【導讀】高他的性能有著重要的意義。依照中小型電機的設計方法與步驟進行電機設計，算轉子、定子沖片和鐵心各部分尺寸及繞組數(shù)據(jù)，進而核算電機各項參數(shù)及性能，并對設計數(shù)據(jù)做必要的調整，直到達到設計要求。在計算機輔助設計方面，通過。案，通過比較分析得出最佳設計方案，完成電機設計全部內容。三相感應電機概述················································1. 國內外電機制造工業(yè)發(fā)展狀況······································2

　　

【正文】 9 9 17 0 90 0 90 1 ????? ???Npp? ，誤差 %? ，合格。 9 功率因數(shù) os 11 ??? ??II P?，符合要求。 9 額定轉差率 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 26 頁 共 62 頁 % 2 2 ??????????? ?????fWsF e rAlAlN pppp ps 式中 211??????? ??????? ????????? ?????NF e irF e jrF e r Pppp 9 額定轉速 ? ? ? ? ? ? m i n/ 5 3 11 0 1 9 rsp fsnn NNN ????????? 9 最大轉矩倍數(shù) ? ? ? ? 1 222211 ????? ???? ?? ???? ?XRR sT Nm，符合要求。 啟動性能計算 100、假設啟動電流 ? ? AAITI KWmst )(~39。 ????? ? 10啟動時產(chǎn)生漏抗的定轉子槽磁勢平均值 AAZZKKKNIFpdUsstst3 6 7 0) 3 9 9 8 3 3 (202112111139。???????? ?????????????? ?? ?? 由此磁勢產(chǎn)生的虛擬 磁密 TTFB stL 600 ??? ???? ????? 其中修正系數(shù) 210 ??????? tt ?? 10起動時漏抗飽和系數(shù) ?zK ， ?? zK 10 漏磁路飽和引起的定子齒頂寬度的減小 ? ?? ? ? ? mmKbtc zs 330111 ?? ????????? 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 27 頁 共 62 頁 10 漏磁路飽和引起的轉子齒頂寬度的減小 ? ?? ? ? ? mmKbtc zs 330222 ?? ????????? 10 起動時轉子槽比漏磁導 ? ? ? ? ? ? 7 5 3 7 5 7 4 9 6 3 3 ?????????? LLUUUsts KK ???? 其中 2 4 7 011 101 11011 ????????? ???? bc cb hh s sU? 10 起動時定子槽漏抗 ? ? ? ? xxss stssts CCXX 154 753 ???? ?? ?? 10 起動時定子諧波漏抗 ? ? xxzst CCXKX ???? ?? ?? 10 起動時定子漏抗 ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? ???? xEststsst CXXXX ?? 10 考慮集膚效應的轉子導條相對高度 0 1 4 100 4 9 600 2 8 8 6323 ???????? ??? BsBB fbbh ?? 其中 ?Bh 是導條高度。 1 集膚效應引起的電阻增加系數(shù) FK 和漏抗減小系數(shù) xK 0~ ?? RRKF 0~ ?? XXKx 11 起動時轉子槽比漏磁導的減小 9 2 0 202022 ???????????? ??? bc cbh s sU? 于是起動時轉子槽比漏磁導 ? ? ? ? ? ? 6 2 0 ????????? LxUUsts K ???? 11 起動時轉子槽漏抗 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 28 頁 共 62 頁 ? ? ? ? xxs stssts CCXX ???? ?? ??? 11 起動時轉子諧波漏抗 ? ? xxzst CCXKX ???? ?? ?? 11 起動時轉子斜槽漏抗 ? ? xxskzstsk CCXKX 0 7 1 7 0 ???? ?? 11 起動時轉子漏抗 ? ? ? ? ? ? ? ?? ? 2222 ?????? ?????????xxEstskstSTSst CCXXXXX ?? 11 起動時總漏抗 ? ? ? ? ? ? 1 2 2 6 6 5 5 ????? ??? ststst XXX ??? 11 起動時轉子電阻 ? ? ?????? ??? RBFst RRKR 11 起動時總電阻 ? ? 0 4 9 8 0 2 5 1 ????? ??? stst RRR 11 起動時總 阻抗 ? ? 2222 ????? ??? ststst XRZ ? 1 起動電流 AAZII stKWst 9 71 1 5 ??? ? 誤差 % ?? ，合格。 12 起動電流倍數(shù) 3 3 9 71 ???? IIi stst，符合要求。 12 起動轉矩倍數(shù) ? ? ? ? ? ? 11 02 80 222 ??????? ???Nst stst sZRT，符合要求。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 29 頁 共 62 頁 下面將這臺電機的主要性能指標與技術條件中的標準作一比較： 標準值 計算值 偏差 效率 ? +% 功率因數(shù) ?cos +3% 最大轉矩倍數(shù) *mT +% 起動轉矩倍數(shù) *stT 2 +% 起動電流倍數(shù) sti % 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 30 頁 共 62 頁 3 計算機輔助設計 VB 簡介 Microsoft 公司推出 windows 以后，立即以其新穎的圖形用戶界面、卓越的多任務操作系統(tǒng)性能、高層次的軟件開發(fā)平臺而風靡全球。尤其 windows 環(huán)境下 office 實用軟件的方便使用，使不少熟悉 DOS 軟件開發(fā)的用戶想到自己手動設計用戶界面，以滿足各種應用程序的需要。然而即使對有經(jīng)驗的程序員來說，其工作難度也是相當大的。為了編寫 windows 環(huán)境下的運行程序，必須建立相應的窗口、菜單、對話框等各種“控件”，程序的編制也顯得越來越復雜 ]10[ 。 1991 年 microsoft 公司推出 的應用程序開發(fā)工具 —— visual basic，使這種情況有了根本的改變。 Visual 意為“可視化的”，指的是一種開發(fā)圖形用戶界面（ GUI）的方法，所以 visual basic 是基于 basic的可視化的成語設計語言 ]11[ 。在 visual basic中，既繼承了其先輩 basic 所具有的程序設計語言簡單易用的特點，其編程機制又采用面向對象、事件驅動的編程機制，用一種巧妙地方法把 windows 的編程復雜性封裝起來，提供了一種所見即所得的可視界面設計方法，給廣大非計算機專業(yè)的 人學習、使用、研究和開發(fā) windows 下的應用程序帶來了福音 ]12[ 。 Visual basic 最初是由 microsoft 公司于 1991 年推出的，剛推出 visual basic 也有缺陷，功能也相對少一些。經(jīng)過 microsoft公司的不斷努力， 1993年推出的 已經(jīng)初具規(guī)模，進入實用階段，利用 VB 可以快速創(chuàng)建多媒體、圖形界面等的應用程序。 1995 年、 1997 年和 1998 年相繼推出的 、 VB 0 和 VB 0，在開發(fā)環(huán)境、功能上進一步完善和補充，尤其在數(shù)據(jù)庫 管理、網(wǎng)絡應用方面更甚一籌，使得 VB 成為許多程序員首選地編程工具。 由于 VB 的程序 結構簡單，編寫程序對系統(tǒng)的資源占有極低。即使考慮到 VB 程序本身編譯和運行效率較低的不足，但是它的快捷的開發(fā)速度，簡單易學的語法，體貼便利的開發(fā)環(huán)境，使得其成為目前世界上使用最廣泛的程序開發(fā)工具之一。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 31 頁 共 62 頁 程序說明 在本程序中，首先要解決的問題就是變量的定義問題，由于 VB 無法輸入下角標和不區(qū)分大小寫字母，所以在編程之前，應先制作變量名稱對照表，規(guī)定各個變量代表的意義，方便查閱和修改。 另外 一個問題就是計算過程中需要查表和查曲線圖的步驟如何在應用程序中實現(xiàn)。根據(jù)導師知道的方法，在查閱專業(yè)期刊，以及電機設計教材后，利用數(shù)據(jù)離散數(shù)學將各表格和曲線轉化成函數(shù)組，作為公式代入程序。本程序還采用了直接輸入與程序實現(xiàn)相結合的方法，就是在需要輸入初設值的步驟彈出輸入框，手動輸入初設數(shù)值，而在需要查閱圖表、曲線或誤差校正時，由程序實現(xiàn)，這樣既不會影響程序的自動化水平，又便于對計算過程中某些參數(shù)進行修改，從而得到多種可行方案；另一方面，這樣也是程序的用途多樣化，可以計算多種規(guī)格電機的電磁部分，通用性較強。 設計方法 電動機的電磁設計程序分析，從本質上說，它就是由手算程序轉化而來的。在轉變過程中，曲線和圖表、迭代的處理是最突出的問題。 曲線和圖表的處理 在工程設計中經(jīng)常要根據(jù)圖表或曲線查定某一參量的數(shù)值。手算時，這一問題可以很方便的用尋找坐標的方法來實現(xiàn)。但目前在計算機上尚無法直接按這樣的步驟去工作，所以必須對曲線和圖表進行必要的處理，使其邏輯能微機械所接 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 32 頁 共 62 頁 受。通常的處理方法有兩種：公式法與差值法 ]13[ ，下面將分別進行介紹： a、公式法 電機設計 中要用到很多類型的曲線，如果有可能找出函數(shù)關系來代替原曲線，則既可節(jié)省大量存貯單元，使程序變得簡潔，又能節(jié)省計算時間。這就是曲線的公式化。其基處理途徑：將繪成的曲線恢復為原來的理論公式，一般不必再驗證其精確度，但是在電機設計所用曲線中，有些不是理論指導的，如硅鋼片磁化曲線；有些雖有來源但計算過份復雜 ]14[ 。機算中有必要把這些曲線公式化。公式化的步驟是首先根據(jù)曲線形狀確定公式類型，如直線，拋物線，雙曲線等；然后用待定系數(shù)法在常用范圍內由曲線的已知點求公式的系數(shù)。有時也可 以采用分段函數(shù)擬合，即不同段的函數(shù)采用不同的的曲線類型，以獲得最佳的擬合效果。 b、差值法 插值法的實質 ： 對于有 )(xfy? 的函數(shù)關系的一條曲線，在使用計算機時不可能將無限多組的對應數(shù)據(jù)都存貯于機內。因此只能將曲線“離散化”，輸入有限個對應數(shù)據(jù)，它們分別和曲線上有限個離散點對應，相鄰兩離散點間的數(shù)據(jù)則依人為選定的函數(shù)關系來表示，這就是插值法的實質。 電機設計中有許多曲線和圖表，例如磁化曲線、感應電機飽和系數(shù)曲線等，都是一元函數(shù)關系，多用一元插值法，手算時可查曲線 和圖表中的相應值；機算時可用線性或拋物線插值代替查曲線或圖表 ]15[ 。 磁化曲線中可以將 B 值小的部分用線性插值，因為這段曲線近似是直線； B值大的部分用拋物線插值，因為這段曲線已與直線差得很多。 ① .線性插值 線性插值的實質就是將整條曲線用分段直線代替 ]16[ 。差值點越多，段數(shù)就分的越多，分段直線就越逼近真實曲線，計算精度越高。一般而言，取有限個點就能滿足工程實踐對精度的要求。而且用計算機強大的處理能力來實現(xiàn)循環(huán)計算，速度非?？欤?且準確率極高，因此線性插值在工程中應用很廣 ]17[ 。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 33 頁 共 62 頁 2,2,110)()(11111??????????????????????njxxxnxxjxxiyyxxxxyxyjnjiiiiii?? ② .拋物線插值 采用拋物線插值時，設最靠近插值點 x 的三個插值點的編號 分 別 為 k,k+1,k+2, 則計算 x 處 函 數(shù) 值 y(x) 的 拋 物 線 插 值 函 數(shù) 為 kiikikjij jkjiyxxxxxyyxxxxxxxxyxxxxxxxxyxxxxxxxxxy? ?????? ??????????????????2 232313212322232312132)()())(())(())(())(())(())(()( 迭代的處理 一個電機設計程序不可避免的要包含多處迭代過程，各個迭代過程的處理方法大致相同，但細節(jié)各自可以不同。需要迭代的各參數(shù)初設值是根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計資料給出的。經(jīng)過迭代 數(shù)值更精確，充分利用了計算機的計算性能 ]18[ 。但是考慮到過程計算所允許的誤差，可以用到有限的步驟算出具有指定精確度的近似解。計算中用到的迭代公式主要有 ( ) / 8E E E EK K K K?? ?? ? ? ( ) / 3S S S SK K K K?? ?? ? ? ? ?/5? ? ? ??? ?? ? ? ? ? /8st st st stI I I I?? ?? ? ? 具體值要根據(jù)以上迭代過程計算的經(jīng)驗選取。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 34 頁 共 62 頁 程序流程圖 程序流程圖見圖 。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 35 頁 共 62 頁