【導(dǎo)讀】對整個國民經(jīng)濟的發(fā)展起著相當重要的作用。促進中完善著自身，發(fā)生著變革。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。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。由于人類社會必須直面能源危機和解決環(huán)境污染問題，開發(fā)并使。用高效率電機已逐漸成為全球的共識。源，其耗用的電能占全國總發(fā)電量的60%以上。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。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。機行業(yè)發(fā)展方向之一將為高效、節(jié)能型電機。檢驗機構(gòu)出臺的法規(guī)明確了節(jié)電產(chǎn)品技術(shù)標準，企業(yè)通過政府。同時，政府對節(jié)能產(chǎn)業(yè)實施政策引導(dǎo)，強化執(zhí)法。管理力度，為企業(yè)建立良好的市場環(huán)境。和產(chǎn)量基本上滿足市場需要。未轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯度搿⒏弋a(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)的集約型和節(jié)約型經(jīng)濟增長方式。且我國電動機每年所耗電能相當于兩億多噸原煤的能量，若電動機效率提高1%，則

　　

【正文】 BsBb fh b? ???? = ? ?336501 . 9 8 7 1 0 1 . 6 2 3 3 3 . 3 1 0 0 . 0 4 3 4 1 0?? ?? ? ? ? ? ? ?= 其中 10B m? ?? ? ?，為導(dǎo)條電阻率。 12) 集膚效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)子電阻增加系數(shù) FK 和電抗減小系數(shù) xK 從文獻 [1]圖 423查出 FK? ， xK? 13) 起動時轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的減小 0 2 220 2 2 0 2()sUshCb C b??? ?1 .0 6 .3 51 .0 6 .3 5 1 .0??? ? ?????? 于是起動時轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo) 2 ( ) 2 2 2()s st U U x LK? ? ? ?? ? ? ?=1 .0 0 .8 4 3 7 0 .5 9 7 2 .6 9 3? ? ? ? 14) 起動時轉(zhuǎn)子槽漏抗 2 ( )**2 ( ) 22s sts st ssXX??? = 1 . 7 6 3 8 0 . 7 8 5 6 0 . 3 7 5 23 . 6 9 3 0 xxCC?? 15) 起動時轉(zhuǎn)子諧波漏抗 **2 ( ) 2 0. 65 5 0. 21 25 0. 13 92s t z x xX K X C C??? ? ? ? 16) 起動時轉(zhuǎn)子斜槽漏抗 **()sk st z skX K X? = 5 55 29xxCC?? 17) 起動時轉(zhuǎn)子漏抗 * * * * *2 ( ) 2 ( ) 2 ( ) ( ) 2s t s s t s t s k s t EX X X X X??? ? ? ? =? ?0. 37 52 0. 13 92 0. 04 29 0. 19 66 0. 75 39xxCC? ? ? ? ? 18) 起動時總漏抗 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 29 頁 共 49 頁 * * *( ) 1 ( ) 2 ( )st st stX X X? ? ???=+= 19) 起動時轉(zhuǎn)子總電阻 ? ?* * *2 2 .4 9 8 0 .0 0 8 2 2 0 .0 0 8 9 8F B RstR K R R? ? ? ? ? ? 20) 起動時總電阻 * * *1 2( )st stR R R?? =+= 21) 起動時總阻抗 * *2 *2()st st stZ R X ???= 220 .0 4 1 7 5 0 .1 1 2 2?? 22) 起動電流 *kwst stII Z?= ? 誤差 = 2 3 5 .2 8 7 2 3 2 .3 8 1 .6 52 3 5 .2 8 7? ?%3% 起動電流倍數(shù) 1stst Ii I? 2 3 5 .2 8 7 6 .9 9 8 93 3 .6 2??7，滿足要求 23) 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) *2 ( )**2 (1 )stst NstRTSZ?? ? ?20 .0 2 9 5 1 0 .0 1 9 70 .1 1 9 7??= 4 計算機 輔助設(shè)計說明 在設(shè)計過程中，利用計算機作為工具，幫助工程師進行設(shè)計的一切實用技術(shù)的總和稱為計算機輔助設(shè)計。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 30 頁 共 49 頁 計算機輔助設(shè)計包括的內(nèi)容很多，如：概念設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、有限元分析、計算機仿真、計算機輔助繪圖、計算機輔助設(shè)計過程管理等。在工程設(shè)計中，一般包括兩種內(nèi)容：帶有創(chuàng)造性的設(shè)計（方案的構(gòu)思、工作原理的擬定等）和非創(chuàng)造性的工作，如繪圖、設(shè)計計算等。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。非創(chuàng)造性的工作是一些繁瑣重復(fù)性的計算分析和信息檢索，完全可以借助計算 機來完成。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)計的發(fā)展 計算機輔助設(shè)計作為一門學(xué)科始于 60 年代初，一直到 70年代，由于受到計算機技術(shù)的限制，計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展很緩慢。進入 80 年代以來，計算機技術(shù)突飛猛進，特別是微機和工作站的發(fā)展和普及，再加上功能強大的外圍設(shè)備，如大型圖形顯示器、繪圖儀、激光打印機的問世，極大地推動了計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助設(shè)計技術(shù)已進入實用化階段，廣泛服務(wù)于機械 、電子、宇航、建筑、紡織等產(chǎn)品的總體設(shè)計、造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝過程設(shè)計等環(huán)節(jié)。 早期的計算機輔助設(shè)計技術(shù)只能進行一些分析、計算和文件編寫工作，后來發(fā)展到計算機輔助繪圖和設(shè)計結(jié)果模擬，目前的計算機輔助設(shè)計技術(shù)正朝著人工智能和知識工程方向發(fā)展。另外，設(shè)計和制造一體化技術(shù)即 CAD/CAM 技術(shù)以及計算機輔助設(shè)計作為一個主要單元技術(shù)的 CIMS 技術(shù)都是計算機輔助設(shè)計技術(shù)發(fā)展的重要方向。 在工業(yè)化國家如美國、日本和歐洲，計算機輔助設(shè)計已廣泛應(yīng)用于設(shè)計與制造的各個領(lǐng)域如飛機、汽車、機械、模具、建筑、集成電路中，基本實現(xiàn) 100％的計算機繪圖。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。國內(nèi)于 70 年代末開始計算機輔助設(shè)計技術(shù)的大力推廣應(yīng)用工作，已經(jīng)取得可喜的成績，計算機輔助設(shè)計技術(shù)在我國的應(yīng)用方興未艾 。 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。利用計算機進行電機設(shè)計的程序可以分成“設(shè)計分析”、“設(shè)計綜合”、和“設(shè)計優(yōu) 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 31 頁 共 49 頁 化”三種類型?！霸O(shè)計分析”程序是按設(shè)計人員事先估計好的若干設(shè)計參 量，依一定程序步驟來計算產(chǎn)品的性能，相當于通常的設(shè)計核算。計算機僅用來對設(shè)計方案進行設(shè)計分析，而對計算結(jié)果的評價以及設(shè)計方案的調(diào)整仍需由設(shè)計者決定。“設(shè)計綜合”程序是根據(jù)已知的性能要求，決定電機各設(shè)計參量的程序。它可在規(guī)定的產(chǎn)品性能和技術(shù)條件下，自動選擇適當?shù)募夹g(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸，從而得出可行的設(shè)計方案。“設(shè)計綜合”程序?qū)嵸|(zhì)上就是自動修改并重復(fù)分析設(shè)計，最終得到適合給定要求的設(shè)計方案的程序。因此在設(shè)計綜合程序中，大大縮短了設(shè)計時間。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?！霸O(shè)計優(yōu)化”程序是對設(shè)計問題提出明確的數(shù)學(xué)模型，然后依據(jù)現(xiàn)代數(shù)學(xué)的尋優(yōu)理論并采用優(yōu)化方法，自動得到較優(yōu)或最優(yōu)方案的程序。這是近 10 年才開始在實際問題中應(yīng)用且仍在進行多方面探索的一種程序。 應(yīng)用電子計算機設(shè)計電機大致可分為以下幾個步驟：選定目標、數(shù)學(xué)描述、數(shù)值處理、編織程序、整理輸入數(shù)據(jù)、檢驗程序和輸出結(jié)果分析。對優(yōu)化設(shè)計程序，首要的是明確優(yōu)化目標，其次是選定優(yōu)化方案。對于綜合設(shè)計程序則必須確定以哪些參數(shù)作為主要變量，其變化范圍以及性能的合格標準和容差。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。為了使一個多重循環(huán)的程序更為合適、簡練，在編制程序時不僅需要慎重考慮設(shè)計的邏輯性，而且應(yīng)比較準確地確定迭代初值、迭代方法以及迭代的收斂條件。 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。在工程設(shè)計中經(jīng)常要根據(jù)曲線或圖表查定某一設(shè)計參量的數(shù)值。手算時這一問題可以很方便的用尋找坐標的辦法來實現(xiàn)，但目前在計算機上尚無法直 接按這樣的步驟去工作。所以必須對曲線或圖表進行必要的處理，使其邏輯能為機器所接受。 a) 插值法。對于函數(shù)關(guān)系曲線，在使用計算機時不可能將無限多組的對應(yīng)數(shù)據(jù)都存儲于計算機內(nèi)，因此只能將曲線“離散化”，輸入有限個對應(yīng)數(shù)據(jù)，它們分別和曲線上有限個離散點相對應(yīng)，相鄰離散點間的數(shù)據(jù)依人為選定的函數(shù)關(guān)系來表示，這就是插值法的實質(zhì)。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。這樣在計算機中讀數(shù)時，就可以利用循環(huán)語句查找所要值的范圍，在利用一個插值公式得到所求的值。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。 b) 公式法。在電機設(shè)計所用的曲線中，有的曲線或圖表是可以用某個公式來表示的。這樣，在將曲線輸入計算機中時，可以用公式代替曲線，即將曲線公式化。這樣不僅可以使設(shè)計程序簡單化，而且可以得到較準確的數(shù)值，提高計算精度。但這種方法適用性不如插值法廣泛，且有時尋找曲線的公式比較費力、不易找到。 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。這樣一來就不可避免的要用到初設(shè)值和迭代公式，例如電機的效率、起動電流、滿載電勢標幺值、飽和系數(shù)。下面就列 出在設(shè)計中以上值采用的初值和迭代公式。 效率：初值為 ，允許誤差絕對值為 ， 迭代公式為 ? ?39。00/5? ? ? ?? ? ? ； 起動電流：初值為 ，允許誤差絕對值為 ， 迭代公式為 ? ?39。 00/8st st st stI I I I? ? ?； 滿載電勢標幺值：初值為 ，允許誤差絕對值為 ， 迭代公式為 ? ?39。 00/8E E E EK K K K? ? ?； 飽和系數(shù)：初值為 ，允許誤差絕對值為 ， 迭代公式為 ? ?39。 00/3s s s sK K K K? ? ?； C 語言簡介 C 語言是目前世界上最流行、使用最廣泛的高級程序設(shè)計語言。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。 C 語言的發(fā)展 C 語言是一種高效的編譯型結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言。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)。 C語言是作為 UNIX 操作系統(tǒng)的開發(fā)語言開始為人們所接受的，現(xiàn)代的系統(tǒng)級軟 件基 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 33 頁 共 49 頁 本上都是用匯編語言和 C語言編寫的。 C 語言通常稱為中級計算機語言。 C 語言之所以被稱為中級語言，是因為它把高級語言的成分同匯編語言的功能結(jié)合起來了。在過去 20年里， C語言已經(jīng)能夠應(yīng)用于絕大多數(shù)類型的計算機上了，同時 C 語言的發(fā)展也導(dǎo)致不同的 C 語言版本的出現(xiàn)。這些不同版本的 C語言通常是不兼容的。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。 C 語言的特點 C語言具有以下優(yōu)良的特點使得它得以風靡全球： a) 由于 C 語言的嚴謹設(shè)計，使得用 C 語言編寫的程序具有很好的可移植性，一般認為 C語言與硬件無關(guān)。 b) 語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。與其他語言相比，用 C 語言編寫的代碼更為簡練，程序的書寫更為自由。 c) C 語言有極為豐富的數(shù)據(jù)類型和運算符，可以實現(xiàn)在其它高級語言中難以實現(xiàn)的運算，且計算功能、邏輯判斷功能強大。 C 語言提供指針，可以直接訪問內(nèi)存，能進行位操作，從而使其能夠勝任開發(fā)操作系統(tǒng)的工作。 d) C 是結(jié)構(gòu)式語言 。結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此 獨立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護以及調(diào)試。 C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 e) C 語言語法限制不太嚴格，程序設(shè)計自由度大 。一般的高級語言語法檢查比較嚴，能夠檢查出幾乎所有的語法錯誤，而 C語言允許程序編寫者有較大的自由度。 f) C 語言生成的目標代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。 由于 C語言有以上優(yōu)點，所以用 C語言編寫電機設(shè)計程序簡單方便，易于操作、調(diào)試。 符號對照表 電機設(shè)計程序中符 號對照表見表 。 表 符號對照表 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 34 頁 共 49 頁 名 稱 符號 程序代碼 名 稱 符號 程序代碼 輸出功率 NP Pn 外施電壓 NU Un 功電流 kwI Ikw 頻 率 Nf fn 電機相數(shù) m m 極 對 數(shù) p p 定子槽數(shù) 1Z Z1 轉(zhuǎn)子槽數(shù) 2Z Z2 每極每相槽數(shù) 1q q1 定子每極槽數(shù) 1pZ Zp1 轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) 2pZ Zp2 外施相電壓 NU? Un1 定子外徑 1D D1 定子內(nèi)徑 1iD Di1 氣隙長度 ? c 轉(zhuǎn)子外徑 2D D2 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 2iD Di2 導(dǎo)條截面積 BA Ab 定子槽形 01b b01 轉(zhuǎn)子槽形 02b b02 11b b11 12b b12 01h h01 02h h02 11h h11 12h h12 21h h21 22h h22 21r r21 22r r22 1tb bt1 2tb bt2 定子軛部計算高度 39。1jh hj11