畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-高效節(jié)能型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>

2、　　題 目： YX160-2(IP44)高效節(jié)能型 </p><p>　　三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì) </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　評(píng)閱教師： </p><p><b>　　2006年

3、6月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 引言……………………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1 電機(jī)發(fā)展………………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 高效

4、節(jié)能電機(jī)…………………………………………………………………………………2</p><p>　　2 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過(guò)程…………………………………………………………………………5</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………………………………………5</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)過(guò)程………………………………………………………

5、………………………………5</p><p>　　3 手算電磁計(jì)算程序……………………………………………………………………………8</p><p>　　3.1 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸………………………………………………………………………8</p><p>　　3.2 磁路計(jì)算……………………………………………………………………………………13</p>

6、<p>　　3.3 參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………………………………16</p><p>　　3.4 工作性能計(jì)算…………………………………………………………………………………20</p><p>　　3.5 起動(dòng)性能計(jì)算………………………………………………………………………………25</p><p>　　4 計(jì)算機(jī)輔助

7、設(shè)計(jì)說(shuō)明…………………………………………………………………………28</p><p>　　4.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展…………………………………………………………………… 28</p><p>　　4.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用……………………………………………………29</p><p>　　4.3 設(shè)計(jì)一般過(guò)程…………………………………………………

8、………………………………29</p><p>　　4.4 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介……………………………………………………………………………………30</p><p>　　4.5 符號(hào)對(duì)照表……………………………………………………………………………………32</p><p>　　4.6 程序流程圖……………………………………………………………………………………37</

9、p><p>　　5 方案比較及選優(yōu)………………………………………………………………………………40</p><p>　　5.1 方案一…………………………………………………………………………………………40</p><p>　　5.2 方案二…………………………………………………………………………………………41</p><p>　　5.

10、3 方案三…………………………………………………………………………………………42</p><p>　　5.4 方案四…………………………………………………………………………………………43</p><p>　　結(jié)論 ………………………………………………………………………………………………44</p><p>　　致謝 ………………………………………………………

11、………………………………………45</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………46</p><p><b>　　圖1 定子沖片圖</b></p><p><b>　　圖2 轉(zhuǎn)子沖片圖</b></p><p><b>　　圖3 繞組

12、展開(kāi)圖</b></p><p><b>　?。薄∫?lt;/b></p><p>　　眾所周知，電機(jī)行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)電制造行業(yè)，其發(fā)展已經(jīng)有二百多年的歷史，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。電的產(chǎn)生、傳輸、使用都離不開(kāi)電機(jī)，尤其是現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展、人們生活水平的改善、自動(dòng)化技術(shù)的提高及機(jī)器人等都需要大量的電機(jī)。</p><p>　

13、　1.1 電機(jī)的發(fā)展</p><p>　　縱觀世界電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展歷程，它始終跟隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在相互競(jìng)爭(zhēng)、相互促進(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。從19世紀(jì)30年代到80年代為直流電機(jī)時(shí)代，19世紀(jì)末葉，出現(xiàn)了交流電，隨之交流電動(dòng)傳動(dòng)在工業(yè)中逐步得到了廣泛應(yīng)用，20世紀(jì)50年代以后，隨著電力電子學(xué)理論、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使電機(jī)產(chǎn)品進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，先進(jìn)的

14、制造技術(shù)使傳統(tǒng)的電機(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)。近十年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外中小型異步電機(jī)的發(fā)展方向大致可歸納為八個(gè)字：“高效、低噪、調(diào)速、智能”。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)。</p><p>　　目前，我國(guó)中小型電機(jī)約有300個(gè)系列，1500個(gè)品種，產(chǎn)品量大面廣，應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、公共設(shè)施、家用電器等各個(gè)

15、領(lǐng)域，廣泛用于驅(qū)動(dòng)各種風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)械、城市交通及工礦電動(dòng)車輛、建筑機(jī)械、冶金、有色金屬、紡織、印刷、造紙、石油化工、橡膠、食品等工業(yè)設(shè)備和農(nóng)業(yè)機(jī)械。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)作為最重要的動(dòng)力設(shè)備之一，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。以電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力源，其耗用的電能占全國(guó)總發(fā)電量的60% 以上。當(dāng)今的電動(dòng)機(jī)一般都是按照最大負(fù)載下能正常工作為條件來(lái)選擇的，但在實(shí)際使用中，電機(jī)卻經(jīng)常是在中載、輕載，甚

16、至在空載狀態(tài)下運(yùn)行。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。出于能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的考慮，當(dāng)前世界上包括我國(guó)在內(nèi)的不少國(guó)家對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能都給予了高度重視，均把電動(dòng)機(jī)節(jié)能的重點(diǎn)放在0.75kW 以上的電動(dòng)機(jī)上。因此，今后電機(jī)行業(yè)發(fā)展方向之一將為高效、節(jié)能型電機(jī)。</p><p>　　1.2 高效節(jié)能電機(jī)</p><p>　　高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)是指在運(yùn)行中將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)力時(shí)具

17、有較高的轉(zhuǎn)換效率或較小的轉(zhuǎn)換損耗而節(jié)約電能的電動(dòng)機(jī)。從字面上解釋，就是效率值高的電機(jī)，即有效輸出功率比輸入功率的百分值高的電機(jī)。</p><p>　　1.2.1　我國(guó)發(fā)展高效節(jié)能電機(jī)的意義</p><p>　　我國(guó)正處在深化經(jīng)濟(jì)體制改革和國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，企業(yè)面臨宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控、能源與環(huán)保政策的規(guī)范。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)政府制定的節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)產(chǎn)品。

18、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。隨著政府對(duì)節(jié)能產(chǎn)業(yè)的扶持，節(jié)能觀念的深入普及，打造健康有序的節(jié)電產(chǎn)業(yè)只是時(shí)間問(wèn)題。</p><p>　　目前，電機(jī)行業(yè)已形成比較完整的產(chǎn)業(yè)體系，中小型電機(jī)產(chǎn)品的品種、規(guī)格、性能和產(chǎn)量基本上滿足市場(chǎng)需要。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，當(dāng)今世界已進(jìn)入相互競(jìng)爭(zhēng)、相互依存的時(shí)代，如何增強(qiáng)我國(guó)企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)節(jié)能型企業(yè)建立，加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能管理和技術(shù)改

19、造，引導(dǎo)節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不斷提高節(jié)能意識(shí)，資源意識(shí)和環(huán)境意識(shí)，充分發(fā)揮我國(guó)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，持續(xù)、快速、協(xié)調(diào)、健康地發(fā)展，已為形勢(shì)所迫，成為企業(yè)必須要面對(duì)的問(wèn)題。我國(guó)GDP占全球3.8%，但能源消耗卻占到了全球的11%，這表明我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行仍是高投入、高消耗、高排放、不協(xié)調(diào)、低效益、難循環(huán)的粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，尚未轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯度搿⒏弋a(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。近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展受到能源瓶頸制約，日益加劇，200

20、2年下半年開(kāi)始全國(guó)有11個(gè)省市缺電，2004年缺電擴(kuò)大到24個(gè)省市，各地相繼出現(xiàn)不同程度的電荒、煤荒、油荒。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%，則我國(guó)每年可節(jié)約的原煤量約為200多萬(wàn)噸。這也告誡企業(yè)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工業(yè)技術(shù)、設(shè)備效率等方面仍有較大空間，應(yīng)深挖節(jié)能潛力。</p><p>　　鑒于我國(guó)電力緊張,應(yīng)大力推廣節(jié)能電機(jī)。目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量大，使用面廣，在當(dāng)前能源和環(huán)境問(wèn)題極

21、為嚴(yán)峻的形勢(shì)下，我們有必要開(kāi)發(fā)節(jié)能電機(jī)或高效率電機(jī)，以使電動(dòng)機(jī)本身消耗的電能進(jìn)一步下降,從而減少我國(guó)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的用電量。</p><p>　　1.2.2 高效節(jié)能電機(jī)的特點(diǎn)</p><p>　　YX系列高效率電機(jī)是在Y系列電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上略作改動(dòng)，如沖片槽形、鐵心長(zhǎng)度、繞組型式等方面進(jìn)行調(diào)整，使電機(jī)具有高效率特性而產(chǎn)生的電氣派生系列。在年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，負(fù)載率較高的場(chǎng)合，采用YX系列高效

22、率電動(dòng)機(jī)可較大幅度的節(jié)約電能。</p><p>　　與標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)相比，使用高效率電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：</p><p>　　a) 效率高，節(jié)能效果好。YX系列電機(jī)與Y系列電機(jī)相應(yīng)規(guī)格相比，效率平均提高3%,功率因數(shù)平均提高約0.004，總損耗平均下降28.8%，其中各項(xiàng)損耗下降的百分比為：繞組損耗約20%，鐵耗約10%，雜散損耗約30%，風(fēng)靡損耗約40% 。</p><p>

23、;　　b) 運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)的設(shè)備或裝置，節(jié)能效果越明顯，產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性提高。YX系列電機(jī)在負(fù)載率50%～100%范圍內(nèi)，具有比較平坦的效率特性，且在75%負(fù)載率時(shí)的效率最高。最高效率與額定負(fù)載時(shí)的效率相比，約提高0.2%～0.7%，全系列平均提高0.4%，這有助于提高電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的節(jié)能效果。</p><p>　　c) 因?yàn)椴扇×私档蛽p耗的設(shè)計(jì)，溫升小，進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的可靠性。</p>

24、;<p>　　d) 大大減少對(duì)環(huán)境的污染。</p><p>　　例如一臺(tái)全封閉自扇冷式電機(jī)，規(guī)格為：2.2kW ，4 極，200V ，50Hz，負(fù)載率100%。若1年運(yùn)行5000小時(shí)，則大約可以節(jié)電400kWh 。</p><p>　　高效率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，因具有輸出效率高、功率范圍廣、價(jià)格低、堅(jiān)固性和維修性好的特點(diǎn)，已在生產(chǎn)生活中被廣泛用作節(jié)能電動(dòng)機(jī)。</p>

25、<p>　　1.2.3 效率的提高</p><p>　　從電動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)造出發(fā)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)把從電源輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能時(shí),有一部分能量以熱能形式消耗在電機(jī)內(nèi)部。這種不能在電動(dòng)機(jī)軸上作為輸出功率所使用的能量叫做損耗。如果損耗大,電動(dòng)機(jī)的溫升就會(huì)提高,由此可見(jiàn)電動(dòng)機(jī)中的損耗,不僅會(huì)縮短絕緣壽命,還將消耗掉很多電能。為了提高效率,節(jié)省電力(節(jié)能) ,最好辦法是盡量降低電動(dòng)機(jī)的損耗。</p>&

26、lt;p>　　電機(jī)的損耗主要包括以下四類：定轉(zhuǎn)子電氣損耗，基本鐵損耗，機(jī)械損耗，雜散損耗。提高電機(jī)的效率,主要就是如何降低以上各種損耗。</p><p>　　定轉(zhuǎn)子電氣損耗包括定子繞組銅耗和轉(zhuǎn)子鋁耗。定子繞組銅損耗(W) 約占總損耗的40% ，主要為滿載時(shí)定子繞組在運(yùn)行溫度下的電阻損耗。定子銅耗在電動(dòng)機(jī)損耗中占有相當(dāng)大的比例。如何降低定子銅耗，對(duì)提高電動(dòng)機(jī)的效率非常關(guān)鍵。降低定子銅耗可采用以下措施：提高槽滿

27、率，縮短繞組端部長(zhǎng)度；減薄絕緣，提高槽利用率；降低電磁線的電阻率，可采用新材料。降低轉(zhuǎn)子鋁耗的措施：采用大截面積的轉(zhuǎn)子槽形和加大端環(huán)截面；提高鋁的純度，降低轉(zhuǎn)子電阻。</p><p>　　鐵心損耗(W)占總損耗的20%，由交變主磁通在定子或轉(zhuǎn)子鐵心(分別計(jì)算)中產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗組成。降低鐵心損耗可采取如下措施：</p><p>　　a) 采用低損耗的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片，采用較薄硅鋼片

28、，減少電機(jī)的渦流損耗；</p><p>　　b) 調(diào)整槽形，選用合理的磁密，減少基波鐵損耗；</p><p>　　c) 增加鐵心長(zhǎng)，用較多的硅鋼片，減少磁密來(lái)降低損耗。</p><p>　　機(jī)械損耗(W)約占總損耗的5%，包括風(fēng)扇及通風(fēng)系統(tǒng)的損耗，電機(jī)轉(zhuǎn)子表面即冷卻介質(zhì)的摩擦損耗、軸承摩擦損耗、密封圈摩擦損耗等。風(fēng)摩損耗的產(chǎn)生與電機(jī)轉(zhuǎn)速、通風(fēng)方式、風(fēng)扇形式、風(fēng)扇

29、外徑、轉(zhuǎn)子外徑、軸承類型、潤(rùn)滑特性、機(jī)械加工精度及裝配質(zhì)量等有關(guān)。降低機(jī)械損耗可選用與電機(jī)轉(zhuǎn)速相匹配的高效風(fēng)扇及合理風(fēng)路，選用優(yōu)質(zhì)低磨擦軸承、摩擦阻力小的潤(rùn)滑脂、密封圈。</p><p>　　雜散損耗(W)約占總損耗的10%，是除上述四種損耗以外的全部損耗。雜散損耗包括由槽漏磁引起的導(dǎo)體中電流集膚效應(yīng)產(chǎn)生的損耗，定子諧波磁通在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)諧波電流產(chǎn)生的損耗，以及斜槽籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條間的橫向電流在導(dǎo)條與疊片鐵心之間構(gòu)

30、成回路產(chǎn)生的損耗。這些損耗與繞組形式、節(jié)距、槽形、槽數(shù)、槽配合、槽絕緣、氣隙長(zhǎng)度、繞組端部與端蓋距離、槽中導(dǎo)體高度、生產(chǎn)制造工藝的控制水平等因素有關(guān)。降低雜散損耗大致可采取如下措施：</p><p>　　a) 定子槽采用多槽數(shù)，節(jié)距采用5/6τ；</p><p>　　b) 減小定子、轉(zhuǎn)子槽口寬度；</p><p>　　c) 鐵心兩端采用非導(dǎo)磁材料；</p

31、><p>　　d) 調(diào)整電磁設(shè)計(jì)方案，選用合理槽形、槽配合，采用"正弦"繞組以削弱合成磁場(chǎng)中的高次諧波，削弱附加損耗和附加轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　e) 適當(dāng)增大氣隙；</p><p>　　f) 轉(zhuǎn)子采用少槽。</p><p>　　2　設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過(guò)程</p><p><b>　　2

32、.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　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(如功率、電壓、頻率等)、技術(shù)要求(如效率、功率因數(shù)、起動(dòng)電流倍數(shù)、溫升限度等)，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)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、制造和使用維修方便的先進(jìn)產(chǎn)品。電機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要考慮的因素和確定的尺寸、數(shù)據(jù)很多

33、，因此設(shè)計(jì)人員必須全面地、綜合地看問(wèn)題，并能因時(shí)因地制宜，針對(duì)具體情況采取不同的解決方法。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)電機(jī)的型號(hào)為YX160L-2(IP44)高效節(jié)能型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　額定數(shù)據(jù)： 額定功率 =18.5kw 額定電壓=380V</p><p>　　額定頻率=50Hz 定子相數(shù)m=3 接</p&

34、gt;<p>　　技術(shù)要求： 效率≥92% 功率因數(shù)≥0.89</p><p>　　最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)≥2.2 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)≥2.0 </p><p><b>　　起動(dòng)電流倍數(shù)≤7</b></p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)過(guò)程</b></p><p&

35、gt;　　2.2.1 準(zhǔn)備階段</p><p>　　首先熟悉國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，收集并查看相近電機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r、趨勢(shì)、技術(shù)資料，并閱讀一定量的外文專業(yè)資料，然后完成開(kāi)題報(bào)告及外文翻譯。</p><p>　　2.2.2 確定電機(jī)的主要尺寸</p><p>　　電機(jī)主要尺寸的確定主要是參考國(guó)際上已制成的同類型電機(jī)的主要尺寸，并結(jié)合所設(shè)計(jì)電機(jī)的主要性能指標(biāo)來(lái)確定。&

36、lt;/p><p>　　a) 定轉(zhuǎn)子沖片的設(shè)計(jì)</p><p>　　定轉(zhuǎn)子沖片的內(nèi)、外徑尺寸參考國(guó)際上同類型電機(jī)的沖片尺寸確定。</p><p>　　因?yàn)殡姍C(jī)為高效節(jié)能型電機(jī)且功率較小，所以定子采用梨形槽。梨形槽可以減少鐵心表面損耗和齒內(nèi)脈振損耗，使有效氣隙長(zhǎng)度減小，功率因數(shù)得到改善；且槽面積利用率較高，沖模壽命較長(zhǎng)，槽絕緣的彎曲程度較小，不宜損傷。定子槽形尺寸在考慮

37、以下條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)：</p><p>　　1) 槽滿率一般控制在75%～80%左右，機(jī)械化嵌線時(shí)槽滿率控制在75%以下。因?yàn)椴蹪M率太高，會(huì)使嵌線困難、嵌線工時(shí)增加，且嵌線時(shí)極易引起絕緣損傷。</p><p>　　2) 齒部和軛部的磁密要適當(dāng)。定子齒部磁密多在1.40T～1.60T之間；因軛部磁路較長(zhǎng)，體積較大，所以一般定子軛部磁密比定子齒部磁密略低，以保證合理的鐵心損耗和空載電流，一般

38、在1.1T～1.5T之間。</p><p>　　3) 齒部有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，軛部有足夠的剛度。</p><p>　　4) 還應(yīng)注意槽形尺寸特別是其深寬比對(duì)電機(jī)參數(shù)（主要為漏抗的參數(shù)）的影響。</p><p>　　綜上，定子槽口寬=2.5mm～4.0mm，為嵌線方便，應(yīng)比線徑大1.2mm～1.6mm；定子槽口高度=0.5mm～2.0mm。</p>&

39、lt;p>　　由于所設(shè)計(jì)電機(jī)為功率較小的兩極電機(jī)，因此轉(zhuǎn)子使用平行槽，這樣可以增加集膚效應(yīng)，改善起動(dòng)性能。轉(zhuǎn)子槽形尺寸對(duì)電機(jī)的一系列性能參數(shù)（如起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子銅耗、功率因數(shù)、效率、溫升等）都有相當(dāng)大的影響，其中起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子槽形尺寸的關(guān)系最為密切。轉(zhuǎn)子槽形尺寸的確定和定子槽形尺寸的確定相類似。但轉(zhuǎn)子齒磁密一般在1.25T～1.6T之間。</p><p>　　定、轉(zhuǎn)子槽

40、形尺寸還要在上述估算的基礎(chǔ)上通過(guò)CAD畫(huà)圖來(lái)最終確定。</p><p>　　另外，為了減小附加損耗，定轉(zhuǎn)子槽數(shù)一般選擇少槽近槽配合，即定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)相近，而轉(zhuǎn)子槽數(shù)略小于定子槽數(shù)。同時(shí)，定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)得選擇還要避免在起動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生較強(qiáng)的同步附加轉(zhuǎn)矩、異步附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)和噪聲。</p><p><b>　　b) 端環(huán)的設(shè)計(jì)</b></p><p>

41、　　端環(huán)的外徑通常比轉(zhuǎn)子外徑小3mm～8mm，以便鑄鋁模定位，端環(huán)內(nèi)徑一般略小于轉(zhuǎn)子槽底所在圓的直徑。</p><p><b>　　c） 繞組的選擇</b></p><p>　　由于所設(shè)計(jì)電機(jī)為高效率電機(jī)，且功率為18.5kw，因此電機(jī)定子繞組采用正弦繞組。正弦繞組不僅可以減小電機(jī)的相帶諧波，改善氣隙磁勢(shì)曲線以接近正弦分布，而且提高了繞組的基波分布系數(shù)，從而可減小電機(jī)

42、的雜散損耗約30%，且使銅耗下降，效率可提高5%左右。正弦繞組有Y-△串聯(lián)和Y-△并聯(lián)兩種形式，由于Y-△并聯(lián)繞組內(nèi)部回路多，會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，為了降低損耗,提高效率，因此設(shè)計(jì)中采用Y-△串聯(lián)繞組。但Y-△繞組必須滿足以下三個(gè)條件時(shí)才能達(dá)到以上的效果：</p><p>　　1) 繞組Y接部分的感應(yīng)電勢(shì)在時(shí)間上滯后于△接部分的感應(yīng)電勢(shì)電角度。</p><p>　　2) 繞組Y接部分的相電流

43、在時(shí)間上滯后于△接部分的相電流電角度。</p><p>　　3) 繞組兩部分產(chǎn)生的磁勢(shì)幅值相等，便可以完全消除或大大削弱5、7、17、19、等（=奇數(shù)）次諧波磁勢(shì)，改善氣隙磁場(chǎng)波形，使諧波引起的附加損耗下降。</p><p><b>　　d) 風(fēng)扇的選擇</b></p><p>　　風(fēng)扇的作用在于產(chǎn)生足夠的壓力，以驅(qū)送所需的氣體通過(guò)電機(jī)，帶

44、走電機(jī)散發(fā)的熱量，使電機(jī)的溫度降低。因?yàn)楦咝щ姍C(jī)為了提高效率，各項(xiàng)損耗都減小了，這使得電機(jī)的溫升比普通電機(jī)要低，發(fā)熱量少，所以可以選擇軸流式風(fēng)扇，且軸流式風(fēng)扇具有效率高（可達(dá)0.8）的優(yōu)點(diǎn)，可使風(fēng)扇功耗降低，電機(jī)的效率提高。</p><p>　　2.2.3 手算核算電機(jī)的性能</p><p>　　電機(jī)的性能指標(biāo)主要包括電機(jī)的效率、功率因數(shù)、起動(dòng)電流、起動(dòng)電流倍數(shù)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩倍

45、數(shù)等。電機(jī)性能的計(jì)算過(guò)程主要包括額定數(shù)據(jù)及主要尺寸的確定、磁路計(jì)算（定轉(zhuǎn)子齒部、軛部磁密、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁壓降，電機(jī)總磁壓降，電機(jī)滿載磁化電流等的計(jì)算）、參數(shù)計(jì)算（定轉(zhuǎn)子各部分漏抗，定轉(zhuǎn)子電阻，端環(huán)電阻，定子導(dǎo)線重量、硅鋼片重量的計(jì)算）、工作性能計(jì)算（定轉(zhuǎn)子電氣損耗，附加損耗，機(jī)械損耗，定子鐵耗，功率，功率因數(shù)，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)等的計(jì)算）和起動(dòng)性能計(jì)算（起動(dòng)時(shí)總電阻、總漏抗、總阻抗，起動(dòng)電流，起動(dòng)電流倍數(shù)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)的計(jì)算）五部分。通過(guò)手算電

46、機(jī)的性能，使我了解了電機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程，電機(jī)各個(gè)量、參數(shù)的意義、選擇計(jì)算方法，明白了影響電機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)的參數(shù)，循環(huán)量的循環(huán)條件、過(guò)程和循環(huán)公式，為下一步電機(jī)性能計(jì)算程序的編寫(xiě)、調(diào)試奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　2.2.4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)電機(jī)性能的手算過(guò)程，編制計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序，并核算電機(jī)性能，得出四套合格方案，并從中選出最優(yōu)方案。該部分在下文第4部分中將

47、作詳細(xì)的說(shuō)明。</p><p>　　3 手算電磁計(jì)算程序</p><p>　　3.1 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸</p><p>　　1) 額定功率=18.5kW</p><p>　　2) 額定電壓=380V（接）</p><p>　　轉(zhuǎn)換為Y接相電壓==220V</p><p>　　3) 功電流=

48、==28.158A</p><p><b>　　4) 效率 </b></p><p>　　按照任務(wù)書(shū)規(guī)定取=92%</p><p><b>　　5) 功率因數(shù)</b></p><p>　　按照任務(wù)書(shū)規(guī)定取=0.89</p><p><b>　　6) 極對(duì)數(shù)=1&l

49、t;/b></p><p><b>　　相數(shù)=3</b></p><p><b>　　7) 定轉(zhuǎn)子槽數(shù)</b></p><p>　　每極每相槽數(shù)取整數(shù)，=6。</p><p>　　則==2×3×1×6=36。再按文獻(xiàn)[1]表10－8取=28，并采用轉(zhuǎn)子斜槽。<

50、;/p><p>　　8) 定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)</p><p>　　定子每極槽數(shù)===18</p><p>　　轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)===14</p><p>　　9) 定轉(zhuǎn)子沖片尺寸</p><p>　　定子外徑=260mm</p><p>　　定子內(nèi)徑=150mm</p><p>　　

51、氣隙長(zhǎng)度=0.68mm</p><p>　　轉(zhuǎn)子外徑==148.64mm</p><p><b>　　轉(zhuǎn)子內(nèi)徑=60mm</b></p><p>　　定子沖片尺寸（如圖3.1.1所示）： </p><p>　　轉(zhuǎn)子沖片尺寸（如圖3.1.2所示）： </p><p>　

52、　圖3.1.1 定子沖片圖 圖3.1.2 轉(zhuǎn)子沖片圖</p><p><b>　　定子齒寬：</b></p><p><b>　　=－2</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=4.

53、724mm</b></p><p>　　=-==4.780mm</p><p>　　齒部基本平行，齒寬=4.752mm（平均值）</p><p>　　轉(zhuǎn)子齒壁不平行的槽形尺寬計(jì)算如下：</p><p><b>　　=6.0808mm</b></p><p>　　導(dǎo)條截面積（轉(zhuǎn)子槽面積）

54、</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=241.062 </b></p><p>　　端環(huán)面積=430 端環(huán)直徑=104.62mm</p><p>　　

55、端環(huán)尺寸如圖3.1.3所示。</p><p>　　圖3.1.3 端環(huán)截面圖</p><p>　　10) 極距τ== =235.619mm</p><p>　　11) 定子齒距===13.09mm</p><p>　　12) 轉(zhuǎn)子齒距== =16.666mm</p><p>　　13) 定子繞組采用單層正弦繞組，同心式，

56、節(jié)距1～21,2～20，3～19</p><p><b>　　并聯(lián)之路數(shù)=1</b></p><p>　　14) 為了消弱齒諧波磁場(chǎng)的影響，轉(zhuǎn)子采用斜槽，一般斜一個(gè)定子齒距，于是轉(zhuǎn)子斜槽寬=13.09mm。</p><p><b>　　15) 每槽導(dǎo)體數(shù)</b></p><p>　　=10

57、 =17</p><p>　　16) 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)</p><p><b>　　60</b></p><p><b>　　102</b></p><p>　　17) 繞組線規(guī)設(shè)計(jì)</p><p>　　在文獻(xiàn)[1]附錄二中選用銅線：高強(qiáng)度漆包線。</p>

58、<p>　　Y接部分：1，1.6，絕緣后直徑=1.68，</p><p>　　6，1.5，絕緣后直徑=1.58；</p><p>　　△接部分：1，1.6，絕緣后直徑=1.68，</p><p>　　4，1.30，絕緣后直徑=1.38；</p><p><b>　　18) 槽滿率</b></p>

59、<p><b>　　槽面積=</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=241.981 </b></p><p>　　按附錄三，槽絕緣采用DMDM復(fù)合絕緣，=0.3mm，槽楔為h=2mm層壓板，則槽絕緣占面積為：</p><p&g

60、t;　　===17.553。</p><p><b>　　槽有效面積</b></p><p>　　=-==224.428</p><p><b>　　槽滿率</b></p><p><b>　　0.793</b></p><p><b>　　0

61、.791</b></p><p>　　19) 鐵心長(zhǎng)=200mm</p><p>　　鐵心有效長(zhǎng)度201.36mm</p><p><b>　　20) 繞組系數(shù)</b></p><p><b>　　短距系數(shù)=1</b></p><p>　　分布系數(shù)：==0.990

62、</p><p>　　繞組系數(shù)：0.9899×1=0.990</p><p>　　21) 每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)</p><p><b>　　=117.69</b></p><p><b>　　3.2 磁路計(jì)算</b></p><p><b>　　1) 每極

63、磁通</b></p><p>　　初設(shè)=（1-）=0.952，</p><p>　　=（1-）=0.952×220V=210V</p><p><b>　　58.84</b></p><p>　　初設(shè)=1.27，由文獻(xiàn)[1]圖3-5查得=1.092。</p><p>　　==

64、=0.016Wb</p><p>　　2) 每極下齒部截面積</p><p>　　==0.95×200×4.752×18=16252.10</p><p>　　==0.95×200×6.070×14=16145.12</p><p>　　3) 定子軛部計(jì)算高度</p>

65、<p><b>　　==</b></p><p><b>　　=30.18mm</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度</b></p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　=26.45mm<

66、/b></p><p><b>　　定子軛部導(dǎo)條截面積</b></p><p>　　==0.95×200×30.18=5734.2</p><p><b>　　轉(zhuǎn)子軛部導(dǎo)條截面積</b></p><p>　　==0.95×200×26.45=5025.5

67、</p><p><b>　　4) 空氣隙截面積</b></p><p>　　=τ=235.619×201.36=47444.331</p><p>　　5) 磁路計(jì)算所選的回路是通過(guò)磁極中心線的閉合回路，該回路上的氣隙磁密是最大值。為此，先由文獻(xiàn)[1]圖3-5，找出計(jì)算極弧系數(shù)=0.703，由此求的波幅系數(shù) </p>

68、<p><b>　　====1.422</b></p><p>　　6) 定子齒磁密=1.436T</p><p>　　7) 轉(zhuǎn)子齒磁密==T=1.445T</p><p>　　8) 定子軛磁密==1.431T</p><p>　　9) 轉(zhuǎn)子軛磁密==1.633T</p><p>　　1

69、0) 空氣隙磁密==T=0.4908T</p><p>　　11) 從文獻(xiàn)[1]附錄五的D23磁化曲線上找出對(duì)應(yīng)上述的磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>　　=14.558A/cm；=15.184A/cm；=14.263A/cm；=47.712 A/cm</p><p>　　12) 齒部磁路計(jì)算長(zhǎng)度</p><p><b>　　=21.

70、83mm</b></p><p><b>　　=35.72mm</b></p><p>　　13) 軛部磁路計(jì)算長(zhǎng)度</p><p>　　==180.50mm</p><p>　　==67.898mm</p><p>　　14) 有效氣隙長(zhǎng)度</p><p>　

71、　=1.1269×0.68=0.766mm</p><p><b>　　其中氣隙系數(shù)</b></p><p><b>　　==1.1088</b></p><p><b>　　==1.0163</b></p><p>　　=1.1088×1.0163=1.1

72、269</p><p><b>　　15) 齒部磁壓降</b></p><p>　　=14.558=31.781A</p><p>　　=15.184=54.238A</p><p>　　16) 計(jì)算軛部磁壓降，其中軛部磁壓降校正系數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[1]圖附1-3a。</p><p>　　==0.128，

73、=1.431T，于是=0.500</p><p>　　=0.500×14.263=128.720A</p><p>　　==0.112，=1.633T，于是=0.500</p><p>　　=0.500×47.712=161.972A</p><p>　　17) 空氣隙磁壓降</p><p>　　=

74、×=299.253A</p><p><b>　　18) 飽和系數(shù)</b></p><p><b>　　==1.281</b></p><p>　　與初設(shè)值=1.27相比較，誤差=0.14%＜1%，合格。</p><p><b>　　19) 總磁壓降</b></

75、p><p>　　=299.253+31.781+54.238+128.720+161.972</p><p><b>　　=672.404A</b></p><p>　　20) 滿載磁化電流=8.465A</p><p>　　21) 滿載磁化電流標(biāo)幺值=0.300</p><p>　　22) 勵(lì)磁電抗

76、標(biāo)幺值=</p><p><b>　　3.3 參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　1) 線圈平均半匝長(zhǎng)</p><p><b>　　定子線圈節(jié)距mm </b></p><p><b>　　直線部分長(zhǎng)度mm</b></p><p>　　其中是線圈直線部

77、分伸出鐵心的長(zhǎng)度，取15mm。</p><p>　　平均半匝長(zhǎng)=520mm</p><p>　　式中是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，2極取1.16。</p><p>　　2) 單層線圈端部平均長(zhǎng)</p><p><b>　　320mm</b></p><p><b>　　3) 漏抗系數(shù)</b>&

78、lt;/p><p><b>　　0.0708</b></p><p>　　4) 定子槽比漏磁導(dǎo)</p><p>　　因?yàn)槭菃螌永@組，整距，節(jié)距漏抗系數(shù)</p><p>　　=1.0×0.7181+1.0×0.842=1.560</p><p><b>　　其中0.7181

79、</b></p><p><b>　　由，查得0.842</b></p><p><b>　　5) 定子槽漏抗</b></p><p><b>　　=0.2634</b></p><p><b>　　6) 定子諧波漏抗</b></p>

80、;<p><b>　　取=0.0025</b></p><p><b>　　0.1760</b></p><p><b>　　7) 定子端部漏抗</b></p><p><b>　　0.5429</b></p><p>　　8) 定子漏抗標(biāo)幺

81、值</p><p>　　==0.9823=0.070</p><p>　　9) 轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)</p><p>　　=1+2.6930=3.6930</p><p><b>　　其中=1 </b></p><p><b>　　由5.00，查得</b></p>&

82、lt;p><b>　　2.6930</b></p><p>　　10) 轉(zhuǎn)子槽漏抗標(biāo)么值</p><p><b>　　=0.7856</b></p><p>　　11) 轉(zhuǎn)子諧波漏抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　取=0.00308</b></p>&l

83、t;p><b>　　0.2125</b></p><p>　　12) 轉(zhuǎn)子繞組端部漏抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　==0.1966</b></p><p>　　13) 轉(zhuǎn)子斜槽漏抗</p><p><b>　　==0.0655</b></p><

84、;p>　　14) 轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值</p><p>　　=1.2602=0.0904</p><p>　　15) 總漏抗=0.070+0.0904=0.1604</p><p>　　16) 定子繞組直流電阻</p><p><b>　　==0.0484</b></p><p><b>

85、;　　==0.1404</b></p><p><b>　　其中 </b></p><p><b>　　則定子直流電阻為：</b></p><p><b>　　0.0952</b></p><p>　　17) 定子繞組相電阻標(biāo)幺值</p><p&

86、gt;<b>　　0.01224</b></p><p><b>　　18) 有效材料</b></p><p>　　感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的有效材料是指定子繞組導(dǎo)電材料和定轉(zhuǎn)子鐵心導(dǎo)磁材料，電機(jī)的成本主要由有效材料的用量決定。</p><p><b>　　定子導(dǎo)線重量：</b></p><p&

87、gt;　　=12.2288kg</p><p>　　=12.1925kg </p><p>　　其中，C是考慮導(dǎo)線絕緣和引線重量的系數(shù)，漆包圓銅線C=1.05；=</p><p><b>　　是銅的密度。</b></p><p>　　12.2288+12.1925=24.4214kg</p><p&g

88、t;<b>　　硅鋼片重量</b></p><p>　　==104.0735kg</p><p>　　其中=5m是沖剪余量；是硅鋼片密度。</p><p><b>　　19) 轉(zhuǎn)子電阻</b></p><p><b>　　取=1.04，</b></p><p

89、><b>　　導(dǎo)條電阻折算值為：</b></p><p><b>　　=0.0639</b></p><p><b>　　端環(huán)電阻折算值：</b></p><p><b>　　=0.0698</b></p><p>　　導(dǎo)條電阻標(biāo)幺值0.00822&

90、lt;/p><p>　　端環(huán)電阻標(biāo)幺值0.00898</p><p>　　轉(zhuǎn)子電阻標(biāo)幺值=0.00822+0.00898=0.0172</p><p>　　3.4 工作性能計(jì)算</p><p>　　1) 滿載時(shí)定子電流有功分量標(biāo)幺值=</p><p>　　2) 滿載時(shí)轉(zhuǎn)子電流無(wú)功分量標(biāo)幺值</p><

91、p><b>　　=0.1987</b></p><p><b>　　其中系數(shù)1.021</b></p><p>　　3) 滿載時(shí)定子電流無(wú)功分量標(biāo)幺值=0.300+0.1987=0.4987</p><p>　　4) 滿載電勢(shì)標(biāo)幺值</p><p><b>　　0.9518</

92、b></p><p>　　與初設(shè)值比較，誤差%<0.5%，合格。</p><p>　　5) 空載電勢(shì)標(biāo)幺值</p><p><b>　　=0.9789</b></p><p>　　6) 空載時(shí)定子齒磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>　　=；=17.4633A/cm</p>

93、<p>　　7) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>　　=；=18.1660A/cm</p><p>　　8) 空載時(shí)定子軛磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>　　=；=17.3846A/cm</p><p>　　9) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛磁密及磁場(chǎng)強(qiáng)度</p><p>　　=；=63.0557A/cm<

94、/p><p>　　10) 空載時(shí)氣隙磁密</p><p><b>　　=；</b></p><p>　　11) 空載時(shí)定子齒部磁壓降</p><p>　　=17.4633=38.1223A</p><p>　　12) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子齒部磁壓降</p><p>　　=18.16606

95、4.889A</p><p>　　13) 空載時(shí)定子軛部磁壓降，此時(shí)</p><p>　　==156.896A</p><p>　　14) 空載時(shí)轉(zhuǎn)子軛部磁壓降，此時(shí)</p><p><b>　　=214.191A</b></p><p>　　15) 空載時(shí)氣隙磁壓降</p><

96、;p>　　==307.802A</p><p>　　16) 空載時(shí)總磁降</p><p>　　==781.900A</p><p>　　17) 空載磁化電流</p><p>　　18) 定子電流標(biāo)幺值</p><p><b>　　=1.1939</b></p><p>

97、;<b>　　定子電流實(shí)際值</b></p><p>　　=1.193928.158=33.6175A</p><p>　　19) 定子電流密度</p><p><b>　　20) 定子線負(fù)荷</b></p><p>　　21) 轉(zhuǎn)子電流標(biāo)幺值</p><p><b&g

98、t;　　=</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)子電流實(shí)際值</b></p><p>　　=391.4487A</p><p><b>　　端環(huán)電流實(shí)際值</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　22) 轉(zhuǎn)子電流

99、密度</p><p><b>　　導(dǎo)條電密 </b></p><p><b>　　端環(huán)電密 </b></p><p>　　23) 定子電氣損耗</p><p>　　=0.01224=0.01745</p><p>　　=0.0174518.5=322.8235W</

100、p><p>　　24) 轉(zhuǎn)子電氣損耗</p><p>　　=0.0172=0.0209</p><p>　　=0.020918.5=386.856W</p><p><b>　　25) 附加損耗 </b></p><p>　　取=0.025=0.0175</p><p>　　=

101、0.017518.5=323.75W</p><p><b>　　26) 機(jī)械損耗</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=237.39W</b></p><p>　　機(jī)械損耗標(biāo)幺值=0.01283</p><p>

102、<b>　　27) 定子鐵耗</b></p><p><b>　　定子齒重量</b></p><p><b>　　5.5346kg</b></p><p><b>　　定子軛重量</b></p><p>　　==32.2928kg</p>&

103、lt;p>　　由硅鋼片損耗曲線查得：齒部鐵損耗系數(shù)=3.8025W/kg</p><p>　　軛部鐵損耗系數(shù)=3.7620W/kg</p><p>　　定子齒損耗=3.80255.5346=21.0456W</p><p><b>　　定子軛損耗=</b></p><p>　　定子鐵耗 ==295.583W<

104、/p><p>　　其中鐵耗校正系數(shù)=2.5，=2</p><p>　　鐵耗標(biāo)幺值0.0160</p><p>　　28) 總損耗標(biāo)幺值</p><p>　　=0.01745+0.0209+0.0175+0.01283+0.0160=0.0847</p><p><b>　　29) 輸入功率</b>&l

105、t;/p><p>　　=1+0.0847=1.0847</p><p>　　30) 效率92.192%</p><p>　　誤差=-0.0209%>-0.5%，合格</p><p>　　31) 功率因數(shù)0.9084</p><p><b>　　32) 額定轉(zhuǎn)差率</b></p>&

106、lt;p><b>　　=1.97%</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　=0.00827</b></p><p><b>　　33) 額定轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　34) 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)</p&g

107、t;<p><b>　　=2.8313</b></p><p>　　3.5 起動(dòng)性能計(jì)算</p><p>　　1) 起動(dòng)電流假定值</p><p><b>　　～=</b></p><p>　　2) 起動(dòng)時(shí)定轉(zhuǎn)子槽磁勢(shì)平均值</p><p><b>

108、　　=3745.85A</b></p><p>　　3) 孔氣隙中漏磁場(chǎng)的虛擬磁密</p><p><b>　　=3.400T</b></p><p>　　其中修正系數(shù)1.0179</p><p>　　4) 起動(dòng)時(shí)漏抗飽和系數(shù)由文獻(xiàn)[1]圖10-18查出</p><p>　　=0.59

109、5，1-=0.405</p><p>　　5) 齒頂漏磁飽和引起的定子齒頂寬度的減小</p><p><b>　　=mm</b></p><p>　　6) 齒頂漏磁飽和引起的轉(zhuǎn)子齒頂寬度的減小</p><p><b>　　=mm</b></p><p>　　7) 起動(dòng)時(shí)定子槽

110、比漏磁導(dǎo)</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　==0.404</b></p><p>　　8) 起動(dòng)時(shí)定子槽漏抗</p><p>　　9) 起動(dòng)時(shí)定子諧波漏抗</p>

111、<p><b>　　=0.595</b></p><p>　　10) 起動(dòng)時(shí)定子漏抗</p><p>　　==0.8536=0.0596</p><p>　　11) 考慮集膚效應(yīng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)高度</p><p><b>　　==2.5574</b></p><p&g

112、t;　　其中，為導(dǎo)條電阻率。</p><p>　　12) 集膚效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)子電阻增加系數(shù)和電抗減小系數(shù)從文獻(xiàn)[1]圖4-23查出</p><p>　　2.498， 0.597</p><p>　　13) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的減小</p><p><b>　　0.8437</b></p><p>

113、　　于是起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)</p><p><b>　　=1.7638</b></p><p>　　14) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽漏抗</p><p><b>　　=</b></p><p>　　15) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子諧波漏抗</p><p>　　16) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子斜槽漏抗</p&

114、gt;<p><b>　　=</b></p><p>　　17) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子漏抗</p><p><b>　　=0.0526</b></p><p>　　18) 起動(dòng)時(shí)總漏抗</p><p>　　=0.0596+0.0526=0.1122</p><p>　　1

115、9) 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子總電阻</p><p><b>　　0.0295</b></p><p>　　20) 起動(dòng)時(shí)總電阻</p><p>　　=0.01224+0.0295=0.04175</p><p>　　21) 起動(dòng)時(shí)總阻抗</p><p><b>　　=0.1197</b>

116、</p><p><b>　　22) 起動(dòng)電流</b></p><p><b>　　=235.287A</b></p><p><b>　　誤差=%<3%</b></p><p><b>　　起動(dòng)電流倍數(shù)</b></p><p&g

117、t;<b>　　<7，滿足要求</b></p><p>　　23) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)</p><p><b>　　=2.020</b></p><p>　　4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>　　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)。&l

118、t;/p><p>　　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)

119、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)。</p><p>　　4.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展</p><p>　　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

120、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)。</p><p>　　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(xiě)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

121、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。</p><p>　　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

122、，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。</p><p>　　4.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　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)化”三種類型。“設(shè)計(jì)分析

123、”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)

124、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?！霸O(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。</p><p>　　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

125、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)

126、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。</p><p>　　4.3 設(shè)計(jì)一般過(guò)程</p><p>　　4.3.1 圖表的處理</p><p>　　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

127、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。</p><p>　　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)二維數(shù)組輸入到計(jì)算機(jī)

128、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。</p><p>　　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，