中小型三相感应电动机(单笼转子)电磁计算程序一. 额定数据及主要尺寸1. 输出功率P N2. 外施相电压U N ф,Y 接法3N N U U =φ,Δ接法N N U U =φ3. 功电流 φN NKW U m P I 1=4. 效率 η’ 按照设计任务书的规定 5. 功率因数cos φ’ 按照设计任务书的规定 6. 极对数p7. 定转子槽数 Z 1、Z 2 8. 定转子每极槽数 pZ Z p 211=9. pZ Z p 222= 10.定转子冲片尺寸(见图1)11. 极距 pD i 21πτ=12. 定转子齿距 111Z D t i π=222Z D t π=13. 节距 y —— 以槽数计14. 转子斜槽宽 b sk (一般取一个定子齿距t 1,也可按需要设计) 15. 每槽导体数 双层线圈 N s1 =2×每线圈匝数单层线圈 N s1 =每线圈匝数 16. 每相串联导体数 11111a m Z N N s =φ 17. 绕组线规(估算)11111''''J a I A N c t =I ’1(定子电流初步值)= 'cos 'ϕηKWI18. 槽满率⑴槽面积 2)'(222211121r h h b r A s s π+-+=⑵槽绝缘占面积双层绕组 )22(112121'b r r h A s t t +++∆=π单层绕组 )2(21'r h A s t t π+∆= ⑶槽有效面积 t s ef A A A -=⑷槽满率 %100211⨯=efs t f A d N N S19. 铁心长l t铁心有效长 无径向通风道 δ2+=t ef l l定转子径向通风道不交错 '11v v t sf b n l l -=定转子径向通风道交错 )('22'11v v v v t sf b n b n l l +-='v b 由图9查出净铁长 无径向通风道 t Fe Fe l k l =有径向通风道 )(v v t Fe Fe b n l k l -= 20. 绕组系数 111p d dp K K K =⑴分布系数 2sin2sin111ααq q K d =⑵短距系数 βπ2sin 1=p K21. 每相有效串联导体数 11dp K N φ二. 磁路计算22. 每极磁通11111122.24dp dp Nm K fN E fN K K E φφ≈=其中φεN L U E )1('1-= (假设'1'L E K ε-=) 23. 每极齿部截面积 定子 111p t t Fe t Z b l K A =转子 222p t t Fe t Z b l K A =对于非平行齿,则b t 取离最窄齿三分之一齿高处的齿24. 轭部截面积 11'j t Fe j h l K A =定子轭部计算高度圆底槽 3221111'1rh D D h s i j +--=平底槽 111'12s i j h D D h --=转子 21'j t Fe j h l K A = 转子轭部计算高度 圆底槽 222222'23232v s i j d r h D D h -+--=平底槽 2222'2322v s i j d h D D h ---=对于2极电机,D i2以三分之一D i2代入25. 空气隙面积 ef l A ⋅=τδ 26. 波幅系数 avs B B F δδ=(可先假定饱合系数K ’s ,再从图2中查出F s ) 27. 定子齿磁密 11t t A Fs B φ=28. 转子齿磁密 22t t A Fs B φ=29. 定子轭磁密 1121j j A B φ⋅=30. 转子轭磁密 2221j j A B φ⋅=31. 空气隙磁密 δδφA FB s =32. 根据B t1、B t2、B j1、B j2、B δ从磁化曲线(表2或表3)中查出H t1、H t2、H j1、H j2 33. 齿部磁路计算长度定子 圆底槽 212111131r h h L t ++= 半开口平底槽 21111h h L t +=开口平底槽 11s t h L =转子 圆底槽 222212231r h h L t ++= 平底槽 22122h h L t += 34. 轭部磁路计算长度 定子 212)'('111⨯-=ph D L j j π 转子 212)'('222⨯-=ph D L j j π35. 有效气隙长度δδδδ21K K ef =半闭口槽和半开口槽 200)75.04.4()75.04.4(b b t b t K -++=δδδ 开口槽 200)5()5(b b t b t K -++=δδδ 36. 齿部磁压降 定子 111t t t L H F = 转子 222t t t L H F = 37. 轭部磁压降 定子 1111'j j j j L H C F = 转子 2222'j j j j L H C F = C j1、C j2从图3查出 38. 空气隙磁压降 0μδδδδB K F =39. 饱合系数 δδF F F F K t t s 21++=(s K 值与26项中假定的's K 应相符,否则重新假定's K ,并重新计算26~39项中各有关量,直至相符。
要求精度≤±1%)40. 总磁压降 21210j j t t F F F F F F ++++=δ 41. 满载磁化电流 11109.02dp m K N m pF I =42. 满载磁化电流标么值 KWmm I I I =*43. 励磁电抗标么值 **1mms I X =三. 参数计算44. 线圈平均半匝长(见图4)单层线圈 y c B c K l l τ+= 双层线圈 s B c C l l 2+=式中 12d l l t B +=为直线部分长(01.01=d ~m 03.0,为线圈直线部分伸出铁心的长度,机座大、极数少者取较大值)Kc 为经验值,2极取胜1.16;4、6极取1.2;8极取1.25。
或按经验取ατcos 2ys C =, αα2s i n 1c o s -= ,121112111222sin t b r b r b +++=αβπτpr h h h D i y 2])(2[212111011++++=(单层同心式或交叉式线圈β取平均值)45. 双层线圈端部轴向投影长 αsin s d C f = 46. 单层线圈端部平均长 y c E K d l τ+=12 47. 漏抗系数 3221121211010)(263.0)(4-⨯==φφμπN Nef dp N Nef dp pUP l K N pUm P l K N f Cx48. 定子槽比漏磁导11111L L U U s K K λλλ+=K U1、K L1查图5 ,1U λ、1L λ从附录一中查出49. 定子槽漏抗 Cx l K Z pl m X efdp s t s 2111'11*12λ= 无径向通风道时 1'1t t l l =有径向通风道时 "111'1bv v t t b n l l -=("1v b 是通风道损失宽度,从图10查出)50. 定子谐波漏抗 Cx K K sm X sdp ef 2121*1δπτδ∑=(s ∑从图13或表5中查出)51. 定子端部漏抗双层叠绕组 Cx l f d X efd E )5.0(2.11*1+=单层同心式 Cx Kl l X dp ef y E E 21*1)64.0(67.0τ-=单层同心式(分组的)、交叉式 Cx K l l Xdp ef y E E 21*1)64.0(47.0τ-=单层链式 Cx K l l X dp ef EE 21*12.0= 52. 定子漏抗 *1*1*1*1E s X X X X ++=δσ53. 转子槽比漏磁导 222L U s λλλ+=(2U λ、2L λ从附录一查出)54. 转子槽漏抗 Cx l Z pl m Xefs t s 22'21*22λ=无径向通风道时 2'2t t l l =有径向通风道时 "222'2v v t t b n l l -=("2v b 从图10查出)55. 转子谐波漏抗 Cx K Rm X sef δπτδ21*2∑=(R ∑从图14或表6查出) 56. 转子端部漏抗 Cx p D l l l X Rt E ef E )213.1(757.02*2+-=57. 转子斜槽漏抗 *222*)(5.0δX t b X sk sk = 58. 转子漏抗 **2*2*2*2sk E s X X X X X +++=δσ 59. 总漏抗 *2*1*σσσX X X +=60. 定子直流相电阻 '21111c t cA N l N R ρ=对A 、E 、B 级绝缘 铝m ⋅Ω⨯=-6100346.0ρ,铜m ⋅Ω⨯=-6100217.0ρ 对F 、H 级绝缘 铝m ⋅Ω⨯=-6100392.0ρ,铜m ⋅Ω⨯=-6100245.0ρ61. 定子相电阻标么值 φN KWU I R R 1*1= 62. 有效材料定子导线重量 ''1111ρt c s c w N A Z N Cl G =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;'ρ为导线密度,铝为2.7×103kg/m 3,铜为8.9×103kg/m 3硅钢片重量 ')(21Fe t Fe Fe D l K G ρδ+= (δ为冲剪余量,取5mm) 63. 转子电阻导条电阻折算值 22111)(4'Z K N m A l K R dp B B B B ⋅⋅=ρ 端环电阻折算值 2211122)(42'Z K N m A p Z D R dp RR B ⋅⋅=πρ 因叠片不整齐造成导条电阻增加而引入系数K B ,铸铝转子为1.04,铜条转子为1.0 对于A 、E 、B 级绝缘:紫铜m ⋅Ω⨯=-6100217.0ρ,黄铜m ⋅Ω⨯=-6100804.0ρ, 硬紫铜杆m ⋅Ω⨯=-6100278.0ρ,铸铝m ⋅Ω⨯=-6100434.0ρ, 硅铝m ⋅Ω⨯=-610)0723.0~062.0(ρ对于A 、E 、B 级绝缘:紫铜m ⋅Ω⨯=-6100245.0ρ,黄铜m ⋅Ω⨯=-6100908.0ρ, 硬紫铜杆m ⋅Ω⨯=-6100314.0ρ,铸铝m ⋅Ω⨯=-6100491.0ρ, 硅铝m ⋅Ω⨯=-610)0816.0~07.0(ρ 导条电阻标么值 φN KWBB U I R R '*= 端环电阻标么值 φN KWRR U I R R '*= 转子电阻标么值 ***2R B R R R +=四. 工作性能计算64. 满载时定子电流有功分量标么值 '1*1η=P I (假定效率'η) 65. 满载时转子电流无功分量标么值 ])(1[2*1*12*1*1*P P X I X I X I σσσσ+=**111msX X σσ+=66. 满载时定子电流无功分量标么值 ***1X m Q I I I +=67. 满载电势标么值 )(11*1*1*1*1σεX I R I K Q P L E +-=-=此值应与22项假定相符,否则重新假定K E 并计算22~67项,直至误差小于±0.5%68. 空载电势标么值 *1*011σεX I m -=-69. 空载时定子齿磁密 L t B εε--=11010B t1 70. 空载时转子齿磁密 202011t L t B B εε--=71. 空载时定子轭磁密 L j B εε--=11010B j1 72. 空载时转子轭磁密 202011j Lj B B εε--=73. 空载时气隙磁密 δδεεB B L--=1100 74. 空载定子齿磁压降 11010t t t L H F = 75. 空载转子齿磁压降 22020t t t L H F = 76. 空载定子轭磁压降 '11010j j j L H F = 77. 空载转子轭磁压降 '22020j j j L H F = 78. 空载空气隙磁压降 00μδδδδB K F =79. 空载总磁压降 20102010000j j t t F F F F F F ++++=δ 80. 空载磁化电流 1110009.02dp m K N m pF I =81. 定子电流标么值 2*12*1*1Q P I I I +=定子电流实际值 KW I I I *11=82. 定子电流密度 '11111c t A N a I J =83. 线负荷 11111i D I N m A πφ=84. 转子电流标么值 2*2*1*2X P I I I +=转子电流实际值 2111*22Z K N m II I dp KWφ=端环电流实际值 pZ I I R π222= 85. 转子电流密度 导条电密 BB A I J 2=端环电密 RRR A I J =86. 定子电气损耗 *12*1*1R I p cu = N cu cu P p p *11= 87. 转子电气损耗 *22*2*2R I P Al = N Al Al P p p *22=88. 杂散损耗铸铝转子:=*p 0.025(2极),0.02(4极),0.015(6极),0.01(8极和10极) 铜条转子:=*p 0.005 或参考相近规格的实测值N s s P p p *=89. 机械损耗 参考实际试验值或按下列公式计算二极防护式: 332210)()3(5.5⨯=D pp fw四极及以上防护式: 332210)()3(5.6⨯=D pp fw二极封闭型自扇冷式: 3412110)()3)(1(13⨯-=D pD p fw四极及以上封闭型自扇冷式: 341210)()3(⨯=D pp fw机械损耗标么值 Nfw fw P p p =*90. 定子铁损耗⑴ 定子齿重量 '211Fe t t t L pA G ρ= ⑵ 定子轭重量 ''411Fe j j j L pA G ρ=⑶ 定子齿损耗 t het Fet G p p = 损耗系数het p 根据10t B 查表4得到 ⑷ 定子齿损耗 j hej Fej G p p = 损耗系数hej p 根据10j B 查表4得到 ⑸ 定子铁损耗 Fej Fet Fe p k p k p 21+=铁耗校正系数 =1k 2.5(半闭口槽),3.0(开口槽) =2k 2.0(半闭口槽)2.5(开口槽) 定子铁损耗标么值 NFeFe P p p =*91. 总损耗标么值 ****2*1*Fe fw s Al cu p p p p p p ++++=∑ 92. 输入功率 **11p P N ∑+=93. 效率 *11N P =η 此值应与64项假定值相符,否则重新假定'η并计算64~93项,直至误差小于±0.5%94. 功率因数 *1*1cos I I P=ϕ95. 转差率 ****2*21F e rfw s Al Al N p p p p p s ++++=NFejrFetr Fer P p p p +=*96. 转速 )1(60N N s pfn -=97. 最大转矩 )(212*2*1*1*σX R R s T Nm ++-=五. 起动性能计算98. 起动电流假定值 KW m st I T I *')5.3~5.2(=99. 起动时定转子槽磁势平均值021121111'1)(707.0ε-+=Z Z K K K a N I F p d U s st st 100. 空气隙中漏磁场的虚拟磁密 cst L F B δβμ20= 215.264.0t t c ++=δβ由L B 查图18可得漏抗饱合系数K z101. 齿顶漏磁饱合引起的定子齿顶宽度的的减少)1)((0111z s K b t C --=102. 齿顶漏磁饱合引起的转子齿顶宽度的的减少)1)((0222z s K b t C --=103. 起动时定子槽比漏磁导 11111)(1)(L L U U U st s K K λλλλ+∆-=1U λ∆的计算见附录一104. 起动时定子槽漏抗 *11)(1*)(1s s st s st s X X λλ=105. 起动时定子谐波漏抗 *1*)(1δδX K X z st =106. 起动时定子漏抗 *1*)(1*)(1*)(1E st st s st X X X X ++=δσ107. 考虑集肤效应,转子导条相对高度 Bs B B b f b h ρξ⋅⋅⨯=-2310987.0 式中:h B ——转子导条的高度,对铸铝转子不包括槽口高度h 022s B b b ——转子导条与转子槽的宽度之比,对铸铝转子其值为1,窄长的铜条其值为0.9 B ρ ——导条的电阻率。