【正文】 目錄 中文摘要 .............................................................. 1 英文摘要 .............................................................. 2 1 緒 論 ............................................................... 3 2 Ansoft RMxprt 簡介 ................................................... 6 Ansoft RMxprt 概述 ............................................. 6 Ansoft RMxprt 使用說明 ......................................... 7 3 異步電機電磁設(shè)計 ................................................... 12 概述 .......................................................... 12 電磁計算給定值與性能指標 ...................................... 13 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸 ............................................ 13 磁路計算 ...................................................... 16 參數(shù)計算 ...................................................... 19 工作性能計算 .................................................. 23 起動性能計算 .................................................. 25 4 電機仿真結(jié)果 ....................................................... 28 電機總體數(shù)據(jù) .................................................. 28 定子相關(guān)數(shù)據(jù) .................................................. 28 轉(zhuǎn)子相關(guān)數(shù)據(jù) .................................................. 29 材料消耗 ...................................................... 29 額定運行數(shù)據(jù) .................................................. 30 空載運行數(shù)據(jù) .................................................. 31 最大轉(zhuǎn)據(jù)點數(shù)據(jù) ................................................ 31 堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) ...................................................... 31 額定工況下的電機參數(shù) .......................................... 32 電機性能曲線仿真 ............................................. 33 電機動態(tài)有限元分析 ........................................... 35 結(jié)論 ................................................................. 38 致謝 ................................................................. 39 參考文獻 ............................................................. 41 1 150Hz 三相異步電機設(shè)計與實驗 摘 要 ： 異 步電機是 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的電機，其性能的提高具有重要意義 .在文章中簡要介紹了異步電機設(shè)計的基礎(chǔ)知識，闡述中小型電機的設(shè)計方法與步驟，介紹了電磁設(shè)計的步驟與計算程序，也述及電機的優(yōu)化設(shè)計。 電磁設(shè)計是根據(jù)設(shè)計技術(shù)要求確定電機的電磁負荷，計算轉(zhuǎn)子、定子沖片和鐵心各部分尺寸及繞組數(shù)據(jù)。繼而核算電機各項參數(shù)及性能，并對設(shè)計數(shù)據(jù)做必要的調(diào)整，直到達到設(shè)計要求。 本文也簡單介紹了 ANSOFT RMxprt 軟件的基礎(chǔ)知識。 ANSOFT RMxprt。電機設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的軟件之 一。學會使用 ANSOFT RMxprt 進行電機的設(shè)計與仿真。 關(guān)鍵詞： 電動機；設(shè)計；性能優(yōu)化； Ansoft RMxprt。 2 Abstract: The induction motor is the most widespread electrical machinery in the industry and agriculture production. Its performance enhancement has the vital this article,the elementary knowledge of the induction motor designs is briefly method and the step of the middle and small scale electrical machinery design is also electromagism design step and the design putational procedure is introduced. The optimized design of the electric motor is also RMxprt is the puteraided design domain applies one of most widespread brief uses in the motor design and simulation is introduced in this article. Keywords:The electric motor。Design。The performance optimizes。Ansoft RMxprt. 3 1 緒 論 異步電動機的用途與分類 異步電機是一種交流電機 。根據(jù)電機的可逆原理，它可作電動機，也可作發(fā)電機。但由于做發(fā)電機工作性能較差，故 主要作為電動機使用。它可以是三相的，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工具。 異步電機與其他各種電機相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，價格低兼等優(yōu)點，所以它的用途十分廣泛。在電網(wǎng)的總負荷中，異步電機的用量約占 60％以上。但是，異步電機也有一些缺點，主要是：不能經(jīng)濟地在寬廣的范圍內(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)，異步電機的應(yīng)用范圍進一步擴大，一些采用直流電機的調(diào)速系統(tǒng)正在被異步電機所替代。 異步電機運行時，氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組之間存在相對運動，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，從而實現(xiàn)機電 能量轉(zhuǎn)換。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速之間存在差異，故稱異步電機。又因轉(zhuǎn)子電流是靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，因此異步電機也稱為感應(yīng)電機。從電磁關(guān)系方面看，異步電機和變壓器很相似，研究變壓器的許多方法可以用于異步電機。 異步電動機的種類很多，從不同的角度考慮，有不同的分類方法。 按照相數(shù)來分，有單相異步電動機，三相異步電動機。大功率機械拖動時，一般都用三相異步電動機，又包括單鼠籠式異步電動機、雙鼠籠式異步電動機和深槽式異步電動機。 按機殼的保護方式分，有防護式異步電動機、封閉式異步電動機，以及防爆式異步電動機。 按定子頻 率分，有低頻電動機，中頻電動機和高頻電動機。 本文主要討論了中頻異步電動機的設(shè)計，與普通 50Hz 電機相比， 具有 轉(zhuǎn)速高、體積小、單位輸出功率大、振動小、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、噪聲小并可變頻變速等優(yōu)點。它可用高速鉆孔、精密磨削、氣流紡紗、激光通訊、測距、水下攝影、驅(qū)動分子式真空泵高速葉輪、導(dǎo)航設(shè)備和各種驅(qū)動裝置 。 4 異步電動機設(shè)計的任務(wù)與過程 電機設(shè)計的任務(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)濟方面 國家的方針政策和生產(chǎn)實際情況，運用有關(guān)的理論和計算方法，正確處理設(shè)計時遇到的各種矛盾，從而設(shè)計出性能好、體積小、 結(jié)果簡單、運行可靠、制造和使用方便的先進產(chǎn)品。 在設(shè)計前和設(shè)計過程中，設(shè)計人員還應(yīng)認真進行調(diào)查研究，聽取有關(guān)人員的意見和建議。注意理論與實際，設(shè)計與工藝相結(jié)合。例如深入現(xiàn)場，訪問用戶和查詢有關(guān)技術(shù)資料等，一邊以便對所設(shè)計電機的技術(shù)要求、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、生產(chǎn)經(jīng)驗與現(xiàn)有加工條件等有所了解，從而為具體的設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)，減少設(shè)計差錯。 電機設(shè)計是個復(fù)雜的過程，需要考慮的因素和確定的尺寸、數(shù)據(jù)很多，這就難免會遇到錯綜復(fù)雜的矛盾。因此設(shè)計人員必須全面的、綜合的看問題，并能因時因地制宜，針對具體情況采取不同的解決方法 。 電機設(shè)計時通常會給定下列數(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)。 對電機的技術(shù)要求通常在有關(guān)的國家標準或技術(shù)條件中規(guī)定，其內(nèi)容視具體電機而異。 電機設(shè)計的過程可分為： （一）準備階段 通常包括兩方面內(nèi)容。首先是熟悉國家標準，收集相近電機的產(chǎn)品樣本和技術(shù)資料，并聽取生產(chǎn)和使用單位的意見和要求；然后在國家標準有關(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。 如果沒有適當?shù)膰覙藴剩阈杈幹扑O(shè)計產(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)計工作和產(chǎn)品驗收時的技術(shù)依據(jù)。技術(shù)條件可按單個產(chǎn)品制定，也可根據(jù)整個系列或某種型式的電機來制定。 （二）電磁設(shè)計： 本階段的任務(wù)是根據(jù)技術(shù)任務(wù)書的規(guī)定，參考生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，通過計算和方案比較，來確定與所設(shè)計電機電磁性有關(guān)的尺寸和數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算電磁性能。 5 （三）結(jié)構(gòu)設(shè)計： 結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)是確定電機的機械結(jié)構(gòu)、零部件尺寸、加工要求與材料的規(guī)格及性能要求，包括必要的機械計算及通風和溫升計算。 通常，首先根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書中規(guī)定 的防護型式，安裝方式與冷卻方式，再考慮電磁計算中所選負荷的高低，來選取合適的通風冷卻系統(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，并對總裝配草圖進行必要的修改。 結(jié)構(gòu)設(shè)計通常在電磁設(shè)計后進行，但有時也和電磁設(shè)計平行交叉的進行，以便相互調(diào)整。對于新產(chǎn)品或重大產(chǎn)品，根據(jù)需要，設(shè)計過程還可再細分成若干小階段，例如在準備階段之后，增加初步設(shè)計或擴