三相电动机功率计算

2022-08-26

第一篇:三相电动机功率计算

三相交流电动机常见故障及处理方法

关键词:电动机 轴承 绕组

三相交流异步电动机是工矿企业生产中最常见的电气设备,其作用是把电能转换为机械能。其中用得最多的是鼠笼型异步电动机,其结构简单,起步方便,体积较小,工作可靠,坚固耐用,便于维护和检修。为了保证异步电动机的安全运行,电气工作人员必须掌握有关异步电动机的安全运行的基本知识,了解对异步电动机的安全评估,做到尽可能地及时发现和消除电动机的事故隐患,保证电动机安全运行。

电动机在运行中由于种种原因,会出现故障,故障分机械与电气两方面。

一、机械方面有扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障。

1、异步电动机定、转子之间气隙很小,容易导致定、转子之间相碰。一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机座止口磨损变形,使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛。如发现对轴承应及时更换,对端盖进行更换或刷镀处理。

2、振动应先区分为电动机本身引起的、传动装置不良所造成的、机械负载端传递过来的三种。。属于电动机本身引起的振动,多数是由于转子动平衡不好,以及轴承不良,转轴弯曲,或端盖、机座、转子不同轴心,或者电动机安装地基不平,安装不到位,紧固件松动造成的。振动会产生噪声,还会产生额外负荷。

3、如果轴承工作不正常,可凭经验用听觉及温度来判断。用听棒(铜棒)接触轴承盒,若听到冲击声,就表示可能有一只或几只滚珠扎碎,如果听到有咝咝声,那就是表示轴承的润滑油不足,因为电动机要每运行3000-5000小时左右需换一次润滑脂。在添润滑脂时不易太多,如果太多会使轴承旋转部分和润滑脂之间产生很大的磨擦而发热,一般轴承盒内所放润滑脂约为全溶积二分之一到三分之二即可。在轴承安装时如果不正确,配合公差太紧或太松,也都会引起轴承发热。

二、电气方面有电压不正常绕组、接地绕组、短路绕组、断路缺相运行等。

1、电源电压偏高,激磁电流增大,电动机会过分发热,过分的高电压会危机电动机的绝缘,使其有被击穿的危险。电源电压过低时,电磁转矩就会大大降低,如果负载转距没有减小,转子转数过低,这时转差率增大造成电动机过载而发热,长时间会影响电动机的寿命。当三相电压不对称时,即一相电压偏高或偏低时,会导致某相电流过大,电动机发热,同时转距减小会发出“翁嗡”声,时间长会损坏绕组。总之无论电压过高过低或三相电压不对称都会使电流增加,电动机发热而损坏电动机。

2、电动机绕组绝缘受到损坏,及绕组的导体和铁心、机壳之间相碰即为绕组接地。这时会造成该相绕组电流过大,局部受热,严重时会烧毁绕组。出现绕组接地多数是电动机受潮引起,有的是在环境恶劣时金属物或有害粉末进入电动机绕组内部造成。电动机出现绕组接地后,除了绝缘已老化、枯焦、发脆外都可以局部处理,绕组接地一般发生在绕组伸出槽外的交接处(绕组端部),这时可在故障处用天然云母片或绝缘纸插入铁心和绕组之间,在用绝缘带包扎好涂上绝缘漆烘干即可,如果接地点在铁心槽内时,如果上成边绝缘损坏,可以打出槽楔修补槽衬或抬出上成线匝进行处理,若故障在槽底或者多处绝缘受损,最好办法就是更换绕组。

3、绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后,使两导体相碰,就称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路。发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路。不论是那一种,都会引起某一相或两相电流增加,引起局部发热,使绝缘老化损坏电动机。出现绕组短路时,短路点在槽外修理并不难。当发生在槽内,如果线圈损坏不严重,可将该槽线圈边加热软化后翻出受损部分,换上新的槽绝缘,将线圈受损的部位用薄的绝缘带包好并涂上绝缘漆进行烘干,用万用表检查,证明已修好后,再重新嵌入槽内,进行绝缘处理后就可继续使用,如果线圈受损伤的部位过多,或者包上新绝缘后的线圈边无法嵌入时,只好更换新的绕组。

4、绕组断路是指电动机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障。定子绕组断部,各绕组元件的接头处及引出线附近。这些部位都露在电动机座壳外面导线容易碰断,接头处也会因焊接不实长期使用后松脱,发现后重新接好,包好并涂上绝缘漆后就可使用。如果因故障造成的绕组被烧断则需要更换绕组。如转子绕组发生断路时,可根据电动机转动情况判断。一般表现为转速变慢,转动无力,定子三相电流增大和有“嗡嗡”的现象,有时不能起动。出现转子绕组断路时,要抽出转子先查出断路的部位,一般是滑环和转子线圈的交接处开焊断裂所引起,重新焊接后就可使用。如果是线圈内部一般使用断条侦察器等专用设备来确定断路部位。

5、三相异部电动机在运行过程中,断一根火线或断一相绕组就会形成缺相运行(俗称单相),如果轴上负载没有改变,则电动机处于严重过载状态,定子电流将达到额定值的二倍甚至更高,时间稍长电动机就会烧毁。在各行业中,因缺相运行而烧毁的电动机所占比重最大。一般电动机缺相是由于某相熔断器的熔体接触不良,或熔丝拧的过紧而几乎压断,或熔体电流选择过小,这样通过的电流稍大就会熔断,尤其是在电动机起动电流的冲击下,更容易发生熔体非故障性熔断。有时电动机负荷线路断线,一般是安装不当引起的断线,特别是单芯导线放线时产生的小圈扭结,接头受损等都可能使导线在运行过程中发生断线。由于电动机长期使用使绕组的内部接头或引线松脱或局部过热把绕组烧断电动机出现缺相运行时。总之,不管是什么样的缺相,只要能及时发现,对电动机不会造成大的危害。为了预防电动机出现缺相运行,除了正确选用和安装低压电器外,还应严格执行有关规范,敷设馈电线路,同时加强定期检查和维护。

6、电动机的接地装置。电动机接地是一个重要环节,可是有的单位往往忽视了这一点,因为电动机不明显接地也可以运转,但这给生产及人身安全埋下了不安全隐患。因为绝缘一旦损坏后外壳会产生危险的对地电压,这样直接威胁人身安全及设备的稳定性。所以电动机一定要有安全接地。所谓的电动机接地就是将电气设备在正常情况下不带电的某一金属部分通过接地装置与大地做电气连接,而电动机的接地就是金属外壳接地。这样即使设备发生接地和碰壳短路时电流也会通过接地向大地做半球形扩散,电流在向大地中流散时形成了电压降,这样保证了设备及人身安全。

三、结束语

综上所述,为了能采用正确的方法进行电动机的故障修理,就必须熟悉电动机常见故障的特点及原因,才能少走弯路,节省时间,尽快地将故障排除,恢复电动机故障,使电动机处于正常的运转状态。做好电动机的定期检查和维护工作,也是保证电动机安全运行,延长寿命的有效措施之一。

参考文献

《三相异步电动机的故障和修理》 《电动机实用手册》 《电工技术》

郭永珍 2008年8月30日

第二篇:三相异步电动机个人总结

个人总结 学远程培训课程有感

经过这段时间的学习,我从中受益非浅,不光学习到了新的知识,还从中受到启发,想想自己在实际工作中所犯的错误,心里感到惭愧,为了更好的在今后实际工作应用和理论相结合,我的一点归纳和理解。三相异步电动机又叫感应电动机,它是一种结构简单、坚固耐用、使用和维护方便、运行可靠的电动机,它主要是:由定子和转子组成。三相异步电动机主要有下面几种损坏情况:(1)滚动轴承安装不正确造或润滑脂不合适,造成轴和轴承发生磨擦,使轴磨损严重而损坏。(2)定子绕组损坏。主要原因是电机过载、匝间、相间、短路、对地击穿等造成定子绕组损坏。三相异步电动机的检修方法是:将电动机进行解体,对各零件先进行清理,再对它们作表观检查,是否有异常。然后对关键部位的尺寸进行测量,对电机绕组作电气检查。

主回路方面易出现的故障

⑴接触器的动静触头接触不良。其主要原因是:接触器选择不当,触头的灭弧能力小,•使动静触头粘在一起,三相触头动作不同步,造成缺相运行。预防措施:选择比较适合的接触器。⑵使用环境恶劣如潮湿、•振动、有腐蚀性气体和散热条件差等,造成触头损坏或接线氧化,接触不良而造成缺相运行。预防措施:选择满足环境要求的电气元件,防护措施要得当,强制改善周围环境,定期更换元器件。⑶不定期检查,接触器触头磨损严重,表面凸凹不平,使接触压力不足而造成缺相运行。预防措施:根据实际情况,确定合理的检查维护周期,进行严细认真的维护工作。⑷热继电器选择不当,使热继电器的双金属片烧断,造成缺相运行。预防措施:选择合适的热继电器,尽量避免过负荷现象。⑸安装不当,造成导线断线或导线受外力损伤而断相。预防措施:在导线和电缆的施工过程中,要严格执行“规范”严细认真,文明施工。⑹电器元件质量不合格,容量达不到标称的容量,造成触点损坏、

粘死等不正常的现象。预防措施:选择适合的元器件,安装前应进行认真的检查。⑺电动机本身质量不好,线圈绕组焊接不良或脱焊;引线与线圈接触不良。预防措施:选择质量较好的电动机。常见的电机故障及排除方法(1)通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟。则检查电源回路开关,熔丝、接线盒处是否有断点。(2)通电后电动机不转,然后熔丝烧断则说明可能缺一相电源或定子绕组相间短路、定子绕组接地、定子绕组接线错误等原因。(3)电动机空载电流不平衡,三相相差大则可能是重绕时,定子三相绕组匝数不相等、绕组首尾端接错、电源电压不平衡、绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。(4)电动机空载电流平衡,但数值大。可能是修复时,定子绕组匝数减少过多,或Y接电动机误接为Δ,或电机装配中,转子装反,使定子铁芯未对齐,有效长度减短。或大修拆除旧绕组时,使用热拆法不当,使铁芯烧损。

通过对三相异步电动机的学习,不断在实践中总结经验,使我对电动机的认知有了很大的提高。我们不仅初步理顺了电动机的工作原理,还对电动机有了更清楚的认识,这对以后的工作起到了更主要的作用,从而达到了为企业增效的目的。

第三篇:三相异步电动机教案(精)

教 学 设 计

三相异步电动机结构 李 战 彬

三相异步电动机(1)

任务目标:

(一)知识

1、知道三相异步电动机的分类

2、认识三相异步电动机的基本结构

3、会进行三相异步电动机拆装

(二)技能

1、会进行三相异步电动机的拆装

2、会认三相异步电动机的名牌

3、会用万用表、摇表进行三相异步电动机的有关检测

(三)情感

1、陶冶热爱科学、相信科学的情操

2、锻炼吃苦耐劳、严谨工作的精神

教学重点:

1、认识三相异步电动机的基本结构

2、会进行三相异步电动机的拆装

教学难点:

三相异步电动机的拆装

课前准备:

1、同学们认真阅读《电机与电气》、《电工基础》等教材中的相关内容

2、三相异步电动机、万用表、摇表以及相关拆装工具

课时分配:

本节课的学习共需六个课时来完成。其中第1课时重在从理论方面学习三相异步电动机的分类、 三相异步电动机的结构组成,各部分的作用、所用材料、具体形式等等;第

2、3课时重在学生自己动手拆装三相异步电动机,在此来进一步巩固三相异步电动机的结构;第4课时又从理论上来进一步学习三相异步电动机的工作原理;第

5、6课时又回到实践来进行具体的三相异步电动机的相关检测、铭牌识别等技能。

教学方法:

在行动导向教学理念指导下,主要采用项目教学法、任务驱动法、实践练习法、问题讨论法、多媒体展示法等等。 任务实施:

课时

(一)

(一)新课引入(5min):

1、老师从机电专业教学计划要求、今后工作的要求等方面来阐述三相异步电动机的重要性,为此我们必须学习好它。

2、播放有关三相异步电机的PPT幻灯片,让同学观看电动机在生活、生产中的一些应用,在思想上觉得电动机的应用非常广泛,我们要努力学习好它。

(二)下达任务书,并说明学习方式(2min)

1、你都见过哪些不同类型的三相异步电动机,三相异步电动机如何分类?

2、三相异步电动机结构上由哪些部分组成,各部分的作用、所用材料、具体形式如何?

(三)小组活动(15min)

1、将全班分成六个活动小组,每小组选出组长、记录员(分小组时要将具有不同学习特点的同学、不同学习层面上的同学合理搭配)。

2、老师下达任务书,同学以小组为单位展开活动,老师也可参与其中某组。

首先在小组长的负责下,将老师所下达的任务进行分解。然后同学自己进行资料搜集、阅读教材、查证等工作。最后在小组内讨论,将不同成员的活动结果进行汇总,形成小组活动结论。

3、在此过程中老师也可给同学提供一些相关的学习资料、也可播放相关多媒体等,同学也可随时咨询老师相关问题。小组活动成果可以用文字、表格、插图等形式来展示,以下表格可作参考

相异步电动机的分类 分类标准 主要类型

相异步电动机的结构

定子

铁芯

作用

、缺

线式

作用

作用

笼形式

结构

结构

、缺

组编号

成员姓名

(四)活动成果展评(20min:

1、组由一名中心发言人进行发言,展示本组活动成果,组内各其它成员随时进行补充(每小组时间控制在3min。

2、班同学发言,就该组的发言展开讨论。

3、师点评,就每组同学的活动成果指出其中的优点与不足,并提出改进的意见。

4、全班同学形成统一的结论,形成共识,本节教学基本完成。

(五)小结本节(3min

1、三相异步电动机按不同标准可分为许多不同类型

2、三相异步电动机结构上主要由定子和转子组成

(六)作业布置

1、课后每个同学找一台三相异步电动机,认真观察它的型号、结构,并作相关记录。

2、书面作业 三相异步电动机结构上由哪些部分组成,各部分的作用、所用材料、具体形式如何?

板书设计:

任 务

完成情况

1、按转子结构可分为:笼鼠式、绕线式

2、按防护形式可分为:开启式、防护式、封闭式

1、三相异步电动机如何分类?

3船用、化工用、高原用、温热带用

4、按容量大小可分为:大型、中型、小型和微型

5、具有特殊性能的电动机:高起动转矩电动机、高转差率电动机、高转速电动机等等。

2、三相异步电动机结构上

料 由哪些部分组成,各部分的作用、所用材料、具体形式

式 如何?

形式

、缺

线式

、缺

相关学习资料:

(一)三相异步电动机的分类

1、按转子结构可分为:笼鼠式、绕线式

2、按防护形式可分为:开启式、防护式、封闭式 3船用、化工用、高原用、温热带用

4、按容量大小可分为:大型、中型、小型和微型

5、具有特殊性能的电动机:高起动转矩电动机、高转差率电动机、高转速电动机等等。

(二)三相异步电动机的结构

三相异步电动机按转子结构的不同分为笼型和绕线转子异步电动机两大类。笼型异步电动机由于构造简单、价格低廉、工作可靠、维护方便,已成为生产上应用得最广泛的一种电动机。绕线转子异步电动机由于结构较复杂、价格较高,一般只用在要求调速和起动性能好的场合,如桥式起重机上。异步电动机由两个基本部分组成:定子(固定部分和转子(旋转部分。笼型和绕线转子异步电动机的定子结构基本相同,所不同的只是转子部分。

一、定子 三相异步电动机的静止部分。 作用:产生旋转磁场和机械支撑。

三相异步电动机的定子由机座和装在机座中的定子铁心及定子绕组组成。机座一般由铸铁制成。定子铁心是由冲有槽的硅钢片迭成,片与片之间涂有绝缘漆。三相绕组是用绝缘铜线或铝线绕制成三相对称的绕组按一定的规则连接嵌放在定子槽中。过去用 A、B、C表示三相绕组始端,X、Y、Z表示其相应的末端,这六个接线端引出至接线盒。按现国家标准,始端标以 Ul、Vl、Wl,末端标以 U

2、V

2、W2。三相定子绕组可以接成如下图所示的星形或三角形,但必须视电源电压和绕组额定电压的情况而定。三相绕组的连接:

U1 V1 W1 0 0 0 W2 U2 V2 0 0 0 星形连接: 三角形连接:

U1 V1 W1 0 0 0 W2 U2 V2 0 0 0 一般电源电压为380V(指线电压,如果电动机定子各相绕组的额定电压是220V,则定子绕组必须接成星形;如果电动机各相绕组的额定电压为380V。则应将定子绕组接成三角形。

二、转子 三相异步电动机的旋转部分。 作用:旋转,产生电磁转矩。

转子部分是由转子铁心和转子绕组组成的。转子铁心也是由相互绝缘的硅钢片迭成的。铁心外圆冲有槽,槽内安装转子绕组。根据转子

绕组构造不同可分为两种型式:笼型转子和绕线型转子。笼型转子的绕组是在铁心槽内放置铜条,铜条的两端用铜的短路环焊接起来。它像个鼠笼,故称之为笼型转子。为了简化制造工艺,小容量异步电动机的笼型转子都是熔化的铝浇铸在槽内而成,称为铸铝转子。在浇铸的同时,把和端部的冷却风扇也一起用铝铸成。 绕线型转子绕组和定子绕组一样,也是一个用绝缘导线绕成的三相对称绕组被嵌放在转子铁心槽中,接成星形。绕组的三个出线端分别接到转轴端部的三个彼此绝缘的铜质滑环上。通过滑环与支持在端盖上的电刷构成滑动接触,把转子绕组的三个出线端引到机座上的接线盒内,以便与外部变阻器联接。故绕线式转子又称滑环式转子。 相关PPT课件、多媒体视频等另附

第四篇:三相异步电动机的制动控制

来源:湘潭电机集团有限公司 http:///

制动:就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转(或限制其转速)。

制动的方法一般有两类:机械制动和电气制动。

机械制动:利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。机械制动常用的方法有:电磁抱闸和电磁离合器制动。

电气制动:电动机产生一个和转子转速方向相反的电磁转矩,使电动机的转速迅速下降。三相交流异步电动机常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。

一、反接制动 1.反接制动的方法

异步电动机反接制动有两种,一种是在负载转矩作用下使电动机反转的倒拉反转反接制动,这种方法不能准确停车。另一种是依靠改变三相异步电动机定子绕组中三相电源的相序产生制动力矩,迫使电动机迅速停转的方法。

反接制动的优点是:制动力强,制动迅速。缺点是:制动准确性差,制动过程中冲击强烈,易损坏传动零件,制动能量消耗大,不宜经常制动。因此反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大,不经常启动与制动的场合。

2.速度继电器(文字符号KS)

速度继电器是依靠速度大小使继电器动作与否的信号,配合接触器实现对电动机的反接制动,故速度继电器又称为反接制动继电器。

感应式速度继电器是靠电磁感应原理实现触头动作的。从结构上看,与交流电机类似,速度继电器主要由定子、转子和触头三部分组成。定子的结构与笼型异步电动机相似,是一个笼型空心圆环,有硅钢片冲压而成,并装有笼型绕组。转子是一个圆柱形永久磁铁。

速度继电器的结构原理图

速度继电器的符号

速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上,定子与轴同心。当电动机转动时,速度继电器的转子随之转动,绕组切割磁场产生感应电动势和电流,此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩,使定子向轴的转动方向偏摆,通过定子柄拨动触头,使常闭触头断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近零时,转矩减小,定子柄在弹簧力的作用下恢复原位,触头也复原。

常用的感应式速度继电器有JY1和JFZ0系列。JY1系列能在3000r/min的转速下可靠工作。JFZ0型触头动作速度不受定子柄偏转快慢的影响,触头改用微动开关。一般情况下,速度继电器的触头在转速达到120r/min以上时能动作,当转速低于100r/min左右时触头复位。

3.反接制动的控制线路

单向启动反接制动控制线路

当电动机正常运转需制动时,将三相电源相序切换,然后在电动机转速接近零时将电源及时切掉。控制电路是采用速度继电器来判断电动机的零速点并及时切断三相电源的。速度继电器KS的转子与电动机的轴相连,当电动机正常运转时,速度继电器的常开触头闭合,当电动机停车转速接近零时,KS的常开触头断开,切断接触器的线圈电路。 反接制动控制线路工作原理分析:

(1)单向启动:

(2)反接制动:

(a)单向启动

(b)反接制动原理示意图1

(c)反接制动原理示意图2

单向启动反接制动控制线路原理示意图

(a)单向启动(b)反接制动原理示意图1(c)反接制动原理

示意图2

二、能耗制动

当电动机切断交流电源后,立即在定子绕组的任意二相中通入直流电,迫使电动机迅速停转的方法叫能耗制动。

1.能耗制动的方法

先断开电源开关,切断电动机的交流电源,这时转子仍沿原方向惯性运转;随后向电动机两相定子绕组通入直流电,使定子中产生一个恒定的静止磁场,这样作惯性运转的转子因切割磁力线而在转子绕组中产生感应电流,又因受到静止磁场的作用,产生电磁转矩,正好与电动机的转向相反,使电动机受制动迅速停转。由于这种制动方法是在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯性运转的动能来进行制动的,所以称为能耗制动。

能耗制动的优点是制动准确、平稳,且能量消耗较小。缺点是需附加直流电源装置,设备费用较高,制动力较弱,在低速时制动力矩小。所以,能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场合。

2.能耗制动控制线路

对于10KW以上容量较大的电动机,多采用有变压器全波整流能耗制动控制线路。如图2-74所示为有变压器全波整流单向启动能耗制动控制线路,该线路利用时间继电器来进行自动控制。其中直流电源由单相桥式整流器VC供给,TC是整流变压器,电阻R是用来调节直流电流的,从而调节制动强度。

单向启动能耗制动控制线路

线路工作原理分析如下:

(1)单向启动运转:

(2)能耗制动停转:

三、回馈制动(又称发电制动、再生制动)

这种制动方法主要用在起重机械和多速异步电动机上。

当起重机在高处开始下放重物时,电动机转速n小于同步转速n1,这时电动机处于电动运行状态,但由于重力的作用,在重物的下放过程中,会使电动机的转速n大于同步转速n1,这时电动机处于发电运行状态,转子相对于旋转磁场切割磁力线的运动方向会发生改变,其转子电流和电磁转矩的方向都与电动运行时相反,电磁力矩变为制动力矩,从而限制了重物的下降速度,不致于重物下降得过快,保证了设备和人身安全。

对多速电动机变速时,如使电动机由二级变为四级时,定子旋转磁场的同步转速n1由3000转/分变为1500转/分,而转子由于惯性仍以原来的转速n(接近3000转/分)旋转,此时n>n1,电动机产生发电制动作用。

发电制动是一种比较经济的制动方法。制动时不需改变线路即可从电动运行状态自动地转入发电制动状态,把机械能转换成电能再回馈到电网,节能效果显著。缺点是应用范围较窄,仅当电动机转速大于同步转速时才能实现发电制动。

第五篇:三相异步电动机的电磁设计

兰州交通大学毕业设计(论文)

摘 要

Y2系列电机是在Y系列电机基础上更新设计的一般用途电机,它具有结构简单、制造、使用和维护方便,运行可靠,以及重量轻,成本低等优点,在电机噪声、振动水平优于Y系列电机,外观更加满足国内外的用户需求,本文为Y2-112M-2的电磁设计。

在设计过程中,掌握了中小型三相感应电机的设计原理,熟悉相关的技术条件,基于给定的参数结合相关的技术条件,确定与电机的电磁性能有关的尺寸,选择定、转子的槽数和槽配合,确定槽型尺寸,选定有关材料,编程进行电磁计算,结合前面的数据计算出相应的工作性能和起动性能,包括效率、功率因数、最大转矩倍数、起动转矩倍数、起动电流倍数等。为了减小误差和计算量,还在MATLAB中编写了电磁计算程序。此外,本设计还用CAD绘制了定、转子冲片图以及定子绕组分布图,最终使技术指标符合任务书的要求。

通过对电机性能尺寸的确定,以及对槽型的选取,选定了有关尺寸,通过编程的反复调试,使其技术指标符合任务书的要求,最终设计出符合任务书要求的电机。

关键词:Y2-112M-2三相异步电动机;定、转子;电磁设计计算

- I2. In the process of design, master the design principles of small and medium-sized three-phase induction motor, familiar with relevant technical conditions, based on the given parameters combining with related technical conditions, determine the size of the associated with the electromagnetic performance of the motor, "option, rotor slot number and groove, groove type size ,selected materials programming electromagnetic calculation, Finally, combined with the previous data to calculate the working performance and the corresponding starting performance, including efficiency, power factor, the maximum torque, starting torque, starting current ratio etc. In order to reduce the error and the amount of calculation, prepared electromagnetic calculation program in MATLAB. In addition, the design also drawing, the rotor and the stator , windings distribution prints with CAD. the technical indicators in line with the requirements of specification. To determine the size of the motor performance, as well as to the trough type selection, the selected size, by the repeated debug programming, make the technical indicators meet the requirements of the specification, the final design conform to the requirements of the specification of the motor.

Key Words: Y2-112M-2three-phase asynchronous motor, the stator , the rotor Electromagnetic design calculation

- II

兰州交通大学毕业设计(论文)

附录A电磁计算程序 ............................................................................................................. 23 附录B 部分参数计算 ............................................................................................................ 36 附录C定子冲片图 ................................................................................................................. 44 附录D转子冲片图 ................................................................................................................. 44

- IV

兰州交通大学毕业设计(论文)

(3) MATLAB编程

三相异步电动机的电磁计算工作量大,使用MATLAB编程使得计算量减小,也让计算的精确程度也得到大大提高。

(4) CAD画图

本文的设计中使用CAD画出定、转子冲片图、及定子绕组分布图。

2三相异步电动机主要参数的确定

电磁计算的数据依据主要是三相异步电动机的参数,要正确地进行电磁计算,必须要选择合适的主要参数。

主要参数的选择是根据技术手册给定的参数。并且计算出有关的必须参数进行选择的。

2.1 主要尺寸及气隙长度的确定

电机的主要尺寸包括定子内径Di1和铁芯有效长度Leff,只要确定了这两个参数,其他的尺寸(包括定、转子内外径、铁芯长度和气隙长度等)就可以以此为根据,参阅文献[2]。

但在一般情况下,定子内径Di1和铁芯有效长度Leff的计算比较麻烦,通常采用类比法来确定电机的主要尺寸,参照已生产过的同类型相近规格电机的设计和实验数据,直接初选电机的主要尺寸。在本设计中,以厂家已经生产过的Y2系列的相近电机作为参考,结合文献[3]得到本台电机的主要尺寸。

本台电机主要尺寸结合文献[4]中附录A进行选取,详见附录C和附录D。

2.2 定、转子槽形及槽配合的确定 2.2.1 定、转子槽形的选择

(1) 定子槽形的选择[5]

小型三相异步电动机的定子槽形,一般采用斜口圆底槽[6]。槽口斜角统一规定如下: ① 160机座及以下为30°;

② 180~280机座:2极为20°,4极为30°,

6、8极为35°; ③ 315~355机座:2极为20°,4~10极为30°。

因本台电机机座号为112,极数为2极,所以定子选梨形槽,槽口角度选30°。详见附录C。

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2对于2极电机,为了便于嵌线和缩短端部长度,除铁芯长度很长的以外,一般取y=t313左右。因本设计是2极电机,所以取y=tp。

18p2.4 计算概述 2.4.1 磁路计算

确定产生主磁场的磁化力是磁路计算的主要工作,进而根据磁力计算励磁电流,并确定电机的空载特性。此外,通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度是否合适。

2.4.2 参数计算

参数计算的主要目的是计算电机定、转子的电阻及漏抗。电阻、电抗是电机的重要参数。电阻的大小不仅影响电机的经济性,而且与电机的运行性能有极密切的关系。转子电阻的大小对其转矩特性影响特别突出。因此正确选定及计算这些参数是非常重要的。

3 电磁计算

3.1 额定数据及主要尺寸

(1) 输出功率PΝ=4kW (2) 额定电压UΝ=UΝφ=380V

(3) 功电流

IKWPN4×103===3.5088A mUNφ3×380(4) 效率η=0.85(按照技术条件规定) (5) 功率因数cosφ=0.88(按照技术条件规定) (6) 极对数p=1 (7) 频率f=50Hz (8) 定、转子槽数

定子槽数Z1=30,转子槽数Z2=26

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槽有效面积:

Ae=As-Ai=(8.6825-8.4809)?10-6其中,槽面积As和槽绝缘面积Ai计算详见附录B。

槽满率:

7.8344?10-6mm2

Nt1Ns1d2Sf=?100%Aef4创26(1.23?10-3)2?100%79.62%(符合要求) -6200.9´10其中,导体并饶根数Nt1=4;导体绝缘后外径d=(1.12+1.18)/2+0.08=1.1mm。

(17) 绕组系数

Kdp1=Kd1Kp1=0.9567?10.9567

其中,短距系数Kp1和分布系数Kd1计算详见附录B。

(18) 每相有效串联导体数

NΦ1Kdp1=480?0.9567477

3.2 磁路计算

(1) 计算满载电势

ⅱ初设KE=(1-eL)=0.92,则

¢)UNf=0.92?380=349.6V E1=(1-eL(2) 计算每极磁通

初设Ks¢=1.2,由文献[3]中表3-5查得KNm=1.095,则

F=(3) 波幅系数 E1349.6==0.0070Wb

4KNmKdp1fN14创1.0950.9567创50240¢=0.67,则 由初设饱和系数查得对应的极弧系数apFS=11==1.49 ¢ap0.67(4) 定子齿磁密

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¢3.989创Fi2=Hi2?Li210214?10-329.848A

¢Fi20=Hi20?Li20(12) 定、转子轭部磁压降 定子轭部磁压降:

26.670创10215.2?10-331.36A

¢=0.5210创Ff1=Cf1Hf1Lf114.68102创117.310-3=89.7273A

转子轭部磁压降:

¢=0.244创Ff2=Cf2Hf2Lf222.664102创48.510-3=19.273A

¢、Lt¢¢其中,齿部和轭部磁路计算长度Lt1

21、Lt

22、Lj1和Lj2计算详见附录B。

(13) 空气隙磁压降

Fd=KdBdd=1.2690创1060.53415创1.256610-3=362.4246A m0(14) 饱和系数

Ks=Ft1+Ft21+Ft22+Fd343.36+29.409+29.848+343.36==1.1726

Fd343.36由于Ks¢-KsKs=1.155-1.1571.157?100%0.187%<1%,合格。故可以继续计算,否则必须返回重新计算直至误差小于1%。

(15) 每极磁势

F0=Fd+Fi1+Fi2+Ff1+Ff2=343.3687+29.409+29.848+89.727+19.273 =511.62.A(16) 计算满载磁化电流

Im=2pF02´511.626==1.6506A

0.9mN1Kdp10.9创3240?0.866(17) 磁化电流标幺值

*Im=Im1.6506==0.4704 IKW3.51- 8

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(7) 转子绕组端部漏抗标幺值

*XE2=0.757DR?CXlef2p0.7570.142创0.0604=0.0109 0.1972(8) 转子斜槽漏抗标幺值

骣bsk*Xsk=0.5琪琪t2桫2X*d2骣0.0212琪=0.5创琪0.0207桫20.0160=0.0048

其中,斜槽度bSK计算详见附录B。

(9) 转子漏抗标幺值

****Xs*2=Xs2+Xd2+XE2+Xsk=0.0720+0.0160+0.0165+0.0084=0.0757

(10) 定、转子漏抗标幺值之和

Xs*=Xs*1+Xs*2=0.0570+0.0757=0.1327

(11) 定子绕线直流电阻

2N1lc0.0217创10-62创780.449R1=rw==3.6954Ω -6¢Nt1Ac1a12创41.0387?10其中,rw=0.0217碬10-6?m为B级绝缘平均工作温度75C时铜的电阻率。

(12) 定子绕组相电阻标幺值

IR1*=R1?KWUNf(13) 有效材料的计算

0.1830?32.4563800.0341

感应电机的有效材料是指定子绕组导电材料和定转子铁心导磁材料,电机的成本主要由有效材料的用量决定。

定子铜的重量:

¢Nt1rCuGCu=ClcNs1Z1Ac1=1.05创0.44926创361.0387创10-64创8.9103

=11.1545kg其中,C为考虑导线和引线质量的系数,漆包圆铜线C=1.05;rFe=8.9?103kg/m3是铜的密度。

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(20) 空载时定子齿部磁密

Bt10=(21) 空载转子齿磁密

Bt210=Bt220=1-e00.9855Bt1=?1.52141.5459T 1-eL0.9591-e00.9855Bt21=?1.02081.5196T 1-eL0.9591-e00.9855Bt22=?1.55491.5977T 1-eL0.959(22) 空载定子轭磁密

Bj10=(23) 空载转子轭磁密

1-e00.9855Bj1=?1.55471.5179T 1-eL0.959Bj20=(24) 空载气隙磁密

Bd0=1-e00.9855Bj2=?1.55471.5405T 1-eL0.9591-e00.9855Bd=?0.63120.6719T 1-eL0.959根据上述计算出的各部分空载磁密,按照文献[5]中附录五的热轧硅钢片DR510牌号磁化曲线,查取各部分磁路的磁场强度,然后继续进行计算。所查得的结果为:Ht10=28.21A/cm,Ht210=4.28A/cm,Ht220=35.81A/cm,Hj10=18.76A/cm,Hj20=35.76A/cm。

(25) 空载定子齿部磁压降

¢28.21创Ft10=Ht10?Lt110219.83?10-331.0939A

(26) 空载转子齿部磁压降

¢4.28创Ft210=Ht210?Lt2110220?10-331.36A ¢Ft220=Ht220?Lt22(27) 空载定、转子轭部磁压降

35.81创10215.2?10-354.44A

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**2*2I2=I1P+IX=1.0872+0.19842=1.1923A

*I2=I2鬃IKWmNf1Kdp1Z2=1.1049创3.513´135=221.6574A 26端环电流实际值:

IR=I2?Z22πp519.41?282´π917.2247.6A

(5) 转子电流密度 导条电密:

JB=I2519.41==4.222A/mm2AB138.92

端环电密:

JR=IR2314.6==2.7675 A/mm2 AR1100(6) 定子铜耗

**2*2P=IR=1.3508?0.03410.0623 Cu111*P37103=249.0553W Cu1=PCu1PN=0.0224创(7) 转子铝耗

**2*2P0.0420 Al2=I2R2=1.1049?0.0176*P37103=168.0965W Al2=PAl2PN=0.0215创(8) 杂散损耗

杂散损耗的大小与设计参数和工艺情况有关,目前尚难以准确计算,故以推荐值为主。这里推荐:

Ps*=0.0050

*3P=PP=0.0025创400010=100W ssN(9) 机械损耗

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由于

h=1-åP**PN1=1-0.1789=0.8483

1.1789h¢-hh?100%0.92-0.91980.9198?100%0.02%<0.5%,合格。故可继续计算,否则需要重新假设初值,直到误差小于0.5%。

(16) 功率因数

*I1P1.087cosj=*==0.8709

I11.1974(17) 转差率 旋转铁耗:

P=*FerPFejr+PFetrPN轾11(1-)?431.93(1-)?84.15犏犏22.5=臌=0.0146

37´1000*PAl20.0215sN===0.0381 ***1+PAl2+Pfw+Ps*+PFer1+0.0215+0.0243+0.0050+0.0072(18) 转速

nN=60f(1-sN)p=60创50(1-0.0203)=2886r/min

1(19) 最大转矩倍数

*Tm=2R+R+X(1-sN*1*21*2s)=2?0.0156(1-0.02030.0156+0.160422)=2.8105

3.4 起动性能计算

(1) 假设起动电流

*¢=(2.53.5)TmIstIKW=2.9创2.81053.51=30.5428A

(2) 起动时定子槽漏抗

X*s1(st)=ls1(st)ls1*Xs1=0.6481?0.01340.0098 1.0132- 16

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**2Zst=Rst+Xs*(st)2=0.04782+0.09162=0.1033

(13) 起动电流

Ist=由于

IKW3.51==33.9686A *Zst0.1033¢-IstIstIst?100%260.67-262.54262.54?100%0.7%<3%,合格。故可以继续计算,否则需要重新假设起动电流倍数的初值,直到误差小于3%。

起动电流倍数:

ist=Ist33.9686==7.1666 I14.7398(14) 起动转矩

T=*st*R2(st)*2Zst?(1sN)=0.0137?(10.0381)=2.2301 20.1033主要性能指标计算值与任务书规定的保证值比较如表3.1所示。

表3.1 主要性能指标对比

主要性能指标

效率 功率因数 最大转矩倍数 起动电流倍数 起动转矩

保证值 0.85 0.88 2.3 7.5 2.2

计算值 0.8483 0.8709 2.8105 7.1666 2.2301 3.5 程序流程图

电动机的电磁计算是一个比较复杂的过程。计算中有些参数需先依据经验公式假设,然后再核算。因此本文按照“中小型三相感应电动机电磁计算程序”,用MATLAB语言编写了中小型三相感应电动机电磁计算程序,程序及运行结果见附录A。前面所带数据是调整好的数据,程序流程图如图3.1所示。

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结 论

本设计是对Y2-112M-2型异步电动机的电磁设计。通过查阅相关技术手册,确定该电机的主要参数,包括定、转子内外径,气隙和铁心长度,节距和绕组型式,槽形、槽形尺寸和槽配合,以及所需材料等。设计结果表明,所确定的主要参数和选用的材料均符合设计要求。由于本设计的计算量大,为了减少人工计算带来的误差,所以计算过程采用MATLAB编程,使计算量大大减小。通过电磁计算得到的该电机的主要性能指标,包括起动转矩、最大转矩、起动电流倍数、效率和功率因数等均符合设计任务书的要求。其中,起动转矩、最大转矩、起动电流倍数和功率因数均得到了改善。为了使定、转子冲片图和绕组分布图清晰美观、尺寸标注准确,本次设计使用CAD画图。

三相异步电动机的电磁设计是决定该电机电磁性能好坏的重要因素,也是整个电机设计中非常重要的环节。电机的电磁设计不同于其他的电机结构设计,首先,需要确定电机的主要参数,参数的确定对整个电磁设计很重要,决定电机主要性能指标。其次,应该严格按照电磁计算步骤进行计算,在计算过程中,反复调整相关参数,使性能指标满足要求。

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参考文献

[1] 季杏法.小型异步电动机技术手册[M].北京:机械工业出版社,1987:1-117. [2] 胡岩.小型电动机现代实用设计技术[M].北京:机械工业出版社,2008:1-120. [3] 陈世坤.电机设计[M].北京:机械工业出版社,1982:10-74. [4] 黄国治,傅丰礼.Y2系列三相异步电动机技术手册[M]..北京:机械工业出版社,2004:21-332. [5] 傅丰礼.异步电动机设计手册[M].北京:机械工业出版社,2007:1-192. [6] 黄坚.实用电机设计计算手册[M].上海:上海科技技术出版社,2010:45-87. [7] 汤蕴璆.电机学[M].北京:机械工业出版社,2008:75-149. [8] 李隆年.电机设计[M].北京:机械工业出版社,2002:63-152.

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p_1 = KB_2*PN/(eta_1*cos_phi); alpha_p_1 = 0.68;Knm_1 = 1.10;Kdp1_1 = 0.96; A_1 = 22000;

%由参考文献[电机设计]图10-2 B_delta_1 = 0.65;n_1 = 3000; V = 6.1*1*p_1/(alpha_p_1*Knm_1*Kdp1_1*A_1*B_delta_1*n_1); Lambda=0.7;

%由参考文献[电机设计]表10-2 Di1_1 = (2*p*V/(Lambda*pi))^(1/3); Di1__D = 0.56;

%由参考文献[电机设计]表10-3 Dt1__D表示Dt1/D D1_1 = Di1_1/(Di1__D);

D1 = D1_1;

%D1定子冲片外径 Di1 = D1*(Di1__D); l= V/(Di1^2);

%lef铁心有效长度 li = l

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Ni1_1=1;Ac1=NA/ Ni1_1; d_1=1.06*10^(-3); Ac1_1=0.8825; d= d_1+0.08*10^(-3); Bi_1=1.5; bi_11=t1*B_delta_1/0.95/Bi_1; Bf_1=1.42; hf_1=tau*alpha_p_1*B_delta_1/2/0.95/Bf_1; h=0.002;

%槽锲 h01 = 0.0008; b01 = 0.0032; b11 = 0.0061; h11=0.00084; h21 = 0.00976; r21 = 0.00405; bi1_1 = pi*(Di1+2*h01+2*h11+2*h21)/Z1-2*r21; bi1_2 = pi*(Di1+2*h01+2*h11)/Z1-b11; bi1 = (bi1_1+bi1_2)/2; bi1=0.0047 hs1 = h01+h21+h11+r21; hs_1 = h21+h11;

As=(2*r21+b11)*(hs_1-h)/2+pi*r21*r21/2;

%槽面积 Delta_t = 0.00025; %myflag1 myflag1=1是双层槽绝缘占面积

myflag1=0是单层槽绝缘占面积 switch myflag1

case 1

At = Delta_t*(2*hs_1+pi*r21+2*r21+b11);

case 0

At = Delta_t*(2*hs_1+pi*r21); end

Aef = As

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alpha = p*2*pi/Z1; Kd1=sin(q1*alpha/2)/(q1*sin(alpha/2));

%分布系数 Kp1=1;

%短距系数 Kdp1=Kd1*Kp1;

%绕组系数 KI=0.93; I2_1 = KI*I1_1*3*N_phi1*Kdp1/Z2;

%转子导条电流 JB_1 = 3.7;

%转子导条电密 AB_1=I2_1/JB_1;

%导条截面积 Bi_2=1.5; bi_2=t2*B_delta_1/0.95/Bi_2; Bf_2=1.45 hf_2=tau*alpha_p_1*B_delta_1/2/0.95/Bf_2; h02 = 0; b02 = 0.001; b12 = 0.001; h12=0; h22 = 0,0045; h32=0.014; b22 = 0.002; b32 = 0.0055; b42 = 0.002; hs2=h02+h12+h22+h32; bi2 = pi*(D2-2*2/3*hs2)/Z2-(b42+hs2*b32/3/h32); AB=(b12+b22)*h22/2+(b32+b42)*h32/2;

%导条截面积

IR_1=I2_1*Z2/(2*pi*p);

%端环电流 JR_1=0.78*JB_1; AR_1=IR_1/JR_1; AR= AR_1; %%%%%%%%%%第二部分

磁路计算%%%%%%%%% KE_1=0.92; E1= KE_1*UN_phi;

%E1为满载相电势

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Hi1 =24.61;

%查表 Hi2 =21.32;

%磁场强度 %myflag5 myflag5=1是半开口槽和半闭开口槽 myflag5=0是开口槽 switch myflag5

case 1

K_delta=t1*(4.4*delta+0.75*b01)/(t1*(4.4*delta+0.75*b01)-b01^2);

case 0

K_delta = t1*(5*delta+b01)/(t1*(5*delta+b01)-b01^2); end

delta_ef = K_delta*delta;

%有效气隙长度 Li1 = (h11+h21)+r21/3; %myflag4 myflag4=1是圆底槽

myflag4=0是半开口平底槽

其它为开口平底槽 switch myflag4

case 1

Li2 = (h12+h22)+r22/3;

case 0

Li2 = h12+h22+h32; end

%Lt1定子,Lt2转子齿部磁路计算长度 Lf1_1 = pi*(D1-hf1_1)/(2*p*2);

%定子轭部磁路计算长度 Lf2_1 = pi*(Di2+hf2_2)/(2*p*2);

%转子轭部磁路计算长度 mu_0 = 0.4*pi*10^(-6); F_delta = K_delta*delta* B_delta/mu_0;

%空气隙磁压降 Fi1 = Hi1*Li1*100;

%定子齿部磁压降 Fi2 = Hi2*Li2*100;

%转子齿部磁压降 Ks= (F_delta + Fi1 + Fi2)/F_delta;

%饱和系数 Bf1 = Phi/2/Af1;

%定子轭磁密 Bf2 = Phi/2/Af2;

%转子轭磁密 Hf1 =14.68;

Hf2 = 16.3;

%轭部磁场强度 Cf_1 = hf1_1/tau; Cf_2 = hf2_2/tau; Cf1 =0.521;

Cf2=0.244;

%轭部磁位降校正系数

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ABh=AB1+AB2+AB3; lambda_t12=2*h12/(b02+b12); lambda_t22=(b12*h22^3*0.32+AB3*h22^2*1+AB3^2*h22*1/3.5)/ABh^2; lambda_t32=(b32*h32^3*1)/ABh^2; lambda_L2 = lambda_t12+ lambda_t22+ lambda_t32; %转子槽比漏抗 lambda_u2 lambda_L2查附录四 (55步) lambda_s2 = lambda_u2+lambda_L2;

Xs2_ = 2*m1*p*li*lambda_s2/(Z2*lef)*Cx;

%转子槽漏抗 Sigma_R = 0.0036; X_delta2_ = m1*tau*Sigma_R/(pi^2*delta_ef*Ks)*Cx;

%转子谐波漏抗

Sigma_R从参考文献[电机设计]图4-11或附录九查出 DR =0.075; XB2_ = 0.757/lef*DR/2/p*Cx; %转子端部漏抗

见参考文献[电机设计]图附1-5 Xsk_ = 0.5*(bsk/t2)^2*X_delta2_;

%转子斜槽漏抗 X_sigma2_ = Xs2_ + X_delta2_ + XB2_ + Xsk_;

%转子漏抗 X_sigma_ = X_sigma1_ + X_sigma2_;

%总漏抗 Ac1_1=Ac1_1*10^(-6); rho_0 = 0.0217*(1/10^6);

%rho_0为A级绝缘铜的电阻率 R1 = rho_0*(2*N1*lc/(1*Ac1_1*alpha_1));

%定子相电阻 R1_ = R1*Ikw/UN_phi;

%定子相电阻标幺值 C =1.05; rho_1 = 8.9*10^3;

%铜的密度 Gw = C*lc*Ns1*Z1*Ac1_1*3*rho_1;

%定子导线重量

C为考虑导线绝缘和引线重量的系数

rho_1为导线密度 KFe = 0.95; rho_F_1 = 7.8*10^3; deta=0,005; GFe = KFe*li*(D1 + deta)^2*rho_F_1;

%GFe为硅钢片重量 KB = 1.04; rho = 0.0434*(1/10^6);

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F00 = F_delta_0 + Fi10 + Fi20 + Ff10 + Ff20;

%空载总磁压降 Im0 = 2*p*F00/(0.9*m1*N1*Kdp1);

%空载磁化电流 I1_ = sqrt(I1p_^2+I1Q_^2);

%定子电流标幺值 I1 = I1_*Ikw;

%定子电流实际值 J1 = I1/(alpha_1*1*Ac1_1)*10^(-6);

%定子电流密度 A1 = m1*N_phi1*I1/(pi*Di1);

%线负荷 I2_ = sqrt(I1p_^2+Ix_^2);

%转子电流标幺值 I2 = I2_*Ikw*m1*N_phi1*Kdp1/Z2;

%转子电流实际值 IR = I2*Z2/(2*pi*p);

%端环电流实际值 JB = I2/AB*10^(-6);

%转子电流导条电密 JR = IR/AR;

%转子电流端环电密 Pcu1_ = I1_^2*R1_; Pcu1 = Pcu1_*PN;

%定子电气损耗 PAl2_ = I2_^2*R2_; PAl2 = PAl2_*PN;

%转子电气损耗 Ps_ = 0.025; Ps = Ps_*PN;

%附加损耗 %myflag6 myflag6=1是二级防护式,myflag6=2是四级及以上防护式,%myflag6=3是二级封闭型自扇冷式,myflag6=4是四级及以上封闭型自扇冷式

switch myflag6

case 1

Pfw=5.5*(3/p)^2*(D2)^3*10^3;

case 2

Pfw=6.5*(3/p)^2*(D2)^3*10^3;

case 3

Pfw=13*(1-D1)*(3/p)^2*(D2)^3*10^3;

case 4

Pfw=(3/p)^2*(D1)^4*10^4; end

Pfw_ = Pfw/PN ; rho_Fe_1 = 7.8*10^3;

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beta_0 = 0.64+2.5*sqrt(delta/(t1+t2)); BL = mu_0*Fst/2/delta/beta_0;

%空气隙时漏磁场的虚拟磁密 Kz = 0.74;

%漏抗饱和系数根据BL由参考文献[电机设计]图10-18查 Cs1 = (t1-b01)*(1-Kz);

%齿顶漏磁饱和引起的定子齿顶宽度的减少

Cs2= (t2-b02)*(1-Kz);

%齿顶漏磁饱和引起的转子齿顶宽度的减少

Delta_lanbdau1 = (h01+0.58*h11)/b01*(Cs1/(Cs1+1.5*b01)); lambda_s1_st = Ku1*(lambda_u1-Delta_lanbdau1)+KL1*lambda_L1;

%起动时定子槽比漏磁导

X_s1_st = lambda_s1_st/lambda_s1*Xs1_;

%起动时定子槽漏抗 X_delta1_st =Kz*X_delta1_;

%起动时定子谐波漏抗 X_sigma1_st=X_s1_st+X_delta1_st+XE1_;

%起动时定子漏抗 bB__bs2=1;

%bB__bs2表示bB/bs2 rho_B = 0.0434*(1/10^6); hB=h12+h22+h32;

%转子导条高 xi=1.987*(1/10^3)*hB*sqrt((bB__bs2)*(f/rho_B));

%导条相对高度 Kf_1=2.1; Kx =0.72;

%电阻增加系数和漏抗减少系数由参考文献[电机设计]图4-23查 Delta_lanbdav2=h02/b02*(Cs2/(Cs2+b02));

%转子槽比漏磁导的减少 Ka=0.9352; hpr=(h12+h22+h32)*Ka/Kf_1; hpx=(h12+h22+h32)*Kx*Ka; hr_1=hpr-h12;bpr_1=b12+(b22-b12)*hr_1/h22; Kf=ABh/(AB1+(b12+bpr_1) /2*hr_1); bpx=b42+(b32-b42)*(h12+h22+h32-hpx)/h32; hx=hpx-(h12+h22); AB1=(b02+b12)*h12/2; AB2=(b12+b22)*h22/2;

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附录B 部分参数计算

(1) 定子电流初步估计值

¢=I1IKWhⅱcosj=3.51=4.6925A

0.85´0.88(2) 转子导条电流估计值

ⅱI2=KII1(3) 端环电流估计值

ⅱIR=I23Nf1Kdp1Z2=231.1458A

Z226=231.1458?2πp2´π956.4991A

(4) 端环所需面积

¢¢=IR=956.4991=331.4273mm2 AR¢JR2.8860¢=2.8860A/mm2。按照工艺要求由所需面积确定端环内外径及厚度,其中端环电密JR取端环面积AR淮110010-6m2

(5) 导条截面积(转子槽面积)

(b-b)tan30(0.001-0.0015)?tan30h12¢=1202==0m

22AB=(b02+b12)ⅱ(b+b)h12+(h12-h12)b12+2232h3222(10+10)(20+55)=创010-6+0创3.410-6+创1410-6

22=52.5?10-6m2(6) 定、转子齿宽

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h¢j2=D2-2Di23-(h+h+h)0212220.0380.0971-3-(0+0+0.045)=27.83?10-3m=2

(8) 有效气隙长度 气隙系数:

kd1=t1(4.4d+0.75b01)0.0102(4.4+0.75?0.32)==0.859 22t1(4.4d+0.75b01)-b010.0102(4.4+0.75?0.32)0.32t2(4.4d+0.75b02)0.0116?(4.40.75?0.1)==1.02 2t2(4.4d+0.75b02)-b020.0116?(4.40.75?0.1)0.12kd2=kd=kd1kd2=0.859?1.020.8765

有效气隙长度:

def=kdd=1.2690创0.5341510-3=0.67782?10-3m

(9) 线圈平均半匝长 定子线圈节距:

ty=π(Di1+2(h01+h11)+h21+r21)b2pπ(0.098+2?(0.0080.0084)+0.00976+0.0041)=?1

2=0.218m直线部分长度:

lB=lt+2d1=0.1058+2?0.01500.1358m

sin_alpha=b11+2r210.0061+2?0.0041==0.3155

b11+2r21+2b110.0061+2?0.00412?0.0061cos_alpha=1-sin_alpha2=1-0.31552=0.9004

Cs=tycos_alpha2=0.186´0.9004=0.0837

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DlU1=h0+0.58h1cs10.2+0.58?11.82=?b0cs1+1.5b01.821.82+1.5?3.8DlU2=h02cs205.58=?0

b02cs2+b021.55.58+1.50.1102

ls1(st)=KU1(lU1-DlU1)+KL1lL1=1?(0.43060.1102)+1?0.821.1004

ls2(st)=(lU2-DlU2)+KXlL2=0.72?2.77611.9988

(13) 考虑集肤效应的转子导条相对高度

hB=h12+h22+h32=0+0+0.0140=0.0140m

x=1.987?10-3hB其中,对于铸铝转子

bBfbs2rB1.987创10-30.0140?500.0434´10-80.9442

bB10-6?m导条的电阻率。 =1,rB=0.0434碬bs2(14) 起动时漏抗饱和系数 起动时定转子槽磁势平均值:

轾Ns1Z2¢Fst=Ist0.707犏KU1+Kd1Kp11犏a1Z2臌1-e0轾2636=260.68创0.707?犏0.7920.9562创0.906?10.9855 犏228臌=2240A虚拟磁密:

m1.2566创224010-60FstBL===2.5543T -32dbc2创110?1.0506其中修正系数bc=0.64+2.5d1=0.64+2.5?1.0506,由上面得出的虚拟t1+t216.3+20.7磁密可查的漏抗饱和系数KZ=0.74。

(15) 槽面积和槽绝缘面积 槽面积:

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Aj2=KFelth¢0.10580.0237=2382?10-6m2 j2=0.95创空气隙截面积:

Ad=tlef=0.1526?0.106916312?10-6m2

(18) 各部分磁路计算高度 定、转子齿部磁路计算长度:

11Lt1=(h11+h21)+r21=(0.084+0.976)+?0.004110.73?10-3m

33Lt21=h12=0m Lt22=h22=0m

定、转子轭部磁路计算长度:

L¢j1=π(D1-h¢1j1)?2p2π?(0.1750.0241)=117.3?10-3m

2´2π(Di2+h¢1j2)¢Lj2=?2p2π?(0.0380.0237)=48.5?10-3m

2´2(19) 转子导条电阻和转子端环电阻 转子导条电阻:

¢=rwKBlB?RBAB4mN1Kdp1Z2()20.0434创10-61.04创0.105843创(2400.9567)2=?

52.5´10-626=0.221325W转子端环电阻:

¢=RRrhoZ2DR4mN1Kdp1?22πpARZ2()20.0434创10-626创0.14243创(2400.9567)2=?

2创π100026=0.0988W- 42

0.0909 0.0091 0.0132m

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附录C定子冲片图 附录D转子冲片图

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