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畢業(yè)設(shè)計(jì)-150hz三相異步電機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)(完整版)

2025-01-17 13:23上一頁面

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【正文】 2 Ansoft RMxprt 簡介 ................................................... 6 Ansoft RMxprt 概述 ............................................. 6 Ansoft RMxprt 使用說明 ......................................... 7 3 異步電機(jī)電磁設(shè)計(jì) ................................................... 12 概述 .......................................................... 12 電磁計(jì)算給定值與性能指標(biāo) ...................................... 13 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸 ............................................ 13 磁路計(jì)算 ...................................................... 16 參數(shù)計(jì)算 ...................................................... 19 工作性能計(jì)算 .................................................. 23 起動(dòng)性能計(jì)算 .................................................. 25 4 電機(jī)仿真結(jié)果 ....................................................... 28 電機(jī)總體數(shù)據(jù) .................................................. 28 定子相關(guān)數(shù)據(jù) .................................................. 28 轉(zhuǎn)子相關(guān)數(shù)據(jù) .................................................. 29 材料消耗 ...................................................... 29 額定運(yùn)行數(shù)據(jù) .................................................. 30 空載運(yùn)行數(shù)據(jù) .................................................. 31 最大轉(zhuǎn)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù) ................................................ 31 堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) ...................................................... 31 額定工況下的電機(jī)參數(shù) .......................................... 32 電機(jī)性能曲線仿真 ............................................. 33 電機(jī)動(dòng)態(tài)有限元分析 ........................................... 35 結(jié)論 ................................................................. 38 致謝 ................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ............................................................. 41 1 150Hz 三相異步電機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn) 摘 要 : 異 步電機(jī)是 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的電機(jī),其性能的提高具有重要意義 .在文章中簡要介紹了異步電機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),闡述中小型電機(jī)的設(shè)計(jì)方法與步驟,介紹了電磁設(shè)計(jì)的步驟與計(jì)算程序,也述及電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 2 Abstract: The induction motor is the most widespread electrical machinery in the industry and agriculture production. Its performance enhancement has the vital this article,the elementary knowledge of the induction motor designs is briefly method and the step of the middle and small scale electrical machinery design is also electromagism design step and the design putational procedure is introduced. The optimized design of the electric motor is also RMxprt is the puteraided design domain applies one of most widespread brief uses in the motor design and simulation is introduced in this article. Keywords:The electric motor。在電網(wǎng)的總負(fù)荷中,異步電機(jī)的用量約占 60%以上。 按照相數(shù)來分,有單相異步電動(dòng)機(jī),三相異步電動(dòng)機(jī)。注意理論與實(shí)際,設(shè)計(jì)與工藝相結(jié)合。 如果沒有適當(dāng)?shù)膰覙?biāo)準(zhǔn),便需編制所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的技術(shù)條件。對(duì)于新產(chǎn)品或重大產(chǎn)品,根據(jù)需要,設(shè)計(jì)過程還可再細(xì)分成若干小階段,例如在準(zhǔn)備階段之后,增加初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段。 6 2 Ansoft RMxprt 簡介 Ansoft RMxprt 概述 RMxprtTM 是旋轉(zhuǎn)電機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)軟件,能快速計(jì)算各種電機(jī)(感應(yīng)電機(jī)、同步電機(jī)、電子或機(jī)械換向電機(jī)等)的性能指標(biāo)。定子電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 圖 異步電機(jī)等效電路 圖中, R1和 R2 分別為定子電阻和轉(zhuǎn)子電阻; X1 為定子漏電抗包括槽漏抗、端部漏抗和諧波漏抗; X2為轉(zhuǎn)子漏電抗包括槽漏抗、端部漏抗、諧波漏抗和斜槽漏抗。電磁功率(或稱氣隙功率)可 由下式確定: mP = 3* 22I * 2R /s 電磁轉(zhuǎn)矩為: mT = mP /? 式中ω為同步轉(zhuǎn)速,單位: rad/s 9 軸端輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩為: 2T =mT fwT 式中 fwT 為風(fēng)阻和摩擦轉(zhuǎn)矩 輸出功率為: 2P =2T * 2? 式中 2? =? *( 1s)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,單位 : rad/s 輸出功率: 1P =2P + fwP + 2CuP + FeP + 1CuP +sP 式中, fwP 為風(fēng)摩損耗, 2CuP 為轉(zhuǎn)子銅損耗, FeP 為鐵心損耗, 1CuP 為定子銅損耗, sP 為雜散損耗。 RMxprt 對(duì)電機(jī)的任何運(yùn)行工況都考慮了飽和與集膚效應(yīng)的影響,因而非線性參數(shù)計(jì)算和分布參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確度高。 ( 7)堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) 包括堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)據(jù)、堵轉(zhuǎn)相電流、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比、堵轉(zhuǎn)電流與額定電流比、堵轉(zhuǎn)定子電阻、堵轉(zhuǎn)定子漏電抗、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電阻和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子漏電抗。本文所設(shè)計(jì)電機(jī)的功率定為200kW。要 使所設(shè)計(jì)的電機(jī) 性能更加優(yōu)越,則需要一系列詳細(xì)的計(jì)算與設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 Bs2: 定子齒寬計(jì)算: 定子上部齒寬 1tb = 定子下部齒寬 1tb = 齒部基本平行,齒寬 1tb =(平均值) 18 槽滿率 槽面積 SA = 2mm 因此槽滿率 fs =(符合要求) 19 繞組系數(shù) 分布因數(shù) 1pK =1 節(jié)距因數(shù) 1dK = 定子繞組系數(shù) 1dpK = 每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) 1N? 1dpK =40*= 20 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子槽型與轉(zhuǎn)子繞組 相關(guān)尺寸為: Hs0: 2mm; Hs01: 0mm; Hs1: ; Hs2: 25mm Bs0: ; Bs1: ; Bs2: ; Rs: 0mm 16 圖 轉(zhuǎn)子槽型 轉(zhuǎn)子 齒寬 由相關(guān)公式計(jì)算得 : 2tb = 導(dǎo)條截面積 BA = 2mm 由工藝及電流密度確定端環(huán)高度 : 端環(huán)寬度: 由此計(jì)算出的端環(huán)電流密度為 RJ = 磁路計(jì)算 21 計(jì)算滿載電勢(shì) 初設(shè) EK? =, 得 1E =*380V= 22 計(jì)算每極磁通 初設(shè) sK? =,查得 NmK =,得 m? = 1E /4 NmK 1dpK f 1N =23 每極下齒 部 截面積 1tA = FeK il 1tb 1pZ =***15= 2m 2tA = FeK il 2tb 2pZ =***= 2m 24 定子軛部計(jì)算高度 1jh? = 112 iDD? 1sh + 213r = [ ? ( 1++) * 310? + *103 ? ]m =( +) m= 轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度 2jh? = 22 22223i SDD rh? ??=[ 30. 29 9 0. 1 ( 2 0. 49 25 ) *1 02 ?? ? ? ?]m =( ) = 17 軛部導(dǎo)磁截面積 1jA = FeK il 1jh? =**= 2m 2jA = FeK il 2jh? =**= 2m 25 一極下空氣隙截面積 A? =? il =* 2m = 2m 26 找出計(jì)算極弧系數(shù) pa? = 由此求得波幅系數(shù) sF = 27 氣隙磁密計(jì)算 B? = sF ? /A? = 28 對(duì)應(yīng)于氣隙磁密最大值處得定子齒部磁密 1tB = sF ? / 1tA = 29 轉(zhuǎn)子齒部磁密 2tB = sF ? / 2tA = 30 從 DR510 的磁化曲線上找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度 1tH =; 2tH = 圖 DR510 磁化曲線 31 有效氣隙長度 ef? =K? ? = 其中,氣隙系數(shù)由相關(guān)公式計(jì)算得 K? = 32 齒部磁路計(jì)算長度計(jì)算得 18 1tL =11h + 21h +1/3( 21r ) =[(+)+]mm= 2tL = 02h +12h + 22h =( 2++25) mm= 33 軛部磁路計(jì)算長度計(jì)算得 1jL? = 11()2 jDhp? ??*1/2= ( 45 4587 )2 * 2 * 2? ?m= 2jL? = 22()2ijDhp? ??*1/2= ( )2*2*2? ?m= 34 計(jì)算氣隙磁壓降 F? =K? B? ? / 0? = 35 齒部磁壓降 1tF = 1tH 1tL = 2tF
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