电机设计知识点公式总结陈世坤

1、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（

2、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

3、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、额定数据及主要尺寸1、输出功率Pn =2、外施相电压 Un =Un=380V（ 接）3、功电流IemPNr4、效率N =%5、功率因数 cos N 二6、极对数p=37、定转子槽数Z1=36。Z2=338、定转子每极槽数4嗤=36=6。3fH=J9、定转子冲片尺寸Di=210mm Dii=148mm Di2=48mmD2 = Dii -2=定子采用梨型槽，尺寸如下：b11 =、r2尸、h0尸、h11+h2尸、bo1 =定子齿宽计算如下：bti(Dr 2hoi 2hn 2h2i)Zi2 r21(i48 2 0.8 2 ii.5

4、)362 4.4 6.25mm1 (Dii 2hoi 6.4i 6.25bti(bti bti) 6.33mm 2,i)(i48 2 0.8 2。啊 6.8 6.4immZi36转子采用梯形槽，尺寸如下：h02=、b12=、22=、h12+h22=20mm b02=1mm转子齿宽计算如下:1 D2 二(h02hl2h22)3Z2b121147.3(0.5 20)3 6.3337.07mm10、极距Dii =148 2p 2 311、定子齿距t1=/=/8 Z13612、转子齿距t2= Z23313、节距y=614、转子斜槽宽 bsk t1 =15、每槽导体数 Ns1=4216、每相串联导体数N

5、 1= NiZi =42_6=504m1al3 1N1504 252217、定子电流初步值I kw4.82N cos N 0.853 0.7818、槽满率(1)槽面积As =2 r21b11(h11h21h)2r21 =22 4.4 6.84.42 .5 2)2-2=mm(2)槽绝缘占面积:由绝缘等级B可知,11.54.4) = mm,(3)槽有效面积Aef = As- A = mm2 (4)槽满率22SfNNQ =1 42 1.33 =(符合要求)93.4619、铁心长 1t=180mm铁心有效长lef lt 2180 2 0.35 180.7mm净铁心长 lFe KFelt 0.95 18

6、0 171mm20、绕组系数Kdp1 = Kd1 K plq12 30sin sin(1)分布系数Kdi=2- 230 0.97qsin 2 sin 22 短距系数Kpi = sin-1221、每相有效串联导体数 N i Kdpi=二、磁路计算22、计算满载电势 (1 l 0.931 0.01081n Pn 0.013p 0.931 0.0108ln 5.5 0.013 3 0.91 )E1 (1 L)UN 0.91 380 345.8V23、每极磁通 E 345 0.00637Wb4您小14 1.11 0.97 50 25224、每极齿部截面积定子At1 KFeltbt1Zp1 0.95 1

7、80 6.33 6 6494.58mm2转子At2KFeltb 1Zp2 0.95 180 7.07 5- 6649.34mm2123 p225、辗部截面积定子辗部计算高度圆底槽r21210 1482(0.8 11.5 4.4)4.415.77mm3定子辗部截面积._2%KFelthj1 0.95 180 15.77 2696.67mm2转子辗部计算高度平底槽D2 Di22147.3 482hj2 -hs2 - Dv2 (0.5 20) - 0 29.15mm转子辗部截面积Aj2 KFelthj2 0.95 180 29.15 4984.65mm226、空气隙面积2A lef 77.45 18

8、0.7 13995.22mm227、波幅系数假设饱和系数Ks1.20由Fs f(Ks)曲线可知 Fs 1.486OQ 小工止磁宓0Fs1.486 0.0063728、子的磁酱 Bt1 s- 61.46TA16494.58 10 6Ht1 16.3A/cm29、转子齿磁密Bt2FsAt21.486 0.00637 6- 1.42T6649.34 10 6Ht2 13.6A/cm30、定子辗磁密Bj1 1 10.00637 6 1.18Tj 2 Aj1 2 2696.67 10H j1 6.16A/cm31、转子轲磁密Bj2 2- 2嬴寄060.64TH j2 1.91A/cm32、空气隙磁密Fs

9、1.486 0.00637八60.676TA13995.22 1033、齿部磁路计算长度定子圆底槽11Lt1(h11h21) 一2111.5 4.43312.97mm转子平底槽Lt2hi2 h22 20mm34、辗部磁路计算长度定子Lj1 、1 (D hj。22p1 (210 15.77)50.82mm22 3转子Lj2 、1 (Di2 hj2)2 2p1 (48 29.15) 20.19mm22 335、有效气隙长度气隙系数计算如下:Kit1(4.40.75b01)ti (4.40.7511)b0i12.92(4.4 0.35 0.75 3.5), 2 1.29512.92(4.4 0.35

10、 0.75 3.5) 3.5t2(4.40.75b02)t2(4.40.75b02) b0214.02(4.4 0.35 0.75 1)1 03214.02(4.4 0.35 0.75 1) 12K iK 2 1.295 1.032 1.34有效气隙长度ef K 1.34 0.35 0.47mm36、齿部磁压降定子一-1-Ft1 Ht1Lt1 16.3 12.97 1021.14A转子 Ft2 Ht2Lt2 13.6 20 10 1 27.2A37、辗部磁压降由孰曲线可知配黑0.20 Bj11.18T 于是 Cj1hj229.150.3877.49Bj2 0.64T 于是 Cj2定子Fj1Cj

11、1Hj1Lj10.68 6.16 50.82 10 3 0.21A转子Fj2 Cj2H j2Lj2 0.22 1.91 20.19 103 0.01A38、空气隙磁压降1.340.35 10 3 0.676 八 c 7 252.42A410 739、饱和系数Ks FFt1 Ft2屹42 21.14 ”2 1.19F252.42冲壬 Ks Ks 1.19 1.20,o/ /人收、快左； 0.8%1% （合格）Ks1.2040、总磁压降F。 F Ft1 Ft2 Fj1 Fj2 252.42 21.14 27.2 0.21 0.01 300.98A41、满载磁化电流Im F2 3 300.982.7

12、36A0.9m1N1Kdp10.9 3 252 0.9742、满载磁化电流标幺值Im =笆0.57Ikw 4.8243、励磁电抗标幺值Xm 1.75Im 0.57三、参数计算44、线圈平均半匝长定子线圈节距Dii 2(h0ihn) h2ir2i2pCx0.263(N1Kdm)* 2lefR30puN20.263(252 0.97)2 180.7 5.523 38021030.036148 2(0.8 0.95) 10.55 4.4一47、定子槽比漏磁导由于的单层绕组，整距，节距漏抗系数 Ku1 Kl1 1.0U1b01b01b110.82 0.95 八- 0.413.5 3.5 6.8由于h2

13、111.5 0.952r212 4.41.20612 r21-6- 0.77查表可知2 4.4L1 0.68定子槽比漏磁导siKU 1 U1 KL1L1 0.41 0.68 1.0948、定子槽漏抗Xs12mplt s12 , 乙Kdp1lefCx2 3 3 180 1.093620.972180.70.036 0.0249、定子谐波漏抗X1m12 efC Kdp1Ks3 77.450.0265222 0.47 0.972 1.20.0360.04250、定子端部漏抗XE10.2工lefKdp1Cx0.2134.53180.70.9720.036 0.00651、定子漏抗XXs11 XE1 0

14、.02 0.0420.0060.06852、转子槽比漏磁导0.50.5由于20 1.53 7.102.6查表可知L20.86转子槽比漏磁导s2U2L2 0.5 0.86 1.366.32.62.4253、转子槽漏抗Xs22mlplt s2Z2lefCx2 3 3 180 1.36 0.036 0.02733 180.754、转子谐波漏抗XrC efKs3 77.45 0.0292 0.47 1.20.036 0.04355、转子端部漏抗Xe2,0.2523Z2Dr、/2mlp(7T7；)(T-) Cx2p* 2p Z20.252356、转子斜槽漏抗XSkSk57、转子漏抗Xs2 X 2 Xe2

15、 Xsk58、总漏抗 X X 159、定子直流电阻Ri60、定子相电阻标幺值61、有效材料33 122.7 2 32 3 180.7 2 3)( 330.5(bsk)2X 2 0.5 ( t212.9214.023一)0.036 0.003)2 0.043 0.0180.27 0.043 0.003 0.018 0.3342 0.068 0.3342N11c d 0.0217Nt1Ac1 aiR R J 2.477Un0.4021064.823802 252 314.530.03142.477定子导线重量GwClcNsiZAiNti31.33 10231.05 314.53 1042 36()

16、1 8.9 106.17Kg硅钢片重量GFe KFelt(D1)2 Fe333 230.95 180 10(210 105 10 )7.8 1061.65Kg62、转子电阻导条截面积1 (b02 b12)h122112b22)h22 -(1 6.3) 1.53 -(6.3 2.6) 18.47 =mm 22导条电阻折算值Rb2KBlB 4ml(NKdp1)AbZ26 1.04 135.53 10 3 4 3 (252 0.97)20.0434 106-87.78 1033端环电阻折算值20.0434 10 6 一 2_3_ _2122.7 10334 3 (252 0.97)0.78一232

17、87.7810 633导条电阻标幺值,屋 kw-RbRbUn4.821.51 -3800.019端环电阻标幺值竺RRRRU n4.820.78 -3800.010转子电阻标幺值R2RbRr0.019 0.010 0.029RrDrZ24mi(N1Kdp1)T 2ZZ2 P2AbZ2四、工作性能计算63、满载时定子电流有功分量标幺值11.1785.3%64、满载时转子电流无功分量标幺值0.0681.0391.75Ix 1X I1/(1X 11P)2 1.039 0.402 1.172 1(1.039 0.402 1.17)2 0.70865、满载时定子电流无功分量标幺值I1Q Im Ix 0.5

18、7 0.708 1.27866、满载时电势标幺值Ke 1 l 1 (l1pRI1QX 1)1 (1.170.0991.278 0.068) 0.797而开始假设Ke 1l 0.91误差 KEKe)Ke0.91 0.797 12.4%0.5%0.91Ke KeKe Ke0.797 0.910.797 0.8重新计算第2266项中有关各项:22、Ei(1l)Un0.80 380 307.8V23、E1307.828、Bt129、Bt230、Bj14KNmKdp1 fN14 1.110.97 502520.00567WbFsAt1FsAt22 Aj11.486 0.00567一 一 一 一 6649

19、4.58 101.486 0.005676649.34 10 610.005672 2696.67 10 61.30T1.28T1.05THt1H t28.90A/cm8.36A/cmH j1 4.33 A/cm31、Bj2 - -0.00567 6 0.57T Hj2 1.74A/cm2 Aj22 4984.65 10 632、B J -.486 0.00567 0.60TA 13995.22 10 636、Ft1HtLt1 8.9 12.97 10 1 11.54A_ 1_Ft2Ht2Lt2 8.36 20 1016.72A37、Fj1 孰1%其1 0.68 4.33 50.82 10 3

20、 0.15AFj2 孰2%2匕2 0.22 1.74 20.19 10 3 0.008A38、 F1.34 0.35 10 3 0.64107224.04A39、 Ks224.04 11.54 16.72224.041.18（误差 Ks Ks1.18 1.201% （合格）Ks1.2040、 F0 FFt1 Ft2 Fj1 Fj2 252.42 21.14 27.2 0.21 0.01 300.98A41、Im2pF。0.9m1N1Kdp12 3 300.980.9 3 252 0.972.736A42、ImImI kw2.7364.820.5743、XmIm0.571.7549、m12-Cx

21、s3 77.45 0.02652 0.47 0.972 1.20.036 0.04251、Xs1XE10.02 0.042 0.0060.06854、m1-2efRC Ks77.45 0.0292 0.47 1.20.0360.04456、Xsk0.5(bsk)2Xt20.5 (12.9214.02)20.044 0.01957、Xs2Xe2 Xsk 0.270.044 0.003 0.019 0.33658、X X 1 X 2 0.068 0.336 0.404X 10.06864 1 11 11.039Xm1.75Ix1X I121 ( 1X 11P)2 1.039 0.404 1.172

22、 1 (1.039 0.404 1.17)2 0.71365、I1Q IX 0.57 0.713 1.283 i qm x66、 KE 1l 1 (LpR IgX i) 1 (1.17 0.0314 1.283 0.068) 0.797而开始假设 KE 1 L 0.8 误差 KE , E 0.8 0. 90.375%0.5%KE0.8合格。67、空载电势标幺值10 11mx 1 1 0.57 0.068 0.96168、空载时定子齿磁密B. 10Bt10961 1.3 1.57T1 L 0.797Ht10 30.4A/cm69、空载时转子齿磁密Bt20Bt20.961 , 1.28 1.54T

23、1 L0.797Ht20 25.0A/cm70、空载时定子辗磁密Bj10 1一0 Bj1 ”61 1.05 1.27T1 l 0.797Hj10 8.1A/cm71、空载时转子辗磁密100.961Bj200 Bj2 j 1L j2 0.7970.570.65THj20 1.94A/cm定子电流实际值I1I1 Ikw 1.736 4.82 8.368A空载时气隙磁密 B 0 1一0 B 0961 0.6 0.723T1 L 0.797空载定子齿磁压降Ft10 Ht10Lt1 30.4 12.97 10 1 39.429A空载转子齿磁压降空载定子辗磁压降空载转子辗磁压降_ ._1 _Ft20Ht2

24、0Lt225 20 1050AFj10 Cj1Hj10L；10.68 8.1 50.82 10 3 27.992AFj20 Cj2Hj20Lj2 0.22 1.94 20.19 103 0.862A3空载气隙磁压降F0 一 .4 1。7.269.974A空载总磁压降F 0 Ft10 Ft20 Fj10 Fj20 269.974 39.429 50 27.922 0.862 388.187A空载磁化电流52 3.1873.529A0.9m1N1Kdp10.9 3 252 0.97定子电流标幺值I1- I1P2I1Q2d.172 1.2832 1.736Q72、73、74、75、76、77、78、

25、F 0o79、80、81、定子电流密度JiI18.368a1NtA1 1（1.33）2126.026A/mm282、线负荷a mNdD13 504 8.368 27.226A/ mm14883、转子电流标幺值I2,i?H7,1.172 0.7132 1.370转子电流实际值mhNKdp1I2Ikw - Z21.37, cc 3 5044.82 0.9733293.479A84、85、端环电流实际值IR上马2 P转子电流密度导条电密 JB端环电密JR定子电气损耗PCU1293.47933 514.056A 23293.47987.78514.05687.78IR23.343A/mm225.856

26、A/mm21.7362 0.0314 0.095PCu1PCu1PN0.095 5.5 0.523kW86、转子电气损耗pAi2I22R21.372 0.029 0.054PAi2PAi2PN0.054 5.5 0.297 kW87、附加损耗 Ps 0.015 (铸铝转子，6极)ps psPN 0.015 5.5 0.0825kW3 3_Lrr _L_Ix_Ltr -k-r-3 9 _ 4_43 9_4_4_88、机械损耗pfw ( )2D14104()2210410419.448WP3机械损耗标幺值Pfw 色 19448 0.004PN550089、定子铁耗(1)定子齿重量 3Gi2 pAi

27、1 Li1 Fe 2 3 6494.58 12.97 7.8 1033.942Kg定子辗重量 3Gj 4pAj1Lj1 Fe 4 3 2696.67 50.82 7.8 103 12.827Kg(3)损耗系数 由 Bt10 1.57T 和 Bj10 1.27T 可知 phei 5.98W / Kg 和Phej3.38W / Kg(4)定子齿损耗pFeipheiGi5.98 3.942 23.57W(5)定子辗损耗pFejphejGj3.38 12.827 43.36W(6)定子铁耗pFe ki pFei k2pFej 2.5 23.57 2 43.36 145.65W铁耗标幺值pFe 星 侬空

28、 0.026Pn5.5 10390、总损耗标幺值p PCu1 pAi2 ps pfw pFe 0.095 0.054 0.015 0.004 0.026 0.19491、输入功率pN1 1 p 1 0.194 1.19492、效率 11 0194 0.838Pn11.194误差 一一0.853 0.838 1.64%0.5% 重新计算第 6392 项0.853中有关各项。63、%184%1.1964、I、丛 I121 ( 1X Lp)21.039 0.404 1.192 1 (1.039 0.4041.19)2 0.73265、I1QIm IX 0.57 0.732 1.30266、Ke(Ii

29、pRiIiqX i) 1(1.19 0.099 1.334 0.068) 0.79168、Bt100.96169、70、71、72、Bo1L101L101L101L10 1Bt2Bt20Bj20Bj10Bj1Bj21 L10 Bt10.7910.9610.7910.9610.7910.9610.7911.3 1.58T1.281.050.57t10 32.6A/ cm1.56T1.28T0.69T0.961 , 0.6 0.729T0.791H t20H j10H j2028.5A/cm8.36A/cm2.06A/cm73、Ft10H t10Lt132.6 12.97 10 142.282 A

30、74、Ft 20H t20Lt2_128.5 20 1057A75、F j10Cj1Hj10Lj1 0.68 8.36 50.82 10 328.89A76、Fj20 孰2也20C20.22 2.06 20.19 103 0.915A77、F。K B01.34 0.35 103 0.729410272.214A78、F00F 0Ft10Ft 20F j10 F j20272.214 42.28257 28.89 0.915 401.301A79、 Im02pF000.9mhN1Kdp12 3 401.3010.9 3 252 0.973.648A80、I1I1P2 I1Q21.2042 1.3

31、3421.797I1 I1 Ikw 1.797 4.82 8.662AI18.662281、J1r 6.238A/mma1 Nt1 Ac11 1（1.33）2i 282、Am, N 1I1D13 504 8.66214828.182A/mm83、I211P2 Ix2.1.2042 0.7642 1.426fN 1Kdp1121 kw1.426 4.82Z23 504 0.97 305.475AZ233IR I2 305.475 535.068A2 p2384、JbI 2Ab305.47587.7823.48A/ mm2IR 535.068AB87.786.096A/mm285、PCui Ii2

32、Ri1.7972 0.0314 0.10PcuiPCuiPN0.10 5.5 0.55kW86、 PAi222I22R2 1.4262 0.029 0.059pAi2pAi2PN0.054 5.5 0.297 kW89、6.12W / Kg 和(3)由 BY。1.58T 和 Bj10 1.28T 可知 ph.% 3.44W/Kg(4) pFeipheiGi6.12 3.942 24.125W(5)pFejphejG j3.44 12.827 44.125W(6)PFekiPFeik2 PFej2.5 24.125 2 44.125 148.563W3PFe詈PN148.563_ 35.5 10

33、30.0270.20290、PPCu1pAi2ps pfw pFe 0.1 0.056 0.015 0.004 0.02791、PN1 1p 1 0.202 1.20292、效率P / 0.2021 0.836Pni1.202误差0.84 0.8360.47%0.5%0.84（合格）93、功率因数 cos n 睦U 0.7094、转差率pFeirpFejrPFerPnI11.736pAi20.059Ai2PFerPsPfw1 0.059 0.007 0.015 0.0040.05495、转速 nN 60f (1 南)P60 50 (1 0.054) 946r/min96、最大转矩Tm1 Sn1

34、 0.0542(R JR2 x 2) 2(0.0314 J0.03142 0.4042)1.083（五）起动性能计算97、起动电流假定值 1st 3.3TmIKW 3.3 1.083 4.82 17.226A98、起动时定转子槽磁势平均FstIstN1 0.707KuiKd12Kp1Z11 0a1Z24223617.2260.707 1 0.972 1 . 0.961 1016.13A13399、空气隙中漏磁场的虚拟磁密0.64 2.5 0.64 2.51035 0.925t212.92 14.02BlKz 0.8500Fst410 7 1016.133 1.971T2 02 0.35 103

35、 0.925100、齿顶漏磁饱和引起的定子齿顶宽度的减小Cs1(t1 b01)(1 Kz) (12.92 3.5)(1 0.850) 1.413mm101、齿顶漏磁饱和引起的转子齿顶宽度的减小Cs2 (t2 b02)(1 Kz) (14.02 1)(1 0.850) 1.953mm102、起动时定子槽比漏磁导h010.58%1b010.8 0.5 0.953.51.413(1.413 1.5 3.5)0.077s1(st) Ku1( U1 U1) Kl1 L1 1 (0.41 0.077)1 0.681.013103、起动时定子槽漏抗Vs1( st) 71.013 ,Xs1(st)(-) Xs

36、10.02 0.019()s11.09104、启动时定子谐波漏抗 X 1(st)KzX 1 0.850 0.042 0.036105、启动时定子漏抗 X 1(st) Xs1(st) X 1 XE1 0.019 0.036 0.006 0.061 l(Sl)SI(Sl)106、考虑集肤效应，转子导条相对高度1.987 10 3 hB bB f 1.987 103 20 10 3 . 1 506 1.349 bs2 B.0.0434 106107、转子电阻增加系数和电抗减少系数KF 0.28 Kx 0.93108、启动时转子槽比漏磁导h02Cs2 0.5b02 Cs2b0211.9530.3311

37、.953 1s2(st)( U 2 U2 ) KxL20.5 0.331 0.930.86 0.969109、启动时转子槽漏抗X s2( st)s2(st)Xs2s20.9691.360.0270.019110、启动时转子谐波漏抗X 2(st)KzX 20.8500.0430.037111、启动时转子斜槽漏抗Xsk(st)KzXskz sk0.8500.0180.015112、启动时转子漏抗X 2( st) Xs2(st) X 2 XE2Xsk(st)0.019 0.037 0.003 0.015 0.074113、启动时总漏抗 X(st)X 1(st)114、启动时转子总电阻R2(st) K

38、f立 91Rb RrlB l B20134.53 20(0.28) 0.019 0.010 0.027134.53134.53115、启动时总电阻Rst RR2(st) 0.0314 0.027 0.0584116、启动时总阻抗Zst，Rt2 X - J0.05842 0.13520.147ss(si)117、起动电流 1st IKW- 482 32.789AZst0.147误差kJ 亿226 32.7893% 重新计算第97117项中有关各项:1st17.22697、Ist 6TmI KW 6 1.083 4.82 31.32A98、Fst I；* 0.707Ku1 Kd12Kp1f110a1Z24223631.32 0.707 1 0.972 1 ,0.961 1847.503A13399、BL410 7 1847.503；3.584T2 0.35 103 0.925Kz 0.550100、Csi