感应电动机设计流程...doc

感应电动机设计流程
3.1电机的基本尺寸数据
3.1.1定，转子尺寸
定子尺寸 单位 mm

190
136
3.5
6.7
4.4
0.8
14.5
0.4
30
11.86
0.923
7.3
0.876
0.55
13.5
转子尺寸 单位mm

135.2
48
1.0
5.5
3.0
0.5
1.3
21.7
13.26
20.1
23
0.623
30

3.2 电动机的设计计算
方案1
名称
公式
结果
1. 功率
　 KW
5.5
2. 外施相电压
（Y接法） V
———
（接法） V
380
3. 输出供电流
A
4.82
4. 效率

85.5
5. 功率因数

0.84
6. 极数

4
7. 定,转子槽数

36

32
8. 定,转子每级槽数

9

8
9. 定,转子尺寸
————
——
10. 极距
cm
10.676
11. 定子齿距
mm
1.186
12. 转子齿距
mm
1.326
13. 节距

8
14. 转子斜槽宽
　 cm
2.784
15. 每槽导体数

48

_____
16. 每相串连导体数

576
17. 绕组线规

1.272

0.9
18. 槽满率

127.2

15.75

——

111.45

79.3
19. 铁心长
mm
200
mm
200.8
mm
——
mm
184
20. 绕组系数

0.946

0.96

0.985

0.8888
21. 每相有效串联导体数

544.896
22. 每极磁通

0.85*380
23. 齿部截面积

91.08

91.7
24. 轭部截面积

16.12

0.876

——

36.984

——

2.01
25. 空气隙面积

214
26. 波幅系数
高斯
1.53
27. 定子齿磁密
高斯
8970
28. 转子齿磁密
高斯
8909
29. 定子轭磁密
高斯
16563
30. 转子轭磁密
高斯
7219
31. 空气隙磁密
高斯
3817
32. 各部分磁路每厘米长所需安匝数

4.22

4.16

71.4

2.82
33. 磁部磁路计算长度

——

——

——
厘米
1.596
厘米
2.3
34. 轭部磁路计算长度

2.2655

2.67
35. 有效气隙长度

0.0546
36. 磁部所需安匝数
安匝
6.735
安匝
9.568
37. 轭部所需安匝数
安匝
48.5
安匝
5.27
38. 空气隙所需安匝数
安匝
166
39. 饱和系数

1.098
40. 总安匝
安匝
236
41. 满载磁化电流
安培
1.28
42. 满载 磁化电流标么值

0.265
43. 激磁电抗

3.77
44. 线圈平均半匝长

——
厘米
42.28
厘米
8.14
厘米
10.98

0.674

0.738
45. 双层线圈端部轴向投影长
　 厘米
6
46. 单层线圈端部平均长

——
47. 漏抗系数

0.0746
48. 定子槽单位漏磁导

1.166
49. 定子槽漏抗

0.43Cx
厘米
20

——
50. 定子谐波漏抗

0.608Cx
51. 定子端部漏抗

0.358Cx

——

——

——
52. 定子漏抗

0.104
53. 转子槽单位磁漏抗

1.62
54. 转子槽漏抗

0.605Cx

20

——
55. 转子谐波漏抗

0.694Cx
56. 转子端部漏抗

0.119Cx
57. 转子斜槽漏抗

1.53Cx
58. 转子漏抗

0.22
59. 总漏抗

0.324
60. 定子相电阻

4.1
61. 定子相电阻标么值

0.052
62. 有效材料

8.86
公斤
54.57
63. 转子电阻

2.6

0.05

0.0329

0.0006

0.0331
64. 满载电流有功部分

1.169
65. 满载电抗电流

0.523

1.027
66. 满载电流无功部分

0.788
67. 满载电势

0.8572
68. 空载电势

0.97244
69. 空载定子齿磁密
　 高斯
10136
70. 空载转子齿磁密
　 高斯
10067
71. 空载定子轭磁密
　 高斯
18659
72. 空载转子轭磁密
　 高斯
8157
73. 空载气隙磁密
　 高斯
4313
74. 空载定子齿安匝
　 安匝
8.825
75. 空载转子齿安匝
　 安匝
12.512
76. 空载定子轭安匝
　 安匝
108.97
77. 空载转子轭安匝
　 安匝
6.578
78. 空载空气隙安匝
　 安匝
188
79. 空载总安匝
　 安匝
324.885
80. 空载磁化电流
　 安培
1.765
81. 定子电流
　,
1.409
安培
6.79
82. 定子电流密度

5.33
83. 线负荷

778.47

4149
84. 转子电流
　,
1.28

315.16
85. 转子电流密度
,
3.267

3.088
86. 定子铝损耗

0.103

566.5
87. 转子铝损耗

0.054

297
88. 杂散损耗
对铸铝转子
0.01
对铜条转子
____

55
89. 机械损耗
4极及以上封闭型自扇冷式
29.32

0.0053
90. 铁耗

581.45

292.15

0.02

0.0713

11.629

20.83

70.7325

0.012
91. 总损耗

0.18
92. 输入功率

1.18
93. 总损耗比

0.15
94. 效率

0.85
95. 功率因数

0.834
96. 转差率

0.05

97. 转速

712.5
98. 最大转矩

1.25
99. 起动电流开始假定值
　 （安）
21
100. 起动时漏抗磁路饱和引起漏抗变化的系数查图

33818

2067

0.955
101. 齿顶漏磁饱和引起定子顶宽度的减少

0.284
102. 齿顶漏磁饱和引起定子顶宽度的减少

0.416
103. 起动时定子槽单位漏磁导

按槽形查附图1
1.045
104. 起动时定子槽漏抗

0.385Cx
105. 起动时定子谐波漏抗

0.4Cx
106. 定子起动漏抗

1.143Cx
107. 考虑导挤流效应的转子导条相对高度

1.55
108. 转子挤流效应系数

1.3

0.325
109. 起动时转子槽单位漏磁导

0.461

0.097

0.364
110. 起动时转子槽漏抗

0.24Cx
111. 起动时转子谐波漏抗

0.458Cx
112. 起动时转子斜槽漏抗

Cx
113. 转子起动漏抗

0.06
114. 起动总漏抗

0.22
115. 转子起动电阻

0.086
116. 起动总电阻

0.138
117. 起动总阻抗

0.23
118. 电动电流
　 A
20.9
倍
3
119. 起动转矩
　 倍
1.54

4 电动机的改进方案
名称
公式
方案2
方案3
1. 额定线电压

340
340
2. 外施相电压
（Y接法）
196.299
196.299
3. 输出供电流

9.339
9.339
4. 定,转子槽数

36
36

32
32
5. 功率因素

0.831
0.847
6. 极数

4
4
7. 效率

0.873
0.881
8. 绕组线规

2.06
1.87
9. 导体并绕根数

1
1
10. 每槽导体数

20
24
11. 槽满率

0.7974
0.79805
12. 铁芯长

148
104
13. 定子齿磁密

14803.9
13467.13
14. 转子齿磁密

29457.14
25950.18
15. 定子轭磁密

14638.5
13316.66
16. 转子轭磁密

12847.8
11318.23
17. 空气隙磁密

6344.97
5758.926
18. 空载定子齿磁密

14075.41
13041.15
19. 空载转子轭磁密

27486.19
24916.12
20. 空载定子轭磁密

13918.15
12895.45
21. 空载转子轭磁密

11988.17
10867.23
22. 空载气隙磁密

6032.738
5576.767
23. 定子电流密度

3.829
4.577
24. 线负荷

215.087
254.21
25. 热负荷

823.68
1163.56
26. 转速

1471
1462
27. 最大转矩倍数

4.014
3.675
28. 起动转矩倍

2.003
1.897
29. 起动电流倍数

6.966
6.783
电动机在运行使产生损耗，这些损耗转变成热能，引起电机发热，电动机的温度过高会使绝缘迅速老化，绝缘性能和机械强度降低，使使用寿命大大缩短，严重时会烧坏电机，为了限制发热对电动机的影响，使电动机的温升不超过一定的数值，一方面要控制电机各部分的损耗，使发热减少；另一部分改善电动机的冷却系统，提高其传热和散热的能力。因此可见，防治电动机因过热而损坏非常重要。解决电动机温升问题有许多方法, 例如: 减少定子线圈匝数, 增大导体面积，增长铁心, 降低热负荷; 或更改风路, 修改风扇, 让介质带走更多的热量, 这种方法因要改变定子部分或机座结构形式, 比较困难[10]。

4.1 三相异步电动机发热过高的原因
1. 电动机过负荷，定子电流过大
2. 线负荷过大
3. 电流密度过大
4. 损耗大定子绕组缺相运行
5. 电源电压过高或过低
6. 电动机通风道堵塞

效率是电动机的一个重要性能指标，它的高低决定于运行时电机所产生的损耗，损耗越低，效率越高，发热越低。损耗的大小与电磁负荷有很大关系。为了降低损耗，就得选较低电磁负荷和电流密度，但这样会增加电动机的尺寸和材料耗量。此外，损耗的大小还与材料的性能，绕组的形式，电动机的构造有关系[。
4.2 改进法 ：减低损耗，降低线负荷，和电流密度，提高效率。改善电源
4.2.1 措施
1. 加大导线截面积
l 效果，降低定子铝损耗，使槽满率加大，起动电流增高，降低电流密度。
2. 减少每相的串联导体数
l 效果，降低线负荷，增加起动电流。

方案一
方案二
方案三
槽满率
0.793
0.7974
0.79805
起动电流
3
6.966
6.783
定子铝（铜）损耗
566.5
232.5244
281.002
线负荷
778.47
215.087
254.21
定子电流密度
5.33
3.829
4.577
线径
0.9
2.06
1.83
每槽导体数
48
20
24
效率
0.85
0.873
0.881
图4.2.1
3. 选用适合的绕组型式，如双层绕组，星－三角接混合接法

方案一
方案二
方案三
绕组型式
双层叠式
双层叠式
双层叠式
连接方法
三角接法
星形(Y)接法
星形(Y)接法
附录A 定，转子槽形图

转子槽

定子槽

附录B三相异步电动机计算单
型号: Y132 S-4 5.5 KW
设计者: 容浩然 设计时间: 2005-5-30 no:1
_____________________________________________________________________________________________________
定子槽数: 36 转子槽数: 32 | 相数: 3 电机极数: 4
定子外径: 19.00 cm 定子内径: 13.60 cm | 额定电压: 380.00 v 额定频率: 50.00 hz
转子外径: 13.52 cm 转子内径: 4.80 cm | 额定功率: 5.50 kw 新方案材料成本: 298.74 (元)
铁心长度: 11.50 cm 单边气隙长度: 0.40 mm | 定子绕组连接形式: △ 旧方案材料成本: 297.82 (元)
_____________________________________________|_______________________________________________________
定 子 槽 形: (1圆底槽) | 定 子 绕 组 形 式: (5双层绕组(q=3))
_____________________________________________|_______________________________________________________
bs0: 3.5 |bs1: 6.7 |Rs: 4.40 | 类型: | NS1 | NDS | NS2
hs0: 0.8 |hss: 14.5 |Zs: 30.00 |________________|_____________|_____________|__________
_______________|______________|______________| 每槽导体数: |48 | |
转 子 槽 形: (1平底平行齿槽) | N-d1: |1-0.90 | |
_____________________________________________| N-d2: |1-0.90 | |
br0: 1.0 |br1: 5.5 |br2: 5.5 | kf%: | 79.30 | |
br3: 5.5 |wr4: 3.0 |hr0: 0.5 | j1: | 4.844 | |
hr3: 21.7 |hrr: 23.0 |zr: 30.0 |________________|_____________|_____________|__________
_______________|______________|______________| 绕组跨距Y1: 1-1 并联支路数: 1
Sb: 96.5 mxm Jb: 2.966 | Ty: 10.53 cm al: 1.50 cm
Sr: 260.0 mxm Jr: 2.802 | Lz: 26.72 cm fd: 3.77 cm
Gal: 1.43( 1.38) bsk/t1: 1.00 | A1: 258.02 a/cm 热负荷: 4149
Dkr: 0.00 mm bsk: 11.9 mm | R1: 2.4312 ohm Gcu: 5.68( 5.68)
_____________________________________________|_______________________________________________________
硅 钢 片 材 料: 50DR510 | 定子槽绝缘厚: 0.27 定子槽楔厚: 2.0
_____________________________________________|_______________________________________________________
硅钢重: 37.6( 37.6) 叠压系数: 0.92 | kdpl: 0.9598 Zph: 564.0
_____________________________________________|_______________________________________________________
Wt1: 0.557 cm hc1: 1.730 cm | Wt2: 0.625 cm hc2: 2.010 cm
_____________________________________________|_______________________________________________________
电 磁 计 算 | 运 行 结 果(d/s)
______________________________________________________________|______________________________________
ken: 0.9159 | ktn: 1.3191 | I1(A): | 11.285
keo: 0.9655 | Imo: 0.6271 | I2(A): | 5.638
kc: 1.3483 | | Im(A): | 4.195
_____________________________|________________________________| Pcu(w): | 309.617
| b(kgs) | l(cm) | at/cm | at | Pal(w): | 200.531
_______|_____________|_____________|____________|_____________| Pfe(w): | 136.986
g: | 6.771 | 0.054 | | 292.14 | Pad(w): | 110.000
St: | 15.290 | 1.597 | 23.574 | 37.64 | Pmc(w): | 70.000
Sc: | 14.131 | 7.510 | 13.253 | 47.60 | Psm(w): | 827.13
Rt: | 15.336 | 2.300 | 24.169 | 55.59 | sn(%) : | 3.369
Rt: | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.00 | Eff(%): | 86.93 / 86.93
Rc: | 13.193 | 2.674 | 9.480 | 9.95 | Fac: | 0.8518/ 0.9520
Fm: | | | | 442.92 | Tm/Tn: | 2.686 / 2.690
_______|_____________|_____________|____________|_____________| Tst/Tn: | 2.279 / 2.230
Ikw(A): 4.825 | Zkw(ohm): 78.76 | Ist/I1: | 6.309 / 6.250
_____________________________|________________________________|______________________________________
额 定 参 数: | 启 动 参 数:
__________________________________________________________________|__________________________________
cx=0.04249 | Ed1: 0.0130 | Ed2: 0.0130 | ha: 1.5512 | r/R: 1.3085
________________________________| Xs1: 0.444 | Xs2: 0.8101 | Bst: 0.446 | Kz: 0.4494
ku1: 1.000 | Kl1: 1.000 | xd1: 0.642 | xd2: 0.5910 | cs1: 4.608 | cs2: 6.758
su1: 0.410 | sl1: 0.826 | xe1: 0.532 | xe2: 0.1749 | stu2: 0.064 | stl2: 1.488
su2: 0.500 | sl2: 1.675 | xm: 1.992 | xsk: 0.2363 | xst1: 0.380 | xst2: 0.578
es1: 1.236 | es2: 2.175 | rb: 0.0188 | rr: 0.0079 | stu1: 0.231 | zst: 0.117
_________________|______________|________________|________________|________________|_____

三相异步电动机改进计算单1
型号: Y132 Sm-4 5.5 KW
设计者: 容浩然 设计时间: 2005-5-30 no:1
_____________________________________________________________________________________________________
定子槽数: 36 转子槽数: 32 | 相数: 3 电机极数: 4
定子外径: 19.00 cm 定子内径: 13.60 cm | 额定电压: 340.00 v 额定频率: 50.00 hz
转子外径: 13.52 cm 转子内径: 4.80 cm | 额定功率: 5.50 kw 新方案材料成本: 315.52 (元)
铁心长度: 14.8 cm 单边气隙长度: 0.40 mm | 定子绕组连接形式: y 旧方案材料成本: 297.82 (元)
_____________________________________________|_______________________________________________________
定 子 槽 形: (1圆底槽) | 定 子 绕 组 形 式: (5双层绕组(q=3))
_____________________________________________|_______________________________________________________
bs0: 3.5 |bs1: 6.7 |Rs: 4.40 | 类型: | NS1 | NDS | NS2
hs0: 0.8 |hss: 14.5 |Zs: 30.00 |________________|_____________|_____________|__________
_______________|______________|______________| 每槽导体数: |20 | |
转 子 槽 形: (1平底平行齿槽) | N-d1: |1-2.06 | |
_____________________________________________| N-d2: |0-0.00 | |
br0: 1.0 |br1: 5.5 |br2: 5.5 | kf%: | 79.9 | |
br3: 5.5 |wr4: 3.0 |hr0: 0.5 | j1: | 4.844 | |
hr3: 21.7 |hrr: 23.0 |zr: 30.0 |________________|_____________|_____________|__________
_______________|______________|______________| 绕组跨距Y1: 1-1 并联支路数: 1
Sb: 96.5 mxm Jb: 2.966 | Ty: 10.53 cm al: 1.50 cm
Sr: 260.0 mxm Jr: 2.802 | Lz: 26.72 cm fd: 3.77 cm
Gal: 1.43( 1.38) bsk/t1: 1.00 | A1: 258.02 a/cm 热负荷: 830.5
Dkr: 0.00 mm bsk: 11.9 mm | R1: 2.4312 ohm Gcu: 5.68( 5.68)
_____________________________________________|_______________________________________________________
硅 钢 片 材 料: 50DR510 | 定子槽绝缘厚: 0.27 定子槽楔厚: 2.0
_____________________________________________|_______________________________________________________
硅钢重: 37.6( 37.6) 叠压系数: 0.92 | kdpl: 0.9598 Zph: