【正文】 源程序 ............................................................................................................................................................................ 24 運行結果 ....................................................................................................................................................................... 33 附錄 B.............................................................................................................................................. 33 附錄 C .............................................................................................................................................. 36 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 4 1 緒論 工程背景 三相異步電動機具有結 構簡單，價格低廉，維修方便等優(yōu)點，在電網的總負載中，異步電動機的容量約占整個動力負載的 85%，是目前工農業(yè)生產中使用最廣泛的一種電動機，可見其使用的廣泛性和重要性 [1]。異步電動機可分為鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機，兩者相比，鼠籠式異步電動機在運行、維護及成本方面都比繞線式異步電動機更有優(yōu)勢。 設計范圍 包括根據相關技術手冊確定與電機的電磁 性能有關的主要尺寸、槽形及槽配合、繞組型式和節(jié)距、線規(guī)和材料等，用 MATLAB 編程進行電磁計算，用 CAD 畫出定、轉子沖片圖及繞組分布圖。 (2) 國家現(xiàn)行有關設計規(guī)程、技術手冊，主要包括： ① 《實用電機設計計算手冊》（黃堅，郭中醒主編） Y2 系列三相異步電動機技術條件》 (JB/) ② 用戶提出的產品規(guī)格（功率、電壓、轉速等）及技術要求（如效率、溫升等 ）。在此基礎上，部分性能指標最好有所改善。 (2) 電磁計算 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 5 根據所確定出的主要參數，編程進行電磁計算，計算可分為四個模塊，包括額定數據及主要尺寸計算、磁路計算、參數計算和起動計算。 (3) MATLAB 編程 本設計的電磁計算部分工作量大，采用 MATLAB 編程使得計算量大大減小，同時計算的精確度也得到提高。 2 三相 異步電動機主要參數的確定 三相 異步電動機的主要參數是電機電磁計算的數據依據，只有在選擇了合適的主要參數的前提下，才能夠正確地進行電磁計算。 主要尺寸及 氣隙長度的確定 電機的主要尺寸包括定子內徑 i1D 和鐵芯有效長度 effL ，只要確定了這兩個參數，其他的尺寸（包括定、轉子內外徑、鐵芯長度和氣隙長度）就可以以此為根據，參閱相關的技術手冊得到。在本設計中，以廠家已經生產過的 Y2 系列的相近電機作為參考，結合相關技術手冊得到本臺電機的主要尺寸。 定、轉子槽形及槽配合的確定 定、轉子槽形的選擇 (1) 定子槽形的選擇 小型三相異步電動機的定子槽形，一般采用斜口圓底槽 [3]。 因本臺電機機座號為 200，極數為 4 極，所以定子選圓底槽，槽口角度選 30? 。 (2) 轉子槽形的選擇 轉子采用平底槽、圓底槽、梨形槽、凸形槽（對稱和不對稱）、刀形槽等 6 種槽形，槽口斜角對梨形槽和刀形槽為 0? ，其他槽形為 30? 。 本臺電機的機座號較大，因此轉子選凸形槽（ 不 對稱），槽口斜角為 30? ，詳見附 錄 D。 轉子的槽形尺寸對電機的各項性能指標，包括起動轉矩、起動電流倍數、最大轉矩、轉差率、效率和功率因數等都有非常大的影響；此外，槽的各部分尺寸對這些性能指標又有不同程度的影響。本臺電機定、轉子槽形尺寸詳見附錄 C 和附錄 D。選擇合理的槽配合對于降低電磁噪聲，進而降低電動機負載噪聲具有特殊的意義 [4]。采用定、轉子槽數接近的槽配合，可減小附加損耗。本臺電機所選取的槽配合是 48/38。對 180 及以上機座，為了提高電機性能和降低電機噪聲，在設計時全部采用雙層疊繞組。 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 7 繞組節(jié)距的選擇 對雙層繞組應從電機具有良好的電氣性能和節(jié)約導線材料兩方面來考慮節(jié)距的選擇。對于 2極電機，為了便于嵌線和縮短端部長度，除鐵芯長度很長的以外，一般取p23y ??左右 [5]。 3 電磁計算 額定數據及主要尺寸 (1) 輸出功率 30NP kW? 。 (3) 功電流 3 3KW 10 3 0 1 0 2 6 . 3 1 6 ( )3 3 3 8 0N NPIAU ?? ?? ? ?? (4) 效率標準值 39。 (5) 功率因數標準值 39。 (6) 極數 對數 2p? 。 (8) 定、轉子槽數 定子槽數 1 48Z? ，轉子槽數 2 38Z? 。 定子槽形尺寸（見附錄 C）： 01 mm? ， 01 1h mm? ， 1 mm? ， = ， 21 215 mhm? ， s1 30Z ??。 (11) 極距 1 210 1 6 4 . 8 524iD mmp? ?? ?? ? ? (12) 定、轉子齒距 定子齒距： 111210 1 3 . 7 448iDt m mZ? ? ?? ? ? 轉子齒距： 2222 0 8 . 6 1 7 . 2 438Dt m mZ? ? ?? ? ? (13) 繞組節(jié)距 11 1 10y ? ? ? 。 (15) 繞組線規(guī) 根據經驗，一般按類比法選取線規(guī)，本文中選取的線規(guī)為 3 ?? 。 (16) 槽滿率 槽面積： ? ? ? ?22 621ss2 π 2 4 . 5 6 . 3 4 . 52 1 . 5 2 1 8 1 1 0 m2 2 2 2SRb RA h h ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 其中，槽楔高度按文獻 [6]中表 27 選取，取 ? 。 槽有效面積： 6 2 6 2e f s i ( 18 1 21 .7 3 ) 10 15 9. 27 10 mA A A m??? ? ? ? ? ? ? 槽滿率： 2 3211f 6ef 3 2 6 ( 1 . 2 7 1 0 ) 79%1 5 9 . 2 7 1 0iSN N dS A???? ? ? ?? ? ?? 其中，導 體并饒根數 1 3tN? ；導體絕緣后外徑 mdm? 。 (18) 每相有效串聯(lián)導體數 1 dp 1 208 192NK? ? ? ? 其中，繞組系數 dp1K 的計算詳見附錄 B 中 (1)。 ? ， 39。d p 1 13 5 3 . 7 8 0 . 0 1 6 2 54 4 1 . 0 9 5 0 . 9 5 7 7 5 0 1 0 4ENNmKU WbK K f N?? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? (2) 齒部截面積 定子齒截面積： 2 6 21 1 1 0. 95 0. 19 5 0. 00 72 7 12 16 16 1 10 mi F e t i pA K l b Z m ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 轉子齒截面積： 39。39。39。39。2ib 、 39。2ib 為轉子齒部計算寬度，一般取靠近齒最狹小的 1/3處的寬度。 3 2 6 211 0. 95 0. 19 5 33 10 61 13 10 mj F e t jA K l h m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 轉子軛部截面積： 39。 (4) 空氣隙截面積 2 6 20. 16 48 5 0. 20 9 34 45 3 10 mefA l m? ? ?? ? ? ? ? ? (5) 波幅系數 從這里開始進行飽和系數計算，一般需要進行多次的循環(huán)。 ? ，對應的波幅系數 S ? 。 2S 39。39。39。2tH ， ?39。2tH ， ?j1H ， ?j2H 。 (13) 定、轉子齒部磁壓降 定子齒 部磁壓降 ： 23i1 i1 i1 14 .5 10 23 10 33 .3 5F H L A A??? ? ? ? ? ? ? 轉子齒部磁壓降 ： 39。 39。 39。i2 2 2 2 2 i i iF H L H L A? ? ? ? ? 其中，定、轉子齒部磁路計算高度 39。2iL 和 39。2iL 的計算詳見附錄 B 中 (4)。 (15) 空氣隙磁壓降 360 1 . 2 5 4 0 . 7 1 1 5 0 . 7 1 0 4970 . 4 1 0KBF A Au??? ? ????? ? ? ?? ? ??? (16) 飽和系數 i 1 i 2 4 9 7 5 0 . 3 7 3 7 . 6 1 1 9 1 . 1 7 7497S F F FK F???? ??? ? ? 由于上述計算出的飽和系數值與假設值較為接近，即滿足 39。 (17) 每極磁勢 0 i1 i2 j1 j2 49 7 50 .3 7 37 .6 12 68 .6 86 22 .7 32 67 6. 39 9F F F F F F A?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (18) 滿載磁化電流 0mdp12 2 2 6 7 6 . 3 9 9 6 1 0 . 4 1 5 A0 . 9 1 1 0 . 9 3 1 0 4 0 . 9 2 5 1pFIAm N K?? ??? ? ?? ? ? ? ? ? (19) 滿載磁化電流標幺值 * mmKW1 0 .4 1 5 0 .3 9 5 7 82 6 .3 1 6II I? ? ? (20) 勵磁電抗標幺值 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 12 *mS *m11 2 .5 2 70 .3 9 5 7 8X I? ? ? 參數計算 (1) 定子槽漏抗標幺值 * 11 221121 2 3 2 0 . 1 9 5 1 . 0 8 1 2 0 . 2 9 4 6 84 8 0 . 9 2 5 1 0 . 2 0 9tSS x x Xd p e fm p lX C C CZ K l?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 其中，漏抗系數 XC 詳見附錄 B 中 (6)；定子槽比漏磁導 s1? 詳見附錄 B 中 (7)。 (6) 轉子諧波漏抗標幺值 * 2X2 2 31 3 0 . 1 6 4 8 5 0 . 0 0 7 0 . 3 3 9 4 2π 0 . 8 7 8 1 0 1 . 1 7 7 xxe f SmRX C C CK??????? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 其中，轉子諧波單位漏磁導可查文獻 [6]中表 213 得到： ?? 。 (8) 轉子斜槽漏抗標幺值 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 13 2 2**SKS K 220 . 0 1 7 3 1 2 40 . 5 0 . 5 0 . 3 3 9 4 2 0 . 1 7 1 1 40 . 0 1 7 2 4 xxbX X C Ct ??? ??? ? ? ? ? ??? ?????? 其中，斜槽度 SKb 詳見附錄 B 中 (9)。61 1 121 0 . 0 2 1 7 1 0 2 1 0 4 0 . 4 2 7 8 0 . 2 9 0 4 53 . 3 2 4 1 0 2ctcNlR N A a????? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 其中，導線電阻系數 ?? 按文獻 [6]中表 29 查取；線圈平均半匝長 cl 詳見附錄 B 中 (10)； (12) 定子相 電阻標幺值 * KW11 0 . 2 9 0 4 5 2 6 . 3 1 6 0 . 0 2 0 1 1 4 5380NIRR U??? ? ? ? (13) 有效材料用量 定子銅 的重量 ： 39。 硅鋼片的重量 ： 2 2 3F e F e 1( ) 0 . 9 5 0 . 1 9 5 ( 0 . 3 2 7 7 ) 7 . 8 1 0 1 6 1 . 1 9FeG K l D k g?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (14) 轉子電阻 導條電阻 ： 62B 60 . 0 4 3 4 1 0 1 . 0 4 0 . 2 4 4 3 ( 1 0 4 0 . 9 2 5 1 ) 0 . 2 5 5 2 41 2 4 . 0 6 1 0 3 8R??? ? ? ? ? ?? ? ? ?? 端環(huán)電阻 ： 62R 260 . 0 4 3 4 1 0 0 . 1 6 4 3 ( 1 0 4 0 . 9 2 5