【正文】 的負載特性，故能滿足絕大部分工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的拖動要求。 設計一臺小型三相 異步電動機的意義在于：首先設計電機是電機原理和實踐電機相結合的環(huán)節(jié)，是 設計者綜合運用所學知識解決所學專業(yè)實際問題能力的檢驗，是學習深化知識和提高的重要過程。從 1820 年一直到整個 19 世紀末葉，發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象以及相關的各種法則，誕生的交流電機原型，確立了電機的工業(yè)運用。 進入 21 世紀，在以多媒體和互聯(lián)網(wǎng)為特征的信息時代，電動機和驅動裝置繼續(xù)發(fā)揮支撐作用，向節(jié)約資源、環(huán)境友好、高效節(jié)能運行的方向發(fā)展。主要作用是產(chǎn)生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。按轉子的結構劃分，電動機可劃分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。 異步電機的定子繞組接交流電網(wǎng)，轉子繞組不需與其他電源連接。 ○ 2 旋轉磁場與轉子導體有相對切割運動 ,根據(jù)電磁感應原理 ,轉子導體產(chǎn)生感應電動勢并產(chǎn)生感應電流。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成，槽內(nèi)嵌裝兩套空間互隔 90176。 單相異步電動可 分為單相電阻起動異步電動機，單相電容起動異步電動機、單相電容運轉異步電動機和單相雙值電容異步電動機。廣泛應用于驅動機床、水泵、鼓風機、壓縮機、起重卷揚設備、礦山機械、輕工機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機械以及家用電器和醫(yī)療器械等。中華人民共和國成立后，電機工業(yè)得到了迅速發(fā)展，產(chǎn)品的種類，數(shù)量的不斷增加，技術水平逐步提高。 60年代起即走上自行設計的道路； 50 年代只能生產(chǎn)一般中小型電機，不久后即能生產(chǎn)大型電機設備和特殊用途電機。從目前情況來看，一般或基本系列中小型電機已經(jīng)能夠滿足國民經(jīng)濟各部門的需要，其技術經(jīng)濟指數(shù)也在逐步提高。當前，全球小功率電機年需求量在 50 億臺以上，隨著全球經(jīng)濟一體化進程的加快，小功率電機生產(chǎn)的國際化已基本形成。 我國現(xiàn)行電機優(yōu)勢 是 ： 1)效率水平較高； 2)起動性能較好； 3)噪聲低振動?。?4)防護性能較好； 5)運行可靠使用壽命長； 6)外形美觀大方。下面將國外中小型 電機 的狀況簡述如下： 60 年代初以來，一些主要工業(yè)國家相繼發(fā)展了中小型電機的新系列，或對原有系列進行了改進。 ○ 3 注意從“小型輕量化 ”（減輕重量、降低中心高）轉為注意“省能化”和“無公害化”，提高效率和降低噪聲等。萬花樓大學（ 本科畢業(yè)設計（論文） 6 3 電機設計 電機設計就是根據(jù)用戶提出的產(chǎn)品規(guī)格（如功率，電壓，轉速等）、技術要求（如效率、參數(shù)、溫升限度、機械可靠性要求等），結合技術經(jīng)濟方面國家的方針政策和 生產(chǎn)實際情況，運用有關的理論和計算方法，正確處理設計時遇到的各種矛盾，從而設計出性能好、體積小、結構簡單、運行可靠、制造和使用維修方便的先進產(chǎn)品。對于直流電機，電樞直徑是指轉子外徑；對于一般結構的感應電機和同步電機，則是指定子內(nèi)徑。 ○ 3 參數(shù)計算 電阻、電抗是電機的重要參數(shù)。感應電機轉子電阻的大小對其轉矩特性影響特別突出。因此正確選定及計算這些參數(shù)是極其重要的。此外，損耗的大小還與材料性能，繞組型式，電機結構等等有密切的關系。 ○ 6 電機的冷卻 ○ 7 發(fā)熱計算 ○ 8 結構設計和機械計算 結構設計和機械計算是電機設計的一個組成部分，它主要在電磁設計完成后進行。 表 設計任務書原始資料 產(chǎn)品型號 Y200L4 額定功率 30kW 額定電壓 380V 相數(shù) 3 額定效率 50Hz 聯(lián)結方式 △ 轉速 1475r/m 電流 效率 91% 功率因數(shù) 電機設計的具體方案 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸 ○ 1 額定功率 30NP kW? ○ 2 外施相電壓 3 8 0 ( )NNU U V?? ? ?接 萬花樓大學（ 本科畢業(yè)設計（論文） 8 ○ 3 功電流 313 0 1 0 2 6 . 3 23 3 8 0NKWNPIAmU??? ? ?? 式（ ） ○ 4 按照設計任務書的規(guī)定 效率 91%??? ○ 5 按照設計任務書的規(guī)定 功率因數(shù) cos ??? ○ 6 極對數(shù) p=2 ○ 7 定轉子槽數(shù) 12ZZ、 1）選擇定子槽數(shù)時應考慮： ，除極數(shù)較多或在系列設計中兩種極數(shù)沖片通用的情況外，每極每相槽數(shù) 1q 一般取為整數(shù)。 本 畢 業(yè) 設 計 中 ， 參 考 類 似 規(guī) 格 電 機 取 1 4q? ，則1 1 12 2 3 2 4 4 8Z m p q? ? ? ? ? ?。 ⑵ 可能產(chǎn)生電磁噪聲。 22 44 1124p ZZ p? ? ? ○ 9 確定電機主要尺寸 電機主要尺寸的基本關系式： 2116 . 1 1i e fp N m d pPPD l CA B n na K K? ?????? 式（ ） 由感應電動機計算功率 1 1 1P mEI?? 式（ ） 及感應電動機額定功率 11cosNNP m U I? ??? 式（ ）有 1 1cos NNEPPU ? ???? L? 等于定子繞組的漏阻抗壓降標幺值，則 (1 )L?? 等于滿載電勢的標幺值，即電勢系數(shù) 1 1BLNEK U ? ?? ? ?，綜上， 1(1 )c o sLNPP? ??? ??。 萬花樓大學（ 本科畢業(yè)設計（論文） 10 2116 . 1 1i e fp N m d pPPD l C VA B n na K K? ???? ? ?? （單位為 3m ） 式（ ） 式中 NmK —— 氣隙磁場波形系數(shù)，是有效值與平均值之比。 本畢業(yè)設計中初選 p=?? 。（按生產(chǎn)要求，鐵心通常采用 5mm 進位）。對于功率較小的電機，由經(jīng)驗公式可求的 ? ： 3 3 3 310 .3 ( 0 .4 7 ) 1 0 0 .3 ( 0 .4 7 0 .2 1 0 .2 3 ) 1 0 0 .5 8 2 1 0 0 .6 5 1 0iiD l m m m? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?取于是鐵心有效長度 2 ( 0. 23 0 2 0. 00 06 5 ) 0. 23 13e f il l m m?? ? ? ? ? ? 轉子外徑 21 2 ( 1 2 006 5 ) 087iD D m m?? ? ? ? ? ? 轉子內(nèi)徑先按轉軸直徑?jīng)Q定（以后再校驗轉子軛部磁密）： 2 ? 。 萬花樓大學（ 本科畢業(yè)設計（論文） 12 ○16 每相串聯(lián)導體數(shù) 111 11 4 8 4 8 19234SNZN ma? ?? ? ?? 每相串聯(lián)匝數(shù) 11 192 9622NN ?? ? ? ○17 繞組線規(guī)設計 一般對于大、中、小型銅線電機， J? 可在 64 10? ～ 10 /Am? 范圍內(nèi)選用，本畢業(yè)設計中初選定子電密 21 /J A mm?? ，由下式 計算 得 導線并繞根數(shù)和每根導線截面積的乘積 ： 22111113 3 . 2 4 1 . 6 6 24 5 . 0ic IN A m m m maJ ?? ? ? ?? ? 式（ ） 其中定子電流初步估計值 1 2 6 . 3 2 3 3 . 2 4c o s 0 . 9 1 0 . 8 7KWII A A??? ? ? ??? ? 查附錄 A表 A1選用截面積相近的銅線：高 強 度漆包線，并繞根數(shù) 1 4iN? ，線徑 1 mm? ，漆膜厚度 ～ ，取 ，故絕緣后直徑 mm? ,截面積 21 mm? ? , 211 67 2icN A mm? ? 。采用半閉口槽可以減少鐵心表面損耗和齒內(nèi)脈振損耗，并使有效氣隙長度 ef? 減小，功率因數(shù)得到改善。在 ○12 中求得，為 。一般在 ～ 之間。 為了嵌線方便， 01b? 應比線徑大 ～ 。 ○19 槽滿率 , 槽面積 221 11 2122622 ()222 0 .0 0 5 2 0 .0 0 8 3 0 .0 0 5 2( 0 .0 1 7 0 .0 0 2 )221 8 3 1 0r b rA h hmm?????? ?? ? ???? ? ?? ? ? ??????? 按表 DMDM復合絕緣 , mm?? ,槽楔為 h=2mm層壓板 ,槽絕緣占面積 2 6 221( 2 ) 0 .0 0 0 3 5 ( 2 0 .0 1 7 0 .0 0 5 2 ) 1 7 .6 2 1 0iiA h r m m? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 槽有效面積 6 2 6 2( 18 3 17 .6 2) 10 16 5. 38 10e f iA A A m m? ??? ? ? ? ? ? ? 槽滿率 )(484 623211 ?? ????? ??efif A dNNS ? 符合要求 式（ ） 表 槽絕緣采用復合絕緣材料 電機中心高 mm 槽絕緣形式及總厚度 /mm 槽絕緣均勻伸出鐵心二端長度 mm DMDM DMD+M DMD 80112 (+) 67 132160 (+) 710 180280 (+) 1215 ○20 繞組系數(shù) 1 ? 14 15sin sin22 = 0. 95 815sin 4 sin2 2dqaK aq??? 其中12 2 3 6 0 1548p Z?? ??? ? ? ? 1 1 1 0 .9 6 6 0 .9 5 8 0 .9 2d p d pK K K? ? ? ? 每相有效串聯(lián)導體數(shù) 電機設計 15 11 459 441dpNK? ? ? ? ○21 設計轉子槽形與轉子繞組 按下式預計轉子導條電流 : 112 1 123 3 1 9 2 0 . 9 20 . 9 2 3 3 . 2 4 3 6 844dpNKI K I A AZ? ????? ? ? ? ? 式（ ） 其中 1K 由表 查出 . = 。由 此計算極弧系數(shù) ?? ? ,此求得波幅系數(shù) 11 1 .4 70 .6 8a v pBF B ??? ?? ? ? ??。 5 .2 8 5 /jjH A c m H A c m?? ○20 計算軛部磁壓降 ,其中軛部磁位降校正系數(shù) 如 圖 所示 。 ○ 2 端部平均長 12 ( 2 0. 02 1. 2 0. 15 42 ) 0. 22 5B c yl K d m m?? ? ? ? ? ? ? ○ 3 計算感應電機定子繞組的漏抗為 211 0 114 efNX f lpq? ? ? ??? 式（ ） 除以阻抗基值 21NNKW KW NU m UZ IP????,便可得定子漏抗標幺值 * 1112112()xdpmpXC ZK? ??? 式（ ） 式中 1 1 1 1sE?? ? ? ?? ? ? ?, xC 為漏抗系數(shù) ,等于 20 1 1217 2 324 ( )4 5 0 4 1 0 ( 9 6 0 .9 2 ) 0 .2 3 1 3 3 0 1 03 2 3 8 00 .0 4 9 3 3dp e f NxNf N K l PCm p U ????? ??? ? ? ? ? ? ? ????? 式（ ） ○ 4 按圖 計算定子槽磁導 。 ○ 7 雙層線圈端部軸向投影長： 0 . 1 5 4 2s in ta n ta n 1 5 0 . 0 2 0 6 5 8 922ydsf C m??? ?? ? ? ? ? 式（ ） 定子端部漏抗： * 11 1 . 2 ( 0 . 5 ) 1 . 2 ( 0 . 0 2 0 . 5 0 . 0 2 0 6 5 8 9 ) 0 . 1 5 7 3 50 . 2 3 1 3dE x x xefdfX C C Cl?? ? ? ?? ? ? ○ 8 定子漏抗標 幺 值 * * * *1 1 1 1 ( 0 . 4 4 7 6 0 . 3 2 9 8 0 . 1 5 7 3 5 ) 0 . 9 3 4 7 50 . 9 3 4 7 8 0 . 0 4 9 3 3 0 . 0 4 6 1 1s E x xX X X X C C??? ? ? ? ? ? ?? ? ? 式（ ） ○ 9 轉子漏抗標 幺 值的計算與定子漏抗標 幺 值的計算相似，但要將轉子漏抗折算到