电机设计课程设计报告

x x x x Y Y系列三相异步电动机电磁设计系列三相异步电动机电磁设计 课课程程设设计计 学生姓名 学生姓名 x xx xx x 学学 号 号 xxxxxx 专业班级 专业班级 电气电气20102010级级 x x 班班 指导教师 指导教师 x xx xx x 2013 年年 xx 月月 xx 日日 1 1 目目 录录 1 1 课程设计目的课程设计目的 2 2 2 2 课程设计题目和要求课程设计题目和要求 2 2 3 3 课程设计报告内容课程设计报告内容 2 2 4 4 课程设计问题分析课程设计问题分析 13 13 5 5 课程设计心得体会课程设计心得体会 14 14 6 6 附录附录 15 15 2 2 1 1 课程设计目的课程设计目的 1 本课程设计是 电机设计 的实践课程 要正确掌握电机设计的原理与 计算过程 2 综合运用所学过的电机学 电路和电机设计等课程知识 3 培养工科学生的综合工程素质 2 2 课程设计题目和要求课程设计题目和要求 2 1课设题目 该课程设计 要求按照所给的数据 见附录 进行电机设计 计算过程详细 步骤清晰 课程设计主要有以下的计算过程 1 额定数据及主要尺寸 2 磁路计算 3 参数计算 4 工作性能计算 2 22 2设计要求 1 按题目要求 认真完成 电机设计 学习 熟练掌握电机设计的计算 步骤 2 要求按照所给的数据进行电机设计 计算过程详细 步骤清晰 每一 位学生应独立完成设计全过程 撰写设计报告 报告按照设计过程 设计 总结 设计体会来进行书写 3 3 课程设计报告内容课程设计报告内容 3 1 额定数据和主要尺寸 1 输出功率 kWPN2 2 2 外施相电压 Y接 VVUU NN 2203 3803 3 功电流 AA Um P I N N kW 33 3 2203 102 2 3 1 4 效率 800 0 5 功率因素 75 0 cos 6 极对数 3 p 3 3 7 定转子槽数 36 1 Z 并采用转子斜槽33 2 Z 每相每极槽数取整数22 11 1 pmZq 8 定转子每极槽数 6 6 36 2 1 1 p Z Zp 5 5 6 33 2 2 2 p Z Zp 9 定转子冲片尺寸 见附录 10 极距 m p Di 0628 0 6 12 0 2 1 11 定子齿距 m Z D t i 0105 0 36 12 0 1 1 1 12 转子齿距 m Z D t0114 0 33 1194 0 2 2 2 转子外径 mmDD i 1194 0 0003 0 212 0 2 12 13 定子绕组采用单层绕组 节距 y 6 14 为了削弱齿谐波磁场的影响 转子采用斜槽 一般斜一个定子齿距 于 1 t 是转子斜槽宽mbsk0105 0 15 设计定子绕组 并联支路 每槽导体数1 1 a44 1 s N 16 每相串联导体数 528 13 3644 11 11 1 am ZN N s 每相串联匝数 264 2 528 2 1 1 N N 17 绕组线规设计 选用的铜线 高强度漆包线 并绕根数 线径 绝缘后直1 1 i Nmmd06 1 1 4 4 径 截面积 mmd15 1 2 1 8825 0 mmAc 2 11 8825 0mmAN ci 18 槽满率 1 槽面积 26 2 2 2 1 12 11 109772 83 2 6 3 21 12 2 4 56 32 2 2 2 m mm R hh bR As 2 槽绝缘占面积 槽楔为mm i 2 0 mmh2 单层 26 1 12 101008 7 0036 0 0121 0 2 0002 0 2 m RhA ii 3 槽有效面积 m AAAisef 26 10 8764 76 4 槽满率 符合要求 7 75 8764 76 15 1 441 22 11 ef si f A dNN S 19 铁心长il 铁心有效长 无径向通风道 mmll ief 1106 0 0003 0 2110 0 2 净铁心长 无径向通风道 mmlkl i FeFe1045 0110 095 0 20 绕组系数 9659 0 19659 0 111 pddp KKK 1 分布系数9659 0 2 30 sin2 2 302 sin 2 sin 2 sin 1 a q qa Kd 其中 30 36 36032 1 Z pa 2 短距系数 1 2 sin 1 p K 5 5 21 每相有效串联导体数 5109659 0 528 11 dp KN 3 2 磁路计算 22 初设 886 0 1 LE k VVUE NL 9 194220886 0 1 1 初设 查得 22 1 s k094 1 Nm k 每极磁通 Wb Wb fNkk E dpNm 00347 0 264509659 0094 1 4 6 193 4 11 1 为计算磁路各部分磁密 需先计算磁路中各部分的磁导截面 23 每极齿部截面积 定子 263 111 103396610417 5 11 0 95 0mZblkA piiFei 转子 263 222 1036215 51030 6 11 0 95 0 mZblkA piiFei 其中 定转子齿宽计算如下 1 定子齿宽1 ib m b Z hhD b i i 33 3 1 1 11011 1 10317 5 104 5 36 10 635 08 0 212 0 2 m105 517103 62 36 1012 1 0 82 0 12 2R Z h2 h D b 33 3 1 1 1201i1 i1 齿部基本平行 所以取 平均值 mbi 3 1 10417 5 2 转子齿宽2ib 6 6 mm b Z hhD b r r i 33 3 2 2 02122 2 1092 5 102 33 10 5 0 6 17 21194 0 2 mm b Z hhD b ri 33 3 1 2 02122 2 1068 6 104 4 33 10 5 098 0 21194 0 2 齿部基本平行 所以取 平均值 mbi 3 2 1030 6 24 定子轭部高度 mm R h DD h s i j 333 1 1 11 1 10 2 1210 3 6 3 10 6 3 1 128 0 2 12 0175 0 32 转子轭部高度 mh DD h s i j 33 2 22 2 10 6 2210 5 0 6 17 2 038 01194 0 2 轭部导磁截面积 定子 2623 11 10 9 127410 2 1211 0 95 0 mmhlkA jiFej 转子 2623 22 10 7 2361106 2211 0 95 0mmhlkA jiFej 25 空气隙截面积 262 10 68 69451106 0 0628 0 mmlA ef 26 波幅系数 48 1 av s B B F 27 定子齿部磁密 TT A F B i s i 5122 1 103396 00347 048 1 6 1 1 28 转子齿部磁密 TT A F B i s i 4183 1 103621 00347 048 1 6 2 2 29 定子轭部磁密 TT A B j j 361 1 10 9 12742 00347 0 2 1 6 1 1 30 转子轭部磁密 TT A B j j 7346 0 107 23612 00347 0 2 1 6 2 2 31 气隙磁密 TT A F B s 7394 0 10 68 6945 00347 048 1 6 7 7 32 从D23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度 cmAHi464 21 1 cmAHi515 13 2 cmAH j 94 10 1 cmAH j 2184 2 2 33 齿部磁路计算长度 定子 mmmrhhLi 3 2121111 10 3 136 3 3 1 1 12 3 1 转子 mhhLi 3 22122 10 6 17 34 轭部磁路计算长度 定子mm p hD L j j 3 3 11 1 1060 42 12 10 2 12175 0 2 1 2 转子mm p hD L j j 3 22 2 10857 15 12 0226 0038 0 2 1 2 35 有效气隙长度 mmkk ef 33 21 1042 0 103 0044 1 355 1 其中气隙系数为 355 1 2 3 2 375 0 3 04 4 5 10 2 375 0 3 04 4 5 10 75 0 4 4 75 0 4 4 22 01011 011 1 bbt bt k 044 1 1 175 0 3 04 4 4 11 175 0 3 04 4 4 11 75 0 4 4 75 04 4 22 02022 022 2 bbt bt k 36 齿部磁压降 定子 AALHF iii 55 2810 3 1310464 22 32 111 转子 AALHF iii 79 2310 6 1710515 13 32 222 37 轭部磁压降 定子 于是194 0 0628 0 0122 0 1 j h TBj361 1 1 464 0 1 j C ALHCF jjjj 62 211060 421094 10464 0 32 1111 转子 于是360 0 0628 0 0226 0 2 j h TBj7346 0 2 637 0 2 j C ALHCF jjjj 24 210857 15102184 2 637 0 32 2222 38 气隙磁压降 AA Bk F44 248 104 0 7394 01042 0 6 3 0 8 8 39 饱和系数 21067 1 44 248 79 2355 2844 248 21 F FFF k ii s 误差 合格 1 77 0 21067 1 21067 122 1 40 总磁压降 AAFFFFFF jjii 64 324 24 262 2179 2355 2844 248 2121 41 满载磁化电流 AA kNm pF I dp m 3 9659 026439 0 64 3246 9 0 2 111 42 满载磁化电流标么值 90 0 33 3 3 kW m m I I I 43 励磁电抗标么值 11 1 90 0 11 m ms I X 3 3 参数计算 44 线圈平均半匝长 单层线圈 0 2266m0 07221 20 14 ycBc Kll 其中 0 14m0 01520 112 1 dll tB 722m00 6 10 3 6 465 110 635 0 82 120 2 2 3 21211101 y prhhhDi 取节距比 1 线圈直线部分伸出铁心的长度d1取15mm 经验系数kc取1 2 46 单层线圈端部平均长 0 1166m0 07221 20 01522 1 ycE Kdl 47 漏抗系数 0 03 220 3 1010 2 21106 0 9659 0 264 0 263 10 263 0 4 C 2 332 2 32 11 2 1 2 110 x N Nefdp N Nefdp pU PlKN pUm PlKNf 48 定子槽比漏磁导 1 26170 86410 39771 11111 LLuus KK 0 3977 4 52 3 635 0 2 2 3 8 0 2 1101 11 01 01 1 bb h b h u 由于 59 1 2 7 465 11 2 21 21 r h 75 0 2 7 4 5 2 21 11 r b 864 0 1 L 9 9 其中Ku1 KL1 1 49 定子槽漏抗 XX efdp Xst s CC lKZ Cl pm X67 0 1106 0 9659 0 36 2617 1 11 03322 22 11 111 1 50 定子谐波漏抗 XX sdpef X CC KK SCm X52 0 22 1 9659 0 10 42 0 0129 0 0628 0 3 2322 1 2 1 1 其中0129 0 s 51 定子端部漏抗 单层链式 XX efdp XE E CC lK Cl X23 0 9659 0 1106 0 1166 0 2 02 0 22 1 1 52 定子漏抗 043 0 42 1 1 1 1 1 x Es CXXXX 53 转子槽比漏磁导 181 2 681 1 5 0 222 Lus 5 0 1 5 0 02 02 2 b h u 681 1318 1 4 5 98 0 2 2 1202 12 2 LL bb h h b2 8 31 b1 b2 2 2 查表得 L 1 318 54 转子槽漏抗 XX ef Xst s CC lZ Cl pm X183 1 1106 0 33 181 2 11 0 3322 2 121 2 55 转子谐波漏抗 XX sef X CC K RCm X026 1 22 1 10 42 0 0275 00628 0 3 322 1 2 查表得0275 0 R 56 转子端部漏抗 XXX RtE ef E CCC p Dll l X1159 0 61106 0 1016 0 757 0 213 1 757 0 2 2 57 转子斜槽漏抗XX sk sk CCX t b X4352 0026 1 0114 0 0105 0 5 0 5 0 2 2 2 2 58 转子漏抗 083 0 7601 2 2 2 2 2 X skEs CXXXXX 59 总漏抗 13 0 2 1 XXX 1010 60 定子直流电阻 942 2 1 10 8825 0 1 2266 0 2642 10 0217 0 2 R 6 6 111 1 1 ct c AN lN 61 定子相电阻标幺值 045 0 220 33 3942 2 R 1 1 N kw U IR 62 有效材料 定子导线重量 kg 2 690 10 8 9 10 0 882536440 22661 05 3 6 1111 ctsCW ANZNClG 式中C为考虑导线绝缘和引线重量的系数 漆包圆铜线取1 05 硅钢片重量kgDlK FetFe 41 26 10 8 718 0 11 0 95 0 G 322 1 Fe 式中为冲剪余量 取5mm 63 转子电阻 导条截面积 262 22 21 21 102 1083 5562 16 2 24 4 98 0 2 4 41 2 2 mmm h bb h bb A rrr B 导条电阻折算值 103 2 33 10 83 55 9659 0 264 3411 004 1 10 0434 0 4 R 6 26 2 2 111 B ZA KNmLK B dpBB 式中KB 1 04 是叠片不整齐造成导条电阻增加的系数 端环面积 262 21 108410 2 8 158 17 2 mmmd ww A er erer R 端环电阻折算值 7247 0 10 8432 9659 0264 341016 0 10 0434 0 2 4 R 62 26 2 2 2 1112 R ZAp KNmZD R dpR 导条电阻标幺值 03183 0 220 33 3103 2 RB N kwB U IR 端环电阻标幺值01097 0 220 33 3 7247 0 RR N KWR U IR 转子电阻标么值 0428 0 R R RRB2 1111 3 4 工作性能计算 64 满载时定子电流有功分量标么值 25 1 800 0 11 p I1 65 满载时转子电流无功分量标么值 0 217 1 25 0 13 1 039 1 1 25 0 131 039 p I 1 p I I 2 2 1 1 2 1 2 1 x XX 其中 1 1 1 ms X X 039 1 11 1 043 0 1 66 满载时定子电流无功分量标么值 1 1170 2170 90 I I Ixm1Q 67 满载电势标么值 0 890 043 1 1170 045 1 251 X I R I11K11Q11pE L 误差 合格 5 0 449 0 886 0 886 0 89 0 68 空载时电势标么值0 9613 0 0430 901 I11 1 m0 X 69 空载时定子齿磁密TBi L 6407 15122 1 886 0 9613 0 1 1 B 1 0 t10 70 空载时转子齿磁密TBi L 5388 1 4183 1 886 0 9613 0 1 1 B 2 0 t20 71 空载时定子轭磁密TBj L 4767 1 361 1 886 0 9613 0 1 1 B 1 0 j10 72 空载时转子轭磁密TB L 7970 0 7346 0 886 0 9613 0 1 1 B j2 0 j20 73 空载时气隙磁密TB L 8022 0 7394 0 886 0 9613 0 1 1 B 0 0 从D23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度 cmAHt238 50 10 cmAHt844 24 20 cmAH j 77 17 10 cmAH j 485 2 20 74 空载时定子齿部磁压降 82A661013 310 23805LH F 32 t1t10t10 75 空载时转子齿部磁压降 73A34106 7110 84442LHF 32 t2t20t20 76 定子 于是194 0 0628 0 0122 0 1 j h TBj4767 1 10 3726 0 1 j C 空载时定子轭部磁压降 21A8210 62410 7771 0 3726LHCF 32 j1j10j1j10 1212 77 转子 于是360 0 0628 0 0226 0 2 j h TBj7970 0 20 637 0 2 j C 空载时转子轭部磁压降 2 510A10 85751102 485 0 637LHCF 32 j2j20j2j20 78 空气隙磁压降 A54 269 104 0 8022 01042 0 6 3 0 0 0 BK F 79 空载总磁压降A81 410 02010201000 FFFFFF jjtt 80 空载磁化电流 A58 3 9659 0 26439 0 81 4106 9 0 2 111 00 0 dp m KNm pF I 81 定子电流标么值662 1 117 125 1 22 1 2 1 2 1 QpIII 定子电流实际值 A534 5 33 3662 1 11 kw III 82 定子电流密度 2 111 1 1A271 6 8825 0 1 534 5 Jmm ANa I ct 83 线负荷 mA D INm i 23264 12 0 534 5 5283 A 1 111 1 84 转子电流标么值251 1 217 0 25 1 I 222 1 2 2 XpII 转子电流实际值 A14 193 33 9659 0 528333 3 251 1 I 2 111 2 2 Z KNm II dp kw 端环电流实际值A3 338 6 3314 193 2 I 22 R p ZI 85 转子电流密度 导条电密 2 2 459 3 83 55 14 193 mmA A I J B B 端环电密 2 027 4 84 3 338 mmA A I J R R R 86 定子电气损耗 1243 0045 0 662 1 2 1 2 1 1 RIPcu WPPP Ncucu 46 273102 21243 0 3 11 87 转子电气损耗 1313 067 0 0428 0 251 1 2 2 2 2 2 RIPAl WPPP NAlAl 4 147102 2067 0 3 22 88 附加损耗W33102 20 015P P P 3 N ss 铸铝转子 6极 0 015P s 89 机械损耗 四级及以上封闭型自扇冷式 W3789 9 10 0 175 3 3 10 D1 3 p P 442442 wf 机械损耗标么值 0 0042610 2 23789 9 P P P 3 Nfw fw 90 定子铁耗 1 定子齿重量2 114kg107 81013 31039636L2pAG 3 3 6 11 Feiit 2 定子轭重量5 083kg107 810 62410 9127412L4pAG 3 3 6 Fej1j1j 3 损耗系数 kg W 6 9391 Phet kg W 867 4 Phej 4 定子齿损耗 669W412 1146 9391G P PthetFet 5 定子轭损耗 74W425 0834 867 G P PjhejFej 6 定子铁耗 153W 68 7424214 6695 2Pk Pk PFej2Fet1Fe 对于半闭口槽按经验取 2 5K1 2K2 铁耗标么值0 0392 153 220068P P PNFe Fe 91 总损耗标么值24976 0P P P P P p Fe s fw Al2 cu1 92 输出功率1 24976p1P N1 93 效率 与假定值相符 8000249760 24976 1 1P p1 N1 94 功率因数 0 751 25 1 662 IIcos 1 1p 95 转差率 052 0 00426 0 015 002125 0 067 0 1 067 0 1 S 2 2 N fwFersAl Al PPPP P 1414 02125 0 2200 74 24 12 669 14 15 2 P Fer N FejrFetr P PP 96 转速 min 948 3 052