【導(dǎo)讀】究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。基本結(jié)構(gòu)和工作原理。其次，運(yùn)用異步電機(jī)的基本設(shè)計(jì)方法—磁路分。最后，對(duì)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，比較不同優(yōu)化方案下電機(jī)性能指標(biāo)。本文的研究成果對(duì)今后的研究奠定了基礎(chǔ)。

　　

【正文】 . 2 %c os 220 6NNU I PUI?? ?? ? ? ?? ? ????， 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)與方案調(diào)整 21 0 . 6 9 0 . 6 5 6= = 0 . 0 4 9 0 . 0 50 . 6 9??? ? ? ?－ ，符合要求 （ 8）有效材料 108. 硅鋼片重量 3317 .8 1 0 7 .8 0 .9 6 7 .8 9 5 .2 1 0 2 .7 3 3 4F e F eG K b D l k g??? ? ? ? ? ? ? ? ? 109. 定子繞組銅重量 551 1 18 .9 ( 2 ) 1 0 8 .9 2 1 3 4 0 .2 5 4 7 2 0 .3 6 1 .0 5 1 0 0 .1 5 0 1Cu pG p W S l C k g??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 110. 電樞然組銅重量 558. 9 10 8. 9 77 9 0. 25 47 11 .1 26 1. 05 10 0. 20 6Cua a aG NS l C k g??? ? ? ? ? ? ? ? ? 電機(jī)調(diào)整方案 電機(jī)的重要數(shù)據(jù)可以通過前面的章節(jié)初步確定，但是欲得到合理的方案設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，則需要通過計(jì)算機(jī)調(diào)試來獲得，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如果不能滿足要求，則需要進(jìn)行再次方案調(diào)整，直至符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和 用戶要求。電機(jī)方案的調(diào)整和優(yōu)化是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，要綜合考慮電機(jī)主要參數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響。下面我們把計(jì)算中可能遇到的問題、調(diào)整方法以及調(diào)試方案所得分析介紹如下。 現(xiàn)象 原因 調(diào)整方法 注意事項(xiàng) 一、效率低 定子鋁（銅）損耗大 降低定子繞組電阻： （ 1）增大導(dǎo)線面積 （ 2）減少每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)（即減少每槽導(dǎo)體數(shù)） （ 3）減少繞組端部長(zhǎng)度 （ 1）槽滿率增高，嵌線困難 （ 2）用鋁（銅）量增加 （ 1）漏抗減小，起動(dòng)電流增高 （ 2）齒、軛部磁密增高，鐵耗增加，功率因數(shù)可能下降 （ 1）嵌線困難 轉(zhuǎn) 子鋁（銅）損耗大 降低轉(zhuǎn)子繞組電阻： （ 1）增大轉(zhuǎn)子槽面積 （ 2）端環(huán)尺寸放大（特別是兩極電機(jī)） （ 1）齒、軛部磁密增高，功率因數(shù)下降 （ 2）轉(zhuǎn)子電阻減小，引起起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降 （ 1）過厚可能引起裂紋、縮孔 鐵耗大 降低定子鐵心成磁密： （ 1）減小定子內(nèi)徑（中圓）、改變定子槽形，適當(dāng)?shù)亟档投?（ 1）轉(zhuǎn)子齒、軛部磁密增高 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)與方案調(diào)整 22 子磁密，使定、轉(zhuǎn)子齒、軛磁密和損耗分配合理 （ 2）增加鐵心長(zhǎng)（特別是設(shè)法增加凈鐵心長(zhǎng)，如采取氧化膜、退火等工藝措施，注意提高涂漆質(zhì)量） 降低旋轉(zhuǎn)鐵耗： （ 3）減少定轉(zhuǎn)子槽口寬度以及采用閉口槽（一般用于轉(zhuǎn)子）和 磁性楔（一般用于定子） 調(diào)整鋁（銅）耗與鐵耗分配： （ 4）增加定子繞組匝數(shù) （ 1）用鐵量增加 （ 1）漏抗增加，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩下降 （ 1）鋁（銅）損耗增加 機(jī)械損耗大 （ 1）減小風(fēng)扇尺寸 （ 2）軸承潤(rùn)滑油適合 （ 3）提高裝配質(zhì)量 （ 1）溫升升高 雜散損耗大 （ 1）工藝處理（轉(zhuǎn)子脫殼、硅鋼片退火等）減少橫向電流損耗 （ 2）選擇合適槽配合 （ 3）適當(dāng)增大氣隙 （ 4）采用磁性槽楔、閉口槽和合適的轉(zhuǎn)子槽斜度等 （ 1）注意附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)和噪聲 （ 1）功率 因數(shù)下降 （ 1）漏抗增加，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩下降 二、功率因數(shù)低 磁化電流大 （ 1）增加定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)，使磁通密度下降 （ 2）增加鐵心長(zhǎng) （ 3）減小氣隙 （ 4）調(diào)整槽形尺寸，使定轉(zhuǎn)子齒、軛磁密分布合理 （ 1）電抗電流有所上升（ 2）漏抗增大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩下降 （ 1）用鐵量增加 （ 1）雜散損耗增加 （ 2）可靠性下降 （ 3）諧波漏抗增加 漏電抗大 （ 1）減少每槽導(dǎo)體數(shù) （ 2）減少鐵心長(zhǎng) （ 3）改變槽形尺寸，減少槽漏抗 （ 1）磁化電流增加 三、起動(dòng)電流大 漏電抗小 （ 1）增加每 槽導(dǎo)體數(shù) （ 2）改變定轉(zhuǎn)子槽形，使槽變成深而窄 （ 3）減小槽口，肩部斜度增加（即 α角增大）使漏磁磁路不致過分飽和 （ 1）定子鋁（銅）損耗增加、效率降低 （ 2）漏抗大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低 （ 1）軛部磁密過飽和，功率因數(shù)下降 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)與方案調(diào)整 23 四、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩小 漏電抗大 （ 1）適當(dāng)減少定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù) （ 2）改變定轉(zhuǎn)子槽形，增加槽寬、減小槽高 （ 1）起動(dòng)電流增大 （ 1）定轉(zhuǎn)子齒磁密過飽和，引起功率因數(shù)下降 轉(zhuǎn)子電阻不夠大 （ 1）改變轉(zhuǎn)子槽形，使槽變深，增加擠流效應(yīng) （ 2）適當(dāng)縮少轉(zhuǎn)子槽面積和端環(huán)面積 （ 1） 降低功率因數(shù) （ 1）增加損耗、降低效率 五、溫升高 線負(fù)荷 A大 （ 1）減小每槽導(dǎo)體數(shù) （ 1）起動(dòng)電流增加 （ 2）功率因數(shù)下降 電流密度過大 （ 1）增大導(dǎo)線面積 （ 1）槽滿率增高 （ 2）用鋁（銅）量增加 損耗大 調(diào)整方法如前述 方案結(jié)果分析 方案一：節(jié)省材料 節(jié)省材料無非是節(jié)省硅鋼片和銅的用量，但還必須保證效率和功率因數(shù)滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)整參數(shù)的方法可以按以下過程進(jìn)行： 方案一 節(jié)省材料 方法：減小鐵心長(zhǎng)，由原核算時(shí)的 L= ??L ；線徑由原核算d=? d=。結(jié)果數(shù)據(jù)： 項(xiàng)目 核算時(shí) 調(diào)整后 節(jié)約材料 原因 Gfe(kg) 鐵心長(zhǎng)減少； Gcu(kg) 每槽導(dǎo)體數(shù)加大，線徑減?。? 槽滿率 72% % 線徑減小，每槽導(dǎo)體數(shù)增加 分析：線徑減小，使用銅量減少，槽滿率也減小，槽滿率過小可以通過增加每槽導(dǎo)體數(shù)改善。但此時(shí)用銅量會(huì)相應(yīng)增加；減小鐵心長(zhǎng)，使漏抗降低， 導(dǎo)致起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)電流和最大轉(zhuǎn)矩都增大，同時(shí)用鐵量也減少，但是磁密增加太多，若要通過增加每槽導(dǎo)體數(shù)來減小磁密，則用銅量有要增加。在計(jì)算過程中，需要注意，為了滿足設(shè)計(jì)的要求，要修改相應(yīng)的值。 方案二：提高效率 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4章 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)與方案調(diào)整 24 增加鐵心長(zhǎng)，由原核算時(shí)的 L= L?? ；線徑由原核算時(shí)d=? d= 結(jié)果數(shù)據(jù)： 主要指標(biāo) 核算時(shí) 調(diào)整后 偏差百分比 原因 ?cos % 滿載無功電流減小 效率 ? % 損耗減小 端電壓 E % 電壓降增加 Gfe(kg) % 鐵心長(zhǎng)增加 Gcu(kg) % 線徑加大 分析原因： 1）增加鐵心長(zhǎng)，從而引起漏抗減小，使?jié)M載電抗電流減小，進(jìn)而使轉(zhuǎn)子損耗減小，效率有所提高。 2）鐵心長(zhǎng)增加，使用的鐵量由 ，線徑增大，銅損耗Pcu 有所下降。線徑增大，用銅量上升，由原來的 增為 ，槽滿率上升，由原核算時(shí)的 Sn=72% ? Sn=%,從而使槽的利用率得到了提到，但相應(yīng)嵌線難度加大過高嵌線困難，勞動(dòng)量及工時(shí)增加，容易損傷絕緣。 提高電機(jī)工作性能的其他措施 提高電機(jī)工作性能還可以采用一些其他措施。 ，采用少槽 近槽配合，同時(shí)增加定轉(zhuǎn)子槽數(shù)，可以降低電機(jī)系數(shù)損耗。 ，可以降低電機(jī)的鐵耗 。 ，進(jìn)一步解決溫升的問題，可以提高電機(jī)的效率。 ，可減少電機(jī)的相帶諧波，改善氣隙磁勢(shì)曲線，以接近正弦分布，提高基波分布系數(shù)，從而減少電機(jī)導(dǎo)致?lián)p耗，提高效率。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總結(jié) 25 總 結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)計(jì)劃的重要環(huán)節(jié)，也是大學(xué)最后的學(xué)習(xí)階段和綜合訓(xùn)練階段，是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)與實(shí)踐成果的全面總結(jié)，更是對(duì)大學(xué)四年教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)目標(biāo)的全面檢驗(yàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅對(duì)所學(xué)知識(shí)起到深化和提高的作用，也是畢業(yè)資格認(rèn)定的重要依據(jù)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)得到了一個(gè)總結(jié)，也解決了許多以往學(xué)習(xí)中還不太明 白的問題，讓我對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)有了一個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí)，也提高了我對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力。 因?yàn)橐恢倍际窃趯W(xué)理論知識(shí)，所以欠缺知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，一開始老是覺得比較難，而且大四又有很多外來的因素干擾，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到了蠻多的困難，還好在老師和同學(xué)們的幫助下堅(jiān)持下來，之后發(fā)現(xiàn)其實(shí)也沒想象中的難，什么事情只要鉆進(jìn)去了，就會(huì)覺得豁然開朗。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)我對(duì)以往所學(xué)知識(shí)的掌握還不夠徹底，還存在著許多問題，于是又反復(fù)看了幾遍《電機(jī)學(xué)》、《電機(jī)設(shè)計(jì)》等基本專業(yè)書籍，對(duì)于這幾門專業(yè)課程有了更深的認(rèn)識(shí)。 通過畢業(yè) 設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我收獲了很多，也擴(kuò)大了我的視野，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到自己的水平。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，夯實(shí)了我在學(xué)校所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，提高了實(shí)踐能力，使我能盡快地處理和解決做畢設(shè)過程中遇到的問題，特別是提高自學(xué)能力和獨(dú)立思考并解決問題的能力。 當(dāng)然 經(jīng)過這么長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備、醞釀，終于把論文寫好了，這也就意味著畢業(yè)設(shè)計(jì)也快要落下帷幕了。其中的酸甜苦辣也只有自己體驗(yàn)出來，從剛剛開始一步一步手算程序，了解到各個(gè)公式中參數(shù)的含義及每一步驟計(jì)算的目的。然后一遍又一遍的對(duì)電磁設(shè)計(jì)程序進(jìn)行修改優(yōu)化。一開始的確有些茫然，面對(duì)諸多的數(shù)據(jù)，不 知道改哪些也不敢隨便亂改，只有自己一遍一遍的嘗試，結(jié)合理論知識(shí)和老師的指導(dǎo)，經(jīng)過幾十次的修改，才最后得到最優(yōu)化的程序。最后，為了畫好定轉(zhuǎn)子沖片圖和裝配圖，自己自學(xué)了 AUTOCAD。 總而言之，這次是大學(xué)最后一次考驗(yàn)，也是對(duì)大學(xué)四年的考察，總的來說還比 較好。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 26 參考文獻(xiàn) [1] 孫旭東，王善銘 . 電機(jī)學(xué) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx年 [2] 戴文進(jìn)，徐龍權(quán) . 電機(jī)學(xué) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx年 [3] 陳世坤 . 電機(jī)設(shè)計(jì)（第 2版） [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx年 [4] 張國(guó)華 . 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)溫升計(jì)算和振動(dòng)分析 [D]. 南京 : 東南大學(xué)，20xx年 [5] 焦志強(qiáng) . 帶換向器的單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)諧波問題研究 [D].西安：西安電子科技大學(xué)， 20xx年 [6] 羅洪 . 單相串勵(lì)換向器電機(jī)異常噪聲故障原因和排除方法 [D].瑞安：瑞安長(zhǎng)城換向器有限公司， 20xx年 [7] 彭亦胥 . 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的換向及其改善方法 [D].麗水：麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院，20xx年 [8] 浙江省機(jī)械研究所 . 單相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序 [J].家 電科技 .1986,03 [9] 彭亦 胥 . 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的換向及其改善方法 [J]. 微特電機(jī) .20xx,2 [10] 鮑盛波 . 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)效率的改善方法 [J]. 微特電機(jī) .20xx,1 [11] 上海電器科學(xué)研究所 . 中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [12] 武建文等 . 小型電動(dòng)機(jī)現(xiàn)代實(shí)用設(shè)計(jì)技術(shù) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致謝 27 致 謝 本文的研究工作是在我的老師陳瑛的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受的啟迪。從 尊敬的老師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 在此，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！ 衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師！ 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附圖 28 附 圖 定子沖片