(jī)械工業(yè)出版社，2001：125—135．</p><p><b>　　致