电机设计课程设计报告

1、Y系列三相异步电动机电磁设计课程设计学生姓名：x xx学号：011000xxx专业班级：电气2010级【x】班指导教师：x xx2013年xx月 xx日目 录课程设计目的课程设计题目和要求 2课程设计报告内容 2-课程设计问题分析 13 -课程设计心得体会 2222222222222221246.附录 222222222222222222221522课程设计目的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；综合运用所学过的电机学、电路和电机设计等课程知识； 培养工科学生的综合工程素质。2.课程设计题目和要求 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，

2、计算过程详细， 步骤清晰。课程设计主要有以下的计算过程：额定数据及主要尺寸磁路计算 参数计算 工作性能计算设计要求按题目要求，认真完成电机设计学习，熟练掌握电机设计的计算步骤。 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课程设计报告内容 额定数据和主要尺寸输出功率：Pn 2.2kW外施相电压：Un Un/、3380V r 3220V（Y 接）Pn mUz 效率：0.800 功率因素：COS 0.75极对数：p 3 定转子槽数Z136Z233并采用转子斜槽每相每极槽数取整数 定转子每

3、极槽数功电流：IkWZP1Zp2互2p2p9.定转子冲片尺寸Di110.极距11 .定子齿距tiqi366a 3.33A3 220Zl/2 pm12336（见附录）0120.0628m6Di1-012 0.0105m365.5i1乙12 转子齿距 t2 -D2一01194 0.0114mZ233转子外径 D2 Di1 2(0.12 2 0.0003)m 0.1194m13定子绕组采用单层绕组，节距 y=6t1，于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是转子斜槽宽bsk 0.0105m15. 设计定子绕组并联支路a11.每槽导体数Ns1 4416. 每相串联导体数 N 1

4、44 36528m1a13 1每相串联匝数M N 1竺2642 217. 绕组线规设计绝缘后直选用的铜线：高强度漆包线，并绕根数21 1，线径d1 1.06mm，径d 1.15mm，截面积A(C10.8825mm2， Ni1A(C10.8825mm218.槽满率槽面积As2R； b1 皿 h)22 3.6 5.42(12.12)3.622 mm6283.9772 10 m槽绝缘占面积i 0.2 mm，槽楔为 h 2mmA i(2h12R1)单层 0.0002 (2 0.01210.0036)6 27.1008 10 m槽有效面积AefAsAi76.8764 10槽满率SfMiNsid2Aef1

5、 44 1.15276.876475.7%（符合要求）19.铁心长li铁心有效长 无径向通风道lef li 2(0.1102 0.0003)m0.1106m净铁心长无径向通风道ekFelj0.95 0.110m0.1045m绕组系数Kdp11心10.9659 10.9659分布系数Kd1sin si n302 20.9659qsi n?2s in302 2其中a p 口60乙 3630528 0.9659510短距系数K” sin21磁路计算22.初设kE(1 L) 0.886E1(1 L)U N 0.886 220V194.9V初设ks 1.22查得 kNm 1.094E1每极磁通4kzm

6、kdp1 fN193.6Wb21.每相有效串联导体数N 1Kdp14 1.094 0.9659 50 2640.00347Wb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.每极齿部截面积转子 A2kFelibi2Zp2 0.95 0.11 6.30 10 3 5.5 3621 10 6 m2其中，定转子齿宽计算如下:定子齿宽bi 1bi1Di12(h1hn)Zbi30.122 (0.8 0.635) 10 5 43610 35.317103mbi1D i1 2(h0162) nZ1n 0.12 2 (0.812.1) 10 32363.61035.517 10齿部基本平行，所以取g

7、5.417103m（平均值）转子齿宽b 2bi 2D22( hr12h02 )Z2br230.1194 2 (17.6 0.5) 10 332 103m 5.92103mbi2D22( hi2佗2)Z2br130.1194 2 (0.98 0.5) 10 4.41036.68 10 m33齿部基本平行，所以取b26.30 103m（平均值）24.定子轭部高度hj1罟R10.175 0.12(0.812.1 3.6)12.2 10 3m转子轭部高度hj2D2Di22hs20.1194聖(17.60.5)310 22.6310 m轭部导磁截面积疋子Aj1kFeli hj10.95 0.1112.2

8、 101274.9 10625.空气隙截面积 A lef 0.0628 0.1106m26945.68 10 6 m226.波幅系数FsBB av1.4827.定子齿部磁密Bj1Fs1.48 0.00347 T6 11.5122TAi13396 1028.转子齿部磁密Bi2Fs1.48 0.00347 T6 11.4183TAi23621 1029.定子轭部磁密B j110.00347訂1.361T2 Aj12 1274.9 1030.转子轭部磁密Bj210.00347飞T0.7346T2 Aj22 2361.7 1031.气隙磁密BFs1.48.0347t0.7394TA6945.68 10

9、Hi1 21.464 A cmi1Hi213.515 A cm H j110.94 A cm H j2 2.2184 A cm32.从D23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度:33.齿部磁路计算长度定子 Li1(hnhG13r2112.1 1 3.6mm313.3 10 3m转子 Li2(h12h22 )17.610 3m34.轭部磁路计算长度(D1 hjj P h；2)定子Lj1(0.175 12.2 1012-m 42.60 10 3m转子Lj2(.038 .226)m 15.8571210 3m35.有效气隙长度 ef k 1k1.355 1.044 0.3 10 3m0.42 10 3

10、m其中气隙系数为以4.40.75b1)如4.40.75) b01t2(4.40.75bo2)t2(4.40.75b2)b0236.齿部磁压降转子Fi2Hi2Li210.5 (4.4 0.3 0.75 3.2)21.35510.5 (4.4 0.3 0.75 3.2) 3.211.4 (4.4 0.3 0.75 1)11.421.044(4.4 0.3 0.75 1) 1213.515 102 17.6 10 3A 23.79A37.轭部磁压降定子Fj1转子hj20.02260.06280.360，Bj2 0.7346T 于是 Cj2 0.637Fj2Cj2H j2Lj20.6372.2184

11、102 15.857 10 32.24A38气隙磁压降F39.饱和系数ks -0FiF0.42 10攀94 A 248.44A0.410 6Fi2248.44 28.55 23.79248.441.21067误差=%將O77%1%，合格h 0 0122丄 辰 .194361T 于是Cj1.464Cj1H j1Lj1 0.464 10.94 102 42.60 10 321.62A40.总磁压降F F Fi1Fi2Fj1Fj2(248.44 28.55 23.7921.62 2.24) A 324.64A41.满载磁化电流I2pF6 324.640.9m1N1kdp1A 3A0.9 3 264

12、0.965942.满载磁化电流标么值ImImI kW0.903.3343.励磁电抗标么值 XmsIm1.110.90参数计算44.线圈平均半匝长单层线圈lc l B K c y0.141.20.07220.2266m其中 lB lt 2d10.11 2 0.0150.14my Di1 2(h01)h21 r21/2P120 2 (0.8 0.635) 11.465 3.6 10-3 /60.0722m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Cx47 漏抗系数4 f 0(NiKdpi)2lefPN2mi pU n0.263(NiKdJlefPN 1032pU N0

13、.263 (264 0.9659)20.1106 2.210310 348.定子槽比漏磁导s1u1h01b012h11(b01 b11)0.83.2由于h212r21竺 1.597.2其中Ku1 =K_1=149.定子槽漏抗Xs150.定子谐波漏抗m1SCxef Kdp1 K s其中 s 0.012951.定子端部漏抗单层链式Xe10.2l ECXK dp1 l ef52.定子漏抗53.转子槽比漏磁导u2h20.5bn? 10.5_2202(b02 b12)h/b2=, bi/b2=23 220Ku1 u1 KL1 L1 1 0.39771 0.8642 0.6353.25.40.39770.

14、031.2617bn2r215.47.20.75_10.8642m1 plt1s1CX2乙 K dp1 1 ef3 0.0628Xs1s22 3 3 021 12617Cx36 0.96592 0.11060.01290.42 10 3 0.96592 1.22 CX 0.52Cx2 11662Cx0.1106 0.96590.23Cxu22 0.985.4查表得54.转子槽漏抗Xs2入_=2m)1 plt255.转子谐波漏抗X查表得 R 0.02750.67CXX E11.42Cx_20.5 1.6811.3181.681s1CXZ2lefm1RCX2_K_ef s0.0432.1812 3

15、 333 0.11060112181 Cx3 0.0628 0.0275 r23 Cx2 0.42 10 3 1.221.183CX56.转子端部漏抗X E20.757(Ie It2 lef ( 1.13.757 .1016Cx 0.1159Cx0.1106 657.转子斜槽漏抗Xsk0.5(bskt )2X0.5(牒2 1.026CX0.4352Cx58.转子漏抗X 2Xs2X 2 Xe2Xsk2.7601Cx 0.08359.总漏抗X X 1X 20.1360.定子直流电阻Ri61.定子相电阻标幺值2N1lcN t1 Ac11R1*R1 kw0.0217 106 2 264 0.22661

16、 0.8825 10 62.942 3.33 门0.0452202.94262.定子导线重量有效材料GWCl C N s1Z1 N t1Ac11.05 0.22664436 0.8825 10-68.91032.690 kg式中C为考虑导线绝缘和引线重量的系数,漆包圆铜线取硅钢片重量 GFeKFelt(D1)2 Fe 0.950.11 0.182 7.810326.41kg式中 为冲剪余量，取5mm 转子电阻Ab导条截面积/b02 br1br1 br2(2)h21 (2)h221 4 444 22()0.98 () 16.62mm55.83 102 2导条电阻折算值Rb2K B L B 4m1

17、 (N1 Kdp1 )ABZ20.0434 10 6 1.04 0.11 4 3 (264 0.9659)226Z.IU355.83 10 6 33式中Kb =是叠片不整齐造成导条电阻增加的系数)der (IZA-158) 10mm284 10 6m2Wer1Wer 2端环面积Ar (2Rr端环电阻折算值2DrZ2 4m1( N1 Kdp1)2 P2ArZ20.0434 10 6 0.1016 4 3 (264 0.9659)20 7247导条电阻标幺值Rb*RB I kw2.103 3.330.03183Un220端环电阻标幺值Rr*Rr I kw0.7247 3.330.01097Un22

18、0转子电阻标么值工作性能计算R2*Rb * Rr* 0.042864. 满载时定子电流有功分量标么值lip* y 10 800 1.2565. 满载时转子电流无功分量标么值|x*2 21X *(I1p*) 1( 1X *I1p*)2 21.039 0.13 1.252 1(1.039 0.13 1.25) 0.217其中0.043/1.111=1+X1.03966.满载时定子电流无功分量标么值L 1I1Q* Im* Ix*0.90 0.217 1.11767.满载电势标么值Ke 1(|1p* R1*|1Q*X 1*)(1.250.045 1.1170.043)0.89误差=0.89 0.886

19、0.449%0.8860.5%，合格68.空载时电势标么值1 Im* X1 0.900.0430.961369.空载时定子齿磁密70.空载时转子齿磁密71.空载时定子轭磁密72.空载时转子轭磁密73.空载时气隙磁密B0 (1101L101L101L101L0、Bt10(Bt20(Bj10(Bj20(L)Bj1)Bi2)Bi1)Bj2(0.9613)(0.886 )(0.9613)(0.886 )(0.9613)(0.886 )(0.9613)(0.886 )(0.9613)(0.886 )1.51221.41831.3610.73461.6407T1.5388T1.4767T0.7970T0.

20、73940.8022T从D23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度:Ht1050.238 A cm Ht2024.844 A cmH j1017.77 A cm Hj202.485 A cm74. 空载时定子齿部磁压降75. 空载时转子齿部磁压降Ft10Ht10Lt1Ft20 H t20L t250.23824.8442-31013.3 10231017.6 10-66.82Ah 0 012276.定子 丄0.194 , Bj101.4767T 于是 Cj1 0.37260.0628空载时定子轭部磁压降Fj10 Cj1Hj10Lj1 0.3726 17.77 10 pF 00 42.6 10-3

21、28.21A0.360，Bj200.7970T 于是 Cj2 0.63777.转子哇兰逻0.0628空载时转子轭部磁压降Fj2oCj2Hj2oLj20.63778.空气隙磁压降F02.485 102 15.857 10-32.510A0.42 10 3 0.80226269.54A0.410 679.空载总磁压降F00Ft10Ft20Fj 10Fj20 F 041081A6 410.813 264 0.96593.58A80.空载磁化电流81.定子电流标么值*21p I*21Q),(1.251.117 )1.662定子电流实际值hI kw1.662 3.335.534A82.定子电流密度J1I

22、15.53483.线负荷A1m-|Na1Nt1Ac11 0.8825111Di13 528 5.5340.126.271A mm223264A m84.转子电流标么值I2，.(I*21p I*2X),(1.252 0.2 1 72)1.251转子电流实际值* m N12 I 2 I kw1Kdp11.251 3.33Z23 528 .9659 193.14A33端环电流实际值堂3338.3A685.转子电流密度12AB导条电密Jb193.1455.83/ 23.459 A mm端环电密Jr338.3844.027 A mm286. 定子电气损耗* *2 *Pcu1I11.6622 0.045

23、0.1243Pcu1 PCu1* PN 0.1243 2.2 100.9m1N1Kdp10.9 273.46W87. 转子电气损耗* *2 * 2FAl2I2 R21.2512 0.0428 0.067Pm2 PAl2*PN0.067 2.2 103 147.4W*388. 附加损耗 Ps Ps PN 0.015 2.2 1033W铸铝转子(6极)Ps* 0.01589. 机械损耗 四级及以上封闭型自扇冷式244Pf w (3/p) (D1)10机械损耗标么值Pfw*244(3/3)(0.175)109.3789W390.定子铁耗(1) 定子齿重量Gt 2pA i1Li1 pe(2) 定子轭重

24、量Gj 4pAj1Lj1 FePfw/ PN 9.3789/2.2 100.004266336 3396 10-13.3 10-7.8 102.114kg63312 1274.9 10- 42.6 10- 7.8 105.083kg(3)损耗系数PhetPhej 4.867%g定子齿损耗 PFet Phet Gt 6.9391 2.114 14.669W定子轭损耗 PFej PhejGj 4.867 5.083 24.74W定子铁耗 PFe k1PFet kzpFej 2.5 14.669 2 24.74 86.153W对于半闭口槽按经验取K12.5 K22SnPai 2Pfw0.0671 0.0670.021250.0150.004260.052* *1Pai 2PsPn(2.5 1) 14.669 (2 1) 24.742200铁耗标么值PFe*PFe/ PN 86.153/22000.039291.总损耗标么值* *pPcu1*PAI2Pfw* *PsPFe* 0.2497692.输出功率PN1*1p1.2497693.效率1p*/ Pn1*10.24976/1.249760.800 (与假定值相符)94.功率因数cos* *I1p /111.25/1.6620.7595.转差率60f _、60 50 (1 0.052) ,cr96. 转速