【導(dǎo)讀】進(jìn)度表中的周次是指實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程中的周次。、原理、運(yùn)行特性；，掌握同步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方法；，畫(huà)出定轉(zhuǎn)子沖片圖和電樞繞線圖。根據(jù)原始數(shù)據(jù)和參考數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)一臺(tái)符合技術(shù)要求的同步電動(dòng)機(jī)，并給出三個(gè)方案，分析電機(jī)的耗材與效率的關(guān)系，掌握設(shè)計(jì)高效電機(jī)和節(jié)約材料電機(jī)的方法。作為電機(jī)的重要一員，同步電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著不可替代的作用。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，幾乎全部交流電能均由同步發(fā)電機(jī)所發(fā)。同步電機(jī)還可用作電動(dòng)機(jī)，廣泛用于拖動(dòng)功率較大轉(zhuǎn)速不

　　

【正文】 115． 每相電阻標(biāo)幺值116．每相定子漏抗117．每相漏磁電抗標(biāo)么值118．空載額定電壓時(shí)的氣隙與殘隙磁勢(shì)和119．每相電樞反應(yīng)磁勢(shì)120．直軸電構(gòu)反應(yīng)常數(shù) 查曲線4121．橫軸電樞反應(yīng)常數(shù)查曲線4122．直軸電樞反應(yīng)磁勢(shì)123．橫軸電樞反應(yīng)磁勢(shì)124．直軸電樞反應(yīng)電抗標(biāo)么值125．橫軸電樞反應(yīng)電抗標(biāo)么值126．直軸同步電抗標(biāo)么值127．橫軸同步電抗標(biāo)么值七、短路比128．電樞電抗壓降磁勢(shì)129．短路磁勢(shì)130．飽和短路比 131．不飽和短路比132．額定電壓時(shí)感應(yīng)電勢(shì)標(biāo)么值+++133．對(duì)應(yīng)于 的空載磁勢(shì)（1）132913113375191327927（2）（3）176651887318133 根據(jù)查表1(4) 根據(jù)查表1(5)(6)(7)14441671430396(8) 根據(jù)查表2(9) 根據(jù)查表3(10)134． 滿載勵(lì)磁磁勢(shì)+++八、勵(lì)磁繞組135． 勵(lì)磁繞組線規(guī)（1）圓線 （2）扁線 （安） 5 10 20線規(guī) 136． 勵(lì)磁繞組電密初值 ｐ 2 4 6 450～500；500～600（隱極）470500470137． 滿載勵(lì)磁電流初值138． 勵(lì)磁繞組每極匝數(shù) 取接近的整數(shù)540480540139． 滿載勵(lì)磁電流140．勵(lì)磁繞組電密141．空載時(shí)的勵(lì)磁電流142．空載額定電壓時(shí)的勵(lì)磁電流143．短路額定電流時(shí)的勵(lì)磁電流144．勵(lì)磁繞組排列(1) 繞組高度圓線：=沿高度方向?qū)w數(shù)扁線：=沒(méi)度度方向?qū)w數(shù)(2) 繞組厚度圓線： =沿高度方向?qū)w數(shù)扁線： =沒(méi)度度方向?qū)w數(shù)(3)幾何中心距（其中，）145．勵(lì)磁繞組平均匝長(zhǎng) =666 =146．勵(lì)磁繞組電阻（1）時(shí) （2）時(shí) （3）時(shí) 147．勵(lì)磁繞組銅凈重（千克）148．勵(lì)磁繞組銅毛重（千克）149．額定勵(lì)磁電壓九、短路電流，過(guò)載能力及暫態(tài)電抗150．空載時(shí)穩(wěn)定短路電流倍數(shù)151．額定負(fù)載時(shí)穩(wěn)定短路電流倍數(shù)152．額定負(fù)載時(shí)勵(lì)磁磁勢(shì)與氣隙，殘陽(yáng)磁勢(shì)和的比值153．154．考慮磁路飲和時(shí)過(guò)載能力修正系數(shù)KK對(duì)應(yīng)于 查曲線6155． 過(guò)載能力標(biāo)么值156． 勵(lì)磁繞組漏磁導(dǎo)157． 勵(lì)磁繞組漏抗標(biāo)么值158． 勵(lì)磁繞組總電抗標(biāo)么值159． 瞬變直軸電抗標(biāo)幺值軸電抗標(biāo)幺值十、額定負(fù)載時(shí)的損耗及效率161．沖擊短路電流倍數(shù)標(biāo)幺值162．額定負(fù)載時(shí)的電樞磁密176651887318133163．電樞齒單位鐵耗(瓦/千克) 對(duì)硅鋼片（瓦/千克）164．電樞齒鐵重千克165．電樞齒部鐵耗（瓦）當(dāng)100千伏安 取當(dāng)千伏安 取166．額定負(fù)載時(shí)電樞軛部磁密167． 電樞軛部單位鐵耗(瓦/千克)168．電樞軛部鐵重千克 其中 169．電樞軛部鐵耗（瓦）當(dāng)100千伏安 取當(dāng)千伏安 取170． 電樞槽口氣隙比值171．磁極表面磁密脈動(dòng)系數(shù)，對(duì)應(yīng)于查曲線7172．磁極表面氣隙磁密脈動(dòng)幅值173． 磁極單位表面鐵耗（瓦/厘米）用1mm鋼片時(shí)，取槽節(jié)距 174． 磁極極掌表面鐵耗175．總鐵耗176． 電樞繞組銅耗177． 勵(lì)磁損耗178． 轉(zhuǎn)子圓周速度（米/秒）179． 機(jī)械損耗180． 附加損耗 以千伏安為單位320320320181．總損耗182．效率%%%十一、主要材料重量183．銅線總重 184．硅鋼片重 185．磁極鋼片重第六章 數(shù)據(jù)結(jié)果的對(duì)比及對(duì)電磁方案的分析第六章 數(shù)據(jù)結(jié)果的對(duì)比及對(duì)電磁方案的分析表一相關(guān)數(shù)據(jù)方案一方案二方案三電樞繞組并聯(lián)支路數(shù)121每槽導(dǎo)體數(shù)10,521,1010,5每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)180186180電樞繞組線規(guī)勵(lì)磁繞組線規(guī)槽滿率%%%鐵心長(zhǎng)度每相電樞繞組長(zhǎng)時(shí)電樞繞組每相電阻表二材料用量單位：千克方案一方案二方案三電樞繞組銅凈重電樞繞組銅毛重勵(lì)磁繞組銅凈重勵(lì)磁繞組銅毛重電樞齒鐵重電樞軛部鐵重銅線總重硅鋼片重磁極鋼片重表三損耗和效率單位：瓦方案一方案二方案三電樞齒部鐵耗電樞軛部鐵耗磁極極掌表面鐵耗總鐵耗電樞繞組銅耗勵(lì)磁損耗機(jī)械損耗附加損耗320320320總損耗（千瓦）效率（%）表四電磁負(fù)荷方案一方案二方案三氣隙磁密730075007500電樞齒部磁密16001電樞軛部磁密103391062410624磁極極身磁密1435814414轉(zhuǎn)子磁軛磁密116361218712174磁極氣隙磁密脈動(dòng)幅值額定負(fù)載時(shí)的電樞磁密176651887318133額定負(fù)載時(shí)電樞軛部磁密線負(fù)荷605605電樞繞組電密勵(lì)磁繞組電密表五電機(jī)參數(shù)方案一方案二方案三電樞繞組每相電阻標(biāo)幺值每相漏磁電抗標(biāo)幺值直軸電樞反應(yīng)電抗標(biāo)幺值橫軸電樞反應(yīng)電抗標(biāo)幺值直軸同步電抗標(biāo)幺值橫軸同步電抗標(biāo)幺值勵(lì)磁繞組漏抗標(biāo)幺值勵(lì)磁繞組總電抗標(biāo)幺值瞬變直軸電抗標(biāo)幺值瞬變橫軸標(biāo)幺值設(shè)計(jì)結(jié)果分析如下：（1）從節(jié)省材料的角度出發(fā)，可以增加每槽導(dǎo)體數(shù)使每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)增加，從而使每級(jí)磁通減小，再通過(guò)增大氣隙磁密，進(jìn)而使電樞鐵芯長(zhǎng)減小。鐵芯長(zhǎng)度減小，可直接減小硅鋼片和磁極鋼片重，節(jié)約了鋼材。用銅量取決于電樞繞組和勵(lì)磁繞組的銅重，不僅與鐵芯長(zhǎng)有關(guān)，還跟所選擇的線規(guī)有關(guān)。減小鐵芯長(zhǎng)度，增大電樞繞組線規(guī)，可減小電樞繞組的耗銅量，但選擇線規(guī)的時(shí)候需注意使電樞繞組電密和槽滿率滿足要求，而減小鐵芯長(zhǎng)度，選擇合適的勵(lì)磁繞組線規(guī)與排列方法可以節(jié)省勵(lì)磁繞組銅用量。因此，總的來(lái)說(shuō)，節(jié)省材料應(yīng)重點(diǎn)考慮減小電樞鐵芯長(zhǎng)。從表中可以看出，方案二比方案一節(jié)省了材料，但節(jié)省材料是以犧牲效率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)殡m然減小鐵芯長(zhǎng)度，機(jī)械損耗將減小，且在磁密變化不大時(shí)，鐵耗也將減小，但隨著鐵芯長(zhǎng)度的減小，用銅量減小，電樞繞組銅耗和勵(lì)磁損耗都會(huì)增大，且其增大的速度比鐵耗等減小的速度快，所以總損耗將增大。且方案二設(shè)計(jì)的電機(jī)，為了盡可能的節(jié)省材料，使額定負(fù)載時(shí)的電樞磁密、電樞軛部磁密等增加較多，這使得鐵耗不但沒(méi)有減小，反而增加了鐵耗，因此進(jìn)一步降低了電機(jī)的效率。因此，在節(jié)省材料的同時(shí)，需注意使所設(shè)計(jì)的電機(jī)效率達(dá)標(biāo)。（2）從效率最高的角度出發(fā)，理論上說(shuō)，當(dāng)電機(jī)可變損耗與不變損耗相等時(shí)，電機(jī)的效率是最高的，但一般來(lái)說(shuō)，電機(jī)的可變損耗是要遠(yuǎn)大于不變損耗的，因此要提升效率，只能降低可變損耗，增大不變損耗，從而使二者盡量接近來(lái)實(shí)現(xiàn)。同步電動(dòng)機(jī)的可變損耗包括電樞繞組和勵(lì)磁繞組銅耗，不變損耗包括鐵耗、機(jī)械損耗和附加損耗。從大方向來(lái)說(shuō)，可以增加鐵芯長(zhǎng)度，通過(guò)增加耗材來(lái)提升效率。如前所述，在磁密變化很小的情況下，鐵芯長(zhǎng)度增大雖然使鐵耗和機(jī)械損耗增大，但同時(shí)也減小了電樞銅耗和勵(lì)磁損耗，且銅耗減小的速度比鐵耗和機(jī)械損耗快，因此，最終將使效率增大。此外，在槽滿率和電樞電密滿足要求的前提下，還可以增大電樞繞組的線規(guī)，從而減小電樞繞組每相電阻，達(dá)到減小電樞銅耗的目的。對(duì)于勵(lì)磁繞組，選擇合適的線規(guī)和勵(lì)磁繞組電密，設(shè)計(jì)合理的繞組排列，將勵(lì)磁繞組盡量排布在高度方向上以減小勵(lì)磁繞組厚度，可以很好的達(dá)到減小勵(lì)磁損耗的目的，以提升電機(jī)效率。方案三與方案二相比，是比較典型的通過(guò)增加鐵芯長(zhǎng)度和耗材來(lái)提升效率的設(shè)計(jì)思路，但從表中我們可以看出，方案三不僅減小了銅耗，同時(shí)在一定程度上也減小了鐵耗，其主要原因是，方案二為了達(dá)到最省材料的目的，使額定負(fù)載時(shí)的磁密增大較多，從而導(dǎo)致鐵耗也比方案三多。方案三與方案一比較，通過(guò)增大氣隙磁密，雖然使鐵芯長(zhǎng)度減小，但最終設(shè)計(jì)的結(jié)果卻提升了效率，可以看出并不是鐵芯長(zhǎng)度越長(zhǎng)，耗材越多，電機(jī)的效率就越高，因?yàn)椴牧系脑黾右惨馕吨茉聪牡脑黾?，因此通過(guò)增加鐵芯長(zhǎng)度和增加耗材來(lái)提升效率有一定的限度，不能盲目套用。此次設(shè)計(jì)遇到的最大問(wèn)題就是定轉(zhuǎn)子沖片尺寸的設(shè)計(jì)，給定原始數(shù)據(jù)不合理導(dǎo)致在磁路計(jì)算時(shí)出現(xiàn)了以下問(wèn)題：（1）電樞齒磁密過(guò)小，要求在1580016600的范圍內(nèi)，但計(jì)算只有13441。（2）電樞軛磁密過(guò)小，低于10000，不能查表。（3）磁極極身磁密和轉(zhuǎn)子磁軛磁密都過(guò)小。分析如下：（1）電樞齒磁密，在氣隙磁密不變的情況下，電樞齒磁密與定子齒距成正比，與平均齒寬成反比，定子內(nèi)徑確定時(shí)，定子齒距不變，故電樞齒磁密過(guò)小只能減小平均齒寬，即增大定子槽寬和r。（2）電樞軛磁密,若氣隙磁密不變，每極磁通與電樞鐵芯長(zhǎng)是成正比關(guān)系的，故電樞軛磁密的大小主要取決于電樞軛計(jì)算高度。電樞軛磁密太小，是由于電樞軛計(jì)算高度太大，也就是定子槽高太小，因此需增大。（3）磁極磁通不變時(shí)，磁極極身磁密太小，需減小磁極寬度，而轉(zhuǎn)子磁軛磁密過(guò)小可通過(guò)增大氣隙磁密來(lái)調(diào)節(jié)。圖71 定子槽形圖數(shù)據(jù)調(diào)整如下表所示表61定轉(zhuǎn)子尺寸變化表定子尺寸轉(zhuǎn)子尺寸r定子齒距平均齒寬磁極寬度原始尺寸改動(dòng)尺寸定子槽形確定之后，槽面積為定值，電樞繞組電密（其規(guī)定范圍為800—900），每槽導(dǎo)線所占的截面積，槽滿率（其規(guī)定范圍為80%—85%）。在繞組并聯(lián)支路數(shù)和每根導(dǎo)線并繞根數(shù)一定的情況下，選擇較粗的線規(guī)會(huì)使電密減小，槽滿率增大，同時(shí)適當(dāng)選用較粗的線規(guī)可以提升電機(jī)效率，但會(huì)增加耗銅量。確定線規(guī)之后，也可通過(guò)改變每槽導(dǎo)體數(shù)來(lái)改變槽滿率。本次設(shè)計(jì)的電機(jī)，受電樞繞組電密的限制，電樞線規(guī)只能選擇三種，當(dāng)=1，n=3時(shí)，當(dāng)=2，n=3時(shí)，而從槽滿率來(lái)考慮，不滿足要求，故實(shí)際能用的線規(guī)只有兩種，截面積小的被運(yùn)用于材料最省的方案，截面積較大的被運(yùn)用于效率最高的方案。第七章 CAD制圖第七章 CAD制圖 CAD簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件AutoCAD使我們能以驚人的速度和精度繪制工程圖形或機(jī)械圖形以及其它復(fù)雜的圖形。正確使用編輯命令，提高繪圖精度、效力、減輕工作量。有如下經(jīng)常使用的命令與操作：（1）常用命令繪線命令：直線線段、射線、構(gòu)造線、多行平行線、弧、樣條曲線、多義線。幾何圖形命令：矩形、正多邊形、圓、橢圓、橢圓弧。 填充圖元命令：點(diǎn)、圓環(huán)、填充直線、填充多邊形。復(fù)制型命令：復(fù)制、平移復(fù)制、鏡像、陣列。變更圖形位置命令：移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、對(duì)齊。改變圖形尺寸命令：拉伸、比例縮放、延伸、修剪、倒角、倒圓角、斷開(kāi)。綜合命令：刪除、分解、中斷、取消、恢復(fù)。多行平行線、多義線、樣條曲線的編輯?？焖倬庉嫹椒ǎ簥A點(diǎn)（或稱穴點(diǎn)）編輯。 圖層操作：創(chuàng)建新圖層、圖層命