504650655畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）150Hz三相異步電機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

1、目錄中文摘要1英文摘要21 緒 論32 ansoft rmxprt簡(jiǎn)介62.1 ansoft rmxprt概述62.2 ansoft rmxprt使用說(shuō)明73 異步電機(jī)電磁設(shè)計(jì)123.1 概述123.2 電磁計(jì)算給定值與性能指標(biāo)133.3 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸133.4 磁路計(jì)算163.5 參數(shù)計(jì)算193.6 工作性能計(jì)算233.7 起動(dòng)性能計(jì)算254 電機(jī)仿真結(jié)果284.1電機(jī)總體數(shù)據(jù)284.2 定子相關(guān)數(shù)據(jù)284.3 轉(zhuǎn)子相關(guān)數(shù)據(jù)294.4 材料消耗294.5 額定運(yùn)行數(shù)據(jù)304.6 空載運(yùn)行數(shù)據(jù)314.7 最大轉(zhuǎn)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)314.8 堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)314.9 額定工況下的電機(jī)參數(shù)314.10 電機(jī)

2、性能曲線仿真314.11 電機(jī)動(dòng)態(tài)有限元分析31結(jié)論31致謝31參考文獻(xiàn)31150hz三相異步電機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)摘 要： 異步電機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的電機(jī)，其性能的提高具有重要意義.在文章中簡(jiǎn)要介紹了異步電機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，闡述中小型電機(jī)的設(shè)計(jì)方法與步驟，介紹了電磁設(shè)計(jì)的步驟與計(jì)算程序，也述及電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 電磁設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求確定電機(jī)的電磁負(fù)荷，計(jì)算轉(zhuǎn)子、定子沖片和鐵心各部分尺寸及繞組數(shù)據(jù)。繼而核算電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)及性能，并對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做必要的調(diào)整，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 本文也簡(jiǎn)單介紹了ansoft rmxprt軟件的基礎(chǔ)知識(shí)。ansoft rmxprt。電機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的軟件之一。

3、學(xué)會(huì)使用ansoft rmxprt進(jìn)行電機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真。關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；設(shè)計(jì)；性能優(yōu)化；ansoft rmxprt。 abstract: the induction motor is the most widespread electrical machinery in the industry and agriculture production. its performance enhancement has the vital significance.in this article,the elementary knowledge of the induction motor desi

4、gns is briefly introduced.the method and the step of the middle and small scale electrical machinery design is also elaborated.the electromagnetism design step and the design computational procedure is introduced. the optimized design of the electric motor is also mentioned.ansoft rmxprt is the comp

5、uter-aided design domain applies one of most widespread tools.its brief uses in the motor design and simulation is introduced in this article.keywords:the electric motor;design;the performance optimizes;ansoft rmxprt.1 緒 論1.1 異步電動(dòng)機(jī)的用途與分類(lèi)異步電機(jī)是一種交流電機(jī)。根據(jù)電機(jī)的可逆原理，它可作電動(dòng)機(jī)，也可作發(fā)電機(jī)。但由于做發(fā)電機(jī)工作性能較差，故主要作為電動(dòng)機(jī)使用。它可

6、以是三相的，也可以是單相的，前者主要用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，后者則廣泛用于各種民用電器和電動(dòng)工具。 異步電機(jī)與其他各種電機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，價(jià)格低兼等優(yōu)點(diǎn)，所以它的用途十分廣泛。在電網(wǎng)的總負(fù)荷中，異步電機(jī)的用量約占60以上。但是，異步電機(jī)也有一些缺點(diǎn)，主要是：不能經(jīng)濟(jì)地在寬廣的范圍內(nèi)調(diào)速，必須從電網(wǎng)吸取滯后的電流、使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體變流調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)，異步電機(jī)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，一些采用直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)正在被異步電機(jī)所替代。 異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，依靠電磁感應(yīng)作用使轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。

7、由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之間存在差異，故稱異步電機(jī)。又因轉(zhuǎn)子電流是靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，因此異步電機(jī)也稱為感應(yīng)電機(jī)。從電磁關(guān)系方面看，異步電機(jī)和變壓器很相似，研究變壓器的許多方法可以用于異步電機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)很多，從不同的角度考慮，有不同的分類(lèi)方法。按照相數(shù)來(lái)分，有單相異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)。大功率機(jī)械拖動(dòng)時(shí)，一般都用三相異步電動(dòng)機(jī)，又包括單鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)、雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和深槽式異步電動(dòng)機(jī)。按機(jī)殼的保護(hù)方式分，有防護(hù)式異步電動(dòng)機(jī)、封閉式異步電動(dòng)機(jī)，以及防爆式異步電動(dòng)機(jī)。按定子頻率分，有低頻電動(dòng)機(jī)，中頻電動(dòng)機(jī)和高頻電動(dòng)機(jī)。本文主要討論了中頻異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，與普通50hz電機(jī)相比，具

8、有轉(zhuǎn)速高、體積小、單位輸出功率大、振動(dòng)小、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、噪聲小并可變頻變速等優(yōu)點(diǎn)。它可用高速鉆孔、精密磨削、氣流紡紗、激光通訊、測(cè)距、水下攝影、驅(qū)動(dòng)分子式真空泵高速葉輪、導(dǎo)航設(shè)備和各種驅(qū)動(dòng)裝置。1.2異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)與過(guò)程電機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)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)遇到的各種矛盾，從而設(shè)計(jì)出性能好、體積小、結(jié)果簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、制造和使用方便的先進(jìn)產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)前和設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究，聽(tīng)取有關(guān)人員的意見(jiàn)和建議。注意理論與實(shí)際，設(shè)計(jì)與工藝相結(jié)合。例如深入現(xiàn)場(chǎng)，訪問(wèn)用戶和查詢有關(guān)技術(shù)資料等

9、，一邊以便對(duì)所設(shè)計(jì)電機(jī)的技術(shù)要求、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)有加工條件等有所了解，從而為具體的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)。電機(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，這就難免會(huì)遇到錯(cuò)綜復(fù)雜的矛盾。因此設(shè)計(jì)人員必須全面的、綜合的看問(wèn)題，并能因時(shí)因地制宜，針對(duì)具體情況采取不同的解決方法。電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)給定下列數(shù)據(jù)：（1）額定功率；（2）額定電壓；（3）相數(shù)及相間連接方式；（4）額定頻率；（5）額定轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速；（6）額定功率因數(shù)。對(duì)電機(jī)的技術(shù)要求通常在有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件中規(guī)定，其內(nèi)容視具體電機(jī)而異。電機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程可分為：（一）準(zhǔn)備階段通常包括兩方面內(nèi)容。首先是熟

10、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)和要求；然后在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定及分析相應(yīng)資料的基礎(chǔ)上，編制技術(shù)任務(wù)或技術(shù)建議書(shū)。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)膰?guó)家標(biāo)準(zhǔn)，便需編制所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的技術(shù)條件。技術(shù)條件在一定程度上可以看作是制造廠與用戶間的一種技術(shù)協(xié)議，它是指導(dǎo)全部設(shè)計(jì)工作和產(chǎn)品驗(yàn)收時(shí)的技術(shù)依據(jù)。技術(shù)條件可按單個(gè)產(chǎn)品制定，也可根據(jù)整個(gè)系列或某種型式的電機(jī)來(lái)制定。（二）電磁設(shè)計(jì)：本階段的任務(wù)是根據(jù)技術(shù)任務(wù)書(shū)的規(guī)定，參考生產(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)電磁性有關(guān)的尺寸和數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算電磁性能。（三）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

11、、加工要求與材料的規(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)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。最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。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常在電磁設(shè)計(jì)后進(jìn)行，但有時(shí)也和電磁設(shè)計(jì)平行交叉的進(jìn)行，以便相互調(diào)整。對(duì)于新產(chǎn)品或重大產(chǎn)品，根據(jù)需要，設(shè)計(jì)過(guò)程還可再細(xì)分成若干小階段，例如在準(zhǔn)備階段之后，增加初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段。1.3異步電動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)異步電動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)有：（1） 效率：電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入電功率之比，

12、通常用百分?jǐn)?shù)表示。（2） 功率因素：電動(dòng)機(jī)輸入有效功率與視在功率之比。（3） 起動(dòng)電流：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率和轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)從供電回路輸入的最大穩(wěn)態(tài)方均根電流。（4） 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定電壓、額定頻率和轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的最小測(cè)得值。（5） 最大轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下所能產(chǎn)生的最大穩(wěn)態(tài)異步轉(zhuǎn)矩。（6） 噪聲：電機(jī)在空載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的a計(jì)權(quán)聲功率級(jí)（db），以及在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)超過(guò)空載運(yùn)行的噪聲聲功率級(jí)增量。（7） 振動(dòng)：電動(dòng)機(jī)在空載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)速率有效值。2 ansoft rmxprt簡(jiǎn)介2.1 ansoft rmxprt概述rmxprttm是旋轉(zhuǎn)電機(jī)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件，能快速計(jì)

13、算各種電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)、同步電機(jī)、電子或機(jī)械換向電機(jī)等）的性能指標(biāo)。rmxprttm還能快速地對(duì)成百上千種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估，并可對(duì)預(yù)選方案進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的方案可根據(jù)模型的對(duì)稱性，自動(dòng)生成合理的二維/三維電磁場(chǎng)有限元分析模型。rmxprttm為工程人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)地評(píng)估和平衡設(shè)計(jì)方案提供了有效工具。隨著電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，工程設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品小型化、高效率以及高性能方面面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。rmxprttm幫助電機(jī)制造者，在設(shè)計(jì)過(guò)程的初始階段制定成百上千種方案，同時(shí)對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估，從中優(yōu)選出最佳、合理的設(shè)計(jì)方案。rmxprt與ansoft的maxwell集成在同一設(shè)計(jì)環(huán)境中，設(shè)

14、計(jì)者可單獨(dú)使用rmxprttm，也可將其優(yōu)選出的設(shè)計(jì)方案自動(dòng)生成二維/三維有限元分析模型，用maxwell對(duì)電機(jī)進(jìn)行更精確的電磁場(chǎng)分析設(shè)計(jì), 實(shí)現(xiàn)電機(jī)解析-有限元自動(dòng)設(shè)計(jì)流程。rmxprt具有以下特點(diǎn)：（1）windows風(fēng)格介面，模版化參數(shù)輸入: 工作條件,幾何尺寸, 材料特性等 （2）基于經(jīng)典的電機(jī)分析理論和等效磁路法的快速解析分析 （3）提供美國(guó)、中國(guó)材料庫(kù)和公制、英制單位 （4）自動(dòng)排列多種繞組型式或用戶自定義任意繞組連接方式 （5）無(wú)刷電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線路類(lèi)型、控制方式及開(kāi)關(guān)管參數(shù)可設(shè)定 （6）直流電機(jī)詳細(xì)的換向器和電刷參數(shù)可設(shè)定 （7）輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)驗(yàn)證功能

15、（8）提供豐富的預(yù)設(shè)計(jì)電機(jī)模型庫(kù) （9）自動(dòng)設(shè)計(jì)功能: 槽形尺寸、線圈匝數(shù)、線規(guī)、起動(dòng)電容等 （10）求解時(shí)考慮材料非線性特性、三維斜槽和端部效應(yīng) （11）參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)功能：尺寸等參數(shù)無(wú)需指定，可用一定變化范圍的變量表示 （12）數(shù)據(jù)、圖形、自定義結(jié)果輸出模式 （13）多種負(fù)載種類(lèi)2.2 ansoft rmxprt使用說(shuō)明2.2.1 rmxprt一般流程圖2.1 rmxprt一般流程2.2.2 rmxprt在三相感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.2.2.1 感應(yīng)電機(jī)分析方法三相感應(yīng)電機(jī)的定子繞組通常連接到對(duì)稱的三相電源上。定子繞組由 p 對(duì)極，在空間成正弦分布。定子電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子繞組一般為鼠

16、籠型，其極數(shù)自動(dòng)與定子繞組保持一致。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感應(yīng)的電流反過(guò)來(lái)又產(chǎn)生第二個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在電機(jī)氣隙中產(chǎn)生合成磁場(chǎng)。氣隙合成磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)有大小相同方向相反的轉(zhuǎn)矩作用于定子上。定子繞組分為 p 組線圈，每一組都按三相對(duì)稱分布，在電機(jī)中占據(jù) d/2p 空間，此處d為氣隙直徑。 因而氣隙磁場(chǎng)有p個(gè)周期，定子繞組具有p對(duì)極。 由于三相對(duì)稱，可建立如圖一所示的一相等值電路,對(duì)三相感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行性能分析。圖2.2 異步電機(jī)等效電路圖中，r1和r2分別為定子電阻和轉(zhuǎn)子電阻；x1為定子漏電抗包括槽漏抗、端部漏抗和諧波漏抗；x2為轉(zhuǎn)子漏電抗包括槽

17、漏抗、端部漏抗、諧波漏抗和斜槽漏抗。由于漏磁場(chǎng)有飽和現(xiàn)象，x1和x2為非線性參數(shù)。等值電路的各項(xiàng)參數(shù)均與定子電流、轉(zhuǎn)子電流有關(guān)。由于集膚效應(yīng)r2和x2均為由圖2.2所示的分布參數(shù)電路導(dǎo)出的等效值，且隨轉(zhuǎn)差率s變化。所有轉(zhuǎn)子參數(shù)都折算到定子側(cè)。圖2.3 分布參數(shù)等效電路在激磁支路中，xm為激磁電抗，rfe為鐵心損耗所對(duì)應(yīng)的電阻。xm是經(jīng)過(guò)線性化處理的非線性參數(shù)，其數(shù)值隨主磁場(chǎng)的飽和程度而變化。外施相電壓 u1時(shí)，可方便地由電路分析得出定子電流i1和折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子電流i2。電磁功率（或稱氣隙功率）可由下式確定： = 3*/s電磁轉(zhuǎn)矩為： = /式中為同步轉(zhuǎn)速，單位：rad/s軸端輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩為

18、：=-式中為風(fēng)阻和摩擦轉(zhuǎn)矩輸出功率為： =* 式中=*（1-s）為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位：rad/s輸出功率： =+式中，為風(fēng)摩損耗，為轉(zhuǎn)子銅損耗，為鐵心損耗，為定子銅損耗，為雜散損耗。 功率因素由下式確定：pf =/ (3*) 效率由下式確定：eff =/*100%2.2.2.2 rmxprt設(shè)計(jì)感應(yīng)電機(jī)的主要特點(diǎn)（1） 線圈和繞組的排布優(yōu)化設(shè)計(jì)當(dāng)設(shè)計(jì)者采用全極式單層繞組式 rmxprt將自動(dòng)對(duì)繞組按鏈?zhǔn)?當(dāng)q=2)或交叉式(當(dāng)q3的奇數(shù)) 進(jìn)行排布，以減少繞組端部長(zhǎng)度。（2） 支持任何單、雙層繞組設(shè)計(jì)的繞組編輯器對(duì)于具有交流多相繞組的電機(jī)，除常用的鏈?zhǔn)健B式、同心式和交叉式單、雙層繞組外，rmxp

19、rt還提供一種非常靈活的繞組編輯器，使用戶可以根據(jù)自己的需要，設(shè)計(jì)出各種特殊繞組，如單雙層混合繞組、大小相待變極多速繞組、三相正弦繞組等。在繞組編輯器中，通過(guò)改變每個(gè)線圈的相屬phase、匝數(shù)turns、入邊槽號(hào)out slot，可排布出任意所需的單、雙層繞組分布形式。（3） 支持二十多種槽型單、雙層鼠籠轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)將鼠籠轉(zhuǎn)子槽分為1圓肩梨形、2斜肩梨形、3斜肩梯形、4圓肩梯形等四種槽型，配以雙層式（上層top、下層bottom）和半槽式 (half slot) 處理，可設(shè)計(jì)出二十多種槽型。（4） 任何運(yùn)行工況下都考慮非線性參數(shù)和分布參數(shù)的影響由于主磁場(chǎng)存在飽和現(xiàn)象，激磁電抗xm為非線性參數(shù)。漏磁

20、場(chǎng)亦有飽和現(xiàn)象，定、轉(zhuǎn)子漏電抗x1和x2也為非線性參數(shù)。由于集膚效應(yīng)，r2和x2均為由分布參數(shù)電路導(dǎo)出的等效值，且隨轉(zhuǎn)子滑差s變化。rmxprt對(duì)電機(jī)的任何運(yùn)行工況都考慮了飽和與集膚效應(yīng)的影響，因而非線性參數(shù)計(jì)算和分布參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確度高。2.2.2.3 rmxprt設(shè)計(jì)輸入（1） 主要性能設(shè)計(jì)在相關(guān)窗口中輸入額定輸出功率、額定電壓、極數(shù)、頻率、額定轉(zhuǎn)速、雜散損耗、風(fēng)磨損耗、鐵心長(zhǎng)度、鐵心疊壓系數(shù)、硅鋼片牌號(hào)與其b-h曲線、電機(jī)工作溫度、繞組聯(lián)結(jié)方式和負(fù)載類(lèi)型。（2） 設(shè)計(jì)定子鐵心和定子繞組在定子選項(xiàng)中輸入定子內(nèi)徑、定子外徑、槽數(shù)、槽型、槽型尺寸、繞組類(lèi)型、槽絕緣厚度、線圈伸出鐵心直線部分長(zhǎng)度、并

21、聯(lián)支路數(shù)、每槽導(dǎo)體數(shù)、線圈跨距、并繞根數(shù)、導(dǎo)線漆膜厚度、導(dǎo)線直徑和線規(guī)代號(hào)。（3） 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子鼠籠繞組在轉(zhuǎn)子選項(xiàng)中輸入徑向氣隙長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)子內(nèi)徑、轉(zhuǎn)子槽數(shù)、槽型與槽形尺寸、轉(zhuǎn)子材料、槽型的組合變化、通風(fēng)槽形式、斜槽（轉(zhuǎn)子槽距的倍數(shù)）、導(dǎo)條伸出鐵心長(zhǎng)度、端環(huán)徑向高度、端環(huán)軸向?qū)挾?、?dǎo)條電阻率和端環(huán)電阻率。2.2.2.5 rmxprt設(shè)計(jì)輸出點(diǎn)擊rmxprt的analyze all選項(xiàng)，觀察仿真結(jié)果。仿真結(jié)果包括：（1）主要性能數(shù)據(jù)（2）定子數(shù)據(jù)（3）轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)（4）額定運(yùn)行數(shù)據(jù)包括定子電阻、定子漏抗、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子漏抗、鐵損等效電阻、激磁電抗、定子相電流、鐵損電流、激磁電流、轉(zhuǎn)子相電流、定子繞

22、組銅損、轉(zhuǎn)子繞組銅損、鐵心損耗、風(fēng)摩損耗、雜散損耗、輸入功率、輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩、效率、功率因素、額定轉(zhuǎn)差率和額定轉(zhuǎn)速。（5）空載運(yùn)行數(shù)據(jù)包括空載定子電阻、空載定子電抗、空載轉(zhuǎn)子電阻、空載轉(zhuǎn)子漏抗、空載定子電流、空載鐵心損耗、空載輸入功率、空載功率因數(shù)、空載轉(zhuǎn)差率和空載轉(zhuǎn)速。（6）最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)數(shù)據(jù)包括最大轉(zhuǎn)差率、最大轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比和最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的相電流。（7）堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)據(jù)、堵轉(zhuǎn)相電流、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比、堵轉(zhuǎn)電流與額定電流比、堵轉(zhuǎn)定子電阻、堵轉(zhuǎn)定子漏電抗、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電阻和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子漏電抗。（8）額定工況下的電機(jī)參數(shù)包括定子槽漏抗、定子繞組端部漏抗、轉(zhuǎn)子槽漏抗、轉(zhuǎn)子繞組端部漏抗、轉(zhuǎn)

23、子繞組諧波漏抗、斜槽漏抗、槽滿率、定子繞組系數(shù)、定子齒磁通密度、轉(zhuǎn)子齒上部磁通密度、轉(zhuǎn)子齒部磁通密度、轉(zhuǎn)子軛部磁通密度、氣隙磁通密度、定子齒安匝、轉(zhuǎn)子齒部安匝、定子軛部安匝、轉(zhuǎn)子軛部安匝、氣隙安匝、定子軛部磁路長(zhǎng)度修正系數(shù)、轉(zhuǎn)子軛部磁路長(zhǎng)度修正系數(shù)、齒飽和系數(shù)、感應(yīng)電壓系數(shù)、定子電流密度、定子線負(fù)荷、定子熱負(fù)荷、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流密度、轉(zhuǎn)子端環(huán)電流密度和定子繞組半匝長(zhǎng)。（9）性能曲線包括轉(zhuǎn)速-輸入電流曲線、轉(zhuǎn)速-效率曲線、轉(zhuǎn)速-功率因數(shù)曲線、轉(zhuǎn)速-輸出功率曲線、轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線。設(shè)計(jì)者可根據(jù)設(shè)計(jì)輸出確定電機(jī)的修正或優(yōu)化方案。 3 異步電機(jī)電磁設(shè)計(jì)3.1 概述本文設(shè)計(jì)的電機(jī)額定頻率為150hz。為了加工

24、方便，參考頻率為50hz的y2系列電機(jī)的相關(guān)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)本文參考的電機(jī)型號(hào)為y2-280m-4。采用的主要尺寸及相關(guān)參數(shù)如下：鐵心長(zhǎng)度： 270mm氣隙長(zhǎng)度： 0.5mm定子沖片外徑： 445mm定子沖片內(nèi)徑： 300mm轉(zhuǎn)子沖片內(nèi)徑： 100mm并聯(lián)支路數(shù)： 4根，聯(lián)結(jié)繞組型式： 雙層疊繞線圈跨距： 15頂轉(zhuǎn)子槽數(shù)（z1/z2）: 60/50為了設(shè)計(jì)方便，定子槽型及尺寸參考已有電機(jī)。由于電機(jī)的額定頻率不同，其功率發(fā)生了變化。本文所設(shè)計(jì)電機(jī)的功率定為200kw。根據(jù)異步電機(jī)定子端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式：在定子電流頻率增加的情況下，要保證電機(jī)內(nèi)部主磁通基本不變，則需減少定子線圈匝數(shù)。為保證一定的槽滿率，

25、需增加定子線徑。由于減少了每條導(dǎo)體數(shù)，起動(dòng)電流增加。同時(shí)由于額定頻率增加，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)大幅下降。本設(shè)計(jì)通過(guò)改變轉(zhuǎn)子槽型，達(dá)到改善起動(dòng)性能的目的。電機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。除上述問(wèn)題外，設(shè)計(jì)中還牽涉到電機(jī)各部分磁密、電流密度、效率、輸出轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等諸多方面的限制。要使所設(shè)計(jì)的電機(jī)性能更加優(yōu)越，則需要一系列詳細(xì)的計(jì)算與設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。3.2 電磁計(jì)算給定值與性能指標(biāo)電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)要求，而一般的三相感應(yīng)電機(jī)應(yīng)滿足下列性能指標(biāo)：（1）效率（2）功率因數(shù)cos（3）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（4）起動(dòng)電流倍數(shù)（5）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（6）啟動(dòng)過(guò)程的最小轉(zhuǎn)矩同時(shí)通常給定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的下列額定數(shù)據(jù)與

26、標(biāo)幺值：（1）額定功率 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率（2）額定電壓 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)所接的電源電壓（3）額定頻率 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的電源頻率（4）額定轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，通常為同步轉(zhuǎn)速根據(jù)這些性能指標(biāo)，我們得出了所設(shè)計(jì)的150hz三相感應(yīng)電機(jī)的復(fù)算方案如下：3.3 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸1 額定功率=200kw2 額定電壓(接)3 功電流4 效率5 功率因數(shù) cos=90.96 極對(duì)數(shù)p=27 定轉(zhuǎn)子槽數(shù)8 定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) = /2p=15 = /2p=12.59 確定電機(jī)主要尺寸 取鐵心長(zhǎng)=270mm 定子外徑=445mm 定子內(nèi)徑=300mm10 氣隙的確定 氣隙長(zhǎng)=

27、0.5mm 轉(zhuǎn)子外徑=299mm 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑=100mm11 極距= /2p=0.2356m12 定子齒距=/=0.01571m 轉(zhuǎn)子齒距=/=0.01879m13 定子繞組采用雙層疊繞，節(jié)距11614 為了削弱齒諧波磁場(chǎng)的影響，轉(zhuǎn)子采用斜槽，斜1.2個(gè)轉(zhuǎn)子齒距。于是轉(zhuǎn)子斜槽寬=0.02276m15設(shè)計(jì)定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)=8每線圈匝數(shù)為4每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)=/=40 每相串聯(lián)匝數(shù)=40/2=2016 繞組線規(guī)設(shè)計(jì) 并繞根數(shù)為5導(dǎo)線直徑為2.4mm導(dǎo)線漆膜厚度為0.05mm17 設(shè)計(jì)定子槽型 因定子槽型為圓導(dǎo)線散嵌，故采用梨形槽，齒部平行。初步取=1.4t,估計(jì)定子齒寬=/= 0.01571*0.67

28、/0.95/1.4=0.007914m初步取=1.25t,估計(jì)定子軛部計(jì)算高度為 =/2 =0.2356*0.68*0.67/2/0.95/1.25=0.04520m按齒寬和定子軛部計(jì)算高度的估算值作出定子槽型，槽口尺寸參考類(lèi)似產(chǎn)品決定，取bs0=4.0mm，hs0=1.0mm。 圖3.1 定子槽型相關(guān)尺寸為： hs0: 1mm; hs1: 1.12mm; hs2: 25.28mm bs0: 4mm; bs1: 7.9mm; bs2: 10.6mm定子齒寬計(jì)算： 定子上部齒寬=0.00803mm定子下部齒寬=0.00798mm齒部基本平行，齒寬=0.00801mm（平均值）18 槽滿率 槽面積

29、=277.946 因此槽滿率=0.69（符合要求）19 繞組系數(shù) 分布因數(shù)=1 節(jié)距因數(shù)=0.9567 定子繞組系數(shù)=0.9567 每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)=40*0.9567=38.26820 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子槽型與轉(zhuǎn)子繞組相關(guān)尺寸為： hs0：2mm； hs01：0mm； hs1：0.49mm； hs2：25mm bs0：0.9mm； bs1：0.9mm； bs2：4.2mm； rs：0mm 圖3.2 轉(zhuǎn)子槽型 轉(zhuǎn)子齒寬由相關(guān)公式計(jì)算得：=0.01005m導(dǎo)條截面積=65.99由工藝及電流密度確定端環(huán)高度: 61.5mm 端環(huán)寬度：25.1mm由此計(jì)算出的端環(huán)電流密度為 =1.1a/ 3.4 磁路計(jì)算2

30、1 計(jì)算滿載電勢(shì)初設(shè)=0.9762，得 =0.9762*380v=370.956v22 計(jì)算每極磁通初設(shè)=1.141，查得=1.0839，得 =/4=370.956/4/1.0975/0.9567/150/20=0.02981wb23 每極下齒部截面積 =0.95*0.27*0.00801*15=0.03082 =0.95*0.27*0.01005*12.5=0.0322224 定子軛部計(jì)算高度= -+ = -（1+1.12+25.28）* + m =（0.0725-0.0284+0.00177）m=0.04587m 轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度=m =（0.0995-0.0275）=0.072m 軛部導(dǎo)

31、磁截面積=0.95*0.27*0.04587m=0.01177=0.95*0.27*0.072m=0.0184725 一極下空氣隙截面積 =0.2356*0.27=0.0636126 找出計(jì)算極弧系數(shù)=0.67 由此求得波幅系數(shù)=1.492527 氣隙磁密計(jì)算 =/=0.6979t28 對(duì)應(yīng)于氣隙磁密最大值處得定子齒部磁密 =/=1.4413t29 轉(zhuǎn)子齒部磁密 =/=0.9819t30 從dr510的磁化曲線上找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度 =15.041a/cm； =3.69a/cm 圖3.3 dr510磁化曲線31 有效氣隙長(zhǎng)度 =0.63mm 其中，氣隙系數(shù)由相關(guān)公式計(jì)算得=1.26232

32、 齒部磁路計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算得 =+1/3（）=(1.12+25.28)+5.3/3mm=0.02817m =+=（2+0.49+25）mm=0.02749m33 軛部磁路計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算得 =*1/2=m=0.1567m =*1/2=m=0.06754m34 計(jì)算氣隙磁壓降 =/=352.466a35 齒部磁壓降 =44.502a =9.374a36 飽和系數(shù)計(jì)算 =（+）/=1.141與初設(shè)值剛好符合，故假設(shè)合格。37 定子軛部磁密計(jì)算 =/2/=1.381t38 轉(zhuǎn)子軛部磁密計(jì)算 =/2/=0.7970t 39 從dr510磁化曲線上找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度 =11.53a/cm；=2.45a/

33、cm40 計(jì)算軛部磁壓降 =79.38a =11.77a其中，、為校正系數(shù)，=/。其值可查表求得。=0.49，=0.741 每極磁勢(shì) =+=497.492a42 計(jì)算滿載磁化電流 =39.236a43 磁化電流標(biāo)幺值 =/=0.223644 勵(lì)磁電抗計(jì)算 =4=9.454 =/=4.365工廠計(jì)算時(shí)，往往采用近似的計(jì)算方法 =1/=4.4723.5 參數(shù)計(jì)算45 線圈平均半匝長(zhǎng)定子線圈節(jié)距=其中節(jié)距比=1。 直線部分長(zhǎng)度=+2=0.27+2*0.015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。平均半匝長(zhǎng) =+=552.081mm式中是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，4.6極取1

34、.2。46 端部平均長(zhǎng) =2+=2*0.015+1.2*0.2628=0.3454m47 感應(yīng)電機(jī)定子繞組的漏抗為=4除以阻抗基值=,便可得定子漏抗標(biāo)幺值=()式中=+,為漏抗系數(shù)，等于=0.0540048 計(jì)算定子槽比漏磁導(dǎo)。因?yàn)槭钦嚯p層繞組，節(jié)距漏抗系數(shù)=1。=+=1.6382其中，=+=0.25+0.1882=0.4382 =1.2，因=2.385， =0.74549 只在鐵心部分由槽漏抗，因而計(jì)算槽漏抗時(shí)要乘：=0.363650 考慮到飽和影響，定子諧波漏抗可計(jì)算如下：=0.3314其中=0.006可由=5，=1查表得出51 雙層疊繞組的端部漏抗計(jì)算如下=1.2（）/=0.17855

35、2 定子漏抗標(biāo)幺值 =+=0.0471753 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。則有 =2/54 轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的計(jì)算 =7.332其中=/=2.49/0.9=2.767 =+=0.544+4.021=4.565，=4.021由 =0.214，=5.952查曲線得到。55 轉(zhuǎn)子槽漏抗標(biāo)幺值 =2.20356 考慮飽和影響，轉(zhuǎn)子諧波漏抗標(biāo)幺值為 =0.4550其中=0.0055以=12.5查表得出。57 轉(zhuǎn)子端部漏抗標(biāo)幺值 =0.1277其中=0.2285m。58 轉(zhuǎn)子斜槽漏抗計(jì)算 =0.5（/）2=0.298159 轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值 =+=0.16746

36、0 定轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值之和 =+=0.214661 定子繞組直流電阻計(jì)算為： =0.00662其中=0.0217*為b級(jí)絕緣平均工作溫度75攝氏度時(shí)銅的電阻率。62 定子繞組相電阻標(biāo)幺值 =0.00305663 有效材料的計(jì)算感應(yīng)電機(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 =42.68kg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；=8.9*kg/是銅的密度。 硅鋼片重量 =248.39kg其中，=0.005m是沖剪余量。=7650kg/是硅鋼片密度。64 計(jì)算轉(zhuǎn)子電阻并將其折算至定子邊(+)=0.01031其中，

37、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=1.04。=0.0434*是b級(jí)絕緣平均工作溫度75攝氏度時(shí)鋁的電阻率。 =/=0.00476065 定子電流有功分量標(biāo)幺值計(jì)算 =1/=1.040166 轉(zhuǎn)子電流無(wú)功分量標(biāo)幺值計(jì)算 =0.2365其中系數(shù)=1+/=1.0110.67 定子電流無(wú)功分量標(biāo)幺值計(jì)算 =+=0.465068 滿載電勢(shì)標(biāo)幺值計(jì)算 =1-=1-()=0.9751與第21項(xiàng)初設(shè)值=0.9762的誤差小于1%，合格。69 計(jì)算空載電勢(shì)標(biāo)幺值 1-=1-=0.98970 假定飽和系數(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=1.465t；=16.8

38、8a/cm 71 空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度 =0.9981t；=3.81a/cm72空載時(shí)定子軛部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度 =1.401t；=12.61a/cm73 空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛部磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度 =0.8084t；=2.54a/cm74空載氣隙磁密 =0.7095t75 空載時(shí)定子齒部磁壓降 = =47.55a76 空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒部磁壓降 = =10.47a77 空載時(shí)定子軛部磁壓降，此時(shí)=0.493 =97.40a78 空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛部磁壓降，此時(shí)=0.695=11.92a79 空載時(shí)氣隙磁壓降 =357.59a80 空載時(shí)每極磁勢(shì) =+=525.93a81 空載磁化電流 =39.10a感應(yīng)電機(jī)的空載

39、電流可認(rèn)為近似等于空載磁化電流。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)從空再到額定負(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)下的磁化電流即可。3.6 工作性能計(jì)算82 計(jì)算定子電流標(biāo)幺值 =1.130 =198.172a83 定子電流密度 =2.74a/84 定子線負(fù)荷 =25273a/m85 轉(zhuǎn)子電流標(biāo)幺值 =1.0493導(dǎo)條電流實(shí)際值=184.341a端環(huán)電流實(shí)際值=367.01a86 轉(zhuǎn)子電流密度導(dǎo)條電密 =6.414a/端環(huán)電密 =1.094a/87 定子銅損耗的標(biāo)幺值 =,0.00380 =780.005w88 轉(zhuǎn)子鋁損耗的標(biāo)幺值 =0.00527 =1050.98w89

40、負(fù)載時(shí)的附加損耗取=0.01 =2000w90 機(jī)械損耗參考同類(lèi)型相近規(guī)格電機(jī)由空載試驗(yàn)分析計(jì)算得出的數(shù)據(jù) =728.00w =/=0.0036491 鐵損耗此部分由于電機(jī)頻率為150hz，普通經(jīng)驗(yàn)公式不適用，此部分由軟件計(jì)算為 =3480.87w =/=0.017492 計(jì)算總損耗標(biāo)幺值 =+=0.0401993 輸入功率標(biāo)幺值 =1+=1.0401994 可求出效率為 =1-/=96.14%誤差0.5%，合格95 功率因數(shù)cos=/=0.91296 額定轉(zhuǎn)差率計(jì)算 =0.521%97 額定轉(zhuǎn)速 =4476r/min98 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)計(jì)算 =2.7553.7 起動(dòng)性能計(jì)算99 假設(shè)起動(dòng)電流

41、=3.1=1493a100 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 =0.707=2.098=4425a由此磁勢(shì)產(chǎn)生的虛擬磁密計(jì)算如下： =5.906t其中修正系數(shù)=0.64+2.5=0.9410101 起動(dòng)時(shí)漏抗飽和系數(shù)可查表得出 =0.36， 1-=0.64102 漏磁路飽和引起定子齒頂寬度的減小 =（）（1-）=0.00749m103漏磁路飽和引起轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減小 =（）（1-）=0.01145m104 起動(dòng)時(shí)定子槽比漏磁導(dǎo)計(jì)算 =1.4092其中，=0.2290 105 起動(dòng)時(shí)定子槽漏抗 =0.3126106 起動(dòng)時(shí)定子諧波漏抗 =0.1168107 起動(dòng)時(shí)定子漏抗 =+=0.034

42、16108 計(jì)算考慮集膚效應(yīng)時(shí)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)高度 =3.2112其中=27.49mm=0.02749m是導(dǎo)條高度。109 集膚效應(yīng)引起的電阻增加系數(shù)和漏抗減小系數(shù)可查得=/=5.8 ，=0.55110計(jì)算起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的減小 =2.565于是起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo) =（）=2.7128111 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽漏抗 =0.8155112 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子諧波漏抗計(jì)算 =0.1638113 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子斜槽漏抗計(jì)算 =0.1073114 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子漏抗 =+=0.08157115 起動(dòng)時(shí)總漏抗 = +=0.1158116 計(jì)算起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電阻 =0.02250117 起動(dòng)時(shí)總電阻 =+=0.02555118

43、 起動(dòng)時(shí)總阻抗 =0.1186119 起動(dòng)電流 =/=1479.26a 誤差3%，假設(shè)合格120 起動(dòng)電流倍數(shù) =7.535121 計(jì)算起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) =（1-）=1.558由上述計(jì)算可知電機(jī)的一些主要性能指標(biāo)為：（1）效率=96.14%（2）功率因數(shù)cos=0.912（3）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)=2.755（4）起動(dòng)電流倍數(shù)=7.535（5）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)=1.5584 電機(jī)仿真結(jié)果 根據(jù)電磁計(jì)算的初步結(jié)果，在rmxprt軟件中輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)軟件的仿真，會(huì)得到相應(yīng)的性能參數(shù)，運(yùn)行參數(shù)及一些性能曲線。4.1電機(jī)總體數(shù)據(jù)1 給定輸出功率 200kw2 額定電壓 380v3 繞組聯(lián)結(jié)形式 聯(lián)結(jié)4 給定轉(zhuǎn)速

44、 4450r/min5 電機(jī)極數(shù) 4極6 額定頻率 150hz7 雜散損耗 2000w8 風(fēng)摩損耗 678.5w9 負(fù)載類(lèi)型 恒功率負(fù)載10 電機(jī)工作溫度 754.2 定子相關(guān)數(shù)據(jù)11 定子槽數(shù) 6012 定子外徑 445mm13 定子內(nèi)徑 300mm14 定子齒上部寬 8.032mm15 定子齒下部寬 7.982mm16 鐵心長(zhǎng)度 270mm17 鐵心疊壓系數(shù) 0.9518 硅鋼片牌號(hào) m19_24g119 每槽導(dǎo)體數(shù) 820 并聯(lián)支路數(shù) 421 并繞根數(shù) 422 繞組型式 雙層全極式繞組23 線圈跨距 1524 線徑 2.4mm25 線圈漆膜厚度 0.05mm4.3 轉(zhuǎn)子相關(guān)數(shù)據(jù)26 轉(zhuǎn)子

45、槽數(shù) 5027 氣隙長(zhǎng)度 0.5mm28 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 100mm29 轉(zhuǎn)子形式 鑄鋁非半槽30 轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度 270mm31 轉(zhuǎn)子鐵心疊壓系數(shù) 0.9532 硅鋼片牌號(hào) dr51033 斜槽倍數(shù) 1.234 端環(huán)高度 61.5mm 35 端環(huán)寬度 25.1mm36 導(dǎo)條電阻率 0.026337 端環(huán)電阻率 0.02634.4 材料消耗38 電樞銅密度 890039 轉(zhuǎn)子導(dǎo)條密度 268940 轉(zhuǎn)子端環(huán)密度 268941 電樞鐵心硅鋼片密度 765042 轉(zhuǎn)子鐵心密度 765043 電樞銅重量 42.678kg44 轉(zhuǎn)子導(dǎo)條重量 2.396kg45 轉(zhuǎn)子端環(huán)重量 6.090kg46 繞組鐵心硅鋼片重量

46、 132.499kg47 轉(zhuǎn)子鐵心硅鋼片重量 115.893kg48 總凈重量 299.556kg49 繞組鐵心硅鋼片消耗 393.826kg50 轉(zhuǎn)子鐵心硅鋼片消耗 178.963kg4.5 額定運(yùn)行數(shù)據(jù)51 定子電阻 0.0066252 定子漏抗 0.102253 轉(zhuǎn)子電阻 0.0103054 轉(zhuǎn)子漏抗 0.0362655 鐵損等效電阻 118.58356 激磁電抗 9.453957 定子相電流 198.172a58 鐵損電流 3.128a59 激磁電流 39.236a60 轉(zhuǎn)子相電流 184.341a61 定子繞組銅損 780.005w62 轉(zhuǎn)子繞組銅損 1050.98w63 鐵心損耗

47、3480.87w64 風(fēng)摩損耗 927.995w65 雜散損耗 2000w66 總損耗 8039.85w67 輸入功率 208.036w68 輸出功率 199.996w69 輸出轉(zhuǎn)矩 426.62770 效率 96.135%71 功率因數(shù) 0.91272 額定轉(zhuǎn)差率 0.0052173 額定轉(zhuǎn)速 4476.56r/min4.6 空載運(yùn)行數(shù)據(jù)74 空載定子電阻 0.0066275 空載定子漏抗 0.102876 空載轉(zhuǎn)子電阻 0.0103077 空載轉(zhuǎn)子漏抗 0.372578 空載定子相電流 39.9351a79 空載鐵心損耗 3574.59w80 空載輸入功率 6234.05w81 空載功率因

48、數(shù) 0.09382 空載轉(zhuǎn)速 4499.93r/min4.7 最大轉(zhuǎn)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)83 最大轉(zhuǎn)差率 0.0384 最大轉(zhuǎn)矩 1175.4485 最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比 2.75586 最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)相電流 751.756a4.8 堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)87 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)據(jù) 664.89588 堵轉(zhuǎn)相電流 1493.19a89 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比 1.55890 堵轉(zhuǎn)電流與額定電流比 7.53591 堵轉(zhuǎn)定子電阻 0.0066292 堵轉(zhuǎn)定子漏抗 0.0743693 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電阻 0.0487394 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子漏抗 0.17754.9 額定工況下的電機(jī)參數(shù)95 定子槽漏抗 0.0425296 定子端部漏抗 0.0208897

49、定子諧波漏抗 0.0387698 轉(zhuǎn)子槽漏抗 0.257799 轉(zhuǎn)子端部漏抗 0.01494100 轉(zhuǎn)子諧波漏抗 0.05438101 斜槽漏抗 0.03561102 槽面積 277.964103 槽滿率 69.1%104 定子繞組因數(shù) 0.9567105 定子齒部磁密 1.4413t106 轉(zhuǎn)子齒部磁密 0.9819t107 定子軛部磁密 1.3818t108 轉(zhuǎn)子軛部磁密 0.7976t109 氣隙磁通密度 0.6979t110 定子齒部磁壓降 44.502a111 轉(zhuǎn)子齒部磁壓降 9.374a 112 定子軛部磁壓降 79.380a113 轉(zhuǎn)子軛部磁壓降 11.771a114 氣隙磁壓降

50、 352.466a115 定子軛部磁路長(zhǎng)度修正系數(shù) 0.4949116 轉(zhuǎn)子軛部磁路長(zhǎng)度修正系數(shù) 0.7117 齒部飽和系數(shù) 1.152118 齒和軛飽和系數(shù) 1.411119 感應(yīng)電壓系數(shù) 0.9761120 定子電流密度 2.738 121 定子線負(fù)荷 25232a/m122 定子熱負(fù)荷 69.082123 轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流密度 6.413124 轉(zhuǎn)子端環(huán)電流密度 1.094125 定子繞組半匝長(zhǎng) 552.081mm4.10 電機(jī)性能曲線仿真rmxprt在仿真過(guò)程中，給出了本電機(jī)的一些性能曲線，包括：（1）功率因素-轉(zhuǎn)速曲線（2）輸出功率-轉(zhuǎn)速曲線（3）效率-轉(zhuǎn)速曲線（4）轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線（5）

51、輸入電流-轉(zhuǎn)速曲線現(xiàn)列出如下：圖4.1 功率因數(shù)-轉(zhuǎn)速曲線圖4.2 輸出功率-轉(zhuǎn)速曲線圖4.3 效率-轉(zhuǎn)速曲線圖4.4 輸出轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線圖4.5 輸入電流-轉(zhuǎn)速曲線4.11 電機(jī)動(dòng)態(tài)有限元分析由于電機(jī)的運(yùn)行受到諸多未知因素的影響，若想對(duì)電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，通常采用有限元分析方法。如果要用maxwell 2d繼續(xù)對(duì)電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行二維電磁場(chǎng)有限元分析，可用rmxprt非常方便地創(chuàng)建maxwell 2d的幾何模型。下面給出起動(dòng)后0.07s時(shí)的定子磁場(chǎng)云圖、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)云圖、定子電密和0.07s內(nèi)的輸入電流和輸出轉(zhuǎn)矩。圖4.6 0.07s時(shí)定子磁場(chǎng)云圖圖4.7 0.07s時(shí)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)云圖圖4.8 0.07s時(shí)定子電密圖4.9 0.07s內(nèi)三相輸入電流圖4.10 0.07s內(nèi)輸出轉(zhuǎn)矩結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分，也是一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較