【正文】 同時，還要感謝黃老師的研究生，是他們，在黃老師繁忙的時候給予了我們很大的幫助。在此，我要感謝老師的細心指導，感謝老師為我們付出那么多寶貴的時間。通過這次課題，進一步加深了對所學知識的掌握，也提醒自己只有更加努力的學習，才不會被社會淘汰。在設計過程中發(fā)現自己對一些知識的掌握不夠，甚至有些內容沒有涉及過。設計出一個方案后，在第一個方案基礎上進行第二方案（節(jié)省材料）也就是在第一方案上減短鐵心長度，其它相應的進行改變，最后計算結果得到的是總鐵耗、機械損耗減小，電樞繞組銅耗、諧波繞組銅耗、勵磁損耗等增加，最后達到的效果是銅鐵硅鋼片等材料的減少，效率降低。如果計算在其它條件潢足的條件下功率達不到要求，在相差較小的情況下可以通過改過勵磁繞組排線來調整。其中要注意計算的準確性，查表時要注意精確。根據已知數據：額定功率PN=24KW,電壓UN=400V（Y接），相數m1=3，頻率=50HZ，極數=6，依照手算電磁計算程序，進行各個步驟的計算。 繞組排布圖首先畫出單相繞組接線圖,根據共有36槽,每一極下有6個槽,而繞組的節(jié)距為5和3的同心式繞組。其它部分的繪制都可以使用簡單的繪線命令。最后在此圓上開個梯形槽，方法可用修改欄里的打斷，將直線和圓的交點處直線刪除。在模型紙上用鼠標左鍵確定圓弧的圓心、起點和終點，點右鍵，確定。首先畫出定子的槽形：先在視圖欄中選擇工具欄，添加工具欄中的繪圖、修改等。下面介紹如何用AUTO CAD畫同步發(fā)電機定子沖片圖、轉子裝配圖和繞組接線圖。c) 特殊符號：特殊符號的標注與對齊方式。二、尺寸標注：a) 概述：尺寸標注基礎、尺寸標注命令、尺寸標注變量。顏色管理器：創(chuàng)建線型的顏色。線型管理器：線型類型加載、線型比例、線型刪除、設為當前線型?？焖倬庉嫹椒ǎ簥A點（或稱穴點）編輯。綜合命令：刪除、分解、中斷、取消、恢復。變更圖形位置命令：移動、旋轉、對齊。填充圖元命令：點、圓環(huán)、填充直線、填充多邊形。有如下經常使用的命令：繪線命令：直線線段、射線、構造線、多行平行線、弧、樣條曲線、多義線。而方案二正是介于方案一和方案二之間的一個方案，應該來說是一個相對比較優(yōu)良的方案第六章 AUTO CAD 繪圖 AUTO CAD 使用方法計算機輔助繪圖軟件AutoCAD使我們能以驚人的速度和精度繪制工程圖形或機械圖形以及其它復雜的圖形。綜上所述，三個方案中，方案一的電機是最省材料的，而方案二的電機則是效率最高的。 電磁負荷結果及分析電磁負荷方案一方案二方案三鐵心長度電樞齒部磁密電樞軛部磁密氣隙磁密磁極氣隙磁密脈動幅值線負荷繞組電密槽滿率（%）%%%分析：隨著長度的增加,用銅量增加，導致線負荷減小，從而使繞組電密、磁密等減小,這些參數將直接影響到電機的效率。 電機損耗和效率結果及分析電機損耗和效率單位：瓦方案一方案二方案三鐵心長度槽滿率（%）%%%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磁損耗諧波繞組銅耗000附加損耗機械損耗總損耗（千瓦）效率（%）%%%分析：從方案一到方案三，由于鐵心長是逐漸增加，電樞鐵心加長，鐵耗在磁密變化不大的情況下均隨鐵心長度的增加而增加，機械損耗也會增加。如果選用同一勵磁繞組線規(guī)，勵磁繞組銅凈重會增加，方案一之所以會大是因為選用的規(guī)格更大。線負荷變小，相應的銅耗會下降，電機效率上升。239。確定好鐵心長度和選擇好電樞繞組后，然后按照三相同步發(fā)電機計算程序進行計算。根據槽滿率計算公式和線負荷公式可以得出線負荷和電樞繞組電密之間關系，其中先假定一個槽滿率設為80%，得出一個比值關系，然后在范圍150260和范圍800950選取。第四章 電磁設計方案及計算 電磁設計思路首先要確定所要設計的發(fā)電機的主要規(guī)格，例如功率、功率因數、頻率等，然后根據給出的定轉子圖紙計算出定子外徑、內徑、氣隙大小等，關鍵是鐵心長度確定和電樞繞組的選擇，這直接關系到設計的成敗。5）應考慮電機的裝拆和維修方便，并注意運輸條件與使用單位的技術條件。3）要盡量使零部件符合“標準化、系列化、通用化”的要求，盡可能采用標準件和標準規(guī)格的材料，注意零部件的通用?？紤]下列原則：1）應保證電機在規(guī)定期限內能安全可靠的運行。3）確定某些零部件（例如轉子鐵心與軸，機座與端蓋）之間的機械連接方法、配合種類等等。結構設計的基本內容和原則大致內容：1）確定電機的總體結構型式，包括防護型式、軸承型式和數目、軸伸型式、安裝方式、通風系統等。此次設計沒有進行結構設計，所以在此對它只作簡單的介紹。 結構設計 結構設計和機械計算是電機設計的一個組成部分，它主要是電磁設計完成后進行的。但是高槽滿率會給嵌線帶來困難并增加嵌線工時。同時，槽滿率變小會導致電樞繞組每相電阻變大，使得電組銅耗上升，降低了電機的效率。 槽滿率對電機性能的影響槽滿率是導線有規(guī)則排列所占的面積與槽的有效面積之比。因為機座、端蓋、鐵心等在加工和裝配時都有一定偏差；而軸直徑和軸承間距離決定了軸的高度；定轉子裝配在一起后，定子鐵心內圓和轉子外圓的不同心度決定了氣隙的不均勻度，其值對電機運行性能有很大影響。但是氣隙不能過小，否則除影響機器可靠性外，還會使諧波磁場及諧波電抗增大，導致啟動轉矩和最大轉矩減小，諧波轉矩和附加損耗增加，進而造成較高溫升和較大噪聲。 電磁設計 同步發(fā)電機的主要性能指標和額定數據1）、性能指標效率，功率因數，最大轉矩倍數，起動轉矩倍數，起動電流倍數，繞組和鐵心的溫升，起動過程中的最小轉矩。b) 由經驗在電樞齒磁密范圍內選取一合適值，再由公式求出。 主要尺寸的確定一、確定定子繞組 a) 先假定一個槽滿率，設為80%，根據槽滿率計算公式確定 導線所占面積.b) 由公式得出根據上式選取 值.c) 由公式推出.d) 計算每槽導體數。通常，首先根據技術條件或技術任務書（技術建議書）中規(guī)定的防護型式、安裝方式與冷卻方式，再考慮電磁計算中所選負荷的高低，來選取合適的通風冷卻系統；然后安排產品的總體結構，繪制總裝配草圖。（2）電磁設計本階段的任務是根據技術條件或技術任務書（技術建議書）的規(guī)定，參照生產實踐經驗，通過計算和方案比較，來確定與所設計電機電磁性能有關的尺寸和數據，選定有關材料，并核算其電磁性能。同步電機閉環(huán)矢量控制變頻調速系統的組成原理如圖所示，考慮到變頻器的閉環(huán)與開環(huán)的通用性，原則上閉環(huán)系統只在開環(huán)系統的基礎上進行修補，因此，與開環(huán)系統相比較，閉環(huán)系統在速度反饋與頻率控制通道采用了自測電機。 同步電機的矢量控制系統 從（4）（7）（8）式子中可以看到，同步電機矢量控制的前提是需要知道實際電機的全部參數，但是對于通用型的變頻器，由于生產制造廠家的不同，變頻器的參數就無法得知，這樣就很難進行正確的控制，為此，矢量控制變頻的一個重要的問題是變頻器必須根據用戶設定的參數，事先建立同步電機的數學模型，才能實施控制，從某種意義上說這是一種預測控制。定子電壓平衡方程同步電機用來產生轉矩的定子電流交軸分量可以通過建立定子電壓平衡方程來求出，根據定子磁鏈的變化率，定子電壓的平衡方程式 （5）在圖一中，如果將轉子的磁鏈dq坐標系作為參考，以矢量形式表示定子磁鏈為 當轉子磁鏈軸以 速度旋轉時，定子磁鏈的全微分表達式為：=代人式子（5），并考慮到，后，可得到， （6）將（3）式代人（6）式中，消去轉子電流后可得到 （7）式子中， ，,同步電機的輸出轉矩同樣可以用轉子磁鏈與定子電流正交分量（交軸分量）的乘積進行表示，從式子（7）中可見，在同步電機中，相當于用代替了永磁同步電機的常數K，因此可以得到同步電機的輸出轉矩為： (8)由（4）式與（8）式可見，通過矢量變換，市現率定子電流在轉子磁鏈坐標系的解耦，定子電流的直軸（d軸）分量決定了轉子的磁鏈，定子電流的交軸（q軸）分量決定了電機的輸出轉矩，這樣就大大簡化了多變量強耦合交流電機的控制問題。由于同步電機的轉子無固定不變的磁鏈，它只是旋轉磁場在轉子中所產生的間接效果的，因此，必須先求出轉子的磁鏈方程。圖中，ζ為定子的電流（旋轉磁場）與靜止的坐標系的夾角，θ為轉子軸與靜止坐標系的夾角，；ρ為轉子磁鏈和靜止坐標系的夾角。3）轉子磁鏈矢量，它是由轉子感應電流產生，與轉子電流成一定的夾角。同步電機的轉矩與磁場是定子旋轉磁場，轉子磁場，定子電流，轉子電流等多個變量共同作用的結果，轉子的轉速與磁場的旋轉磁場的轉速相同。在討論d，q，0坐標系統是，電流及反映了電機的縱軸方向和橫軸方向的定子合成氣隙磁動勢，并且是在與轉子一起旋轉地坐標系統觀察的，而現在討論的，0坐標系統中，由式子（3）（4）不難看出，其中的電流和則反映了在方向的定子合成氣隙磁動勢（其中軸線與a相軸線重合，軸線領先軸線），并且這一結果是在相對定子為靜止的坐標系統中觀察的。 在，0坐標系統中，其轉換矩陣C== （3）以電流為例，將（3）式代入（1）式中，則得 （4）其反變換為 （5），分量與d，q分量之間的關系式為 （6）在，0坐標系中，同步電機的磁鏈，電壓，輸出功率及電磁轉