【正文】 ?????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? = 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=； 39。 定子導(dǎo)線重量： 39。 平均半匝長 23 0 1. 16 25 0c B c yl l K ?? ? ? ? ?=520mm 式中 cK 是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， 2 極取 。j2h = =， j2B =，于是 j2C = 39。 j2 ??? ? = ? ?60 5 11 2? ? ?? = 14) 有效氣隙長度 ef K???? = = 其中氣隙系數(shù) 1 0 11 21 0 1 0 1( 4 .4 0 .7 5 )( 4 .4 0 .7 5 )tbK t b b? ?? ?? ??= ? ?? ? 21 3 . 0 9 4 . 4 0 . 6 8 0 . 7 5 2 . 51 3 . 0 9 4 . 4 0 . 6 8 0 . 7 5 2 . 5 2 . 5? ? ? ?? ? ? ? ?= 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 17 頁 共 49 頁 2 0 22 22 0 2 0 2( 4 .4 0 .7 5 )( 4 .4 0 .7 5 )tbK t b b? ?? ?? ??= ? ?? ? 21 6 . 6 6 6 4 . 4 0 . 6 8 0 . 7 5 1 . 01 6 . 6 6 6 4 . 4 0 . 6 8 0 . 7 5 1 . 0 1 . 0? ? ? ?? ? ? ? ?= 12K K K? ? ?? = = 15) 齒部磁壓降 1 1 1t t tF H L? = 2310 10 ?? ? ? = 2 2 2t t tF H L? = 2310 10 ?? ? ? = 16) 計(jì)算軛部磁壓降，其中軛部磁壓降校正系數(shù)見文獻(xiàn) [1]圖附 13a。1pa= 1= 6) 定子齒磁密 1tB =t11 .4 2 2 0 .0 1 61 6 2 5 2 .1 0sFA? ??? 7) 轉(zhuǎn)子齒磁密 2tB =2tsAF? = ? T= 8) 定子軛磁密1 12j jB A??= 2 ?= 9) 轉(zhuǎn)子軛磁密2 22j jB A??= ? = 10) 空氣隙磁密 ?B =?AFs? = ? T= 11) 從文獻(xiàn) [1]附錄五的 D23 磁化曲線上找出對(duì)應(yīng) 上述的磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度 1tH =； t2H =； 1jH =； j2H = A/cm 12) 齒部磁路計(jì)算長度 1 1 1 2 1 2 11()3tL h h r? ? ? ? ? 11 .8 2 1 8 .0 1 6 .03? ? ? ?= 2 1 2 2 2 2 21()3tL h h r? ? ? ? ? 11 .6 2 3 3 .0 3 .33? ? ? ?= 13) 軛部磁路計(jì)算長度 ? ? 212p hDL 39。1jh = 200 = 2mm 轉(zhuǎn)子軛部導(dǎo)條截面積 2jA = FeK tl 39。sK =，由文獻(xiàn) [1]圖 35查得 NmK =。 槽有效面積 efA = sA iA =24 81 17 .55 3? = 2mm 槽滿率 ? ? ? ?2 2 2 21 1 1 1 1 2 2 1 0 1 1 . 6 8 6 1 . 5 82 2 4 . 4 2 8s Y t Y Y t Y YfY N N d N dS Aef ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?2 2 2 21 1 1 1 1 2 2 1 7 1 1 . 6 8 4 1 . 3 82 2 4 . 4 2 8s t tf N N d N dS Aef? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? 19) 鐵心長 tl =200mm 鐵心有效長度 2 200 2 f tll ?? ? ? ? ? ? 20) 繞組系數(shù) 短距系數(shù) 11p Y pKK?? =1 13 6 0 1 3 6 0 1036p Z? ??? ? ? 11 32Yq q q?? ? ? 分布系數(shù) ： 11d Y dKK?? =3 10si n si n2210si n 3 si n2 2YYqq?????= 繞 組系數(shù)： 1 1 1 1dp Y dp d Y p YK K K K?? ? ? 1= 21) 每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) 1?N 1dpK = 1 1 1 111 6 0 0 . 9 9 0 1 0 2 0 . 9 9 033Y d p Y d pN K N K?? ??? ? ? ? ? ? ? 磁路計(jì)算 1) 每極磁通 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁 共 49 頁 初設(shè) 39。 15) 每槽導(dǎo)體數(shù) 1sYN =10 1sN? =17 16) 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) 11111110 36231s Y YY NZN ma? ??? ? ??60 11111117 36231sNZN ma? ??? ??? ? ??102 17) 繞組線規(guī)設(shè)計(jì) 在文獻(xiàn) [1]附錄二中選用銅線：高強(qiáng) 度漆包線。 則 1Z = 112mpq =2 3 1 6=36。? 按照任務(wù)書規(guī)定取 39。通過手算電機(jī)的性能，使我了解了電機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算過程，電機(jī)各個(gè)量、參數(shù)的意義、選擇計(jì)算方法，明白了影響電機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)的參數(shù)，循環(huán)量的循環(huán)條件、過程和循環(huán)公式，為下一步電機(jī)性能計(jì)算程序的編寫、調(diào)試奠定了基礎(chǔ)。 d) 風(fēng)扇的選擇 風(fēng)扇的作用在于產(chǎn)生足夠的壓力，以驅(qū)送所需的氣體通過電機(jī)，帶走電機(jī)散發(fā)的熱量，使電機(jī)的 溫度降低。正弦繞組有 Y△串聯(lián)和 Y△并聯(lián)兩種形式，由于 Y△并聯(lián)繞組內(nèi)部回路多，會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，為了降低損耗 ,提高效率，因此設(shè)計(jì)中采用 Y△串聯(lián)繞組。同時(shí)，定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)得選擇還要避免在起動(dòng)過程中產(chǎn)生較強(qiáng)的同步附加轉(zhuǎn)矩、異步附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)和噪聲。轉(zhuǎn)子槽形尺寸的 確定和定子槽形尺寸的確定相類似。 4) 還應(yīng)注意槽形尺寸特別是其深寬比對(duì)電機(jī)參數(shù)（主要為漏抗的參數(shù)）的影響。因?yàn)椴蹪M率太高，會(huì)使嵌線困難、嵌線工時(shí)增加，且嵌線時(shí)極易引起絕緣損傷。 a) 定轉(zhuǎn)子沖片的設(shè)計(jì) 定轉(zhuǎn)子沖片的內(nèi)、外徑尺寸參考國際上同類型電機(jī)的沖片尺寸確定。電機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)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，因此設(shè)計(jì)人員必須全面地、綜合地看問題，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。雜散損耗包括由槽漏磁引起的導(dǎo)體中電流集膚效應(yīng)產(chǎn)生的損耗 ， 定子諧波磁通在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)諧波電流產(chǎn)生的損耗，以及斜槽籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條間的橫向電流在導(dǎo)條與疊片鐵心之間構(gòu)成回路產(chǎn)生的損耗。 機(jī)械損耗 fwp (W)約占總損耗的 5%， 包括風(fēng)扇及通風(fēng)系統(tǒng)的損耗 ， 電機(jī)轉(zhuǎn)子表面即冷卻介質(zhì)的摩擦損耗、軸承摩擦損耗、密封圈摩擦損耗等。降低定子銅耗可采用以下措施：提高槽滿率 ， 縮短繞組端部長度 ； 減薄絕緣 ， 提高槽利用率；降低電磁線的電阻率，可采用新材料。 定轉(zhuǎn)子電氣損耗包括定子繞組 銅耗和轉(zhuǎn)子鋁耗。如果損耗大 ,電動(dòng)機(jī)的溫升就會(huì)提高 ,由此可見電動(dòng)機(jī)中的損耗 ,不僅會(huì)縮短絕緣壽命 ,還將消耗掉很多電能。若 1年運(yùn)行 5000小時(shí) ， 則大約可以節(jié)電 400kWh 。最高效率與額定負(fù)載時(shí)的效率相比，約提高 %～ %，全系列平均提高 %，這有助于提高電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的節(jié)能效果。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 5 頁 共 49 頁 與標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)相比 ， 使用高效率電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是： a) 效率高 ， 節(jié)能效果好。 鑒于我國電力緊張 ,應(yīng)大力推廣節(jié)能電機(jī)。我國 GDP占全球 %，但能源消耗卻占到了全球的 11%，這表明我國經(jīng)濟(jì)運(yùn)行仍是高投入、高消耗、高排放、不協(xié)調(diào)、低效益、難循環(huán)的粗放型經(jīng)濟(jì)增長方式，尚未轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯度?、高產(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)的集約型和節(jié)約型經(jīng)濟(jì)增長方式。同時(shí)， 政府對(duì)節(jié)能產(chǎn)業(yè)實(shí)施政策引導(dǎo)，強(qiáng)化執(zhí)法管理力度，為企業(yè)建立良好的市場(chǎng)環(huán)境。 高效節(jié)能電機(jī) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 4 頁 共 49 頁 高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)是指在運(yùn)行中將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)力時(shí)具有較高的轉(zhuǎn)換效率或較小的轉(zhuǎn)換損耗而節(jié)約電能的電動(dòng)機(jī)。 當(dāng)今的電動(dòng)機(jī)一般都是按照最大負(fù)載下能正常工作為條件來選擇的，但在實(shí)際使用中，電機(jī)卻經(jīng)常是在中載、輕載，甚至在空載狀態(tài)下運(yùn)行。由于人類社會(huì)必須直面能源危機(jī)和解決環(huán)境污染問題，開發(fā)并使用高效率電機(jī)已逐漸成為全球的共識(shí)。 電機(jī)的發(fā)展 縱觀世界電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展歷程，它始終跟隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在相互競爭、相互促進(jìn)中完善著自身，發(fā)生著變革。電的產(chǎn)生、傳輸、使用都離不開電機(jī)，尤其是現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展、人們生活水平的改善、自動(dòng)化技術(shù)的提高及機(jī)器人等都需要大量的電機(jī)。 近十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國外中小型異步電機(jī)的發(fā)展方向大致可歸納為八個(gè)字：“高效、低噪、調(diào)速、智能”。以電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力源，其耗用的電能占全國總發(fā)電量的 60% 以上。因此，今后電機(jī)行業(yè)發(fā)展方向之一將為高效、節(jié)能型電機(jī)。檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出臺(tái)的法規(guī)明確了節(jié)電產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)通過政府制定的節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)產(chǎn)品。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，當(dāng)今世界已進(jìn)入相互競爭、相互依存的時(shí)代，如何增強(qiáng)我國企業(yè)的國際競爭力，推動(dòng)節(jié)能型企業(yè)建立，加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能管理和技術(shù)改造，引導(dǎo)節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不斷提高節(jié)能意識(shí)，資源意識(shí)和環(huán)境意識(shí)，充分發(fā)揮我國企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，持續(xù)、快速、協(xié)調(diào)、健康地發(fā)展，已為形勢(shì) 所迫，成為企業(yè)必須要面對(duì)的問題。 這也告誡企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)、工業(yè)技術(shù)、設(shè)備效率等方面仍有較大空間，應(yīng)深挖節(jié)能潛力。 在年運(yùn)行時(shí)間長，負(fù)載率較高的場(chǎng)合，采用 YX 系列高效率電動(dòng)機(jī)可較大幅度的節(jié)約電能。 YX系列電機(jī)在負(fù)載率 50%～ 100%范圍內(nèi)，具有比較平坦的效率特性，且在 75%負(fù)載率 時(shí)的效率最高。 例如一臺(tái)全封閉自扇冷式電機(jī) ， 規(guī)格為： ， 4 極 ， 200V ， 50Hz，負(fù)載率 100%。這種不能在電動(dòng)機(jī)軸上作為輸出功率所使用的能量叫做損耗。提高電機(jī)的效率 ,主要就是如何降低以上各種損耗 。如何降低定子銅耗 ， 對(duì)提高電動(dòng)機(jī)的效率非常關(guān)鍵。降低鐵心損耗可采取如下措施 ： a) 采用低損耗的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片 ， 采用較薄硅鋼片 ， 減少電機(jī)的渦流損耗 ； b) 調(diào)整槽形 ， 選用合理的磁密 ， 減少基波鐵損耗 ； c) 增加鐵心長 ， 用較多的硅鋼片 ， 減少磁密來降低損耗。 雜散損耗 sp (W)約占總損耗的 10%，是 除上述四種損耗以外的全部損耗。 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過程 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 49 頁 設(shè)計(jì)任務(wù) 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 (如功率、電壓、頻率等 )、技術(shù)要求 (如效率、功率因數(shù)、起動(dòng)電流倍數(shù)、溫升限度等 )，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面國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)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、制造和使用維修方便的先進(jìn)產(chǎn)品。 確定電機(jī)的主要尺寸 電機(jī)主要尺寸的確 定主要是參考國際上已制成的同類型電機(jī)的主要尺寸，并結(jié)合所設(shè)計(jì)電機(jī)的主要性能指標(biāo)來確定。定子槽形尺寸在考慮以下條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁 共 49 頁 1) 槽滿率一般控制在 75%～ 80%左 右，機(jī)械化嵌線時(shí)槽滿率控制在 75%以下。 3) 齒部有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，軛部有足夠的剛度。轉(zhuǎn)子槽形尺寸對(duì)電機(jī)的一系列性能參數(shù)（如起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子銅耗、功率因數(shù)、效率、溫升等）都有相當(dāng)大的影響，其中起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子槽形尺寸的關(guān)系最為密切。 另外，為了減小附加損耗，定轉(zhuǎn)子槽數(shù)一般選擇少槽近槽配合，即定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)相近，而轉(zhuǎn)子槽數(shù)略小于定子槽數(shù)。正弦繞組不僅可以減小電機(jī)的相帶諧波，改善氣隙磁勢(shì)曲線以接近正弦分布，而且提高了繞組的基波分布系數(shù)，從而可減小電機(jī)的雜散損耗約 30%，且使銅耗下降，效率可提高 5%左右。 3) 繞組兩部分產(chǎn)生的磁勢(shì)幅值相等，便可以完全消除或大大削弱 1 1等 61k??（ k =奇數(shù)）次諧波磁勢(shì)，改善氣隙磁場(chǎng)波形，使諧波引起的附加損耗下降。電機(jī)性能的計(jì)算過程主要包括額定數(shù)據(jù)及主要尺寸的確定、磁路計(jì)算（定轉(zhuǎn)子齒部、軛部磁密、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁壓降，電機(jī)總磁壓降，電機(jī)滿載磁化電流等的計(jì)算）、參數(shù)計(jì)算（定轉(zhuǎn)子各部分漏抗，定轉(zhuǎn)子電 阻，端環(huán)電阻，定子導(dǎo)線重量、硅鋼片重量的計(jì)算）、工作性能計(jì)算（定轉(zhuǎn)子電氣損耗，附加損耗，機(jī)械損耗，定子鐵耗，功率，功率因數(shù)，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)等的計(jì)算）和起動(dòng)性能計(jì)算（起動(dòng)時(shí)總電阻、總漏抗、總阻抗，起動(dòng)電流，起動(dòng)電流倍數(shù)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)的計(jì)算）五部分。 3 手算電磁計(jì)算程序 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁 共 49 頁 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸 1) 額定功率NP= 2) 額定電壓 NU =380V（ 接） 轉(zhuǎn)換為 Y 接相電壓 ?NU = 38033NU