毕业设计（论文）-高效节能型三相感应电动机的电磁设计

本科毕业设计说明书（论文）第方案比较及选优5.1方案一：额定数据：额定功率=18.5kW额定电压=380V额定频率=50Hz定子相数m=3定子尺寸：mmmmmmmmmmmmmmmm转子尺寸：mmmmmmmmmmmmmmmm铁心长度mm气隙长度mm端环面积绕组线规：Y接部分mm△接部分mmmm性能指标：槽满率0.7790.781效率0.920294功率因数0.923549最大转矩倍数2.826559起动转矩倍数2.002320起动电流倍数6.920755经济性能：定子导线重量24.047kg硅钢片重量104.073kg结果分析：该方案的各项性能指标均刚刚满足要求，所设计的电机是一台性能合格的电机。但应该继续提高电机效率。5.2方案二：额定数据：额定功率=18.5kW额定电压=380V额定频率=50Hz定子相数m=3定子尺寸：mmmmmmmmmmmmmmmm转子尺寸：mmmmmmmmmmmmmmmm铁心长度mm气隙长度mm端环面积绕组线规：Y接部分mm△接部分mmmm性能指标：槽满率0.7790.781效率0.920880功率因数0.907302最大转矩倍数2.837951起动转矩倍数2.045564起动电流倍数6.950644经济性能：定子导线重量24.047kg硅钢片重量104.073kg结果分析：该方案中增加了转子槽深和端环截面积。增加转子槽深使转子的集肤效应增加，从而增加了转子电阻，减小了槽漏抗，同时也使转子的截面积增大，提高了电机起动转矩倍数。增加端环截面积使转子电阻降低，从而使转子铝耗降低，总损耗下降，电机的效率提高。因此，对于高效率电机而言该方案比方案一略好。5.3方案三：额定数据：额定功率=18.5kW额定电压=380V额定频率=50Hz定子相数m=3定子尺寸：mmmmmmmmmmmmmmmm转子尺寸：mmmmmmmmmmmmmmmm铁心长度mm气隙长度mm端环面积绕组线规：Y接部分mm61.5mm△接部分mmmm性能指标：槽满率0.7930.791效率0.921143功率因数0.907293最大转矩倍数2.841377起动转矩倍数2.048729起动电流倍数6.958092经济性能：定子导线重量24.421kg硅钢片重量104.073kg结果分析：该方案在方案二的基础上增加了定子绕组的线规，增大了导线截面积，使得定子电阻减小，槽满率提高，从而使定子铜耗下降，总损耗减少，提高了电机的效率。因为定子电阻减少，使总阻抗减少，最大转矩倍数、起动转矩倍数等性能提高。虽然起动电流倍数也提高了，但仍在允许的范围之内。增加定子绕组的线规使定子导线重量有些提高，电机成本增加。5.4方案四：额定数据：额定功率=18.5kW额定电压=380V额定频率=50Hz定子相数m=3定子尺寸：mmmmmmmmmmmmmmmm转子尺寸：mmmmmmmmmmmmmmmm铁心长度mm气隙长度mm端环面积绕组线规：Y接部分mm61.5mm△接部分mmmm性能指标：槽满率0.7930.791效率0.921922功率因数0.908350最大转矩倍数2.831328起动转矩倍数2.019952起动电流倍数6.998945经济性能：定子导线重量24.421kg硅钢片重量104.073kg结果分析：该方案在前一套方案的基础上减小了电机的气隙长度，使电机的总磁压降减少，定转子电流降低，定转子电气损耗减少，效率提高。且减小气隙，使电机的漏抗减小，起动转矩倍数和最大转矩倍数提高。虽然起动电流倍数也提高了，但仍在允许范围之内。且电机的经济性能指标与前一套相同，虽然成本有所增加，但效率是最高的，对于高效节能型电机来说，提高电机效率是非常重要的。因此该方案是这四套方案中最好的，为最优方案。结论为了节约能源、保护环境，高效节能型感应电动机将成为今后电机发展的主要方向。本文主要介绍了电机的发展、高效电机的特点、节能方法以及节能型感应电动机的电磁设计过程。其中电磁设计过程是论文的主体。电磁设计过程包括了手算过程和计算机辅助设计过程。手算核算过程是计算机辅助设计的基础。通过手算过程了解了电磁计算的基本过程和思路，明白了计算中各个参数的意义和计算方法，这都为编写计算机辅助设计程序做好了充分的准备。计算机辅助设计程序的编写，让我对C语言的结构、命令、函数的编写调用等有了深刻的认识，更加清楚了设计过程中参数的迭代处理、计算中的参数循环计算；通过调试程序、确定电机设计方案及选优的工作，让我对各个电机参数值对电机性能的影响有了理性和感性的双重认识。可以说，计算机辅助设计过程是对手算过程的一个补充，它能让人更其清楚地认识电机设计过程及电机性能的变化。二者联合在一起，互相影响，互相补充，使人们对电机设计过程有了一个完整的认识理解。通过本次设计，我不但了解了电机的发展历程及趋势，熟悉掌握了电机设计的过程，学到了许多知识，拓宽了知识面，而且提高了自身查阅资料，运用资料解决问题的能力，也认识到了做事时要细心、仔细，考虑问题要周全。这都为我今后的工作、生活提供了宝贵的经验。

致谢在本次课程设计即将完成之际，我由衷的感谢王素芝老师的指导和支持。设计过程中，王老师给我们介绍了许多电机的知识，让我们拓宽了知识面，更加清楚地认识了电机的结构、功用。并且，针对不同的设计题目，王老师都分别详细的讲授了设计中的重点、难点，让我们对所设计的电机的设计过程、性能指标的分析有了清楚地认识。设计中，王老师还注重锻炼、提高我们运用所学知识自我思考问题、分析问题、解决问题的能力，这为我们以后的工作、学习打下了坚实的基础。同组同学的帮助也为我顺利完成本次设计提供了不可忽视的作用。当我遇到问题时，向他们的询问、和他们的讨论都让我增长了不少知识，弥补了我学习中的许多漏洞，从中也学到了考虑问题要多角度、多层次，全面的看待问题。此外，我还要感谢学校、学院领导对我们本次设计的重视和支持。他们为我们提供了良好的设计环境，让我们有了自己的专业设计室，而且可以方便的上网查阅资料，这些为我们设计的顺利完成提供了后备资源。再次感谢老师、同学、领导的支持和帮助！

参考文献1陈世坤.电机设计.第二版.北京：机械工业出版社，20022顾绳谷.电机及拖动基础[M].北京：机械工业出版社，19813李仁定．电机的微机控制[M]．北京：机械工业出版社，19994何立民．单片机应用文集[M]．北京航空大学出版社，20015马忠梅．单片机的C语言应用程序设计．北京航空航天大学出版社，20036李华德.交流调速控制系统[M].北京：电子工业出版社，20037赵振宇.模糊理论和神经网络的基础与应用[M].北京：清华大学出版社，19968李隆年，朱东起，胡元德.单相电动机原理与设计.北京：清华大学出版社，19849许实章.谐波起动的无触点绕线转子异步电动机.中小型电机，1992(2)：22610许大中．电机控制．浙江大学出版社，200211张燕宾．SPWM变频调速应用技术．北京：机械工业出版社，200212李志坚，周润德．ULSI器件电路及系统．北京：科学出版社，200013李永东，李明才．感应电机高性能无速度传感器控制系统—回顾、现状与展望．电气传动．2004(1)：25～2714缪波涛，孙旭东，刘丛伟．一种异步电动机的控制．北京：机械工业出版社，200315汪镭，周国兴．基于Hopfield神经网络的线性系统参数辨识方案及在鼠笼式电机传动系统参数辨识中的应用研究．中国电机工程学报，2001(1)：35～3916臧英杰,吴守箴.交流电机的变频调速[M].北京：中国铁道出版社，198417陈冲.非线性几何法解耦研究及在交流调速系统中的应用[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,199118AnunciadaAV.Anewcurrentmodecontrolprocessandapplication.PESC，1989(1)：683～69419FukudaS．PWMtechniqueforinverterwithsinusoidaloutputcurrent.PESC，1988(1)：35～4120傅丰礼.异步电动机设计手册[M].北京：机械工业出版社,200121李发海.电机学