【正文】 、槽數(shù)、槽配合、槽絕緣、氣隙長(zhǎng)度、繞組端部與端蓋距離、槽中導(dǎo)體高度、生產(chǎn)制造工藝的控制水平等因素有關(guān)。風(fēng)摩損耗的產(chǎn)生與電機(jī)轉(zhuǎn)速、通風(fēng)方式、風(fēng)扇形式、風(fēng)扇外徑、轉(zhuǎn)子外徑、軸承類型、潤(rùn)滑特性、機(jī)械加工精度及裝配質(zhì)量等有關(guān)。降低轉(zhuǎn)子鋁耗的措施：采用大截面積的轉(zhuǎn)子槽形和加大端環(huán)截面 ； 提高鋁的純度 ， 降低轉(zhuǎn)子電阻。定子繞組銅損耗 1cup (W) 約占總損耗的 40% ， 主要為滿載時(shí)定子繞組在運(yùn)行溫度下的電阻損耗。為了提高效率 ,節(jié)省電力 (節(jié)能 ) ,最好辦法是盡量降低電動(dòng)機(jī)的損耗。 高效率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，因具有輸出效率高、功率范圍廣、價(jià)格低、堅(jiān)固性和維修性好的特點(diǎn)，已在生產(chǎn)生活中被廣泛用作節(jié) 能電動(dòng)機(jī)。 c) 因?yàn)椴扇×私档蛽p耗的設(shè)計(jì) ， 溫升小 ， 進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命 ， 提高設(shè)備的可靠性。 YX系列電機(jī)與 Y系列電機(jī)相應(yīng)規(guī)格相比，效率平均提高3%,功率因數(shù)平均提高約 ，總損耗平均下降 %，其中各項(xiàng)損耗下降的百分比為：繞組損耗約 20%，鐵耗約 10%，雜散損耗約 30%，風(fēng)靡損耗約 40% 。目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量大，使用面廣，在當(dāng)前能源和環(huán)境問(wèn)題極為嚴(yán)峻的形勢(shì)下，我們有必要開(kāi)發(fā)節(jié)能電機(jī)或高效率電機(jī)，以使電動(dòng)機(jī)本身消耗的電能進(jìn)一步下降 ,從而減少我國(guó)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的用電量。近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展受到能源瓶頸制約，日益加劇， 2021年下半年開(kāi)始全國(guó)有11個(gè)省市缺電， 2021年缺電擴(kuò)大到 24個(gè)省市，各地相繼出現(xiàn)不同程度的電荒、煤荒、油荒。隨著政府對(duì)節(jié)能產(chǎn)業(yè)的扶持，節(jié)能觀念的深入普及，打造健康有序的節(jié)電產(chǎn)業(yè)只是時(shí)間問(wèn)題。 從字面上解釋 ， 就是效率值高的電機(jī) ， 即有效輸出功率比輸入功率的 百分 值高的電機(jī)。因此，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率低，效率不高，電能浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。 目前，我國(guó)中小型電機(jī)約有 300 個(gè)系列， 1500 個(gè)品種，產(chǎn)品量大面廣，應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、公共設(shè)施、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，廣泛用于驅(qū)動(dòng)各種風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)械、城市交通及工礦電動(dòng)車輛 、建筑機(jī)械、冶金、有色金屬、紡織、印刷、造紙、石油化工、橡膠、食品等工業(yè)設(shè)備和農(nóng)業(yè)機(jī)械。電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展過(guò)程大約可以劃分為四個(gè)發(fā)展階段。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 1 頁(yè) 共 49 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 題 目： YX1602(IP44)高效節(jié)能型 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 評(píng)閱教師： 2021 年 6 月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 2 頁(yè) 共 49 頁(yè) 目 錄 1 引言 ??????????????????????????????????? 1 電機(jī)發(fā)展 ????????????????????????????????? 1 高效節(jié)能電機(jī) ??????????????????????????????? 2 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過(guò)程 ???????????????????????????? 5 設(shè)計(jì)任務(wù) ????????????????????????????????? 5 設(shè)計(jì)過(guò)程 ??????????????? ?????????????????? 5 3 手算電磁計(jì)算程序 ????????????????????????????? 8 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸 ??????????????????????????? 8 磁路計(jì)算 ???????????????????????????????? 13 參數(shù)計(jì)算 ???????????????????????????????? 16 工作性能計(jì)算 ??????????????????????????????? 20 起動(dòng)性能計(jì)算 ?????? ???????????????????????? 25 4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)說(shuō)明 ???????????????????????????? 28 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展 ?????????????????????????? 28 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 ???????????????????? 29 設(shè)計(jì)一般過(guò)程 ??????????????????????????????? 29 C 語(yǔ)言簡(jiǎn)介 ???????????????????????????????? 30 符 號(hào)對(duì)照表 ???????????????????????????????? 32 程序流程圖 ???????????????????????????????? 37 5 方案比較及選優(yōu) ?????????????????????????????? 40 方案一 ?????????????????????????????????? 40 方案二 ?????????????????????????????????? 41 方案三 ?????????????????????????????? ???? 42 方案四 ?????????????????????????????????? 43 結(jié)論 ???????????????????????????????????? 44 致謝 ???????????????????????????????????? 45 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????????? 46 圖 1 定子沖片圖 圖 2 轉(zhuǎn)子沖片圖 圖 3 繞組展開(kāi)圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 3 頁(yè) 共 49 頁(yè) １ 引言 眾所周知，電機(jī)行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)電制造行業(yè)，其發(fā)展已經(jīng)有二百多年的歷史，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展起著相當(dāng)重要的作用。從 19世紀(jì) 30年代到 80年代為直流電機(jī)時(shí)代， 19世紀(jì)末葉，出現(xiàn)了交流電，隨之交流電動(dòng)傳動(dòng)在工業(yè)中逐步得到了廣泛應(yīng)用， 20世紀(jì) 50年代以后，隨著電力電子學(xué)理論、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使 電機(jī)產(chǎn)品進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，先進(jìn)的制造技術(shù)使傳統(tǒng)的電機(jī)產(chǎn)業(yè)煥發(fā)出了勃勃生機(jī)，交流電機(jī)代替直流電機(jī)也成為了必然的趨勢(shì)。 電動(dòng)機(jī)作為最重要的動(dòng)力設(shè)備之一，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。 出于能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的考慮，當(dāng)前世界上包括我國(guó)在內(nèi)的不少國(guó)家對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能都給予了高度重視，均把電動(dòng)機(jī)節(jié)能的重點(diǎn)放在 以上的電動(dòng)機(jī)上。 我國(guó)發(fā)展高效節(jié)能電機(jī)的意義 我國(guó)正處在深化經(jīng)濟(jì)體制改革和國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，企業(yè)面臨宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控、能源與環(huán)保政策的規(guī)范。 目前，電機(jī)行業(yè)已形成比較完整的產(chǎn)業(yè)體系，中小型電機(jī)產(chǎn)品的品種、規(guī)格、性能和產(chǎn)量基本上滿足市場(chǎng)需要。且 我國(guó)電動(dòng)機(jī)每年所耗電能相當(dāng)于兩億多噸原煤的能量，若電動(dòng)機(jī)效率提高 1%，則我國(guó)每年可節(jié) 約的原煤量約為 200多萬(wàn)噸。 高效節(jié)能電機(jī)的特點(diǎn) YX 系列高效率電機(jī)是在 Y系列電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上略作改動(dòng)，如沖片槽形、鐵心長(zhǎng)度、繞組型式等方面進(jìn)行調(diào)整，使電機(jī)具有高效率特性而產(chǎn)生的電氣派生系列。 b) 運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)的設(shè)備或裝置 ， 節(jié)能效果越明顯 ， 產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性提高。 d) 大大減少對(duì)環(huán)境的污染。 效率的提高 從電動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)造出發(fā)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)把從電源輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能時(shí) ,有一部分能量以熱能形式消耗在電機(jī)內(nèi)部。 電機(jī)的損耗主要包括以下四類：定轉(zhuǎn)子電氣損耗 ， 基本鐵損耗 ， 機(jī)械損耗 ， 雜散損耗。定子銅耗在電動(dòng)機(jī)損耗中占有相當(dāng)大的比例。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 6 頁(yè) 共 49 頁(yè) 鐵心損耗 Fep (W)占總損耗的 20%， 由交變主磁通在定子或轉(zhuǎn)子鐵心 (分別計(jì)算 )中產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗組成。降低機(jī)械損耗可選用與電機(jī)轉(zhuǎn)速相匹配的高效風(fēng)扇及合理風(fēng)路 ， 選用優(yōu)質(zhì)低磨擦軸承、摩擦阻力小的潤(rùn)滑脂、密封圈。降低雜散損耗大致可采取如下措施 ： a) 定子槽采用多槽數(shù) ， 節(jié)距采用 5/6τ ； b) 減小定子、轉(zhuǎn)子槽口寬度 ； c) 鐵心兩端采用非導(dǎo)磁材料 ； d) 調(diào)整電磁設(shè)計(jì)方案 ， 選用合理槽形 、 槽配合，采用 正弦 繞組以削弱合成磁場(chǎng)中的高次諧波 ， 削弱附加損耗和附加轉(zhuǎn)矩 ； e) 適當(dāng)增大氣隙 ； f) 轉(zhuǎn)子采用少槽 。 額定數(shù)據(jù)： 額定功率 NP = 額定電壓 NU =380V 額定頻率 Nf =50Hz 定子相數(shù) m=3 接 技術(shù)要求： 效率 N? ≥ 92% 功率因數(shù) cos? ≥ 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) *mT ≥ 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) *stT ≥ 起動(dòng)電流倍數(shù) sti ≤ 7 設(shè)計(jì)過(guò)程 準(zhǔn)備階段 首先熟悉國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，收集并查看相近電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r、趨勢(shì)、技術(shù)資料，并閱讀一定量的外文專業(yè)資料，然后完成開(kāi)題報(bào)告及外文翻譯。梨形槽可以減少鐵心表面損耗和齒內(nèi)脈振損耗，使有效氣隙長(zhǎng)度 ef? 減小，功率因數(shù)得到改善；且槽面積利用率較高，沖模壽命較長(zhǎng)，槽絕緣的彎曲程度較小，不宜損傷。定子齒部磁密多在 ～ ；因軛部磁路較長(zhǎng)，體積較大，所以一般定子軛部磁密比定子齒部磁密略低，以保證合理的鐵心損耗和空載電流，一般在 ～ 。 由于所設(shè)計(jì)電機(jī)為功率較小的兩極電機(jī)，因此轉(zhuǎn)子使用平行槽，這樣可以增加集膚效應(yīng)，改善起動(dòng)性能。 定、轉(zhuǎn)子槽形尺寸還要在上述估算的基礎(chǔ)上通過(guò) CAD畫(huà)圖來(lái)最終確定。 c） 繞組的選擇 由于所設(shè)計(jì)電機(jī)為高效率電機(jī)，且功 率為 ，因此電機(jī)定子繞組采用正弦繞組。 2) 繞組 Y接部分的相電流在時(shí)間上滯后于△接部分的相電流 30 電角度。 手算核算電機(jī)的性能 電機(jī)的性能指標(biāo)主要包括電機(jī)的效率、功率因數(shù)、起動(dòng)電流、起動(dòng)電流倍數(shù)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)等。該部分在下文第 4部分中將作詳細(xì)的說(shuō)明。cos? 按照任務(wù)書(shū)規(guī)定取 39。 8) 定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) 定子每極槽數(shù) 1pZ =pZ21=362 =18 轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) 2pZ =pZ22=282 =14 9) 定轉(zhuǎn)子沖片尺寸 定子外徑 1D =260mm 定子內(nèi)徑 1iD =150mm 氣隙長(zhǎng)度 ? = 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 11 頁(yè) 共 49 頁(yè) 轉(zhuǎn)子外徑 2D = 1 2 1 5 0 2 0 .6 8iD ?? ? ? ?= 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 2iD =60mm 定子沖片尺寸（如圖 所示）： 01 ? 11 ? 01 ? 11 ? 21 ? 21 ? 轉(zhuǎn)子沖片尺寸（如圖 所示）： 02 ? 12 ? 02 ? 12 ? 22 ? 22 ? 圖 定子沖片圖 圖 轉(zhuǎn)子沖片圖 定子齒寬： 1tb = ? ?12111011 222 Z hhhD i ???? － 221r = ? ?1 5 0 2 0 . 9 9 2 1 . 8 2 2 1 8 . 0 1 2 6 . 036? ? ? ? ? ? ? ?? = 1tb = ? ?111011 22Z hhDi ??? 11b = ? ?1 5 0 2 0 . 9 9 2 1 . 8 2 8 . 836? ? ? ? ? ?= 齒部基本平行，齒寬 1tb =（平均值） 轉(zhuǎn)子齒壁不平行的槽形尺寬計(jì)算如下： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12 頁(yè) 共 49 頁(yè) ? ?12 02 12 2212223223tD h h hbbZ? ??? ? ? ??????? ? ?2148 .64 2 28? ??? ? ? ? ? ?????= 導(dǎo)條截面積（轉(zhuǎn)子槽面積） BA =222222212121202 rhbhbb ??????????? ? = ? ? 21 . 0 6 . 6 3 . 31 . 6 2 6 . 6 3 3 . 022 ???? ?? ? ? ?????2m = 2mm 端環(huán)面積 RA =430 2mm 端環(huán)直徑 RD = 端環(huán)尺寸如圖 所示。1121 rhhbrs ???? = ? ? 22 6 . 0 8 . 8 6 . 01 . 8 2 1 8 . 0 1 222 ???? ? ?? ? ? ????? = 2mm 按附錄三，槽絕緣采用 DMDM 復(fù)合絕緣，