【正文】 ? 磁路計算 1) 每極磁通 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 49 頁 初設(shè) 39。1jh = 200 = 2mm 轉(zhuǎn)子軛部導條截面積 2jA = FeK tl 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) 計算軛部磁壓降，其中軛部磁壓降校正系數(shù)見文獻 [1]圖附 13a。 平均半匝長 23 0 1. 16 25 0c B c yl l K ?? ? ? ? ?=520mm 式中 cK 是經(jīng)驗系數(shù)， 2 極取 。1 1 1 1w c s c tG C l N Z A N ?? ? ? ? ?? 223 6 33 6 1 . 6 8 1 . 3 81 . 0 5 5 2 0 1 0 1 7 1 4 1 0 8 . 9 1 02 2 2??????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? = 其中， C 是考慮導線絕緣和引線重量的系數(shù)，漆包圓銅線 C=； 39。kwRRNIU ??0 .0 6 9 8 2 8 .1 5 8220??? 轉(zhuǎn)子電阻標幺值 * * *2 BRR R R??=+= 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 22 頁 共 49 頁 工作性能計算 1) 滿載時定子電流有功分量標幺值 *1 39。114j j j FeG pA L ?? = 6 3 34 1 57 34 .2 10 18 0. 50 10 7. 8 10??? ? ? ? ? ? ?= 由硅鋼片損耗曲線查得：齒部鐵損耗系數(shù) hetp = 軛部鐵損耗系數(shù) hejp =定子齒損耗 Fet het tp p G? =?= 定子軛損耗 Fej hej jp p G? = W?? 定子鐵耗 12Fe Fet Fejp k p k p??= 2. 5 21 .0 45 6 2 12 1. 48 4? ? ?= 其中鐵耗校正系數(shù) 1k =， 2k =2 鐵耗標幺值 * FeFe Npp P? 10??? 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 26 頁 共 49 頁 28) 總損耗標幺值 * * * * * *1 1 2c u A s fw F ep p p p p p? ? ? ? ?? =++++= 29) 輸入功率 **1 1NPp??? =1+= 30) 效率 **11 NpP???? ? ? ?% 誤差 = ? ?%%，合格 31) 功率因數(shù) *1*1cos pII?? ?? 32) 額定轉(zhuǎn)差率 * 12* * * *121 AN A F er s fwpS p p p p? ? ? ? ? 0 .0 2 0 91 0 .0 2 0 9 0 .0 0 8 2 7 0 .0 1 7 5 0 .0 1 2 8 3? ? ? ? ?=% 式中 *Ferp3111 2 .5 2 1 .0 4 5 6 1 2 1 2 1 .4 8 4 1 02 .5 21 8 .5F e jr F e trNppp???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ????? = 33) 額定轉(zhuǎn)速 60 (1 )NNfnSp?? ? ?6 0 5 0 1 0 . 0 1 9 7 2 9 4 1 / m in1 r?? ? ? ? 34) 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) * * * 2 * 21112 ( )Nm ST R R X??? ?? ? ?221 972 224 224 04????= 起動性能計算 1) 起動電流假定值 39。一個好的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)既能充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性作用，又能充分利用計算機的高速分析計算能力，即要找到人和計算機的最佳結(jié)合點。 計算機輔助設(shè)計在電機設(shè)計中的應(yīng)用 在電機設(shè)計中應(yīng)用電子計算機是從 50 年代開始的，至今仍在進行廣泛的研究和探索。但要得到一個較典型的、通用性較強的設(shè)計綜合程序并不是輕而易舉的，因此從 60 年代 就已開始發(fā)展的這類程序，至今仍在不斷完善之中。 設(shè)計一般過程 圖表的處理 由手算轉(zhuǎn)變到機算的最突出問題就是曲線和圖表的處理。這種方法對所有 的曲線都可以應(yīng)用，因此是一種通用的方法。下面就列 出在設(shè)計中以上值采用的初值和迭代公式。它最早由貝爾實驗室的 Dennis Ritchie 在 B 語言的基礎(chǔ)上開發(fā)出來，并于 1972 年在一臺 DEC PDP11計算機上首次實現(xiàn)。 b) 語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。 e) C 語言語法限制不太嚴格，程序設(shè)計自由度大 。1jh hj11 轉(zhuǎn)子軛。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦阌谑褂?、維護以及調(diào)試。為了明確定義一種與機器無關(guān)的 C語言，改變這種情況，美國國家標準研究所 (ANSI)為 C 語言制定了一套 ANSI 標準， 成為現(xiàn)行的 C語言標準。它具有繪圖能力強，可移植性的優(yōu)點，并具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件。 循環(huán)量的迭代 在電機設(shè)計中，有些量是需要按試湊法進行迭代運算的。利用插值法可以將曲線轉(zhuǎn)化為一組對應(yīng)的離散化的點，再將其作為一個二 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 32 頁 共 49 頁 維數(shù)組輸入到計算機中。無論是哪一 種類型的設(shè)計程序，計算過程中都不可避免的要出現(xiàn)按試湊法進行迭代運算的情況，如中小型感應(yīng)電動機電磁設(shè)計中的滿載電勢系數(shù)、磁路飽和系數(shù)、效率等?！霸O(shè)計綜合”程序?qū)嵸|(zhì)上就是自動修改并重復分析設(shè)計，最終得到適合給定要求的設(shè)計方案的程序。計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)的銷售額每年以 30%～ 40%的速度遞增，各種計算機輔助設(shè)計軟件的功能越來越完善，越來越強大。創(chuàng)造性的設(shè)計需要發(fā)揮人的創(chuàng)造性思維能力，創(chuàng)造出以前不存在的設(shè)計方案，這項工作一般應(yīng)由人來完成。1 1 1Y t Y c YIJ a N A? 622263 3 .6 1 7 5 2 .4 1 2 1 0 /1 .6 8 1 .5 81 1 6 1 022Am?? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 6211 39。26241 0 . 0 4 3 4 1 0 1 0 4 . 6 2 1 0 2 8 4 3 5 8 . 8 42 2 1 4 3 0 1 0 2 8RR RD Z m N K d pR p A Z? ?? ??? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? =? 導條電阻標幺值 *39。1 1 1 1w Y c s Y Y c Y t YG Cl N Z A N ?? 223 6 33 6 1 . 6 8 1 . 5 81 . 0 5 5 2 0 1 0 1 0 1 6 1 0 8 . 9 1 02 2 2??????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 21 頁 共 49 頁 = 39。sK = 相比較，誤差 =%＜ 1%，合格。 j1 ??? ? = ? ?260 8 12 1 2? ? ?? = ? ? 212p hDL 39。1jh = 32 21111 rhDD si ???= ? ?2 6 0 1 5 0 6 . 00 . 9 9 1 . 8 2 1 8 . 0 1 6 . 023? ? ? ? ? ? = 轉(zhuǎn)子軛部計算高度 39。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 復合絕緣， i? =，槽楔為 h=2mm 層壓板，則槽絕緣占面積為： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 49 頁 iA = i? ? ?2139。cos? 按照任務(wù)書規(guī)定取 39。 手算核算電機的性能 電機的性能指標主要包括電機的效率、功率因數(shù)、起動電流、起動電流倍數(shù)、起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)等。 c） 繞組的選擇 由于所設(shè)計電機為高效率電機，且功 率為 ，因此電機定子繞組采用正弦繞組。 由于所設(shè)計電機為功率較小的兩極電機，因此轉(zhuǎn)子使用平行槽，這樣可以增加集膚效應(yīng)，改善起動性能。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，槽絕緣的彎曲程度較小，不宜損傷。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) 鐵心兩端采用非導磁材料 ； d) 調(diào)整電磁設(shè)計方案 ， 選用合理槽形 、 槽配合，采用 正弦 繞組以削弱合成磁場中的高次諧波 ， 削弱附加損耗和附加轉(zhuǎn)矩 ； e) 適當增大氣隙 ； f) 轉(zhuǎn)子采用少槽 。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 49 頁 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 (分別計算 )中產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗組成。 電機的損耗主要包括以下四類：定轉(zhuǎn)子電氣損耗 ， 基本鐵損耗 ， 機械損耗 ， 雜散損耗。 d) 大大減少對環(huán)境的污染。 高效節(jié)能電機的特點 YX 系列高效率電機是在 Y系列電機電磁設(shè)計的基礎(chǔ)上略作改動，如沖片槽形、鐵心長度、繞組型式等方面進行調(diào)整，使電機具有高效率特性而產(chǎn)生的電氣派生系列。 目前，電機行業(yè)已形成比較完整的產(chǎn)業(yè)體系，中小型電機產(chǎn)品的品種、規(guī)格、性能和產(chǎn)量基本上滿足市場需要。 出于能源節(jié)約和環(huán)境保護的考慮，當前世界上包括我國在內(nèi)的不少國家對電動機系統(tǒng)的節(jié)能都給予了高度重視，均把電動機節(jié)能的重點放在 以上的電動機上。從 19世紀 30年代到 80年代為直流電機時代， 19世紀末葉，出現(xiàn)了交流電，隨之交流電動傳動在工業(yè)中逐步得到了廣泛應(yīng)用， 20世紀 50年代以后，隨著電力電子學理論、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使 電機產(chǎn)品進入快速發(fā)展時期，先進的制造技術(shù)使傳統(tǒng)的電機產(chǎn)業(yè)煥發(fā)出了勃勃生機，交流電機代替直流電機也成為了必然的趨勢。電機產(chǎn)品的發(fā)展過程大約可以劃分為四個發(fā)展階段。因此，電動機的負載率低，效率不高，電能浪費現(xiàn)象十分嚴重。隨著政府對節(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)只是時間問題。目前國內(nèi)電動機產(chǎn)量大，使用面廣，在當前能源和環(huán)境問題極為嚴峻的形勢下，我們有必要開發(fā)節(jié)能電機或高效率電機，以使電動機本身消耗的電能進一步下降 ,從而減少我國電動機系統(tǒng)的用電量。 c) 因為采取了降低損耗的設(shè)計 ， 溫升小 ， 進而延長設(shè)備的使用壽命 ， 提高設(shè)備的可靠性。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機的損耗。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。這些損耗與繞組形式、 節(jié)距、槽形、槽數(shù)、槽配合、槽絕緣、氣隙長度、繞組端部與端蓋距離、槽中導體高度、生產(chǎn)制造工藝的控制水平等因素有關(guān)。 因為電機為高效節(jié)能型電機且功率較小，所以定子采用梨形槽。 綜上，定子槽口寬 01b =～ ，為嵌線方便， 01b 應(yīng)比線徑大 ～ ；定子槽口高度 01h =～ 。 b) 端環(huán)的設(shè)計 端環(huán)的外徑通常比轉(zhuǎn)子外徑小 3mm～ 8mm，以便鑄鋁模定位，端環(huán)內(nèi)徑一般略小于轉(zhuǎn)子槽底所在圓的直徑。因為高效電機為了提高效率，各項損耗都減小了，這使得電機的溫升比普通電機要低，發(fā)熱量少，所以可以選擇軸流式風扇，且軸流式風扇具有效率高（可達 ）的優(yōu)點，可使風扇功耗降低，電機的效率提高。? =92% 5)