【正文】 ? ? ? ???? ? ? ?； (210) 000 213 3 2 3201 1 1011ln111 l n211r B Bbbb hbK S h Sbb b bbbb??????? ? ? ? ????? ?? ??????????； (211) 其中 ? ? 33 2 3 2B hS b b?? (212) ? ?22 312244 122222431 1 14 394 32 1536r r rbK K K bhhhbbb?? ? ?? ?? ? ?? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ??? (213) 其中 ? ? ? ? ? ?21 2 1 22111182rK b bhb?? ? ? ? (214) （ 2） 差值法 電動機設計中用到的圖標和曲線，除了上述計算公式外， 其余的均沒有原始的計算公式。顯而易見，插值節(jié)點數(shù)目越多，即節(jié)點分布越密，相鄰兩節(jié)點間的直線逼近原曲線的程度越好，插值精度越高。 6)擬合法。 邏輯判斷功能 電動機電磁設計程序中，有一些選擇計算項，如槽 形選擇，包括定子有平底槽和圓底槽，轉(zhuǎn)子有梯形槽、裂形槽和閉口槽， 機械損耗計算因不 同 的冷卻方式也有不同的計算公式。有些數(shù)據(jù)是經(jīng)過假定、選代、修正等過程完成的，因此若把握不住這些數(shù)據(jù)的合理范圍，就可能在計算中出錯。檢查這種錯誤最有效的辦法是逐個符號仔細核對，將錯寫的字符改正過來。 ~ ? ? ；轉(zhuǎn)差率 39。 3 ） 參 數(shù) 終止 準 則。 (3)因輸人數(shù)據(jù)設置不當而出錯此種錯誤造成數(shù)值超出機器所規(guī)定的數(shù) 值范圍或不在函數(shù)定義域內(nèi)。另一類則是在設計時需要經(jīng)常調(diào)整改動的數(shù)據(jù)，如電機的額定值、主要尺寸、槽形尺寸、槽數(shù)及各種選擇開關(guān)數(shù)據(jù)等我們將不變數(shù)據(jù)以字符串的形式編 人程序中，并以數(shù)組的形式存放。對于迅速正確調(diào)試程序與試算十分重要。 第三章 三相異步電動機電磁設計 設計思路 電磁設計計算主要包括繞組計算、磁路計算、運行性能計算和起動性能計算等主要內(nèi)容 。額定電流對應于輸入的規(guī)定視在功率；而功電流對應于額定輸出功率。其產(chǎn)生原理與定轉(zhuǎn)子基波磁通及電流產(chǎn)生基波轉(zhuǎn)矩的原理相同。 這種由于在兩次換電流過 分衰減而造成的脈動轉(zhuǎn)矩，會便電劫機的轉(zhuǎn)速發(fā)生一連串的跳躍現(xiàn)象。將原有系列電動機槽形予以改 的 方法如下。其中共模電壓是造成軸電壓和軸承泄漏電流的主要原因。變頻電動機絕緣 損壞 是局部放電、介質(zhì)損耗發(fā)熱、空間電荷感應、電磁 激振 和機械振動等多種因素共間作用的結(jié)果。 這是 變頻電動機通常發(fā)生繞組局部絕緣擊穿， 特 別是繞組首匝附近的匝間絕緣擊穿的 原因。采用閉口槽后既可大大增大槽漏抗，抑制高次諧波電流，降低脈動轉(zhuǎn)矩，又可降低損耗 ，減小振動噪聲。肌膚效應 的強弱取決于轉(zhuǎn)子電流的頻率 2f 和 槽 形 尺寸，頻率越高，槽越深，越嚴重。 由于磁場諧波次數(shù)與轉(zhuǎn)子諧電流次數(shù)不同，所以轉(zhuǎn)矩的方向半周期內(nèi)為正，另半周期內(nèi)為負，轉(zhuǎn) 矩是交變 的，因而一周內(nèi)的平均值為零。當端電壓中有 ? 次電壓諧波 時，就形成了 2? 個轉(zhuǎn)矩，其中包括一個基波轉(zhuǎn)矩。一般，設計感應電動機時，電動機的額定輸出功率 nP 和額定電壓 NU 都是設計任務書規(guī)定了的，因而選用它們作為功率基準值和電壓基準值就較為方便，于是其他幾項基準值便可以求出。 電機電磁設計是較復雜的計算，輸出結(jié)果有百余項，對它的輸出結(jié)果應事先安排好，除滿足一般程序所要求的結(jié)果外，侮個輸出數(shù)據(jù)應有符號說明、排列整齊、方便閱讀，并應能安排多種型式輸出。方案調(diào)整還是直接閱讀與使用都十分重要，應力求使打印結(jié)果清晰明了。 數(shù)據(jù)輸入與輸出方式 數(shù)據(jù)的輸入與輸出是人機交換信息的主要手段，其方法較多，因算法語言和界面設置而異。 在正常情況下，采用上述方案，三個迭代過程都不會出現(xiàn)循環(huán)的情況。15st st st stI I I I? ? ? 上述各式中無撇者為計算值，帶一個“ ’” 者為前一次的修正值或第一次的假設值，帶兩個“ ”者為修正值。 1）參數(shù)假定值。 (1)編制程序時人為造成的錯誤這包括變量標識符或運算符號的錯寫和計算次序調(diào)整不當而使源程序的邏輯關(guān)系發(fā)生了改變等。 程序的出錯處理 電機設計是一項復雜的計算工作，它有別于嚴密的理論 計 算。這條偏差平方和最小的曲線稱回歸曲線。這些曲線的特點是其函數(shù)值取決于兩個自變量的值，是個二元函數(shù)。在已知曲線上任選 n個離散點 (稱為插值節(jié)點 )，其對應的坐標為 ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 2 2 3 3, , , ... ,nnx y x y x y x y、 、 、 當求插值點，所對應的 x 值時，首先尋找包含二的插值區(qū)間，若 1iix x x??? ，插值區(qū)間為 ? ?1,iixx? ， ? ?1, 2, 3,..., 1in??，由此可寫出一元線性插值函數(shù)為 ? ? ? ?11 , 1 , 2 , 3 .. ., 1iiiiyyy y x x i nxx???? ? ? ? ?? (215) 若 1xx? ，插值區(qū)間為 ? ?0,ix ，插值函數(shù)為 11yyxx? 或 ? ?21 1121yyy x x yxx?? ? ?? (216) 若 nxx? ，采用外推法，其插值函數(shù)為 ? ?11nnnnnnyyy y x xxx ???? ? ?? (217) 一元線性插值的實質(zhì)就是用插值點 x 附近兩個插值節(jié)點之間的直線段來代替這段區(qū)間內(nèi)的原曲線，如圖 123 所示。 39。字符型變量的命名以每個漢字字符的漢語拼音第一個字母組成，見表 23 表 23 字符型變量的表示 電子槽形 DZCX 轉(zhuǎn)子槽形 ZZCX 繞組形式 RZXS 定子接法 DZJF 磁鋼形狀 CGXZ 充磁方式 CCFS 冷卻方式 LQFS 導條材料 DTCL 三相相帶 SXXD 硅鋼片牌號 GGPPH 磁鋼材料 CGCL 絕緣等級 JYDJ 電樞槽形 DSCX 電刷材料 DSCL 圖表、曲線的數(shù)學處理 電動機設計中用到的一些圖表和曲線可分成兩種類型。I 用 1I 表示、 39。 2)標識符應盡可能與手算程序中的變量名稱相同。本身不能進行創(chuàng)造性思維只會 按照 人的意志，一步一步地按人們事先編好的程序去執(zhí)行。這些在人工 計算 時，設計人員可以根據(jù)不同的要求直接選取其中的某個公式計算，而在 計 算機程序中必須設置邏輯判斷功能 。只要在計算過程中作適當?shù)奶幚?，同一份程?可以適應不同的計算要求。利用主要設計參量的循環(huán) 還可以得到許多方案。 1 校核 設計 校 核設計程序是按設計人員實現(xiàn)估計好的各設計參量 ，依一定程序步驟計算產(chǎn)品的件能，實際上壓設計的核算 。這種電動機還可通過改變外串電阻調(diào)速。第二種辦法是增購液力偶 合器，先讓電動機空載起動，在由液力偶合器驅(qū)動負載。轉(zhuǎn)子有功電流與轉(zhuǎn)子感應電動勢同相位，其方向可由 “ 右手發(fā)電機定則 ”確定。此外感應電動機還還便于派生各防護型式以使用不同環(huán)境條件的需要，也有較高的效率和較好的工作特性。應用電子計算機設計電機大致可分為以下幾個步驟；選定目標、數(shù)學描點、數(shù)值處理、 編制程序、整理輸入數(shù)據(jù)、檢驗程序和輸出結(jié)果分析。不難看出，“設計綜合”程序?qū)嵸|(zhì)就是自動修改并重復分析設計，最終得到適合給定要求的設計方案的程序。 在工藝水平和機械化、自動化程度方面，小型電機 的機座與轉(zhuǎn)抽加工、靜電噴漆、總裝試驗等自動線均已正式采用；緩沖式?jīng)_模、大型壓鑄機、定子繞組 自動下線機、插槽絕緣機、端部整形機、自動繞線機等新設備及真空壓力浸漬、中型感應電機轉(zhuǎn)子導條環(huán)氧粉末涂敷、機座射壓造型等新工藝的應用、也都使工效大大提高，電機質(zhì)量進一步改進。國內(nèi)企業(yè)借機吸收引進國外先進的技術(shù)，投入大量資金進行技術(shù)改造，引進不 少先進制造設備和測試設備，大大提升了國內(nèi)小功率電機行業(yè)的技術(shù)水平。 隨著電氣化和自動化程度的不斷提高，異步電動機將占有越來越重要的地位。 Visual Basic 開發(fā)了大中型異步電動機電磁設計程序界面 ,其目的是為了使用戶得到一個可視化的工作 界面 ,使電磁設計簡單到只需敲入輸入數(shù)據(jù)即可得到計算結(jié)果和各種特性曲線 ， 同時亦可判斷輸入數(shù)據(jù)是否合理 。 電機是各個行業(yè)生產(chǎn)過程及日常生活中普遍使用的基礎(chǔ)設備，它是進行電能量和機械能量轉(zhuǎn)換的主要器件。 眾所周知，電機單機容量的增加，主要是通過大幅度提高電機電磁負荷和改善冷卻條件來實現(xiàn)的。 據(jù)統(tǒng)計，我國電機耗電占全國耗電量的 60%以上，其中小型三相異步電機耗電約占 35%， 中國各類電動機的裝機容量已超過 4 億 kW，其中異步電動機約占90%，中小型電動機約占 80%，拖動風機水泵及壓縮機類機械的電動機約 億kW?！霸O計分析”程序是按設計人員事先估計好的若干參數(shù) ，依一定程序步驟 來計算產(chǎn)品性能 ，相當于設計的核算。要得到一個較典型的、通用性較強的設計設計綜合程序并不是輕而易舉的，因此從 60 年代 就已經(jīng)發(fā)展的這類程序，至今仍在不斷完善中。無論是哪一 種類型的設計程序，計算過程都不可避免的要出現(xiàn)按湊式法 進行迭代運算的情況，如中小型感應 電動機電磁設計中的滿載電勢系數(shù)、磁路飽和系數(shù) 、效率、啟動電流等。 目前較常用的主要是交流電動機，它可分為兩種： 三相異步電動機。如果電動機軸上帶有機械負載，則機械負載隨著電動機的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，電動機對機械負載做了功。以致只能在輕載狀況下運行，既降低了產(chǎn)量又浪費電能。 （ 2）當前的傳統(tǒng)繞線型電動機為了提高可靠性，多數(shù)不提刷，因此運行時存在下列電能浪費：集電環(huán)和電刷間的摩擦損耗和接觸電阻上的電損耗，電刷至控制柜短路開關(guān)間三根電纜的電損耗，若電動機與控制柜之間距離很長，則該損耗將非常嚴重。 2. 綜合設計 綜合設計程 序 是根據(jù)已知的性能要求，決定 電機 各設計參量的程序，它 可在規(guī)定的產(chǎn)品性能和技術(shù)條件下，自動選擇適當?shù)脑O計參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸 得到滿足要求的 許多可行方案，以供設計人員憑經(jīng)瞼來挑選。優(yōu)化設計程序是近 20 年開始在實際問題中應用且仍在進行多方面探討的一種程序。在計算機程序中，這是絕對不允許的，因為在計算機程序 1tH 與 1th 或 1tB 與 1tb ,只能代 表同一個參量。因此，在計算機程序中應設置檢查錯誤及防止死循環(huán)的措施。 Fortran、 Basic、 Visual Basic 等語言都是 適合工程計算的語言，其中 Visual Basic 是可視化編程語言，不僅適合 工程 計算，還可以編制友好的用 戶界面，提供良好的人機 對 話操作環(huán)境 。計算機是不能識別字母大小寫的，必須把它們用不同的字母或數(shù)字區(qū)分開來，否則將造成計算錯誤，見表 22， 若將各變量名稱的下標字符均用小寫字形表示，這樣看上去更接近手算程序中的變量字形，非常直觀，符合習慣用法。cos? 可用 cos 1FI ， 1U?? 可用 “ DeltaAu1” 表 示等等 。這些圖表和曲線對于人工計算時查找是方便的， 但 對于計算機運算則是不可取的。這些圖表和曲線都是一元或二元函數(shù)關(guān)系，可采用差值方法來處理。為了提高插值精度，必須向計算機 輸入 較多的節(jié)點數(shù)據(jù)，為了克服這一缺點，可以采用拋物線插值 。對于由經(jīng)驗及實驗數(shù)據(jù)形成的連續(xù)性曲線，除按 上 述插值法處理外，還可以用數(shù)學處理對曲線進行擬合，推出擬合公式 。當設計人員用手算程序設計時，可以根據(jù)實際問題直接從 中選取相應的公式進行計算。手算時，設計者憑經(jīng)驗、直覺就會在計算中及時發(fā)現(xiàn)問題，而計算機程序中，必須設宜特殊的環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)這些問題。另一個辦法是找一份已設計好的電磁計算單，用你的計算機程序再重新計算一遍，對比兩者 的計算結(jié)果，可以檢查你的程序是否有錯以及出錯的部位，進而改正你的程序。 ~ ? ；起動電流 ? ? ? ?39。 電 磁計 算 程 序中 ， 一般 39。常見的有以零作分母、計算結(jié)果超過計算機的數(shù)值表示范圍、被開方數(shù)或?qū)?shù)的真數(shù)小于零等等。 (2)數(shù)據(jù)的輸出方式計算結(jié)果的輸出也采用一個專門的輸出界面形成輸出數(shù)據(jù)文件輸出界面應具有保存、打開、打印和形成輸出數(shù)據(jù)文件的功能。可以利用開關(guān)控制變量由條件語句決定在需要時打印輸出。 在三相異步電動機設計中，廣泛采用標幺值進行計算。設計開始時額定電流還不能確定，功電流卻可根據(jù)額定功率求出。其中 1 17... 諧 波 轉(zhuǎn)矩反轉(zhuǎn)， 1 19...次恒定諧波轉(zhuǎn)矩正轉(zhuǎn)。因此，低頻下的 轉(zhuǎn)矩脈動使電動機的最低設有一個下限，這就縮小了電動機的調(diào)速范圍。 計算集膚效應時導條的相對高度BK2BB b ?? ? 式中 Bh — 轉(zhuǎn)子導條實際高度； KBbb — 導條寬和槽寬之比，鑄鋁轉(zhuǎn)子為 1； B? — 轉(zhuǎn)子導條的電阻率； 導條電阻的等效高度和導條電抗的等效高度 ? ??? 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