Y132S-4电机设计(题目4)

1、.xxxx大学电机设计任务书三相笼型感应电动机电磁设计及其运行性能的计算班级 ：姓名 ：学号 ：指导教师：精品. 20xx年x月一、课程设计的性质与目的电机课程设计的是电气工程及其自动化专业电机电器及其控制方向（本科）、电机制造（专科）专业的一个重要实践性教学环节，通过电机设计的学习及课程设计的训练，为今后从事电机设计工作、维护的人才打下良好的基础。电机设计课程设计的目的：一是让学生在学完该课程后，对电机设计工作过程有一个全面的、系统的了解。另一个是在设计过程培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生查阅表格、资料的能力，训练学生的绘图和阅图能力，为今后从事电机设计技术工作打下坚实的基础。二、

2、设计内容1 在查阅有关资料的基础上，确定电机主要尺寸、槽配合，定、转子槽形及槽形尺寸。2 确定定、转子绕组方案。3 完成电机电磁设计计算方案。4 画出定、转子冲片图。5完成说明书（16开，计算机打印或课程设计纸手写，计算机打印需提供纸质计算原稿）6.对已经完成的电磁设计方案建立有限元模型，利用ansoft软件进行运行性能的仿真计算，给出性能分析图表等。三、课程设计的基本要求1求每位同学独立完成一种型号规格电机的全部电磁方案计算过程，并根据所算结果绘出定、转子冲片图。精品.2要求计算准确，绘出图形正确、整洁。3要求学生在设计过程中能正确查阅有关资料、图表及公式。题目4：y132s-4 额定数据与

3、性能指标1、电机型号y132s -4 2、额定功率 pn=5.5千瓦3、额定频率fn =50赫 4、额定电压及接法un=380 伏 1-5、极数 2p=4 6、绝缘等级 b7、力能指标：效率 8、功率因数cos9、最大转矩倍数起动性能：起动电流倍数 ,起动转矩倍数 主要尺寸 ； 定子槽形采用斜肩园底梨形槽： 转子采用斜肩平底槽： 四、计算部分（一）额定数据和主要尺寸：精品.1. 额定功率：2. 额定电压： （接）3. 功电流：4. 效率：5. 功率因素：6. 极对数：7. 定转子槽数每相每极槽数取整数则并采用斜肩平底槽8. 定转子每极槽数9确定电机电机主要尺寸主要尺寸来确定和计算功率精品.初选

4、，可取，取，假定。取则按定子内外径比求出定子冲片外径取铁心的有效长度：取铁心长10气隙的确定精品.于是铁心有效长度转子外径转子内径先按转轴直径：11极距 12定子齿距 转子齿距 13定子绕组采用单层绕组，交叉式，节距1-9，2-10，11-1214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，于是转子斜槽宽15.设计定子绕组每相串联导体数：取并联支路，则每槽导体数并联支路.每槽导体数16.每相串联匝数 精品.每相串联匝数 17.绕组线规设计初选定子电密，计算导线并绕根数和每根导线截面积的乘积。其中定子电流初步估计值选用截面积相近的铜线：高强度漆包线，并绕根数，线径，绝缘后直径，截

5、面积，18. 设计定子槽形因定子绕组为圆导线散嵌，故采用梨形槽，齿部平行。初步取，按式（10-18）估计定子齿宽初步取，按式（10-19）估计定子轭部计算高度 按齿宽和定子轭部计算高度的估算值作出定子槽形精品.取19. 槽满率槽面积 按槽绝缘采用dmdm复合绝缘，槽楔为，复合板，槽绝缘占面积。槽满率 20. 绕组系数 精品.其中每相有效串联导体数21.设计转子槽形与转子绕组预计转子导条电流：其中由资料查出。初步取转子导条电密，于是导条的截面积：精品.导条截面积（转子槽面积）估计端环电流端环所需面积其中 端环电密 得端环所需面积为（二）磁路计算22. 满载电势初设23. 每极磁通初设由图3-5查

6、得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精品.24. 每极下齿部截面积25. 定子轭部高度转子轭部高度轭部导磁截面积26. 一极下空气隙截面积27. 波幅系数28. 气隙磁密计算29. 定子齿部磁密：精品.30. 转子齿部磁密31. 从d23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度： 32. 有效气隙长度其中气隙系数为 33. 齿部磁路计算长度34. 轭部磁路计算长度精品.35. 气隙磁压降36. 齿部磁压降37. 饱和系数误差=，合格38. 定子轭部磁密39. 转子轭部磁密40. 从d23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度： 41. 轭部磁压降：其中轭部磁位降校正系数由资料的附图查出

7、, 于是，于是精品.42. 每极磁势43. 满载磁化电流：44. 磁化电流标么值45. 励磁电抗 （三）参数计算46. 线圈平均半匝长单层线圈=0.19+1.20.0938=0.302m=0.15+20.02=0.19m精品.节距比 2/31,取=0.8其中d1是线圈直线部分伸出铁心的长度，取1030mm，本设计中取0.02m。kc是经验系数取1.247单层线圈端部平均长20.02+1.20.0938=0.153m48漏抗系数49定子槽比漏磁导=10.410+10.83=1.24=0.410由查图附1-6得 精品.其中ku1=kl1=150定子槽漏抗= =0.446cx51定子谐波漏抗=0.3

8、97cx其中由图4-10查对应的q1=3，=0.8可查表得。52定子端部漏抗单层交叉式绕组的端部漏抗与分组的单层同心式绕组相近则：=0.183cx53定子漏抗标幺值=（0.446+0.397+0.183）cx=1.026cx=0.0448精品.54转子槽比漏磁导=1.8由h22/b2=8.33， b1/b2=1.83查表得l=1.455转子槽漏抗=0.857cx56转子谐波漏抗=0.61cx查表得r=0.015，由z2/2p=8得出57转子端部漏抗精品.58转子斜槽漏抗=0.195cx59转子漏抗=(0.857+0.61+0.216+0.195)cx=1.88cx=0.08260总漏抗=0.1

9、2761定子直流电阻r1=1.945其中为b级绝缘平均工作温度75时铜的电阻率。62定子相电阻标幺值r1*= =0.025精品.63有效材料定子导线重量=1.050.314423620.882510-68.9103=7.83 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1.05为导线密度硅钢片重量gfe =0.950.15（0.2+0.005）27.8103=46.7kg其中是冲剪余量; 是硅钢片密度。64转子电阻导条电阻折算值rb=1.306式中kb是叠片不整齐造成导条电阻增加的系数端环电阻折算值rr=精品.=0.158 导条电阻标幺值rb*= =0.0166端环电阻标幺值rr*=

10、 =0.002 转子电阻标么值r2* =rb* +rr*=0.018665. 满载时定子电流有功分量标么值i1p*=66. 满载时转子电流无功分量标么值ix*=* i1p*21+(* i1p*)2=1.02160.13944(1.126)21+(1.02160.13941.126)2=0.185 =1+ =1.02467满载时定子电流无功分量标么值i1q* =im*+ ix*=0.543+0.185=0.72868 满载电势标么值ke=1=1(i1p*r1 *+ i1q* *)=1(1.130.025+0.7250.0448)精品.=0.939与22项初设值ke相符69. 空载时电势标么值1=

11、1im* *=10.5430.0448 =0.97670. 空载时定子齿磁密bt10=1.547t 71. 空载时转子齿磁密bt20=1.609t 72 空载时定子轭磁密bj10=1.401t 73. 空载时转子轭磁密bj20=1.017t 74. 空载时气隙磁密=0.644t 75. 空载时定子齿部磁压降ft10 =ht10li1=26.710215.9710-3=42.64a76. 空载时转子齿部磁压降ft20=ht20li2=37.810226.4710-3=100.06a精品.77. 空载时定子轭部磁压降fj10=cj1hj10lj1=0.50 12.610271.5510-3=45.

12、08a78. 空载时转子轭部磁压降fj20=cj2hj20lj2=0.65 3.8310228.4810-3=7.09a79. 空气隙磁压降=288.49a80. 空载总磁压降=42.64+100.06+45.08+7.09+288.49=483.36a81. 空载磁化电流=2.96a（四）工作性能计算82. 定子电流标么值=1.34定子电流实际值1.344.82=6.46a83. 定子电流密度精品.j1=84. 线负荷a1=85. 转子电流标么值i2* = =1.141转子电流实际值i2 =249.4a端环电流实际值ir=a86. 转子电流密度导条电密端环电密87. 定子电气损耗精品.=1.

13、3420.025=0.0450.0455.5103=248w88. 转子电气损耗=1.14120.0186=0.0242pal2 = pal2* pn=0.02425.5103=133.2w89. 附加损耗铜条转子ps*=0.02ps= ps* pn=0.025.5103=110w90. 机械损耗二级封闭自扇冷式pf w = (3/p)2(d1)4104= (3/2)2(0.2)4104=36w机械损耗标么值pfw*= pf w/ pn=36/5.5103=0.0065491. 定子铁耗(1) 定子轭重量gt=4pat1lt1=422.53710-371.5510-37.8103=11.33k

14、g(2) 定子齿重量gj=2paj1lj1=226.28410-315.9710-37.8103=3.13kg(3) 损耗系数phet =5.7 phej=4.2(4) 定子齿损耗精品.pfet= k1 phet gt=25.711.33=129.2w(5) 定子轭损耗pfej= k2phej gj =2.54.23.13=32.865w(6) 定子铁耗pfe= pfet+ pfej=129.2+32.865=162.065w对于半闭口槽按经验取k1=2 k2=2.5铁耗标么值pfe*= pfe/ pn=162.065/5.5103=0.029492. 总损耗标么值p*= pcu1* +pal

15、2* +pfw* +ps* +pfe*=0.045+0.0242+0.00654+0.02+0.0294=0.12593. 输出功率pn1*=1+p*=1+0.125=1.12594. 效率=1p*/ pn1*=10.125/1.125=0.889%(88.9%88.8 %)/88.9%=0.112%0.5%95. 功率因数=i1p*/i1*=1.126/1.34=0.8496. 转差率精品.sn=0.0224pfer*=0.015397. 转速nn=(60f/p)(1sn)=6050/2(10.0224)=1466.4r/min98. 最大转矩倍数tm*=2.94(五)起动性能计算99. 起

16、动电流假设值ist=(2.53.5) tm*ikw=32.944.82=42.51a100. 起动时定转子槽磁势平均值fst= ist(ns1/a1)0.707ku1+kd12kp1(z1/z2)=42.51420.7071+0.959821(36/32)精品.=2539.46a101空气隙中漏磁场的虚拟磁密bl=0 fst/2=0.410-62539.46/(20.4110-30.97)=4.01t=0.64+2.5=0.64+2.5=0.97由bl查得漏抗饱和系数kz=0.5102齿顶漏磁饱和引起的定子齿顶宽度的减少cs1=(t1b01)(1kz)=(11-3.5)(10.5)=3.751

17、0-3m103.齿顶漏磁饱和引起的转子齿顶宽度的减少cs2=(t2b02)(1kz)=(12.51)(10.5)=5.7510-3m104.起动时定子槽比漏磁导=ku1()+kl1= (0.410-0.159)+ 0.83=1.081精品.=0.159105.起动时定子槽漏抗xs1(st)* = ()xs1*=(1.081/1.24)0.446cx=0.389cx106.起动时定子谐波漏抗x1(st)* =kz x1*=0.50.397 cx=0.1985cx107.起动时定子漏抗x1(st)*= xs1(st)*+ x1(st)*+xe1*=(0.389+0.1985+0.183) cx=0

18、.0337108.考虑集肤效应转子导条相对高度=1.98710-3hb=1.98710-32510-350/0.043410-6=1.686hb转子导条高度 hb=2510-3mbb/bs2导条宽和槽宽之比 bb/bs21精品.109.转子电阻增加系数和电抗减少系数kf=1.7 kx=0.90110.起动时转子槽比率磁导=（0.5-0.426+0.901.8）= 1.61=(h02/b02)cs2/(cs2+b02)=(0.5/1)5.75/(5.75+1)=0.426111.起动时转子槽漏抗xs2(st)* = ()xs2*=(1.61/2.23)0.821 cx=0.593cx112.起动时谐波漏抗x2(st)*=kz x2*=0.440.9023 cx=0.397cx113.起动时转子斜槽漏抗xsk(st)*=kz xsk*=0.440.29cx=0.1276cx114.起动时转子漏抗x2(st)*= xs2(st)*+ x2(st)*+xe2*+ xsk(st)*=(0.593+0.397+0.1276+0.150) cx精品.=0.048115.起动时总漏抗x(st)* =x2(st)* +x1(st)*=0.0342+0.048=0.0822116.起动时转子总电阻r2(st)*=k