【導(dǎo)讀】對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著相當(dāng)重要的作用。促進(jìn)中完善著自身，發(fā)生著變革。電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展過(guò)程大約可以劃分為四個(gè)發(fā)展階段。電機(jī)產(chǎn)業(yè)煥發(fā)出了勃勃生機(jī)，交流電機(jī)代替直流電機(jī)也成為了必然的趨勢(shì)。由于人類社會(huì)必須直面能源危機(jī)和解決環(huán)境污染問(wèn)題，開(kāi)發(fā)并使。用高效率電機(jī)已逐漸成為全球的共識(shí)。源，其耗用的電能占全國(guó)總發(fā)電量的60%以上。因此，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率低，效率不高，電能浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。給予了高度重視，均把電動(dòng)機(jī)節(jié)能的重點(diǎn)放在以上的電動(dòng)機(jī)上。機(jī)行業(yè)發(fā)展方向之一將為高效、節(jié)能型電機(jī)。檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出臺(tái)的法規(guī)明確了節(jié)電產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)通過(guò)政府。同時(shí)，政府對(duì)節(jié)能產(chǎn)業(yè)實(shí)施政策引導(dǎo)，強(qiáng)化執(zhí)法。管理力度，為企業(yè)建立良好的市場(chǎng)環(huán)境。和產(chǎn)量基本上滿足市場(chǎng)需要。未轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯度?、高產(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)的集約型和節(jié)約型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式。且我國(guó)電動(dòng)機(jī)每年所耗電能相當(dāng)于兩億多噸原煤的能量，若電動(dòng)機(jī)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(xiàn) [1]圖 423查出 FK? ， xK? 13) 起動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子斜槽漏抗 **()sk st z skX K X? = 5 55 29xxCC?? 17) 起動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)總漏抗 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 29 頁(yè) 共 49 頁(yè) * * *( ) 1 ( ) 2 ( )st st stX X X? ? ???=+= 19) 起動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)總電阻 * * *1 2( )st stR R R?? =+= 21) 起動(dòng)時(shí)總阻抗 * *2 *2()st st stZ R X ???= 220 .0 4 1 7 5 0 .1 1 2 2?? 22) 起動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)說(shuō)明 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用計(jì)算機(jī)作為工具，幫助工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)的一切實(shí)用技術(shù)的總和稱為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 30 頁(yè) 共 49 頁(yè) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容很多，如：概念設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程管理等。在工程設(shè)計(jì)中，一般包括兩種內(nèi)容：帶有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)（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(jì)計(jì)算等。創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)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(jì)方案，這項(xiàng)工作一般應(yīng)由人來(lái)完成。非創(chuàng)造性的工作是一些繁瑣重復(fù)性的計(jì)算分析和信息檢索，完全可以借助計(jì)算 機(jī)來(lái)完成。一個(gè)好的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)的高速分析計(jì)算能力，即要找到人和計(jì)算機(jī)的最佳結(jié)合點(diǎn)。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為一門學(xué)科始于 60 年代初，一直到 70年代，由于受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展很緩慢。進(jìn)入 80 年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，特別是微機(jī)和工作站的發(fā)展和普及，再加上功能強(qiáng)大的外圍設(shè)備，如大型圖形顯示器、繪圖儀、激光打印機(jī)的問(wèn)世，極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段，廣泛服務(wù)于機(jī)械 、電子、宇航、建筑、紡織等產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。 早期的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)只能進(jìn)行一些分析、計(jì)算和文件編寫工作，后來(lái)發(fā)展到計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)結(jié)果模擬，目前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)正朝著人工智能和知識(shí)工程方向發(fā)展。另外，設(shè)計(jì)和制造一體化技術(shù)即 CAD/CAM 技術(shù)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為一個(gè)主要單元技術(shù)的 CIMS 技術(shù)都是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的重要方向。 在工業(yè)化國(guó)家如美國(guó)、日本和歐洲，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)領(lǐng)域如飛機(jī)、汽車、機(jī)械、模具、建筑、集成電路中，基本實(shí)現(xiàn) 100％的計(jì)算機(jī)繪圖。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的銷售額每年以 30%～ 40%的速度遞增，各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的功能越來(lái)越完善，越來(lái)越強(qiáng)大。國(guó)內(nèi)于 70 年代末開(kāi)始計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的大力推廣應(yīng)用工作，已經(jīng)取得可喜的成績(jī)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用方興未艾 。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 在電機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)是從 50 年代開(kāi)始的，至今仍在進(jìn)行廣泛的研究和探索。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)的程序可以分成“設(shè)計(jì)分析”、“設(shè)計(jì)綜合”、和“設(shè)計(jì)優(yōu) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 31 頁(yè) 共 49 頁(yè) 化”三種類型?！霸O(shè)計(jì)分析”程序是按設(shè)計(jì)人員事先估計(jì)好的若干設(shè)計(jì)參 量，依一定程序步驟來(lái)計(jì)算產(chǎn)品的性能，相當(dāng)于通常的設(shè)計(jì)核算。計(jì)算機(jī)僅用來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，而對(duì)計(jì)算結(jié)果的評(píng)價(jià)以及設(shè)計(jì)方案的調(diào)整仍需由設(shè)計(jì)者決定?！霸O(shè)計(jì)綜合”程序是根據(jù)已知的性能要求，決定電機(jī)各設(shè)計(jì)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(dòng)選擇適當(dāng)?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(jì)方案。“設(shè)計(jì)綜合”程序?qū)嵸|(zhì)上就是自動(dòng)修改并重復(fù)分析設(shè)計(jì)，最終得到適合給定要求的設(shè)計(jì)方案的程序。因此在設(shè)計(jì)綜合程序中，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。但要得到一個(gè)較典型的、通用性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)綜合程序并不是輕而易舉的，因此從 60 年代 就已開(kāi)始發(fā)展的這類程序，至今仍在不斷完善之中。“設(shè)計(jì)優(yōu)化”程序是對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)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(dòng)得到較優(yōu)或最優(yōu)方案的程序。這是近 10 年才開(kāi)始在實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用且仍在進(jìn)行多方面探索的一種程序。 應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)電機(jī)大致可分為以下幾個(gè)步驟：選定目標(biāo)、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(yàn)程序和輸出結(jié)果分析。對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)程序，首要的是明確優(yōu)化目標(biāo)，其次是選定優(yōu)化方案。對(duì)于綜合設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)和容差。無(wú)論是哪一 種類型的設(shè)計(jì)程序，計(jì)算過(guò)程中都不可避免的要出現(xiàn)按試湊法進(jìn)行迭代運(yùn)算的情況，如中小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)中的滿載電勢(shì)系數(shù)、磁路飽和系數(shù)、效率等。為了使一個(gè)多重循環(huán)的程序更為合適、簡(jiǎn)練，在編制程序時(shí)不僅需要慎重考慮設(shè)計(jì)的邏輯性，而且應(yīng)比較準(zhǔn)確地確定迭代初值、迭代方法以及迭代的收斂條件。 設(shè)計(jì)一般過(guò)程 圖表的處理 由手算轉(zhuǎn)變到機(jī)算的最突出問(wèn)題就是曲線和圖表的處理。在工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常要根據(jù)曲線或圖表查定某一設(shè)計(jì)參量的數(shù)值。手算時(shí)這一問(wèn)題可以很方便的用尋找坐標(biāo)的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但目前在計(jì)算機(jī)上尚無(wú)法直 接按這樣的步驟去工作。所以必須對(duì)曲線或圖表進(jìn)行必要的處理，使其邏輯能為機(jī)器所接受。 a) 插值法。對(duì)于函數(shù)關(guān)系曲線，在使用計(jì)算機(jī)時(shí)不可能將無(wú)限多組的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi)，因此只能將曲線“離散化”，輸入有限個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，它們分別和曲線上有限個(gè)離散點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，相鄰離散點(diǎn)間的數(shù)據(jù)依人為選定的函數(shù)關(guān)系來(lái)表示，這就是插值法的實(shí)質(zhì)。利用插值法可以將曲線轉(zhuǎn)化為一組對(duì)應(yīng)的離散化的點(diǎn)，再將其作為一個(gè)二 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 32 頁(yè) 共 49 頁(yè) 維數(shù)組輸入到計(jì)算機(jī)中。這樣在計(jì)算機(jī)中讀數(shù)時(shí)，就可以利用循環(huán)語(yǔ)句查找所要值的范圍，在利用一個(gè)插值公式得到所求的值。這種方法對(duì)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(jī)設(shè)計(jì)所用的曲線中，有的曲線或圖表是可以用某個(gè)公式來(lái)表示的。這樣，在將曲線輸入計(jì)算機(jī)中時(shí)，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(jì)程序簡(jiǎn)單化，而且可以得到較準(zhǔn)確的數(shù)值，提高計(jì)算精度。但這種方法適用性不如插值法廣泛，且有時(shí)尋找曲線的公式比較費(fèi)力、不易找到。 循環(huán)量的迭代 在電機(jī)設(shè)計(jì)中，有些量是需要按試湊法進(jìn)行迭代運(yùn)算的。這樣一來(lái)就不可避免的要用到初設(shè)值和迭代公式，例如電機(jī)的效率、起動(dòng)電流、滿載電勢(shì)標(biāo)幺值、飽和系數(shù)。下面就列 出在設(shè)計(jì)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(duì)值為 ， 迭代公式為 ? ?39。00/5? ? ? ?? ? ? ； 起動(dòng)電流：初值為 ，允許誤差絕對(duì)值為 ， 迭代公式為 ? ?39。 00/8st st st stI I I I? ? ?； 滿載電勢(shì)標(biāo)幺值：初值為 ，允許誤差絕對(duì)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(duì)值為 ， 迭代公式為 ? ?39。 00/3s s s sK K K K? ? ?； C 語(yǔ)言簡(jiǎn)介 C 語(yǔ)言是目前世界上最流行、使用最廣泛的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它具有繪圖能力強(qiáng)，可移植性的優(yōu)點(diǎn)，并具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件。 C 語(yǔ)言的發(fā)展 C 語(yǔ)言是一種高效的編譯型結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它最早由貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Dennis Ritchie 在 B 語(yǔ)言的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)，并于 1972 年在一臺(tái) DEC PDP11計(jì)算機(jī)上首次實(shí)現(xiàn)。 C語(yǔ)言是作為 UNIX 操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言開(kāi)始為人們所接受的，現(xiàn)代的系統(tǒng)級(jí)軟 件基 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 33 頁(yè) 共 49 頁(yè) 本上都是用匯編語(yǔ)言和 C語(yǔ)言編寫的。 C 語(yǔ)言通常稱為中級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。 C 語(yǔ)言之所以被稱為中級(jí)語(yǔ)言，是因?yàn)樗迅呒?jí)語(yǔ)言的成分同匯編語(yǔ)言的功能結(jié)合起來(lái)了。在過(guò)去 20年里， C語(yǔ)言已經(jīng)能夠應(yīng)用于絕大多數(shù)類型的計(jì)算機(jī)上了，同時(shí) C 語(yǔ)言的發(fā)展也導(dǎo)致不同的 C 語(yǔ)言版本的出現(xiàn)。這些不同版本的 C語(yǔ)言通常是不兼容的。為了明確定義一種與機(jī)器無(wú)關(guān)的 C語(yǔ)言，改變這種情況，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所 (ANSI)為 C 語(yǔ)言制定了一套 ANSI 標(biāo)準(zhǔn)， 成為現(xiàn)行的 C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)。 C 語(yǔ)言的特點(diǎn) C語(yǔ)言具有以下優(yōu)良的特點(diǎn)使得它得以風(fēng)靡全球： a) 由于 C 語(yǔ)言的嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)，使得用 C 語(yǔ)言編寫的程序具有很好的可移植性，一般認(rèn)為 C語(yǔ)言與硬件無(wú)關(guān)。 b) 語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊，使用方便、靈活。與其他語(yǔ)言相比，用 C 語(yǔ)言編寫的代碼更為簡(jiǎn)練，程序的書寫更為自由。 c) C 語(yǔ)言有極為豐富的數(shù)據(jù)類型和運(yùn)算符，可以實(shí)現(xiàn)在其它高級(jí)語(yǔ)言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算，且計(jì)算功能、邏輯判斷功能強(qiáng)大。 C 語(yǔ)言提供指針，可以直接訪問(wèn)內(nèi)存，能進(jìn)行位操作，從而使其能夠勝任開(kāi)發(fā)操作系統(tǒng)的工作。 d) C 是結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言 。結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此 獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。 C 語(yǔ)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(yǔ)句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 e) C 語(yǔ)言語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大 。一般的高級(jí)語(yǔ)言語(yǔ)法檢查比較嚴(yán)，能夠檢查出幾乎所有的語(yǔ)法錯(cuò)誤，而 C語(yǔ)言允許程序編寫者有較大的自由度。 f) C 語(yǔ)言生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。 由于 C語(yǔ)言有以上優(yōu)點(diǎn)，所以用 C語(yǔ)言編寫電機(jī)設(shè)計(jì)程序簡(jiǎn)單方便，易于操作、調(diào)試。 符號(hào)對(duì)照表 電機(jī)設(shè)計(jì)程序中符 號(hào)對(duì)照表見(jiàn)表 。 表 符號(hào)對(duì)照表 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 34 頁(yè) 共 49 頁(yè) 名 稱 符號(hào) 程序代碼 名 稱 符號(hào) 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(jī)相數(shù) m m 極 對(duì) 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(zhǎng)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(jì)算高度 39。1jh hj11