【正文】 ........... 31 參考文獻 ...................................................................................................................... 32 附錄 圖 ............................................................................................................ 34 第 19/59 頁 南昌大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 Y8022 三相鼠籠式異步電動機電磁計算及其優(yōu)化 摘 要 本文闡述了三相異步電動機的設(shè)計，介紹了異步電動機的特點、類型和用途，從而引出三相異步電動機 的類型和結(jié)構(gòu)，進一步闡述了三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作原理、機械特性和工作特性等，這些都是為下一步的電動機設(shè)計做準備的。而本文全面地、綜合地看待了這個問題，充分協(xié)調(diào)了電動機的耗材量與各項性能之間以及技術(shù)指標和經(jīng)濟指標之間的關(guān)系。方案一中在追求節(jié)省材料時，會導(dǎo)致電機性能降低。綜合考慮各方面得失，最后得出一個既節(jié)省材料又提高性能的方案。 關(guān)鍵詞：異步電動機；設(shè)計；優(yōu)化；繪圖 第 20/59 頁 The Electromagic Calculation and Optimization of Threephase Squirrelcage Asynchronous Motor Y8022 Abstract This paper expounds the design of three phase squirrelcage asynchronous motor. This paper shows the character, type usage of induction motor. In succession, it introduces the type and framework of three phase squirrelcage asynchronous motor,and farther set forth its rated data, technical specification, operation theory,mechanism specialty, running specialty and so on. These are the groundwork for the design of motor. Constructing a motor is a plexity. The designer must consider many factorsand ascertain lots and lots of sizes and data, and therefore barge up againstcontradiction. However, this study treats the problem allsided and synthetically, andthat well harmonizes the material wastage,capabilities, technical data as well aseconomical data. After the handwork count, the designer has known about thenational criterion and is up on the rough connections among the specifications, which grounds for the next work. First, aspiring after economizing the materials willdeteriorate the motor capabilities. Second, taking measures for augmenting efficiency and power will make the starting current large. Consequently, after considering all factors synthetically, the designer get a project to both economize materials and improve capabilities. At last, in order to understand the motor intuitionist and manufacture the motor expedite, the designer plot stator develop film graph, rotor constructional graph, coil coupling graph and general install graph. These graphs have been deposited in the excursus of this thesis Keywords: induction motor。由于直流電機和交流電機的特點又決定了機 械設(shè)備的動力大多由交流異步電機提供，尤其以鼠籠式電機居多。尤其是三相鼠籠式異步電動機，具有結(jié)構(gòu) 簡單， 效率很高，使用方便，性能穩(wěn)定，易于維修成本低的優(yōu)點。 第 22/59 頁 第 1 章 異步電機概念 異步電機的轉(zhuǎn)速與氣隙中基波旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速之間存在一定差異，即不同步 （或稱異步），因此被起名為異步電機 。由于異 步電機轉(zhuǎn)子繞組的電動勢和電流是通過感應(yīng)產(chǎn)生的，所以異步電機有又稱感應(yīng)電 機。按電源相數(shù)分為 “ 單相 ” 異步電機、 “ 雙相 ” 異步電機、 “ 三相 ” 異步 電機；按電機的尺寸或額定功率分為 “ 大型 ” 、 “ 中型 ” 、 “ 小型 ” 和 “ 小功率 ”電機； 按電機的防護形式分為 “ 開啟式 ” 、 “ 防護式 ” 、 “ 封閉式 ” ；按轉(zhuǎn)子結(jié) 構(gòu)型分為籠型、繞線型和換向器電機；按運行方式分為異步發(fā)電機和異步電動機 等。例如，中小型電動機的功率范圍是 11000KW，其中 11000KW 是小型三項電動機， 1001000KW 為中型三相電動機。 三相異步電動機是應(yīng)用最為廣泛的一種電動機，它的主要分類見表 11： 第 23/59 頁 異步電機與直流電動機、三相同步電機不同，其轉(zhuǎn)子繞組無需與其他電源連接，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、控制方便、性能穩(wěn)定，以及制造容易，成本低廉，易于維修等優(yōu)點。異步電機還便于派生成各種防護形式，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。但近一、二十年來，以電力電子器件和微型計算機為基礎(chǔ)發(fā)展起來的異步電動機交流調(diào)速系統(tǒng)，使異步電動機的調(diào)速性能得以改善，因此其用途更加廣泛。例如：工業(yè)方面的各種加工中心、專用加工設(shè)備、數(shù)控機床、工業(yè)機器人、印刷機械、紡 織機械、泵和壓縮機、新型工業(yè)縫紉機等設(shè)備的控制 。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，電力排灌設(shè)備、打谷機、輾米機、榨油機、飼料粉碎機等大都由異步電動機拖動。 異步電機的發(fā)展趨勢 近年來我國已開始研究、設(shè)計、生產(chǎn)高效率異步電機。電機關(guān)鍵設(shè)備旨在衡量電機性能好壞的重要技術(shù)經(jīng)濟指標之一。普通大容量電機效率一般為95%到 98%，小容量電機一般為 80%到 92%。例如美國 70年代研制并推廣到歐洲和日本的高效率電動機的平均效率比普通電動 機提高了 2%到 3%，其現(xiàn)行 NEMA 高效率電動機較我國 Y 系列和 Y2 系列電機效率高 2%到 8%。國內(nèi)異步電機質(zhì)量和技術(shù)水平差距的其中兩個體現(xiàn)方面就可靠性差，經(jīng)濟指標落后。因此電機的噪聲成為考核產(chǎn)品競爭力的一個重要因素。 第 25/59 頁 第 2 章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動機主要是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，轉(zhuǎn)子有鼠籠型及繞線型轉(zhuǎn)子兩種。 定子 異步電動機的定子是用來產(chǎn)生磁場的，它一般由定子鐵心、定子繞組和外殼組成。鐵心沖片一般由相互絕緣的 厚的硅鋼片沖成，常用的硅鋼片有 D2 D23等型號。定子鐵心的槽及開口三種。 （ 2）定子繞組 三相異步電動機的定子繞組由對稱的三個繞組組成，每個繞組異步電動機的定子繞組由許多線 圈接一定的規(guī)律連接而成。定子繞組在槽內(nèi)的布置分為單層繞組和雙層繞組兩種基本形式。雙層繞組的優(yōu)點是可以靈活選擇節(jié)距以改善電動勢和磁通式波形，因此容量大的異步電動機都采用雙層短距疊繞組或波繞組。 （ 3）外殼 外殼包括機座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。大、中型箱式電動機機座由鋼板 焊接而成。有的機座的端蓋與外軸承蓋鑄成一體，具有裝配方便、節(jié)省工時等優(yōu)點。 （ 1）轉(zhuǎn)子鐵心 轉(zhuǎn)子鐵心是用 0,5mm 厚的硅鋼片疊成的圓柱體，另一種是繞線轉(zhuǎn)子。 （ 2）轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線型兩種結(jié)構(gòu)。繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，也是由對稱三相繞組構(gòu)成，一般接成星形聯(lián)結(jié)，三根引出線分別接到與轉(zhuǎn)軸絕緣的三個滑環(huán)（又稱集電環(huán)）上，通過電刷裝置可與外電組或其他控制器相連接，以改善電動機的啟動性能和調(diào)速性能。 （ 3）轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)軸一般用中碳鋼制成，轉(zhuǎn)子鐵心套在轉(zhuǎn)軸上或通過壓圈套在軸上，它支持著轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn) 子在定子內(nèi)腔均勻地旋轉(zhuǎn)，并傳導(dǎo)三相電動機所輸出的轉(zhuǎn)矩。由于氣隙是電機磁路的一部分，氣隙的大小對異步電動機的運行性能有很大影響。為了提高功率因素，氣隙應(yīng)盡可能的小。從減少附加損耗并減少高次諧波磁通勢產(chǎn)生的磁通來看，氣隙稍大一點也有其有利的一面。 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)與主要系列 每臺電動機的外殼上都應(yīng)有一塊銘牌，銘牌上標出這臺電動機額定值及其他必要事項。 （ 2）額定功率 指電動車在額定運行時，軸端輸出 的機械功率，單位為瓦（ W）或千瓦（ KW）。如果銘牌上標有兩個電壓數(shù)據(jù)，如 220V/380V，表示電動機定子繞 組在兩種不同聯(lián)結(jié)時的線電壓。如果銘牌上標有兩個電流數(shù)據(jù)，表示的定子繞組在兩種不同聯(lián)結(jié)時的輸入電流。 （ 6）額定轉(zhuǎn)速 指電動機在額定頻率、額定電壓下，且軸端輸出的額定功率時，轉(zhuǎn)子每分鐘的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn) /分 (r/min)。 （ 8）額定效率 指電動機在額定運行時的效率。允許溫升的高低取決于電動機使用的絕緣材料。 （ 10）標 準符號 至電動機產(chǎn)品按這個標準生產(chǎn)，技術(shù)數(shù)據(jù)能表達到這個標準的要求。連續(xù)工作制（ S1）的電動機在銘牌規(guī)定的額定負數(shù)范圍內(nèi)允許長期連續(xù)使用。斷續(xù)周期工作制（ S3）的電動機在銘牌規(guī)定的額定值下只能周期 性使