感应电机设计讲解

目录1、 型号Y132M—4感应电动机的电磁计算 31.1额定数据及主要尺寸 31.2磁路计算 ・51.3参数计算 71.4运行性能计算 92、 数据分析 113、 参考文献 144、 附图 15、型号Y132M—4感应电动机的电磁计算1.1额定数据及主要尺寸1、 型号：Y132M—42、 输出功率：3、 相数：m=34、 接法：连接5、 相电压：380V6、 功电流：7、 极对数：p=28、 定子槽数：9、 转子槽数：10、 定子每极：11、 定转子冲片尺寸：（见附图二）定子外径定子内径转子外径转子内径定子槽形：半闭口圆底槽定子槽尺寸转子槽形：梯形槽转子槽尺寸12、 极距：13、 定子齿距：14、 转子齿距：15、 气隙长度：16、 转子斜槽距：17、 铁心长度：18、 铁心有效长度：无径向通风道19、 净铁心长：无径向通道其中铁心叠压系数为20、 绕组型式：单层交叉式（见附图一）21、 并联路数22、 节距：y 为 1~9、2~10、11~1823、 每槽导线数：24、 导线并绕根数、线径25、 每根导线截面积：26、 槽有效面积：式中槽楔厚度h=2mm槽绝缘厚度Ci=0.03cm其中27、 槽满率：式中d 绝缘外径（cm）（d=）28、 每相串联导线数29、 绕组分布系数式中q1=（对60度相带）30、 绕组短距系数31、 绕组系数：32、 每极主磁通式中33、 每极下定子齿面积34、 每极下转子齿面积式中二，二，假设，=1.5T,=1.5T35、 定子轭截面积式中=1.877cm （圆底槽轭的高处高度）36、 转子轭截面=30.458式中=2.016cm （平底槽轭的计算高度）——转子轴向通风孔直径37、 空气隙面积二38、 波幅系数：先假定39、 定子齿磁密：，本算例中＜5%，符合精度要求40、 转子齿磁密：，本算例中＜5%符合精度要求41、 定子轭磁密：42、 转子轭磁密：43、 气隙磁密：，本算例中＜5%符合精度要求44、 定子齿磁场45、 转子齿磁场46、 定子轭磁场47、 转子轭磁场48、 定子齿磁路计算长度=1.597cm （圆底槽）49、 转子齿磁路计算长度=2.3cm （平底槽）50、 定子轭磁路计算长度51、 转子轭磁路计算长度52、 气隙磁路计算长度其中=1.308;=1.03153、 定子齿磁位降54、 转子齿磁位降55、 定子轭磁位降其中C1=0.48——定子轭磁路校正系数，查附图56、 转子轭磁位降其中C2=0.382——转子轭磁路校正系数，查附图57、 气隙轭磁位降58、 饱和系数二1.346本算例中＜5%符合精度要求59、 总磁位降F60、 励磁电流61、 励磁电流标62、 励磁电抗标幺值二二1.9011.3参数计算63、 线圈平均半匝长度64、 线圈端部平均长度65、 阻抗折算系数二14376.3566、 定子相电阻二1.561标幺值二0.02767、 转子导条电阻标幺值68、 转子端环电阻标幺值=0.005769、 转子电阻标幺值70、 漏抗系数71、 定子槽漏磁导其中二1，槽上部节距漏抗系数=1,槽下部节距漏抗系数=0.4097，槽上部漏磁导72、 定子槽漏抗73、 定子谐波漏磁导，经查书上的附图，得74、 定子谐波漏抗75、 定子端部漏磁导（对单层交叉式绕组）76、 定子端部漏抗77、 定子漏抗标幺值78、 转子槽漏磁导79、 转子槽漏抗80、 转子谐波漏磁导81、 转子谐波漏抗82、 转子端部漏磁导83、 转子端部漏抗84、 转子斜槽漏抗85、 转子漏抗标幺值86、 运行总漏抗1.4运行性能计算87、 满载电流有功分量计算时先按设计要求假定88、 满载电抗电流2]=0.1837式中89、 满载电流无功分量90、 满载电动势比值=0.9259此值应与32项假定值相差小于一定精度要求，否则需重新假定值，本例中误差为=0.314%<5%符合精度要求91、 定子电流I*二I1=I1*I =8.8138A92、 转子导条电流I*二2I =I *IK=I *I 2 2 w 1 2 w其中为电流折算系数93、 转子端环电流I二R94、 定子电密J=/mm2195、 线负荷A =196、 热负荷 AJ =A J=1260.913A/cm1 1 197、 转子导条电密J=A/mm2B98、 转子端环电密J =A/mm2R99、 空载电动势比值 KEo=1-Im*Xi*=0.9679100、 空载定子齿磁密Bti0=Bti=1.6122T101、 空载定子轭磁密Bj10=Bj1=1.4877T102、 定子齿单位铁损耗pt1由Bt10查硅钢片损耗曲线，得 Pt1=45.71*10-3W/cm3103、 定子轭单位铁损耗Pj1由Bj10查硅钢片损耗曲线，得 Pt1=39.18*10-3W/cm3104、 定子齿体积 Vt1=2pAt1ht「二484.489cm3105、 定子轭体积 Vj1=4pAj1lj1^ =1703.026cm3106、 铁损耗 p =kp V +kp V =188.831WF1 1 t1 t1 2 j1 j1式中k1k2为铁损校正系数，一般对半闭口槽取k1=2.5,k22标幺值 pf1*==0.0252107、 基本铁损耗 pf1*==0.0119108、 定子电阻损耗 p u1*=I1*2R1*=0.0485p u1= p u1**pn*103=363.865W109、 转子电阻损耗 p u2*=I2*2R2*=0.0485p u2= p u2**pn*103=363.758W110、 风摩损耗 pf = pn*103=70W其中p；参考实验值确定:0.0093111、 杂散损耗 ps=ps*pn*103=150W其中p *参考实验值确定:0.02S112、 总损耗=p *+p *+p *+ p *+ p *=0.1350cu1 cu2 Fe jv S113、 输入功率 pi*=1+=1.1350114、 满载效率=0.8810此值应与88项假定值相差小于一定精度要求，否则需重新假定值，本例中误差为=0.119%<5%符合精度要求115、 功率因数116、 满载转差率s =N式中为气隙电磁功率，=p1*-pcu1*-pFe1*117、 额定转速 nN==1455.296r/min118、 最大转矩倍数七；==2.955一、数据分析：本算例与书上的算例的计算结果比较，如下表（见下页）所示：表铁芯长度/每槽导线数满载效率功率因数cos额定转速nN（r/min）最大转矩倍数 Tmax16/350.88020.86114522.7415.9/340.88100.84714552.95由上表数据可知：当铁芯长度和槽导线数一起减小时，电机的满载效 率增大，功率因数cos减小，额定转矩nN增大，最大转矩倍数Tmax 增大。

为了更好的分析铁芯长度（槽导线数）对电机主要性能的影响， 我又做了几组数据，来帮自己分析：a、固定槽导线数Ns1=35不变，改变铁芯长度，观察电机的主要性能 变化如下表二所示：表二铁芯长度/(cm)满载效率功率因数cos额定转速NnnN(r/min)最大转矩倍数 Tmax15.80.880210.85671452.742.781160.880230.8611452.232.73316.20.880220.86461452.172.69316.50.880190.86961450.962.622分析结果得：在一定范围内， 磁面积，导致铁芯磁密B，励磁电 数Cx所以Cx，电机总漏抗，定子 由异步电机等效T型电路(见下页0 扁o r 1 _o :铁芯长度，由土流，因此功率】电阻，所以最1)可知： L ■虬于磁因大车£通密度不变，导 坂cos；，漏磁系 专矩倍数Tmax；图一由于，I1基本不变，I2,故转子铜耗Pcu2,因为不变，所以，故nN；电机总铜耗，而铁芯损耗，而在这铁芯长度内，增加的铜耗大于减小 的铁芯损耗，故满载效率下降；当减小的铁芯损耗大于增加的铜耗时， 满载效率又会上升一点，故满载效率对铁芯长度是一条曲线。

b、固定铁芯长度不变，改变槽导体数Ns1，观察电机的主要性能变化如下表三所示：表三槽导体数Ns1满载效率功率因数cos额定转速nNnN(r/min)最大转矩倍数 Tmax350.880190.86961450.962.622340.88110.85871453.892.811分析结果得：由于磁通密度不变，导磁面积不变，磁密B不变， 当槽导体数Ns1，励磁电流，所以功率因数cos；电机总漏抗不变，定子电阻R1，故最大转矩倍数Tmax；由于，I1基本不变，％，故转子铜耗七2，所以，nN；定子电阻R1，定子铜耗Pcui，转子铜耗Pcu2故满载效率综合以上分析：当铁芯长度，槽导体数Ns1时，由于两者叠加效应 电机的功率因数cos减小，额定转矩nN增大，最大转矩倍数Tmax 增大，而对于电机满载效率，由于槽导体数Ns1对电机的影响大于 铁芯长度对其的作用，故满载效率呈现上升的趋势三、参考文献[1] 李郎如、陈乔夫、周理兵.电磁装置设计原理.华中科技大学出版 社.2010.3.[2] 辜承林、陈乔夫、熊永前.电机学.华中科技大学出版社.2005.8.附图一：单层交叉式绕组展开图附图二：定子槽形与转子槽形尺寸图（单位/mm）：ifJD1=E1O:1 = 11.R7|Dil=136bo2=1\ DE=135.EJDI2 = 48。