【正文】 2tF = 2tH 2tL = 36 飽和系數(shù)計(jì)算 sK =（ F? + 1tF + 2tF ） /F? = 與初設(shè)值剛好符合，故假設(shè)合格。 Hs2: Bs0: 4mm。 15 圖 定子槽型 相關(guān)尺寸為： Hs0: 1mm。于是轉(zhuǎn)子斜槽寬 skb = 15 設(shè)計(jì)定子繞組 每槽導(dǎo)體數(shù) 1SN =8 每線圈匝數(shù)為 4 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) 1N? = 1Z 1SN / 1m 1a =40 每相串聯(lián)匝數(shù) 1N =40/2=20 16 繞組線規(guī)設(shè)計(jì) 并繞根數(shù)為 5 導(dǎo)線直徑為 導(dǎo)線漆膜厚度為 17 設(shè)計(jì)定子槽型 因定子槽型為圓導(dǎo)線散嵌，故采用梨形槽，齒部平行。要 使所設(shè)計(jì)的電機(jī) 性能更加優(yōu)越，則需要一系列詳細(xì)的計(jì)算與設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 電機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程。同時(shí)由于額定頻率增加，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)大幅下降。 為 保證一定的槽滿率，需增加定子線徑。本文所設(shè)計(jì)電機(jī)的功率定為200kW。采用的主要尺寸及相關(guān)參數(shù)如下： 鐵心長(zhǎng)度： 270mm 氣隙長(zhǎng)度： 定子沖片外徑： 445mm 定子沖片內(nèi)徑： 300mm 轉(zhuǎn)子沖片 內(nèi) 徑： 100mm 并聯(lián)支路數(shù)： 4根， △ 聯(lián)結(jié) 繞組型式： 雙層疊繞 線圈跨距 ： 15 頂轉(zhuǎn)子槽數(shù)（ Z1/Z2） : 60/50 為了設(shè)計(jì)方便，定子槽型及尺寸參考已有電機(jī)。 12 3 異步電機(jī)電磁設(shè)計(jì) 概述 本文設(shè)計(jì)的 電機(jī)額定頻率為 150Hz。 （ 9）性能曲線 包括轉(zhuǎn)速 輸入電流曲線、轉(zhuǎn)速 效率曲線、轉(zhuǎn)速 功率因數(shù)曲線、轉(zhuǎn)速 輸出功率曲線、轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩曲線。 （ 7）堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) 包括堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)據(jù)、堵轉(zhuǎn)相電流、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比、堵轉(zhuǎn)電流與額定電流比、堵轉(zhuǎn)定子電阻、堵轉(zhuǎn)定子漏電抗、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電阻和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子漏電抗。 （ 5）空載運(yùn)行數(shù)據(jù) 11 包括空載定子電阻、空載定子電抗、空載轉(zhuǎn)子電阻、空載轉(zhuǎn)子漏抗、空載定子電流、空載鐵心損耗、空載輸入功率、空載功率因數(shù)、空載轉(zhuǎn)差率和空載轉(zhuǎn)速。 RMxprt 設(shè)計(jì)輸出 點(diǎn)擊 RMxprt 的 Analyze All 選項(xiàng)，觀察仿真結(jié)果。 （ 2） 設(shè)計(jì)定子鐵心和定子繞組 在定子選項(xiàng)中輸入定子內(nèi)徑、定子外徑、槽數(shù)、槽型、槽型尺寸、繞組類型、槽絕緣厚度、線圈伸出鐵心直線部分長(zhǎng)度、并聯(lián)支路數(shù)、每槽導(dǎo)體數(shù)、線圈跨距、并繞根數(shù)、導(dǎo)線漆膜厚度、導(dǎo)線直徑和線規(guī)代號(hào)。 RMxprt 對(duì)電機(jī)的任何運(yùn)行工況都考慮了飽和與集膚效應(yīng)的影響，因而非線性參數(shù)計(jì)算和分布參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確度高。漏磁場(chǎng)亦有飽和現(xiàn)象，定、轉(zhuǎn)子漏電抗 X1和 X2 也為非線性參數(shù)。 （ 3） 支持二十多種槽型單、雙層鼠籠轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì) 將鼠籠轉(zhuǎn)子槽分為 1 圓肩梨形、 2斜肩梨形、 3斜肩梯形、 4圓肩梯形等四種槽型，配以雙層式（上層 Top、下層 Bottom）和半槽式 (Half Slot) 處理，可設(shè)計(jì)出二十多種槽型。 （ 2） 支持任何單、雙層繞組設(shè)計(jì)的繞組編輯器 對(duì)于具有交流多相繞組的電機(jī)，除常用的鏈?zhǔn)?、疊式、同心式和交叉式單、雙層繞組外 ， RMxprt 還提供一種非常靈活的繞組編輯器，使用戶可以根據(jù)自己的 需要，設(shè)計(jì)出各種特殊繞組，如單雙層混合繞組、大小相待變極多速繞組、三相正弦繞組等。電磁功率（或稱氣隙功率）可 由下式確定： mP = 3* 22I * 2R /s 電磁轉(zhuǎn)矩為： mT = mP /? 式中ω為同步轉(zhuǎn)速，單位： rad/s 9 軸端輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩為： 2T =mT fwT 式中 fwT 為風(fēng)阻和摩擦轉(zhuǎn)矩 輸出功率為： 2P =2T * 2? 式中 2? =? *（ 1s）為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位 ： rad/s 輸出功率： 1P =2P + fwP + 2CuP + FeP + 1CuP +sP 式中， fwP 為風(fēng)摩損耗， 2CuP 為轉(zhuǎn)子銅損耗， FeP 為鐵心損耗， 1CuP 為定子銅損耗， sP 為雜散損耗。 Xm 是經(jīng)過線性化處理的非線性參數(shù)，其數(shù)值隨主磁場(chǎng)的飽和程度而變化。所有轉(zhuǎn)子參數(shù)都折算到定子側(cè)。等值電路的各項(xiàng)參數(shù)均與定子電流、轉(zhuǎn)子電流有關(guān)。 圖 異步電機(jī)等效電路 圖中， R1和 R2 分別為定子電阻和轉(zhuǎn)子電阻； X1 為定子漏電抗包括槽漏抗、端部漏抗和諧波漏抗； X2為轉(zhuǎn)子漏電抗包括槽漏抗、端部漏抗、諧波漏抗和斜槽漏抗。 因而氣隙磁場(chǎng)有 p 個(gè)周期，定子繞組具有 p對(duì)極。 氣隙合成磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)有大小相同方向相反的轉(zhuǎn)矩作用于定子上。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感應(yīng)的電流反過來又產(chǎn)生第二個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。定子電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 RMxprt 具有以下特點(diǎn)： （ 1） Windows 風(fēng)格介面，模版化參數(shù)輸入 : 工作條件 ,幾何尺寸 , 材料特性等 （ 2） 基于經(jīng)典的電機(jī)分析理論和等效磁路法的快速解析分析 （ 3） 提供美國(guó)、中國(guó)材料庫和 公制、英制單位 （ 4） 自動(dòng)排列多種繞組型式或用戶自定義任意繞組連接方式 （ 5） 無刷電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線路類型、控制方式及開關(guān)管參數(shù)可設(shè)定 （ 6） 直流電機(jī)詳細(xì)的換向器和電刷參數(shù)可設(shè)定 （ 7） 輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)驗(yàn)證功能 （ 8） 提供豐富的預(yù)設(shè)計(jì)電機(jī)模型庫 （ 9） 自動(dòng)設(shè)計(jì)功能 : 槽形尺寸、線圈匝數(shù)、線規(guī)、起動(dòng)電容等 （ 10） 求解時(shí)考慮材料非線性Ｂ – Ｈ特性、三維斜槽和端部效應(yīng) （ 11） 參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)功能：尺寸等參數(shù)無需指定，可用一定變化范圍的變量表示 （ 12） 數(shù)據(jù)、圖形、自定義 結(jié)果輸出模式 7 （ 13） 多種負(fù)載種類 Ansoft RMxprt 使用說明 RMxprt 一般流程 圖 RMxprt一般流程 RMxprt 在三相感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 感應(yīng)電機(jī) 分析方法 三相感應(yīng)電機(jī)的定子繞組通常連接到對(duì)稱的三相電源 上。 RMxprtTM 幫助電機(jī)制造者，在設(shè)計(jì)過程的初始階段制定成百 上千種方案，同時(shí)對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估，從中優(yōu)選出最佳、合理的設(shè)計(jì)方案。 RMxprtTM 為工程人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中及時(shí)地評(píng)估和平衡設(shè)計(jì)方案提供了有效工具。 6 2 Ansoft RMxprt 簡(jiǎn)介 Ansoft RMxprt 概述 RMxprtTM 是旋轉(zhuǎn)電機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，能快速計(jì)算各種電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)、同步電機(jī)、電子或機(jī)械換向電機(jī)等）的性能指標(biāo)。 （ 6） 噪聲：電機(jī)在空載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的 A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)（ dB），以及在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)超過空載運(yùn)行的噪聲聲功率級(jí)增量。 （ 4） 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定電壓、額定頻率和轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的最小測(cè)得值。 （ 2） 功 率因素：電動(dòng)機(jī)輸入有效功率與視在功率之比。對(duì)于新產(chǎn)品或重大產(chǎn)品，根據(jù)需要，設(shè)計(jì)過程還可再細(xì)分成若干小階段，例如在準(zhǔn)備階段之后，增加初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段。最后分別繪制部件的分裝配圖和零件圖，并對(duì)總裝配草圖進(jìn)行必要的修改。 5 （三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件尺寸、加工要求與材料的規(guī)格及性能要求，包括必要的機(jī)械計(jì)算及通風(fēng)和溫升計(jì)算。技術(shù)條件可按單個(gè)產(chǎn)品制定，也可根據(jù)整個(gè)系列或某種型式的電機(jī)來制定。 如果沒有適當(dāng)?shù)膰?guó)家標(biāo)準(zhǔn)，便需編制所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的技術(shù)條件。 電機(jī)設(shè)計(jì)的過程可分為： （一）準(zhǔn)備階段 通常包括兩方面內(nèi)容。 電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)給定下列數(shù)據(jù)：（ 1）額定功率；（ 2）額定電壓；（ 3）相數(shù)及相間連接方式；（ 4）額定頻率；（ 5）額定轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速；（ 6）額定功率因數(shù)。 電機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過程，需要考慮的因素和確定的尺寸、數(shù)據(jù)很多，這就難免會(huì)遇到錯(cuò)綜復(fù)雜的矛盾。注意理論與實(shí)際，設(shè)計(jì)與工藝相結(jié)合。 4 異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)與過程 電機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)用戶提出的產(chǎn)品規(guī)格、技術(shù)要求、結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面 國(guó)家的方針政策和生產(chǎn)實(shí)際情況，運(yùn)用有關(guān)的理論和計(jì)算方法，正確處理設(shè)計(jì)時(shí)遇到的各種矛盾，從而設(shè)計(jì)出性能好、體積小、 結(jié)果簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、制造和使用方便的先進(jìn)產(chǎn)品。 本文主要討論了中頻異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，與普通 50Hz 電機(jī)相比， 具有 轉(zhuǎn)速高、體積小、單位輸出功率大、振動(dòng)小、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、噪聲小并可變頻變速等優(yōu)點(diǎn)。 按機(jī)殼的保護(hù)方式分，有防護(hù)式異步電動(dòng)機(jī)、封閉式異步電動(dòng)機(jī)，以及防爆式異步電動(dòng)機(jī)。 按照相數(shù)來分，有單相異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)。從電磁關(guān)系方面看，異步電機(jī)和變壓器很相似，研究變壓器的許多方法可以用于異步電機(jī)。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之間存在差異，故稱異步電機(jī)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體變流調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)，異步電機(jī)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，一些采用直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)正在被異步電機(jī)所替代。在電網(wǎng)的總負(fù)荷中，異步電機(jī)的用量約占 60％以上。它可以是三相的，也可以是單相的，前者主要用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，后者則廣泛用于各種民用電器和電動(dòng)工具。根據(jù)電機(jī)的可逆原理，它可作電動(dòng)機(jī)，也可作發(fā)電機(jī)。The performance optimizes。 2 Abstract: The induction motor is the most widespread electrical machinery in the industry and agriculture production. Its performance enhancement has the vital this article,the elementary knowledge of the induction motor designs is briefly method and the step of the middle and small scale electrical machinery design is also electromagism design step and the design putational procedure is introduced. The optimized design of the electric motor is also RMxprt is the puteraided design domain applies one of most widespread brief uses in the motor design and simulation is introduced in this article. Keywords:The electric motor。學(xué)會(huì)使用 ANSOFT RMxprt 進(jìn)行電機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真。 ANSOFT RMxprt。繼而核算電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)及性能，并對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做必要的調(diào)整，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。目錄 中文摘要 .............................................................. 1 英文摘要 ............