【正文】 大量工作、已形成自己的體系，還制定了電機(jī)專業(yè)的許多國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)正逐步接近國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止我國(guó)生產(chǎn)的中小型電機(jī)系列，除一般電機(jī)或基本系列外，還有防爆、船用、潛水、單繞組多速等派生系列和專用系列。 電機(jī)發(fā)展史 5 ○ 2 技術(shù)狀況及發(fā)展方向 世界電機(jī)制造基地 正在快速地向中國(guó)轉(zhuǎn)移。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制理論發(fā)展，電機(jī)調(diào)速技術(shù)得到迅速發(fā)展，我國(guó)對(duì)電機(jī)繞組、附加損耗、電機(jī)測(cè)試技術(shù)以及超導(dǎo)電技術(shù)在電機(jī)的 應(yīng)用等方面開(kāi)展了一系列研究，取得不少成果：積極采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝，積極開(kāi)展電機(jī)理論、測(cè)試技術(shù)的研究，使我國(guó)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度不斷提高。 國(guó)外發(fā)展 1960～ 1970 年間，全世界電 站的總裝機(jī)容量增長(zhǎng)了 倍，也就是十年間翻了一番以上，這不僅表現(xiàn)于發(fā)電設(shè)備的產(chǎn)量，還表現(xiàn)于單機(jī)容量。 ○ 2 功率等級(jí)和安裝尺寸盡量和國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)接近。 ○ 6 改善結(jié)構(gòu)，提高通用化程度，注意維修使用方便。電機(jī)的主要尺寸是指電樞鐵心的直徑和長(zhǎng)度。通過(guò)磁路計(jì)算還可以校核電機(jī)各部分磁通密度選擇的是否合適。電阻越大，電機(jī)運(yùn)行時(shí)繞組中的電損耗就較大，繞組電流中 的瞬變電流增長(zhǎng)或衰減速度則較快。另一方面漏抗又不宜過(guò)大，否則會(huì)引起同步發(fā)電機(jī)的電壓變化率增大，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，最大和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低，直流電機(jī)的換向條件惡化等。為電機(jī)設(shè)計(jì) 7 了降低損耗就得選取較低的電磁負(fù)荷以及電流密度等，但這樣會(huì)增加電機(jī)的尺寸及材料的耗用量。 以下電機(jī)設(shè)計(jì)部分在本論文中不做要求，故簡(jiǎn)述或不述 。 具體電機(jī)設(shè)計(jì) 結(jié)合表 具體情況設(shè)計(jì)一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)，確定電動(dòng) 機(jī)的 主要尺寸、氣隙、繞組、沖片、工作性能、起動(dòng)性能 ， 得到一臺(tái)合格電機(jī)，在此基礎(chǔ)上，改變部分參數(shù)對(duì)該電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行方案比較 ， 最終 選取最優(yōu) 電磁設(shè)計(jì) 方案。 一般異步電機(jī) 1q 為 2～ 5，功率小、極數(shù)多時(shí)取較小值，對(duì)功率較大的 2 極電機(jī)可達(dá) 6 ～ 9 。 表 三相籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的槽配合 極數(shù) 定子槽數(shù) 轉(zhuǎn)子槽數(shù) 極數(shù) 定子槽數(shù) 轉(zhuǎn)子槽數(shù) 2 18 16③ 6 36 26 33 24 20① 54 27 44 58 64 30 22 26① 72 28 56 58 86 36 28 8 48 44 42 34 54 50 58 64 48 40 72 56① 58 86 4 24 22 10 60 64 36 26 28① 32③④ 34② 48 38 44③ 90 72 80③ 106 114 60 38 47 50 ⑴ 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子一階齒諧波與定子相帶諧波作用產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。 ○ 8 定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) 11 48 1224p ZZ p? ? ? 。對(duì)于中小型感應(yīng)電機(jī)通常取線負(fù)荷 A 在 315 10? ～ 350 10 /Am? 范圍內(nèi) ，本畢業(yè)設(shè)計(jì)中選 取 330 10 /A A m??? ；氣隙磁密 B? 在 ～ 范圍內(nèi)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)中選取 ? ? 。若電機(jī)鐵心不飽和，氣隙磁密分布呈正弦形時(shí)， 2 p? ?? ??，考慮到一般鐵心稍有飽和，設(shè)計(jì)時(shí) p?? 可初步選取為 ～ 。 由設(shè)計(jì)任務(wù)書原始資料，知道 n=1475r/min ,于是下式得 3p153 1 1 35 .69 5 10V= ( ) ( ) ( ) 6 2 0 30 00 0 7 14 75 = 32 8 75 1 10 24 .2 = 10 99 4dp N mpK K A B nm??? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 表 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)主要尺寸比 ? 值的范圍 極對(duì)數(shù) 電機(jī)系列 1 2 3 4 Y(IP44) ～ ～ ～ ～ 根據(jù)上表 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)主要尺寸比 ? 值的范圍 ，取 ?? ,代入下式 ,得331 24 0 . 0 1 0 9 9 4 0 . 2 1 01 . 5i pD V m?? ?? ? ? ? ? 按定子內(nèi)外徑比求出定子沖片外徑 1110 .2 1 0 0 .3 2 8/ 0 .6 4iiDDmDD?? ? ? ? 根據(jù)參考類似電機(jī)資料，直徑最后確定 1D = 于是 111 ( ) 0 . 3 3 0 . 6 4 0 . 2 1 1 2 0 . 2 1ii DD D mD?? ? ? ? ? ? 鐵心的有效長(zhǎng)度221 0 . 0 1 0 9 9 4 0 . 2 4 90 . 2 1ef iVl m mD? ? ? 電機(jī)設(shè)計(jì) 11 取鐵心長(zhǎng)度 ? 。 氣隙 ? 的數(shù)值基本上決定于定子內(nèi)徑、軸的直徑和軸承間的轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度。 ○15 設(shè)計(jì)定子繞組 由下式得每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) 111c o s 0 . 9 1 0 . 8 7 0 . 2 1 3 0 0 0 0 = 1 9 8 . 3 4 6 1 1 9 83 2 6 . 3 2iKWDAN mI? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? 式（ ） 取并聯(lián)支路 1 4a? ， 則 每槽導(dǎo)體數(shù) 1 1 1113 4 1 9 8 4 9 .548S m a NN Z ?? ??? ? ? ? 式（ ） 取 1 48SN ? ， 于是每線圈匝數(shù)為 48。這兩種槽形一般用于功率在 100kW 以下，電壓為 500V 以下的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，因?yàn)檫@些電機(jī)通常采用由圓導(dǎo)線繞成的散嵌繞組。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)中初步取1 ? ? ， 由 下式估計(jì)定子齒寬： 1110 . 0 1 3 7 4 0 . 6 7 0 . 0 0 6 9 20 . 9 5 1 . 4iF e itBb m mKB ?? ?? ? ?? ? 式（ ） 1t —— 定子齒距。 按下式估計(jì)定子軛部計(jì)算高度 1 1 0 . 1 6 4 8 5 0 . 6 8 0 . 6 7 0 . 0 3 1 62 2 0 . 9 5 1 . 2 5pj F e jBh m mKB ??? ?? ??? ? ? ?? ?? 式（ ） 式中 ， 1jB? —— 定子軛部磁密；因軛部磁路較長(zhǎng)，體積較大，因此一般 1jB? 取得比 1iB? 略低，以保證合理的鐵心損耗和空載電流。 一般取槽口寬 01 ? ～ 。齒寬計(jì)算如下： 圖 定子槽型圖 1 01 11 211 211( 2 2 2 ) 2( 0 .2 1 2 0 .0 0 1 0 .0 3 4 ) 2 0 .0 0 5 1480 .0 0 5 6 9 2 5iiD h h hbrZmm??? ? ???? ? ???? ? ?????? 1 01 111 111( 2 2 )( 1 2 01 2 014 ) 48iiD h hbbZmm??????? ? ? ???????? 萬(wàn)花樓大學(xué)（ 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 齒部基本平行，齒寬1 0 .0 0 5 6 9 2 5 0 .0 0 5 7 5 1 5 0 .0 0 5 7 2 22ibm???（平均 值）。 磁路計(jì)算 ○ 1 計(jì)算滿載電勢(shì) 初設(shè) (1 ) ???? ? ?,由下式 ,得 1 ( 1 ) 0. 94 38 0 35 7. 2LNE U V V?? ?? ? ? ? ? ○2 計(jì)算每極磁通 初設(shè) ?? ,由圖 查得 ? ,由下式得 p??p??0 . 841 . 121 . 101 . 081 . 061 . 041 . 021 . 001 . 0 2 . 0 3 . 00 . 800 . 760 . 720 . 680 . 640 . 60sKNmKNmK 圖 感應(yīng)電機(jī)的 ()psfK?? ? 及 ()Nm sK f K? 曲線 電機(jī)設(shè)計(jì) 17 1113 5 7 . 2 0 . 0 1 8 4 6 7 5 0 54 4 1 . 0 9 5 0 . 9 2 5 0 9 6N m d pE WbK K fN? ? ? ?? ? ? ? 式（ ） 為計(jì)算磁路各部分磁密 ,需先計(jì)算磁路中各部分的導(dǎo)磁截面 : ○ 3 每極下齒部截面積 21 1 122 2 20 .9 5 0 .2 3 0 .0 0 6 9 2 1 2 0 .0 1 8 1 4 4 2 40 .9 5 0 .0 0 7 9 6 0 .2 3 1 1 0 .0 1 9 1 3 1 8 6i Fe i i pi Fe i i pA K l b Z mA K l b Z m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ○ 4 定子軛部計(jì)算高度 3311 21110 .3 2 7 0 .2 1 5 .2 1 0( 1 7 1 .0 5 .2 ) 1 02 3 2 30 .0 3 7 9 3ij DD rh h mm?????? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? 轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度 3322 2222 0 . 2 0 8 7 0 . 0 7 5 2 . 4 1 0( 2 7 0 . 7 2 . 4 ) 1 0 0 . 0 3 7 5 52 3 2 3ij DD rh h m m?????? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????軛部導(dǎo)磁面積 211222 793 770 5 755 467 5j Fe i jj Fe i jA K l h mA K l h m?? ? ? ? ??? ? ? ? ? ○ 5 一極下空氣隙截面積 e fA l m?? ? ? ? 式（ ） ○ 6 磁路計(jì)算所選的是通過(guò)磁極中心線的閉合回路 ,該回路上的氣隙磁密是最大值B? 。 ○17 定子軛部磁密 電機(jī)設(shè)計(jì) 19 1 311 1 0 . 0 1 8 4 6 7 5 0 7 1 . 1 1 42 2 8 . 2 8 7 7 0 5 1 0j jBTA? ?? ? ? ? ?? ○18 轉(zhuǎn)子軛部磁密 2 321 1 0 . 0 1 8 4 6 7 5 0 7 1 . 1 2 52 2 8 . 2 0 4 6 7 5 1 0j jA? ?? ? ? ? ?? ○19 對(duì)應(yīng)上述磁密強(qiáng)度： 125 .1 2 6 / 。 平均半匝長(zhǎng)： 0 .2 7 1 .2 0 .1 5 4 2 0 .4 5 5c B c yl l K m?? ? ? ? ? ? 其中 cK 是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， 2極取 ， 6 極取 ， 8 極取 。 ○ 5 只在鐵心部分有槽漏抗，因而計(jì)算槽漏抗時(shí)要乘上 iefll * 11122112 2 3 2 0 . 2 3 1 . 5 2 4 1 0 . 4 4 7 64 8 0 . 9 2 0 . 2 3 1 3is s x x xd p e flmpX C C CZ K l ? ? ? ? ?? ? ? ???； ○ 6 考慮到飽和的影響，定子諧波漏抗計(jì)算 * 11112 2 21 1 12 3 223 648 5 056 5 12 10 2 49xxdp e f dp Zxxm p m sX C CZ K K KCC??????? ??? ? ? ????? ? ? ?? 其中由 1 4q? ， 1?? 可查表得 ?? 。 ○13 轉(zhuǎn)子繞組端部比漏磁導(dǎo)按下式計(jì)算，于轉(zhuǎn)子繞組端部漏抗標(biāo)幺值 * 12222 0 .2 5 2 3 0 .7 5 7( ) ( )2 2 20 .7 5 7 0 .1 5 6 0 .1 2 7 60 .2 3 1 3 4RRE x xe f e fxxm p Z D DX C CZ p l p l pCC? ? ?????? 式（ ） ○14 轉(zhuǎn)子斜槽漏抗按下式計(jì)算 * 2 * 2220 . 0 1 4 5 70 . 5 ( ) 0 . 5 ( ) 0 . 3 3 6 0 0 . 1 6 0 90 . 0 1 4 8 9sks k x xbX X C Ct ?? ? ? ? ? 式（ ） ○15 轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺 值 * * * * *2 2 2 2( 0. 76 17 0. 33 60 0. 12 76 0. 16 09 )1. 38 61 0. 06 84s E s kxxX X X X XCC??? ? ? ?? ?