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1、.目 录摘要1ABSTRACT1第一章中小型电机设计概述2221.3 绕组构及成原理44677第二章三相异步电动机设计Y180L-6/15KW999第三章电机优化设计方案292929第四章 AUTOCAD简介及其绘图314.1 AutoCAD简介314.2 AutoCAD的根本功能314.3 AutoCAD绘图32总结33参考文献：33附录外文资料原文及译文35附录三设计方案结果40三相鼠笼式异步电动机设计Y180L-6 15kW专业：电气工程极其自动化*：02131107 学生姓名：刘常洲指导教师：肖倩华 摘要异步电机是工农业生产中应用最广泛的电机。其性能的提高具有重要意义。在文章中简要介绍
2、了异步电机设计的根底知识，阐述了中小型电机的设计方法与步骤，介绍了电磁设计的步骤与计算程序，也述及电机的优化设计。电磁设计是根据设计技术要求确定电机的电磁负荷，计算转子、定子冲片和铁心各局部尺寸及绕组数据，进而核算电机各项参数及性能，并对设计数据做必要的调整，直到到达设计要求。本文也简单介绍了AutoCAD 绘图的根底知识。关键词：异步电机电磁计算The design of the Three-phase squirrel cage induction motorY180L-6 15kWAbstract The induction motor is the most widespread el
3、ectrical machinery in the industry and agriculture production . Its performance enhancement has the vital significance. In this article , the elementary knowledge of the induction motor designs is Briefly introduced, the method and the step of the middle and small scale electrical machinery design i
4、s also elaborated, the electromagnetism design step and the design computational procedure is introduced, the optimized design of the electrical machinery is also mentioned. The electromagnetism design is according to the specification of designs to determine the electromagnetism load, calculates ea
5、ch part of sizes of the rotor、 the stator piece and iron core and the winding data, then calculates each parameter and the performance of the electrical machinery, and to make the essential adjustment to the designs data, until meets the design requirements. AutoCAD cartography elementary knowledge
6、is also simply introduced in this article.Keywords：induction motorelectromagnetism computation第一章中小型电机设计概述电机设计给定以下原始数据： 1额定功率 动机为轴上输出机械功率kw。 2额定电压V或kV。 3相数与接法 对交流电机。 4额定频率 (HZ)。 5额定转速或同步转速 (r/min)。 6额定功率因数。 7要求的性能指标。如效率、过载能力、起动电流、起动转矩、牵入转矩对同步电动机电压变化率发电机、转速变化率对电动机、振动与噪声等。首先应根据产品通用标准、技术条件设计原始数据，然后进展电磁
7、设计和构造设计。电磁设计是根据设计技术要求确定电机的电磁负荷，计算转子、定子冲片和铁心各局部尺寸及绕组数据，进而核算电机各项参数及性能，并对设计数据做必要的调整，直到到达要求，提出电磁设计单。构造设计是根据设计技术要求及电磁设计确定的有关数据，确定电机总体构造、零部件尺寸、材料及加工要求，绘制总装图及零部件图，进展必要的机械计算及热计算，提出全套生产图样。电机设计要进展多种方案的分析、比较，或采用优化设计方法，以权衡电机性能、运行费用、制造本钱、运行可靠性等因素，决定最优的设计。中小型电机生产量大，使用面广，品种规格繁多，一般都成系列设计及制造。设计时，应充分考虑到标准化、通用化、系列化的要求
8、。电机利用系数为电机有效局部单位体积、单位同步转速或额定转速的计算视在功率，即1-1式中：交流电机定子内径或直流电机电枢直径；交流电机定子铁心有效长度或直流电机电枢长度m;交流电机同步转速或直流电机额定转速r/min绕组系数；A 线负荷A/m;气隙磁通密度T视在功率对交流电机=mEIN(kVA) 式中 ：m定子相数；IN额定相电流(A)；E满载定子绕组每相电动势V.忽略绕组阻抗压降，则E=；电机的利用系数反映了材料的利用水平，随着电机冷却技术的开展，材料和工艺水平的改进，电机利用系数有提高的趋势。电磁负荷A、值决定了利用系数，直接影响电机的有效材料利用量，更为重要的是A、值与电机运行参数和性能
9、密切相关。式中 W每相串联匝数；I电流A每槽导体数；Z槽数；a绕组并联路数；气隙磁通密度式中每极气隙面积绕组电流密度J及热负荷AJ直接影响电机绕组用铜量及绕组温升，热负荷表示定子或电枢圆周单位外表积上绕组电阻损耗，他们都是绕组设计的重要依据。电磁负荷选择要点； 1电机输出功率一定时，提高电磁负荷可缩小电机体积和节省有效材料； 2选择较高的，铁心损耗一般会增加，而绕组电阻损耗通常可降低； 3选取较高的A或j，绕组电阻损耗将增加； 4励磁电流标么值与/A成正比，应选择较高的或A，励磁电流要增大，对异步电机，功率因数将降低； 5漏抗标么值与/A成反比，故较高或A较低时漏抗减小，电机起动转矩及过载能力
10、提高，但起动电流及短路电流也增大； 6直流电机的A过高，电抗电动势将增加，使换向性能恶化。 主要尺寸比 为交流电机的定子有效长度与极距之比，而对直流电机常指电枢长度与直径之比。当有效局部体积不变时， 值较大的电机较细长，反之较粗短。值选择要点： 1高速大型电机的转子直径受转子材料强度限制，其值较大，可达34； 2转动惯量较小的电机，值较大； 3在合理范围内适中选取较大的值，可以减少绕组端部用铜量及端盖等构造件的材料用量； 4较大的电机，绕组端部铜损耗及漏抗较小，而槽部铜损耗及漏抗一般较大； 5值过大时，通风冷却条件变坏，转子刚性可能较差，还会增加冲片冲剪、铁心叠压和嵌线的工时。对直流电机还会使
11、其换向性能变坏。中小型交流电机的值一般为0.5-3。1.2.4 主要尺寸确定主要尺寸指定子铁心外径、内径以及铁心长度。在电机的视在功率及转速情况下，可借助利用系数的经历值或通过适当地选择电磁负荷，由式1-1计算的分别求得主要尺寸与。参照定子内外径比的经历值可估算定子外径。对应于系列电机的每一机座中心高，根据合理利用机座径向空间及考虑硅钢片的合理套裁等要求，确定合理的定子冲片外径。设计时按估算值或直接按电机功率及转速，选定*一中心高的机座及与之相适应的外径。1.3 绕组构及成原理电机绕组要求对称，即各并联支路具有一样的电动势及阻抗。三相交流绕组要求各相相轴在空间互差电角度，并有一样的有效匝数。以
12、保正各相电动势对称即大小相等、相位互差电角度。同时要求绕组感应电动势和产生磁动势的基波分量尽可能大，而谐波分量尽可能小。交流绕组有多种分类方法，按绕组布置分类，有集中绕组及分布绕组；按相带分类，有、相带绕组及混相绕组；按每极每相槽数q分类，有整数槽绕组及分数槽绕组q为整数或分数；按槽内线圈边层数分类，有单层绕组、双层绕组及单双层绕组；按线圈形状和端部连接方式分类，有叠绕组、波绕组以及同心式、链式、穿插式绕组。直流电枢绕组一般按绕组元件与换向片之间连接规律不同而分为叠绕组、波绕组和蛙绕组。绕组由多个按一定规律连接的线圈构成，每一线圈包括置于于槽中的有效局部及端接局部。假设各相带的*些槽的线圈有规
13、则地改属另一相，即为混相绕组。 双层绕组每槽分上下两层放两个线圈边，双层绕组所有线圈的形状、几何尺寸一样，端部排列整齐，可选择有利节距以改善电动势和磁动势波形。 空载气隙磁场在直流电机和同步电机中由磁极绕组的直流励磁磁动势建立，而在异步电机中则由定子绕组的交流磁动势建立。 直流电机主极极弧形状大致有：1均匀气隙；2偏心气隙，极弧与电枢外圆不同心，使气隙从中心至极尖逐渐增大；3极尖削角的均匀气隙，气隙从极弧两端约1/6长度处至极尖逐渐增大。后两种电枢形状可抑制电枢反响所引起的气隙磁场畸变。凸极同步电机的磁极极弧形状大致有两种： 1沿极弧范围内气隙是变化的，得到接近正弦的磁场分布； 2气隙均匀，得
14、到近似矩形的磁场分布。 磁路计算是按给定的电机端电压求得每极磁通，进而求取磁路各局部磁通密度磁密和磁位降，计算所需的磁动势、励磁电流以及空载特性。磁路计算方法的 依据是全电流定律，即总磁动势为磁场强度的线积分。实际计算是通过求各段磁路，如气隙、齿、轭、极身等局部磁位降的总和代替积分求得总磁动势。 气隙的一边或两边有齿和槽，因此，实际的气隙磁密分布是不均匀的，气隙磁位降较假定气隙光滑时的大，它的影响用气隙系数对气隙长度加以修正，设齿宽为t,槽口宽为，则气隙系数式中 对开口槽，； 对半闭口或半开口槽，径向通风道使磁通通过气隙的轴向长度减小，计算气隙磁密时的实际长度为铁心的有效长度，式中为铁心总长，
15、及为通风道数及其宽度， 。如定转子均有通风道，两者交织时应分别考虑；两者对齐且相等时，式中应以2代替。 沿齿部磁路不同位置的齿宽一般是变化的，不同截面处磁密及磁场强度是不同的。计算齿磁位降时，沿齿高分段越多，计算结果也越准确。实际计算时常加以简化，取靠近齿部最窄的1/3齿高处的磁场强度为。假设齿宽不连续变化，则应在不连续处分段计算。 根据不同电机的磁路构造，由各局部磁位降之和求取所需的励磁磁动势。直流电机 凸极同步电机 隐极同步电机及异步电机上述各式中，为主极补偿齿磁位降，为磁极装配间隙磁位降。对直流励磁的电机，励磁绕组匝数为时，空载励磁电流A对异步电动机，励磁电流A1.5.1 主电抗 与初、次级交链的基波互感主磁通在绕组中感应电动势，直接参与能量转换，与基波主磁场相对应的电抗称为主电抗。多相交流绕组的每
