三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（2015屆）題目三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算及其優(yōu)化學(xué)號1101230122姓名杜杰輝所屬系電氣與電子信息學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級11電氣本（一）班指導(dǎo)教師裴建良摘要本論文介紹了三相鼠籠異步電機(jī)的設(shè)計(jì)，并對其工作原理和與其他類型的電機(jī)比較來展現(xiàn)了它的特點(diǎn)和用途。之后對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡單的介紹。從而由各個(gè)方面分析三相鼠籠異步電機(jī)，為下一步關(guān)于電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)做了鋪墊。關(guān)于電機(jī)的設(shè)計(jì)，其中的因素需要從多個(gè)方面考慮，并且電動(dòng)機(jī)的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部數(shù)據(jù)分析比較復(fù)雜，所以在分析的時(shí)候比較繁瑣。本論文符從多個(gè)角度分析這些問題。充分的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的耗量與其他指標(biāo)之間的關(guān)系。通過對典型電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)

2、據(jù)，并通過對典型電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的分析計(jì)算。從而達(dá)到下一步的優(yōu)化。本文從經(jīng)濟(jì)與效率兩個(gè)角度，全面的剖析了電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化，最后做出一個(gè)優(yōu)化方案。最后，本文還通過一些工具以及相關(guān)圖表，對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了深入的分析。關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化；AbstractKeywords:inductionmotor;design；optimize;第一章前言電動(dòng)機(jī)一般由兩種電機(jī)形式組成，分別是直流電機(jī)和交流電機(jī)。生活中結(jié)構(gòu)不同，主要是在轉(zhuǎn)子上，鼠籠式的轉(zhuǎn)子是鑄鋁的，用銅線繞制的繞線式，外接電阻接在轉(zhuǎn)子上的三個(gè)銅環(huán)上。它的作用是用來調(diào)整轉(zhuǎn)速。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大，起動(dòng)電流越小。鼠籠式電機(jī)則與繞線式相反。繞線式的轉(zhuǎn)子和定子繞

3、組在結(jié)構(gòu)上基本相同，一模一樣的道理三相繞組是Y星連接方式，它的三根端線在轉(zhuǎn)軸上的銅環(huán)上，與外電路接通的方式是通過電刷的。鼠籠式電機(jī)得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格也比較實(shí)惠，而且容易控制。相反繞線式的應(yīng)用就少一點(diǎn)，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格也比較貴，而且電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候不容易控制。所以用的比較少。但是有些地方也會(huì)使到繞線式，一般在重負(fù)荷的情況下，因?yàn)槔@線式他的運(yùn)行力矩比較大。鼠籠式這種電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡單，成本低，使用時(shí)間長。所以鼠籠式電機(jī)的使用場合遍布生活各個(gè)領(lǐng)域。鼠籠式因?yàn)樗约禾貏e的優(yōu)點(diǎn)，所有很多領(lǐng)域都適用這種電機(jī)，在我們的生活生產(chǎn)中使用的相當(dāng)?shù)钠毡?。根?jù)有關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，我們的鼠籠式電動(dòng)

4、機(jī)大部分用在機(jī)械拖動(dòng)中應(yīng)用的比較廣泛。在我們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中也是對這種電機(jī)進(jìn)行安裝、維護(hù)保養(yǎng)等。它在國名經(jīng)濟(jì)和生活生產(chǎn)中得到非常廣泛的應(yīng)用，為設(shè)備提供所需要的機(jī)械動(dòng)力。例如：工業(yè)機(jī)械設(shè)備、中小型軋鋼設(shè)備。拖動(dòng)這些機(jī)械設(shè)備都是利用三相異步電機(jī)；在我們平時(shí)家庭中，異步電機(jī)也無處不在，比如說電風(fēng)扇、洗衣機(jī)，都是利用異步電機(jī)。同樣的我們的異步電動(dòng)機(jī)也可以用來做發(fā)電機(jī)。第二章關(guān)于異步電動(dòng)機(jī)2.1 異步電機(jī)的分類、特點(diǎn)和用途異步電機(jī)有很多品牌，我們可以有不同的分類方法，對電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理可分為兩類：第一類是直流電機(jī)，第二類是同步和異步電機(jī)。對于工作電源的類別進(jìn)行如下分類：可分做直流以及交流電機(jī)。根據(jù)工作

5、以及目的分為：電機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。根據(jù)工作運(yùn)行方式能夠劃分為：電容起動(dòng)式、起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式兩中單相異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)劃分別分為：有籠型和繞線轉(zhuǎn)子型這兩種形式電動(dòng)機(jī)。按照電機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠進(jìn)行以下分類：分為高、低、恒、調(diào)速電動(dòng)機(jī)幾種類型。在現(xiàn)在，通過三相電動(dòng)機(jī)的功率劃分電機(jī)，和附加它們的電源特點(diǎn)、工作情況、生活作用、內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、等作為功率劃分的補(bǔ)充。在生活中異步電機(jī)特點(diǎn)很多，他的優(yōu)點(diǎn)也很多比如他比較小型。并且容易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速大于10000r/min的高速轉(zhuǎn)動(dòng)。高速低扭矩時(shí)，它的運(yùn)行效率是很高的。低俗的時(shí)候轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，并且結(jié)實(shí)耐用，成本低價(jià)，控制簡單。異步電機(jī)在生活中的通途：異步電機(jī)生活中大多

6、作為電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)電能機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，用作驅(qū)動(dòng)很多生產(chǎn)中的機(jī)械。比如：工業(yè)上的各種加工中心、專業(yè)加工設(shè)備、機(jī)床、工長用的機(jī)器人等機(jī)械，抽水機(jī)、新型工業(yè)機(jī)械等機(jī)械設(shè)備的控制；化學(xué)及其他各礦物企業(yè)設(shè)備的控制；并用于軍事航天等各種設(shè)備的方面。在農(nóng)業(yè)方面，電力排水電機(jī)，割稻谷機(jī)，榨油機(jī)械等各種農(nóng)用機(jī)械基本是由異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)。可以說生活中每各個(gè)領(lǐng)域都要采用異步電機(jī)下面關(guān)于前面介紹的異步電機(jī)，我們做一個(gè)表格進(jìn)行系統(tǒng)的分類，和其結(jié)構(gòu)詳細(xì)參考表2-1。表2-1三相異步電動(dòng)機(jī)的分類分類方式類別按轉(zhuǎn)子繞組形式籠型、繞線型定子鐵芯外徑大中小>630(>1000)355-630(500-1000)80

7、-315(120-500)按保護(hù)的方式IP11、IP22、IP2、IP44按照通風(fēng)冷卻的方式自冷，他扇冷，自扇冷，管道通風(fēng)按照安裝的結(jié)構(gòu)臥、立、帶底腳、帶凸緣按絕緣等級E、BF、H按電機(jī)工作的定額持續(xù)、短暫、后周期，無周期按用途防爆，潛水，起重等2.2 異步電機(jī)未來發(fā)展趨勢現(xiàn)在，隨著Y系列異步電機(jī)高性能制動(dòng)電動(dòng)機(jī)取代JO2型發(fā)動(dòng)機(jī)之前，并不是由以前的約束影響，所以，目前在Y取代JO2型異步電動(dòng)機(jī)在很多實(shí)用的場合上。JO2型快被淘汰了，Yx系列電機(jī)的銷量遭受它的容量的約束。在平時(shí)，90K腮下可被Y系列代替。近十幾年來，政府大力于推廣關(guān)于電動(dòng)機(jī)調(diào)速，各個(gè)行業(yè)都在各種事情上會(huì)用到電機(jī)的調(diào)速。對一些大

8、公司的一個(gè)調(diào)查顯示。石油，化學(xué)建材應(yīng)用電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制是能很好的應(yīng)用。在400000000千瓦的負(fù)載電流，約50%勺負(fù)荷是隨時(shí)變化的，其中約30%勺制動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，解決其負(fù)載變化的問題。我們有6000萬千瓦的電機(jī)市場，這么大的市場。我們所有的發(fā)電機(jī)的總裝機(jī)容量大概是4億千瓦，異步電機(jī)占的比例比較大，大約為90%中小型電動(dòng)機(jī)占其中80%機(jī)械的電動(dòng)機(jī)大概有1.3億千瓦。最近許多年來，各個(gè)相關(guān)的部分都在關(guān)注電機(jī)的節(jié)電的這個(gè)方面，大力發(fā)動(dòng)人力物力對節(jié)能電機(jī)進(jìn)行研究，取得了較好的成效。這些節(jié)能電機(jī)就是我們的高效電動(dòng)機(jī)和調(diào)速電機(jī)。第三章關(guān)于異步電動(dòng)機(jī)的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)以及工作的原理3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)此

9、類電動(dòng)機(jī)主要的構(gòu)成部分即是定子模塊以及轉(zhuǎn)子模塊鼠籠以及繞線這兩南片GX軸承第三齒輪i以二外光ZA,蟲M小齒輪軸外常屯忠看輸出軸劭板固定板種形式是轉(zhuǎn)子的固有形式。定子與轉(zhuǎn)子之間又有氣隙存在。下圖是此類電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。第二小齒輪軸群岱岫第二小齒輪墨_齒輪'主油對劇油對電機(jī)軸岫承小第)輸出軸桂、有套電機(jī)軸軸承(P側(cè))第二小山綸軸軸承(M凰)圖3-1異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1、定子異步電機(jī)的定子是能夠產(chǎn)生磁場的，具體是由定子鐵心和外殼以及定子繞組三個(gè)部分作用。(1)定子鐵心主要由齒壓板、圓形鐵心沖片和壓圈等壓縮裝在一起的，經(jīng)其他一些零件焊接固定成一整體。鐵心沖片一般來說由互相絕緣硅鋼片沖接成，硅鋼片有好

10、多的型號。在內(nèi)環(huán)板凹槽均勻分布，定子繞組嵌在里面。(2)定子繞組由相互對稱的三個(gè)繞組共同組成了三相異步電機(jī)的定子繞組，是由好多個(gè)線圈接照一定的規(guī)律連接而成的。(3)外殼包括一個(gè)軸承蓋，座蓋和環(huán)、接線盒，等。2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子繞組是組成異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的最主要的三個(gè)部分。(1)轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)分為兩種，一種是通過堆疊很多0.5毫米厚的鋼硅鋼片而成的，另一種是繞線轉(zhuǎn)子。銅條或鑄鋁焊接通過某種方式組成了籠型轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子支架上或在轉(zhuǎn)軸上有整個(gè)鐵心都會(huì)固定在上面，若去掉這個(gè)鐵心，繞組的外形就好像籠，所以通常又把籠型轉(zhuǎn)子又叫做鼠籠轉(zhuǎn)子。(2)轉(zhuǎn)子繞組繞線和籠型繞組是我們的轉(zhuǎn)子繞組的兩種結(jié)構(gòu)。雙籠型和

11、深槽型是籠型的兩種結(jié)構(gòu)，他們比較優(yōu)秀的特殊結(jié)構(gòu)可以改善電機(jī)的啟動(dòng)性能，更多用于100X1GW之上的比較大型的電動(dòng)機(jī)。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的繞線，同時(shí)由三相對稱繞組，常連成Y聯(lián)結(jié)，引出線接在與轉(zhuǎn)軸之間已經(jīng)絕緣很好的集電環(huán)上面，與外電組或者其他的控制器相互連接是通過相關(guān)電刷設(shè)備，這樣用來改善電動(dòng)機(jī)的調(diào)速和啟動(dòng)性能。，舉刷相關(guān)裝置被安放在比較大容量的繞線式電動(dòng)機(jī)，這樣做可以減少電刷和集電環(huán)之間的損耗。(3)軸主要的材料是中碳鋼，轉(zhuǎn)子鐵芯套在軸或由壓圈通過特定的方式放在軸上，它撐住了轉(zhuǎn)子，所以定子腔才能做勻速的旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子可以做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并聘三相電動(dòng)機(jī)所輸出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行傳導(dǎo)。3、氣隙任何旋轉(zhuǎn)電機(jī)和異步電機(jī)

12、一樣，在轉(zhuǎn)子和定子之間一定存在一定的氣隙。氣隙也屬于電機(jī)磁路的一個(gè)部分，它的大小對異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能會(huì)造成很大影響。如果定轉(zhuǎn)子之間的氣隙越大，電機(jī)的磁阻將會(huì)更大，但是這樣的話會(huì)致使我們的異步電機(jī)的功率因數(shù)會(huì)下降。但還和其他因素一起決定。大概是0,2毫米1.5毫米的氣隙比較合適。3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和一些參數(shù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都有一塊銘牌，銘牌上有一些有用的參數(shù)，在平時(shí)分析計(jì)算和使用的時(shí)候我們都需要注意1、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌上的數(shù)據(jù)(1)型號現(xiàn)如今我們使用的電機(jī)一般是Y型連接的三相異步電機(jī)，這種電機(jī)是按照IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的三相異步電機(jī)，是一款新型的三相異步電機(jī)。(2)額定電壓一般來說是指電機(jī)在額

13、定運(yùn)行的時(shí)候，定子繞組兩端的電壓的大小稱為額定電壓，單位是伏(V)。一般來說在銘牌上都會(huì)標(biāo)有兩個(gè)電壓的數(shù)據(jù)。(3)額定功率是指三相異步電機(jī)在額定電壓運(yùn)行時(shí)，在異步電機(jī)軸端所輸出的頻率叫做額定功率，單位為W(瓦)或者是KW(千瓦)。(4)額定頻率是指輸入頻率為50Hz,規(guī)則在中國白頻率，都是50Hz(5)額定電流一般來說是指電機(jī)在額定電壓以及額定頻率下，定子繞組上的存在的電流，單位叫做A(安培)。(6)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是在軸的額定輸出功率，和額定頻率，額定電壓的情況下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，它的單位是轉(zhuǎn)/分(7)額定功率因數(shù)在額定的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，定子相電壓和它的相電流之間的相位差(8)額定效率額定運(yùn)行時(shí)的效率。

14、(9)絕緣等級一般來說是指電機(jī)在額定的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)繞組的溫度和其周圍的溫度之間的差值。當(dāng)然不同的絕緣水平的絕緣材料的耐熱性是不一樣的，詳見下表3-1o0表3-1絕緣材料的耐熱等級耐熱等級YAEBFHC最高的工作溫度90C105c120C130C155c180c>180C(10)標(biāo)準(zhǔn)符號至電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，技術(shù)數(shù)據(jù)能看到這個(gè)要求的標(biāo)準(zhǔn)。(11)工作制或者說定額一般來說是指電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)以及它可以持續(xù)不斷工作的時(shí)間，一般來說可把它分為三種狀況：第一種是連續(xù)狀態(tài)、第二以及第三種狀態(tài)分別是斷續(xù)以及短時(shí)周期狀態(tài)。(12)聯(lián)結(jié)是指三相異步電動(dòng)機(jī)的連接方式，一般可以接成三星型或

15、者星型。接線時(shí)應(yīng)當(dāng)注意好幾個(gè)事件，比如說電動(dòng)機(jī)電流、還有電壓、還有聯(lián)結(jié)三者之間的約束的關(guān)系。2、異步電動(dòng)機(jī)的主要系列異步電機(jī)在我國有很多型號類別，通過一些他們擁有的特殊性質(zhì)，異步電動(dòng)機(jī)主要有一下類別：以前的J02系列三相異步電機(jī)被現(xiàn)在的Y型小型全封閉自冷式所代替。用于各種機(jī)械的生產(chǎn)，也可用于慣性載荷或靜載荷拖動(dòng)機(jī)械，如壓縮機(jī)，輸送機(jī)和小型起重運(yùn)輸機(jī)械等。異步電機(jī)處于380V額定電壓的情況下，功率一般在0.55千瓦90千瓦這個(gè)范疇。在如果需要起動(dòng)慣性負(fù)載比較大的機(jī)械的時(shí)候，我們一般用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電機(jī)，有兩種型號分別是：JQ2和JQ02他們區(qū)別是：分別防護(hù)式和封閉式。JD2系歹以及JD02系列都

16、是嫡出于JQ2系歹1、JQ02系列延伸出來的。還有其他一種特殊型號的電機(jī)屬于JN系列3.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理切割磁感線的時(shí)候，產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢，在產(chǎn)生的電動(dòng)勢的作用下，在閉合的道題中產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生的感應(yīng)電流又和磁場互相作用。這樣會(huì)在轉(zhuǎn)子的產(chǎn)生了一個(gè)力F。這個(gè)力會(huì)組合成一個(gè)力矩，使得轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速一直低于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，這是異步電機(jī)的一個(gè)特點(diǎn)。所以他的轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)都不會(huì)大道同步轉(zhuǎn)速，這是一個(gè)和同步電機(jī)鮮明的特點(diǎn)。這樣的話他們之間就沒有感應(yīng)電勢，當(dāng)然也沒有感應(yīng)電流。所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會(huì)慢下來。所以電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總會(huì)低過它的同步轉(zhuǎn)速。工作原理詳情見圖3-2圖

17、3-2三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理其實(shí)，異步電機(jī)有發(fā)電機(jī)運(yùn)行、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行、電磁制動(dòng)運(yùn)行，三種運(yùn)行狀態(tài)具體如下：(a) 0Vs<1:這時(shí)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。(b) s<0:這是處于發(fā)電機(jī)。(c) s>1:這時(shí)的電機(jī)處在電磁制動(dòng)的狀態(tài)3.4 機(jī)械特性和工作特性(a)T=f(s)曲線圖5-5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線第4章對電機(jī)設(shè)計(jì)和優(yōu)化4.1 電機(jī)制造與設(shè)計(jì)的概況電機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)可總結(jié)為四個(gè)基本要點(diǎn)：1、遵守國家經(jīng)濟(jì)政策，符合經(jīng)濟(jì)性，可靠性；2、滿足用戶所需要的基本要求；3、使用相關(guān)實(shí)際的理論和計(jì)算的方法；4、對待各種矛盾時(shí)，可以正確處理。在電機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，我們要經(jīng)過三個(gè)階段才能全部完整

18、整個(gè)電機(jī)的設(shè)計(jì)，分別是：（1）準(zhǔn)備過程，（2）對于電機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，（3）對于電機(jī)電磁的設(shè)計(jì)（一）準(zhǔn)備階段做到熟悉國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，收集各個(gè)相應(yīng)方面的資料，接納各方面的意見和建議；然后指定相應(yīng)的方案。（二）電磁設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)政策或法律，根據(jù)我們的生活經(jīng)驗(yàn)，通過各種方式，指定程序確定相關(guān)數(shù)據(jù)，相應(yīng)的材料，選擇，并再次進(jìn)行電磁特性計(jì)算。（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對電機(jī)的各個(gè)外部因素、性能、材料等進(jìn)行確定，包括機(jī)械計(jì)算、溫度、通風(fēng)等計(jì)算。本次設(shè)計(jì)主要針對電磁設(shè)計(jì)所以只對電磁設(shè)計(jì)部分所處相應(yīng)介紹。4.2 電磁設(shè)計(jì)電磁設(shè)計(jì)分成四個(gè)基本步驟：電機(jī)的額定數(shù)據(jù)指標(biāo)和內(nèi)外部尺寸；電機(jī)的磁路計(jì)算；電機(jī)的相關(guān)參數(shù)計(jì)算；電機(jī)的起動(dòng)相關(guān)

19、數(shù)據(jù)計(jì)算。我們要做好設(shè)計(jì)方案一定要以節(jié)省材料為主要目標(biāo)，就是將定子用銅量等各種用量盡量小，再者，電機(jī)性能也要保持良好，效率和功率因數(shù)是比較大的，盡可能的起動(dòng)電流小，最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的電動(dòng)機(jī)。但是，電機(jī)的經(jīng)濟(jì)與性能的指標(biāo)方面往往存在矛盾，容易偏重一點(diǎn)。所以作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該用全面綜合的眼光看待問題。找出最優(yōu)的方案。下面重點(diǎn)介紹電機(jī)的五個(gè)重要的性能指標(biāo)與改善的方法1.效率4-%P=（1-'P）100%（1二）100%1jp工P=PC+PCU2+Ps+PFe+Pfw（即電動(dòng)機(jī)所有損耗標(biāo)幺值的和）在本設(shè)計(jì)中，低效率的原因通常是鋁轉(zhuǎn)子定子鐵損耗大。出于不同的原因，應(yīng)采取相應(yīng)措施，提高電機(jī)的效

20、率。1）轉(zhuǎn)子的鋁損大可采取的兩種方式：第一種方法是加大轉(zhuǎn)子的槽面積；第二種方法是加大端環(huán)的尺寸大小。2）定子的銅損大可采取的措施：降低定子繞組的電阻，方式：（1）把導(dǎo)條的面積增加，或者還可以把導(dǎo)體數(shù)的數(shù)量減少（2）還可以把每個(gè)槽的導(dǎo)體數(shù)量減少；（3）把繞組的端部的長度減小3）對于鐵耗量大我們才可以采用的辦法：使得鐵心的磁密減低，（1）把定子的內(nèi)徑變小，使槽型和磁密都得到合理分配，合理布局，轉(zhuǎn)子齒，腕磁通密度和損失；（2）加大鐵心的長度，降低產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)的鐵耗；c.加大定子繞組的匝數(shù)量。2. cos*（功率因數(shù)）cos1P1P1PI1Q導(dǎo)致效率低的原因基本都是磁化電流比較大或者漏電流比較大。我們可

21、以通過調(diào)整槽型尺寸的大小，讓磁密分布的更加合理來使降低磁化的電流的目的得以實(shí)現(xiàn)。,13. 1st（起動(dòng)電流倍數(shù)）Rstx;:tst）總而言之，漏抗比較小會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)電流會(huì)偏大。如果想使起動(dòng)電流得以降低，可增加電抗，方法有好幾種：比如說加大每槽的導(dǎo)體數(shù)；還有通過改變定轉(zhuǎn)子槽的型，可以讓槽變得深并且相當(dāng)窄；削減槽口數(shù)目，增長電機(jī)肩的地方的斜度，使得漏磁磁路不會(huì)容易太飽和。4. Tst（起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)）Tst='（1退）Sn是相應(yīng)的額定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)差率。通常，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大更好。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩太小主要決定漏電抗過大和轉(zhuǎn)子電流比較小?？梢酝ㄟ^一些手段來針對漏電抗比較大這個(gè)情況，比如說：改變定轉(zhuǎn)子的槽型，還有增

22、加槽的寬度，或者把槽高減小等，這些措施都這可以解決漏電抗較大的情況。但當(dāng)轉(zhuǎn)子電流太小，你可以改變轉(zhuǎn)子槽的槽的面積減少，這樣就可以增大起動(dòng)時(shí)候的轉(zhuǎn)矩了。5. Tmax（最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)）T_1-SNImax-222（R1R；X：）在我們生活生產(chǎn)中，最大轉(zhuǎn)矩的倍數(shù)大肯定更有利。轉(zhuǎn)子電流過小和漏電抗過大，使得我們的最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)產(chǎn)生變化。加大最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)的方法和加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法是相似的。通過以上的的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)采取措施得到某一個(gè)性能，常常使其他一方面性能變差。所以，我們要綜合的考慮問題，早各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到要求后，在想出合適的方法優(yōu)化某一指標(biāo)。4.3對電磁設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案分析1.萬案一從節(jié)省材料這方面

23、進(jìn)行分析為了在這些材料保證定子銅和硅鋼片的節(jié)約，我把這個(gè)方案的計(jì)劃是：把核心的長度減少到7.5,把定子槽的半徑的大小減少到4.5,把槽的高度改成12,還有把線徑改換為0.68mm下面通過我們現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)和我們做的方案一的槽滿率、比較材料用量和它的性能指標(biāo)和一共8項(xiàng)數(shù)據(jù)來進(jìn)行比較：表4-1方案一的數(shù)據(jù)對比數(shù)據(jù)項(xiàng)目槽滿率銅量鐵量電機(jī)效率功率因數(shù)（cos）起動(dòng)電流倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)取大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)GB0.77000.8672.22.2現(xiàn)實(shí)計(jì)算78.00%1.44549.26250.76760.81436.83831.90482.1494優(yōu)化方案一79.76%1.30129.16040.75340.79017.

24、13242.1652.1231由表4-1我們能發(fā)現(xiàn)，我們和原來的方案進(jìn)行數(shù)據(jù)分析比較：如果槽滿率增大，我們對材料的使用方面將會(huì)變得更少，但對于電機(jī)效率將會(huì)減小，并且功率因數(shù)也會(huì)減小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)都會(huì)有稍微的增加，起動(dòng)電流會(huì)增加。分析：一臺(tái)定子導(dǎo)線的重量為：Gal=ClzZqSiN/Ml0芭.，一臺(tái)硅鋼片重量為：GFe=KFel(D1+與2父7.8父102.分居式2我們可以發(fā)現(xiàn)，對于鐵心的沖剪余量和壓裝系數(shù)是不會(huì)變動(dòng)的，因此如果想使硅鋼片用的少，就只可以通過減小鐵心的長度來減少硅鋼片的用量。通過減小鐵心的長度，即減小鐵的用量，又可以減小定子的銅用量，但是這樣的效果不是很明顯，而且會(huì)降低電機(jī)的效率。所以如果想減少銅用量，我們可以減小定子槽形來減少銅用量，也是的電機(jī)的功率因素和效率都得到提高，原因的定子高度的加大，會(huì)讓定子槽面積加大，讓定子電阻有所降低，同樣達(dá)使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有所提高；如果增加了槽高，電機(jī)的漏電抗會(huì)變大，cos會(huì)升高。這樣的話，還是不能平衡上述所帶來的效率降低。故，效率和功率因數(shù)的約束著定子外徑和鐵心長度這樣不能減少太多，如果降低太多可能無法正常的運(yùn)行。導(dǎo)致更麻煩的后果。1.方案二從提高效率這方面進(jìn)行分析為了用各種手段來提高異步電