—、设计任务的依据《电机设计》的课程设计是电气工程及英自动化专业电机电器及其控制方向(本科)、电 机制造(专科)专业的一个重要实践性教学环节,通过电机设计的学习及课程设计的训练, 为今后从事电机设计工作、维护的人才打下良好的基础。
电机设汁课程设汁的目的:一是让 学生在学完该课程后,对电机设计工作过程有一个全而的、系统的了解。
另一个是在设计过 程培养学生分析问题、解决问题的能力,培养学生査阅表格、资料的能力,训练学生的绘图 阅图能力,为今后从事电机设计技术工作打下坚实的基础。
根据用户对产品提出的技术要求及使用特点,结合设讣和制造的可能性而编制。
1设计的指导思想设计一般用途的全封闭自扇冷、笼型三相异步电动机,应具有高效节能、起动转矩大、性 能好、噪声低、振动小、可靠性高,功率等级和安装尺寸符合IEC 标准及使用维护方便等 优点。
2产品的用途环境条件:海拔不超过1000米,环境空气温度随季节而变化,但不超过400C 。
6 •主要标准(1)Y 系列三相电动机产品目录(2) Y 系列三相异步电动机技术条件适用于不含易燃、 易爆或腐蚀性气体的一般场所和无特姝要求的机械上。
3 •额定数据 型号额左容量 额左电压 额左电流 额左转速4. 主要性能指标效率 功率因数起动电流倍数 起动转矩倍数 最大转矩倍数4 •工作方式Y100L1 1.5KW 220V 5.03A 1430r/m0.81 0.82 7 2 2.35. 结构与安装尺寸 外壳防护等级IP44 安装结构B3 绝缘等级 B 级外型 转子结构 铸铝热套安装 A*B/二、设计内容:1.在查阅有关资料的基础上,确左电机主要尺寸、槽配合,左、转子槽形及槽形尺寸。
2•确崔立、转子绕组方案。
3.完成电机电磁设计计算方案。
4.用计算机(手画也可以)画出左、转子冲片图,电机结构图。
三、课程设计的基本要求1.求每位同学独立完成一种型号规格电机的全部电磁方案讣算过程,并根据所算结果绘出定、转子冲片图、电机总装图。
2.要求计算准确,绘岀图形正确、整洁。
3.要求学生在设计过程中能正确查阅有关资料、图表及公式。
四、指导书、参考资料指导书:《电机设计》陈世坤主编,机械工业出版社,2002年岀版参考资料:Y系列三相异步电动机技术设计小型三相异步电动机技术手册五、说明书格式1.课程设计封而:2.课程设计任务书:3.说明书目录4.前言5.三相感应电动机电磁设计特点及设汁思想(重点写)。
6.三相感应电动机泄、转子绕组方案。
7.电磁设计设计单。
8.定、转子冲片图。
9.总结与体会10.参考资料。
目录刖吕 (1)一、................................ 三相感应电机及设计特点及设计思想・2二、.................................. 三相感应电动机定、转子绕组方案2三、.................................................. 定、转子冲片图12四、...................................................... 总结与体会14参考文献 (14)在自然界各种能源中,电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点,而作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备,电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。
电机包括变压器和旋转电机,都用于实现机械能和电能之间的转换。
旋转电机分为直流电机和交流电机,交流电机又分为异步电机和同步电机。
三相异步电动机隶属交流电动机, 又称感应电机。
具有结构简单,制造容易,坚固耐用,维修方便,成本低廉等一系列优点。
因英具有较髙的效率及接近于恒速的负载特性,故能满足绝大部分工农业生产机械的拖动要求。
三相异步电动机在国内外的生产量、需求量都非常大,我国有许多厂家能生产各类永磁直流电机。
对于从事电机设计、生产的工作者来讲,在电机设计实践中经常会遇到电机仿制、电机按性能要求进行改制、电机按技术参数全新设计等问题,因此就需要有一套比较实用的能够进行永磁直流电机设计的思路和方法,以便有效、简便、正确地对电机进行设计。
电机设计的任务是根据用户提出的产品规格、技术要求,结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况,运用有关的理论和计算方法,正确处理设计时遇到的各种矛盾,从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。
电机设计是个复杂的过程,需要考虑的因素、确定的尺寸和数据很多。
设计要根据电机用户对电机各方而性能的要求,能因地制宜,针对具体情况采取不同的解决方法,从而设计岀性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维护方便的先进产品。
设计一台小型三相异步电动机的意义在于:首先设计电机是电机原理和实践电机相结合的环节,是设讣者综合运用所学知识解决所学专业实际问题能力的检验,是学习深化知识和提髙的重要过程。
其次,三相异步电动机是各行各业生产过程及日常生活中普遍使用的基础设备,使用广泛,值得研究。
而本次课程设计的目的就是通过收集各类书籍,杂志,网络相关资源, 了解三相异步电动机在国内外的发展状况;通过电机设讣相关教材,结合具体情况设计一般用途的全封闭自扇冷、笼型三相异步电动机,应具有高效卩能、起动转矩大、性能好、噪声低、振动小、可靠性髙,功率等级和安装尺寸符合IEC标准及使用维护方便等优点。
二、三相感应电动机定、转子绕组方案(-)额定数据及主要尺寸1输出功率PN=2.2kW 2额定电压Un =380V3 功电流 I^v = P— =3.33A mg 4效率尸0.815功率因数cos0=O ・82 6极对数p=2 7泄转子槽数Zl=36 Z2=328定转子每极槽数 Z . =^L = 9 Z .=玉=82/?2p9定转子冲片尺寸ri (泄子电流初步值)=/AUt = 5.01 A “ COS018槽满率(教材图10-8)⑴槽而积人=如上如(”_力)+ 丑 = 0.008172511*2 2(2)憎有效面积A” = 4•一 A 严 0.00589869 nrV(3) 槽满率 Sf = rr 一 X 100%= 0.78Aef 19铁心长厶铁心有效长/r=105mm绕组系数 5 = K d{ Kp\ = 0.959795极距 r-- "-0.07696m2p 泄子齿距 也I 人 _“ 一 0.00855mZ\转子齿距 兀D 、& =——-=0.00956m 2Z» 节距 y=3转子斜槽宽 b 运仃=0.0145m每槽导体数 单层线圈N Z相串联导体数N 扯一 s{ 1 -49210 1112 1613 14 15 17 绕组线规(估算)= — =1.42 mnr21每相有效串联导体数N机K如=477(二)磁路计算22 每极磁通(b =-------- - ------ ①------- - ------ =0.0068125T4心冰如何 2.22fN机K如其中E I=(1Y』U W = 203.38V (假设KJ=1 —勺')23极齿部截而积定子Ai = K/b^Zp严 0.004039m2 转子码=K&/九Zp2 = 0.003591m2 24馳部截而积 A 八=KM/l = 0・001683m2建子轨部计算高度圆底槽仏=- - h xl + — = 0.01687m2 3转子A J{ = = °・°°25805 m2转子轨部计算髙度圆底槽力八=D】—D亡_] +鱼一?〃0・02587m八2 3 325 空气隙而积A5 =r-/r/ = 0.00808m226波幅系数-蒼55(可先假定饱合系数糾,再从教材图附心查出化)27左子齿磁密n Fs(!)B. =一=1.53326T A.28转子齿磁密n Fs(fiB 门=—=1.58243T29楚子轨磁密B“_ \ ■ 0 - 1.45644T J 2釘30转子轨磁密B“一「0 — 1.42909T 八2①231空气隙磁密F (bB§=』= 0.724068T32根据加、B左、B八伤2、肌从磁化曲线(教材附录5)中査岀乩八乩2、旳、H J2 33齿部磁路计算长度立子圆底槽厶]=力][+/?2] +-/2i = 0.0127008m转子平底槽L g2 =力]2 + 力22 =0.020m=兀(卩二 乞)X 丄=0.05424m八2p 2龙(0 _力J )转子厂一 2 j2'2p 35有效气隙长度5ef =/C J = 0.000378m开口槽34部磁路讣算长度左子0.02809m36 齿部磁压降37 厄部磁压降左子 转子定子 转子K /(5J + /?0)6/(55 + Z?0)-Z?Q你=£&|T&°4vF t2 = H l2L l2= 17.24vFj\ =C.,H.1L ,.I =25.75v Fj2 =C >2/7/2r y2 = 9.113v=1.324438 空气隙磁压降391.64V〃()1.4307(K 、值与26项中假泄的K J 应相符,否则重新假泄K,',并重新计算26〜39项 中各有关量,直至相符。
要求精度<±1%)40 39 饱和系数K磁压降 41 满载磁化电流F° = F& +F a +F tl + Fj 、+ F j2 =367.95V2[叽---- --- ——=3.4411 A °・9"MK 如42 满载磁化电流标么值 川=0.7549543 励磁电抗标么值X 加=-r = 1.1883 "m(三)44 参数计算 线圈平均半匝长(见教材图附1-4) 单层线圈 lc= ° * KJ' =O ・ 156432m 46单层线圈端部平均长「= 2心+K£=0.067645m47漏抗系数厂4加o(RK 如“几 _0・263(MKdpJ%£v 「心OX — -------------- -------- — ------------- --------- x 1U= 0.032178 二m 、pU 爲48泄子槽比漏磁导 U=K 〃血]+©血=L 3518849立子槽漏抗x^Zl Z :Cx=om无径向通风道时I 八=/rl =0.026813m50定子谐波漏抗X ;| - .川": Cx - 0.012063。
(心 从图 13 或表 5 中查出)査出)有效材料定子导线重量 G w = ClNZAfN 亠 3.9602kg式中C 为考虑导线绝缘和引线重量的系数,漆包圆铝线取1・1,漆包圆铜线取1.05;Q 为导线密度,铝为2.7X l^kg/m 3,铜为8.9X KPkg/m 3硅钢片重量G he = K Fe l t ^+^2= 37.678kg (5为冲剪余量,取5mm )51 定子端部漏抗52 5354 #(l r -0.64rJX r[ =0.67 --- ---- Gv=0.005667n1尺\定子漏抗 X ;. = X.; + X ; + X ;, = 0.042033 n 转子槽比漏磁导2v2 =^2+4, = 1.5812 (九2、血2从教材附录四査出) 转子槽漏抗X ;=加皿心Cx = 0.02929 Q单层同心式55 Zg无径向通风道时 l',2 = l l2 =O.O2979mCx= 0.031493。