电机设计第1部分.ppt

,电机设计,第1部分电机设计概述第2部分电机设计基础理论第3部分异步或感应电机设计第4部分同步电机设计第5部分直流电机设计第6部分变压器设计第7部分特种电机设计,第1部分电机设计概述,电机设计课程是电气工程及其自动化专业电机与电器方向的一门重要的专业课程。电机设计主要是基于电机工作原理设计出符合要求的电机。而电机的工作原理是建立在电磁场理论基础之上的，由于电机结构的复杂性，电机内部的电磁场情况也变得十分复杂，从而在电机设计时，无法完全靠理论推导全部的设计的计算公式，必须引入一些经验公式或类比方法得到完整的计算公式电机设计程序。电机设计程序有设计电机电磁参数的电磁设计程序和计算温度变化的温升设计等程序。我们主要掌握电磁设计程序。本教材理论知识偏少或不完整，缺乏系统性。所举的程序算例有的没有给出相应的理论依据。,大家学习时要看参考书电机设计-西交大陈世坤现代电机设计理论华中科大林金铭三相异步电机原理、设计与试验沈阳机电学院单相电动机或小功率电动机浙江科技出版社陈永校汤宗武还有书后的参考文献。我们重点介绍三相感应电动机的电磁设计，达到举一反三的目的。1.1电机制造工业的近况与发展趋势1.2电机设计的任务与过程1.3国家标准1.4国际标准,第1部分电机设计概述,1.1电机制造工业的近况与发展趋势,1、我国电机制造工业的发展概况1949年前，我国电机制造工业极端落后，主要是修理电机。36年，时任的国民政府建立了我们电机工业的民族工业：湘潭电机厂。49年后，我国电机工业迅速发展，产品品种、数量不断增加，技术水平逐步提高，50年代以仿制国外产品为主，60年代以后自行设计。1）电机产品品种、规格不断增加，单机容量迅速增大，技术经济指标逐年提高55年10Mw水轮发电机56年6Mw，58年12Mw汽轮发电机，以后300Mw双水内冷汽轮发电机：定、转子通水冷却。大型电机的冷却问题是制约电机发展的重大问题。,1.1电机制造工业的近况与发展趋势,单机容量60万千瓦及90万千瓦汽轮发电机（上海电机厂）72万千瓦水轮发电机（东方电机厂）5Mw风力发电机（湘潭电机厂）直流电机ZZ2Z3Z4系列三相笼型感应电动机JoJo2Y系列（82年）Y2每经过一次设计，新工艺，新材料得到应用。电机都节能节材。调速电机YD节能高效电机Yx派生出来。2)积极采用新技术、新材料、新结构和新工艺新技术方面：采用计算机对电机进行电磁优化设计，以及对电机磁场、温度场及零部件机械等方面进行了计算。绝缘材料方面:从B级绝缘材料到F、H级绝缘材料采用。导磁材料：从热轧硅钢片到采用冷轧硅钢片，正逐步采用无硅低硅电工钢片。,1.1电机制造工业的近况与发展趋势,3)标准化、系列化和通用化（简称“三化”）程度不断提高我国电机制造工业中，大多数电机品种都有自己的系列，对电机零部件和安装尺寸等进行了“三化”工作，制定了有关国家标准。非标产品越来越少。4）积极开展电机理论、测试技术和新型发电方式的研究对电机绕组理论（华中许实章为代表）、测试技术（浙大许大中为代表）进行了研究。对磁导体、超导体、风力和太阳能等发电方面进行了研究。2、国外电机制造工业的近况与发展趋势对汽轮发电机、水轮发电机进行整个大容量机组的研究，积极采用新材料、新结构，提高单机容量，开展对新型电机的研制。,1.2电机设计的任务与过程,1、电机设计的任务与过程及设计时给定的数据1）电机设计的任务及对设计人员的要求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，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电机先进产品。对设计人员的要求：设计人员要注意贯彻国家的技术经济政策，努力使产品既满足使用要求，又尽可能地降低成本；设计人员应认真地听取有关人员的意见和建议，注意理论与实际、设计与工艺相结合，认真进行调查研究、访问用户和查阅资料等；,1.2电机设计的任务与过程,2）电机设计时给定的数据和对电机的主要技术要求电机设计时通常给定下列数据额定功率或额定容量输出功率kW或视在功率KVA；额定电压交流电机指线电压，直流电机指电枢端电压；相数和相间连接方式；额定频率；额定转速或同步转速；额定功率因数等；对电机的技术要求通常在有关的国家标准或技术条件中规定，如等。,1.2电机设计的任务与过程,2、电机设计的过程和内容1）准备阶段：首先是熟悉国家标准，收集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与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编写技术任务书或技术建议书。对非标产品，通过和用户沟通，编制所设计产品的技术条件即技术协议。2）电磁设计：其任务是根据技术条件或技术建议书的规定，确定所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，核算电磁性能。,1.2电机设计的任务与过程,3）结构设计：其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，并进行有关的机械计算及通风和温升计算；即技术条件确定防护型式、安装方式与冷却方式根据电磁负荷的高低，确定合适的通风冷却绘制总装草图，确定总体结构；再绘制零部件图，最后确定总装图。电磁设计和结构设计可平行交叉进行，相互调整。但通常，结构设计在电磁设计后进行。1.3国家标准电机的国家标准是国家有关部门在总结以往电机设计、制造和使用经验的基础上，从当前实际出发，并考虑今后发展需要而对电机提出一定要求的文件。它是电机生产的依据和评定电机,1.2电机设计的任务与过程,质量优劣的准则。生产部门所设计、制造的电机要满足国家标准要求。我国关于电机的国家标准有国家颁布（代号GB）和中央各部委颁布的（部颁标准）。国家标准分为三类：第一类是对电机的一般规定和技术要求，如GB755-87电机基本技术要求，它规定了适用于各类电机的技术要求、试验项目与试验方法、铭牌及线端标志等。第二类是对一种或几种具体类型电机的技术条件，如JB3074-82（IP44）Y系列三相异步电动机技术条件，它对该类电机的技术条件、试验项目和试验方法，性能提标、使用方法以及标记等作了详细而明确的规定。第三类是各种电机的试