电机设计陈世坤版知识点、公式总结整理目录第一章感应电动机设计 (1)第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算 (4)附录参考文献 (27)第一章感应电动机设计一、电机设计的任务电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（如功率、电压、转速等）、技术要求（如效率、参数、温升限度、机械可靠性要求等），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，正确处理设计是遇到的各种矛盾，从而设计出性能良好、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。

二、感应电机设计时给定的数据（1）额定功率（2）额定电压（3）相数及相间连接方式（4）额定频率（5）额定转速或同步转速（6）额定功率因数三、电机设计的过程和内容1、准备阶段通常包括两个方面的内容：首先是熟悉相关打国家标准，手机相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见和要求；其次是在国家标准及分析有过资料的基础上编制技术任务书或技术建议书。

2、电磁设计本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较来确定与所设计电机电磁性能有关的的尺寸和数据，选定有关材料，并和算其电磁性能。

3、结构设计结构设计的任务是确定电机的机械结构、零部件尺寸、加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算及通风和温升计算。

结构设计通常在电磁设计之后进行，但有时也和电磁设计平行交叉的进行，以便相互调整。

第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算一、额定数据及主要尺寸 1、输出功率 N P =5.5kW2、外施相电压 N U φ=N U =380V （∆接）3、功电流 KW I =1NN P mU φ=35.5103380⨯⨯=4.82A4、效率 N η=85.3%5、功率因数 cos N ϕ=0.786、极对数 p=37、定转子槽数1Z =36。

2Z =33 8、定转子每极槽数 1p Z =12Z p =366=6。

2p Z =22Z p =336=5129、定转子冲片尺寸 1D =210mm 。

1i D =148mm 。

2i D =48mm 。

2D = 1i D -2δ=148-2⨯0.35=147.3mm定子采用梨型槽，尺寸如下：11b =6.8mm 、21r =4.4mm 、01h =0.8mm 、11h +21h =11.5mm 、 01b =3.5mm定子齿宽计算如下：'10111211211(222)(14820.8211.5)22 4.4 6.2536i t D h h h b r mm Z ππ++++⨯+⨯=-=-⨯=''101111111(22)(14820.820.95)6.8 6.4136i t D h h b b mm Z ππ+++⨯+⨯=-=-='''1111 6.41 6.25() 6.3322t t t b b b mm +=+==转子采用梯形槽，尺寸如下：02h =0.5mm 、12b =6.3mm 、22b =2.6mm 、12h +22h =20mm 、02b =1mm转子齿宽计算如下：202122211222311[()][147.3(0.520)]33 6.37.0733t D h h h bb mm Z ππ-++-+=-=-=10、极距 τ=12i D p π=14823π⨯⨯=77.45mm 11、定子齿距 1t =11i D Z π=14836π⨯=12.92mm 12、转子齿距 2t =22D Z π=147.333π⨯=14.02mm13、节距 y=614、转子斜槽宽 1sk b t ==12.92mm 15、每槽导体数 1s N =42 16、每相串联导体数 1N φ=1111s N Z m a =423631⨯⨯=5041150425222N N φ=== 17、定子电流初步值 '1I =cos kw N N I ηϕ= 4.820.8530.78⨯=7.24A18、槽满率 （1）槽面积s A =221112111212()22r b r h h h π++-+=22 4.4 6.8 4.4(11.52)22π⨯+-+=104.512mm（2）槽绝缘占面积：由绝缘等级B 可知，i ∆=0.3mmi A ='21(2)i s h r π∆+=0.3(211.5 4.4)π⨯+=11.052mm（3）槽有效面积 ef A =s A -i A =104.51-11.05=93.462mm（4）槽满率 211i s f efN N d S A ==2142 1.3393.46⨯⨯=0.79（符合要求）19、铁心长 t l =180mm铁心有效长 218020.35180.7ef t l l mm δ=+=+⨯= 净铁心长 0.95180171Fe Fe t l K l mm ==⨯= 20、绕组系数1dp K =1d K 1p K（1）分布系数 1d K =11230sinsin 220.9730sin 2sin22q q αα⨯==⨯ （2）短距系数 1p K =sin 12πβ=21、每相有效串联导体数 1N φ1dp K =504⨯0.97=488.88二、磁路计算 22、计算满载电势'10.9310.0108ln 0.0130.9310.0108ln 5.50.01330.91L N P p ε-=+-=+-⨯='1(1)0.91380345.8L N E U V φε=-=⨯=23、每极磁通 111345.80.0063744 1.110.9750252Nm dp E Wb K K fN Φ===⨯⨯⨯⨯24、每极齿部截面积定子 21110.95180 6.3366494.58t Fe t t p A K l b Z mm ==⨯⨯⨯= 转子 22122310.951807.0756649.342t Fe t p t A K l b Z mm ==⨯⨯⨯=25、轭部截面积定子轭部计算高度 圆底槽'112111210148 4.4(0.811.5 4.4)15.772323i j s D D r h h mm --=-+=-+++= 定子轭部截面积 '2110.9518015.772696.67j Fe t j A K l h mm ==⨯⨯= 转子轭部计算高度 平底槽'222222147.3482(0.520)029.152323i j s v D D h h D mm --=--=-++⨯= 转子轭部截面积 '2220.9518029.154984.65j Fe t j A K l h mm ==⨯⨯=26、空气隙面积 277.45180.713995.22ef A l mm δτ==⨯= 27、波幅系数假设饱和系数 ' 1.20s K = 由()s s F f K =曲线可知 1.486s F = 28、定子齿磁密 161 1.4860.006371.466494.5810s t t F B T A -Φ⨯===⨯ 116.3/t H A cm = 29、转子齿磁密 262 1.4860.006371.426649.3410s t t F B T A -Φ⨯===⨯ 213.6/t H A cm = 30、定子轭磁密 161110.006371.18222696.6710j j B T A -Φ===⨯ 1 6.16/j H A cm =31、转子轭磁密 262110.006370.64224984.6510j j B T A -Φ===⨯ 2 1.91/j H A cm =32、空气隙磁密 61.4860.006370.67613995.2210s F B T A δδ-Φ⨯===⨯ 33、齿部磁路计算长度定子 圆底槽 111212111()11.5 4.412.9733t L h h r mm =++=+⨯= 转子 平底槽 2122220t L h h mm =+=34、轭部磁路计算长度定子 '11'1()11(21015.77)50.8222223j j D h L mm p ππ--===⨯转子 '22'2()11(4829.15)20.1922223i j j D h L mm p ππ++===⨯35、有效气隙长度 气隙系数计算如下：10112210101(4.40.75)12.92(4.40.350.75 3.5)1.295(4.40.75)12.92(4.40.350.753.5) 3.5t b K t b b δδδ+⨯+⨯===+-⨯+⨯- 20222220202(4.40.75)14.02(4.40.350.751)1.032(4.40.75)14.02(4.40.350.751)1t b K t b b δδδ+⨯+⨯===+-⨯+⨯- 12 1.295 1.032 1.34K K K δδδ==⨯=有效气隙长度 1.340.350.47ef K mm δδδ==⨯=36、齿部磁压降 定子 111116.312.971021.14t t t F H L A -==⨯⨯= 转子 122213.6201027.2t t t F H L A -==⨯⨯= 37、轭部磁压降 由'()jj h C f τ=曲线可知'115.770.2077.49j h τ== 1 1.18j B T =于是1j C =0.68 '229.150.3877.49j h τ== 20.64j B T = 于是2j C =0.22 定子'311110.68 6.1650.82100.21j j j j F C H L A -==⨯⨯⨯=转子 '322220.22 1.9120.19100.01j j j j F C H L A -==⨯⨯⨯= 38、空气隙磁压降 371.340.35100.676252.42410K B F A δδδδμπ--⨯⨯⨯===⨯ 39、饱和系数 12252.4221.1427.21.19252.42t t s F F F K F δδ++++=== 误差''1.19 1.200.8%1%1.20s s s K K K --==-<±（合格） 40、总磁压降01212252.4221.1427.20.210.01300.98t t j j F F F F F F A δ=++++=++++=41、满载磁化电流 0111223300.982.7360.90.932520.97m dp pF I A m N K ⨯⨯===⨯⨯⨯42、满载磁化电流标幺值 2.7360.574.82m mkw I I I *=== 43、励磁电抗标幺值 111.750.57mm X I **=== 三、参数计算 44、线圈平均半匝长定子线圈节距101112121[2()][1482(0.80.95)10.55 4.4]87.11223i y D h h h r mmpππτβ++++++++===⨯ 平均半匝长 180215 1.287.11314.53c B c v l l K mm τ=+=+⨯+⨯=45、单层线圈端部平均长 12215 1.287.11134.53B c v l d K mm τ=+=⨯+⨯= 46、漏抗系数221133220.263()0.263(2520.97)180.7 5.510100.0363380dp ef Nx N N K l P C pU φ--⨯⨯⨯=⨯=⨯=⨯ 47、定子槽比漏磁导由于的单层绕组，整距，节距漏抗系数11 1.0U L K K ==0111101011120.820.950.413.5 3.5 6.8U h h b b b λ⨯=+=+=++ 由于212111.50.95 1.2022 4.4h r -==⨯ 1121 6.80.7722 4.4b r ==⨯ 查表可知10.68L λ= 定子槽比漏磁导 111110.410.68 1.09s U U L L K K λλλ=+=+= 48、定子槽漏抗 11122112233180 1.090.0360.02360.97180.7t s s x dp ef m pl X C Z K l λ*⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯ 49、定子谐波漏抗1122221377.450.02650.0360.0420.470.97 1.2x ef dp sm sX C K K δτπδπ*⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯∑ 50、定子端部漏抗 1221134.530.20.20.0360.006180.70.97B E x ef dp l X C l K *==⨯⨯=⨯ 51、定子漏抗 11110.020.0420.0060.068s E X X X X σδ****=++=++=52、转子槽比漏磁导022020.50.51U h b λ=== 由于222220 1.537.102.6h b -== 1222 6.3 2.422.6b b == 查表可知20.86L λ=转子槽比漏磁导 2220.50.86 1.36s U L λλλ=+=+= 53、转子槽漏抗 12222233180 1.360.0360.02733180.7t s s x ef m pl X C Z l λ*⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯ 54、转子谐波漏抗 1222377.450.0290.0360.0430.47 1.2x ef sm RX C K δτπδπ*⨯⨯==⨯=⨯⨯∑ 55、转子端部漏抗21220.252320.252333122.7233()()()()0.0360.0032223180.72333R E x ef Z D m p X C pl p Z *⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯⨯56、转子斜槽漏抗 222212.920.5()0.5()0.0430.01814.02sk skb X X t δ**==⨯⨯= 57、转子漏抗22220.270.0430.0030.0180.334s E sk X X X X X σδ*****=+++=+++= 58、总漏抗 120.0680.3340.402X X X σσσ***=+=+=59、定子直流电阻 611'211122252314.530.021710 2.4771.331()12c t c N l R N A a ρπ-⨯⨯==⨯⨯=Ω⨯⨯ 60、定子相电阻标幺值 11 4.822.4770.0314380kw N I R R U φ*==⨯= 61、有效材料定子导线重量''1111w c s c t G Cl N Z A N ρ=33231.33101.05314.53104236()18.910 6.172Kg π--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=硅钢片重量2'1()Fe Fe t FeG K l D δρ=+333230.9518010(21010510)7.81061.65Kg ---=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=62、转子电阻 导条截面积0212121222221111()()(1 6.3) 1.53(6.3 2.6)18.472222B A b b h b b h =+++=+⨯++⨯=87.782mm导条电阻折算值232111'6624() 1.04135.531043(2520.97)0.04341087.781033dp B B BB m N K K l R A Z ρ---⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯=1.51Ω 端环电阻折算值2111'2224()2dp R RB m N K D Z R p A Z ρπ=32626122.7103343(2520.97)0.0434100.782387.781033π---⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=Ω⨯⨯⨯⨯导条电阻标幺值 ' 4.821.510.019380kw BB N I R R U φ*==⨯= 端环电阻标幺值 '4.820.780.010380kw RR N I R R U φ*==⨯= 转子电阻标幺值 20.0190.0100.029BR R R R ***=+=+=四、工作性能计算63、满载时定子电流有功分量标幺值 1111.1785.3%p NI η*=== 64、满载时转子电流无功分量标幺值110.06811 1.0391.75m X X σσ**=+=+=22221111[1()] 1.0390.402 1.17[1(1.0390.402 1.17)]0.708x p p I X I X I σσσσ*****=+=⨯⨯⨯+⨯⨯=65、满载时定子电流无功分量标幺值 10.570.708 1.278Q m X I I I ***=+=+=66、满载时电势标幺值111111()1(1.170.099 1.2780.068)0.797E L p Q K I R I X σε****=-=-+=-⨯+⨯= 而开始假设'10.91EL K ε=-= 误差''0.910.79712.4%0.5%0.91E E E K K K --==>± '''0.7970.910.7970.888E E EE K K K K --=-=-= 重新计算第22~66项中有关各项：22、'1(1)0.80380307.8L N E U V φε=-=⨯=23、111307.80.0056744 1.110.9750252Nm dp E Wb K K fN Φ===⨯⨯⨯⨯28、161 1.4860.005671.306494.5810s t t F B T A -Φ⨯===⨯ 18.90/t H A cm = 29、262 1.4860.005671.286649.3410s t t F B T A -Φ⨯===⨯ 28.36/t H A cm = 30、161110.005671.05222696.6710j j B T A -Φ===⨯ 1 4.33/j H A cm = 31、262110.005670.57224984.6510j j B T A -Φ===⨯ 2 1.74/j H A cm = 32、61.4860.005670.6013995.2210s F B T A δδ-Φ⨯===⨯ 36、11118.912.971011.54t t t F H L A -==⨯⨯= 12228.36201016.72t t t F H L A -==⨯⨯=37、 '311110.68 4.3350.82100.15j j j j F C H L A -==⨯⨯⨯='322220.22 1.7420.19100.008j j j j F C H L A -==⨯⨯⨯=38、371.340.35100.6224.04410K B F A δδδδμπ--⨯⨯⨯===⨯ 39、12224.0411.5416.721.18224.04t t s F F F K F δδ++++===误差'' 1.18 1.201%1.20s s s K K K --=<±（合格）40、01212252.4221.1427.20.210.01300.98t t j j F F F F F F A δ=++++=++++= 41、0111223300.982.7360.90.932520.97m dp pF I A m N K ⨯⨯===⨯⨯⨯42、 2.7360.574.82m mkw I I I *=== 43、111.750.57mm X I **=== 49、1122221377.450.02650.0360.0420.470.97 1.2x ef dp sm sX C K K δτπδπ*⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯∑51、11110.020.0420.0060.068s E X X X X σδ****=++=++=54、1222377.450.0290.0360.0440.47 1.2x ef sm RX C K δτπδπ*⨯⨯==⨯=⨯⨯∑56、222212.920.5()0.5()0.0440.01914.02sk skb X X t δ**==⨯⨯= 57、22220.270.0440.0030.0190.336s E sk X X X X X σδ*****=+++=+++= 58、120.0680.3360.404X X X σσσ***=+=+=64110.06811 1.0391.75m X X σσ**=+=+=22221111[1()] 1.0390.404 1.17[1(1.0390.404 1.17)]0.713x p p I X I X I σσσσ*****=+=⨯⨯⨯+⨯⨯=65、10.570.713 1.283Q m X I I I ***=+=+=66、111111()1(1.170.0314 1.2830.068)0.797E L p Q K I R I X σε****=-=-+=-⨯+⨯= 而开始假设''10.8EL K ε=-= 误差''0.80.7970.375%0.5%0.8E E E K K K --==<± 合格。