异步电动机的设计(编辑修改稿)

异步电动机的设计(编辑修改稿)内容摘要：

来愈广泛。 由于异步电动机在运行过程中必须从电网吸收感性无功功率，因此其功率因素较差，总是小于 1，此外，异步电动机空载电流大，起动和调速性能都不够理想，是异步电机的主要缺点。 异步电动机的种类很多，从不同的角度考虑，有不同的 分类方法。 按照相数来分，有单相异步电动机，三相异步电动机。 大功率机械拖动时， 一般都用三相 异步电动机，日常生活和工业控制装置则多异步电动机的 概述 2 用单相异步电动机。 按转子结构分 ，有鼠笼试异步电动机和绕线式异步电动机两种，其中，鼠笼式异步电动机，又包括单鼠笼式异步电动机、双鼠笼式异步电动机和深槽式异步电动机。 按机壳的保护方式分 ，有防护式异步电动机、封闭式异步电动机，以及防爆式异步电动机。 异步电动机 的任务与过程 电机设计的任务是根据用户提出的产品规格、技术要求 、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，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结果简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 在设计前和设计过程中，设计人员还应认真进行调查研究，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。 例如深入现场，访问用户和查询有关技术资料等等，以便对所设计电机的技术要求 、现状、发展趋势、生产经验与现有加工条件等有所了解，从而为具体设计打下坚实的基础，减少设计差错。 电机设计是个复杂的过程，需要考虑的因素和确定的尺寸、数据很多，这就难免会遇到错综复杂的矛盾。 因此设计人员必 须全面地、综合地看问题，并能因时因地制宜，针对具体情况采取不同的解决方法。 电机设计时通常会给定下列数据： （ 1) 额定功率 （ 2） 额定电压 （ 3）相数及相同连接方式 （ 4） 额定频率 （ 5） 额定转速或同步转速 （ 6）异步电动机的 概述 3 额定功率因数。 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 ，其内容视具体电机二异。 电机设计的过程可分为 ： ㈠ 准备阶段 ：通常抱过两方便内容：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 ，编制技术任务或技术建议书。 ㈡ 电磁设计 ：本阶段的任务是跟据技术任务书的规定，参相生产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性有关的尺寸和数据，选定有关材料， 并核算电磁性能。 ㈢ 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升温计算。 异步电动机主要性能指标 异步电动机性能指标有 ： （ 1）效率：电动机输出机械功率与输入电功率之比，通常用 百分数表示。 （ 2）功率因素：电动机输入有效功率与视在功率之比 （ 3） 起动电流 ：电动机在额定电压、 额定频率和转子起动时从供电回路输入的最大稳态方均根电流 （ 4）起动转矩：电动机在额定电压、额定频率和转子起动时说异步电动机的 概述 4 产生的转矩的最小测得值 （ 5）最小转矩：电动机在额定电压、额定频率下，在零转速与对应于最大转矩的转速之间所产生的稳态异步转矩的最小值。 （ 6）最大转矩：电动机在额定电压、额定频率下说能产生的最大稳态异步转矩。 （ 7）噪声：电动机在空载稳态运行时 A 计权声功率级（ dB)，以及在额定负载运行是时超过空载运行 的噪声声功率级增量。 （ 8）振动。 电动机在空载稳态运行时振动速率有效值。 异步电动机的计算 5 第二章 异步电动机的 计算程序 鼠笼式异步电动机的计算程序 电机设计时应满足设计任务书规定的各项指标要求。 而一般的三相感应电动机应满足下列的性能指标； (1) 效率 η； (2) 功率因素 cos ； (3) 最大转矩倍数 Tm/TN； (4) 起动电流倍数 Ist/IN； (5) 起动转矩倍数 Tst/TN； (6) 绕组和铁心温升 Cu 、 Fe ； (7) 起动过程的最小转矩 Tmin。 同时通常给定感应电动机的下列额定数据与标幺值： （ 1）额定功率 PN 电动机在额定运行时转轴上输出的机械功率 （ 2）额定电压 UN 电动机在额定运行时所接的电源电压 （ 3）额定频率 fN 电动机在额定运行时的电源频率 （ 4）额定转速 nN 电动机在额定运行时的转速，通常为同步转速。 异步电动机的计算 6 根据这些性能指标，我们得出了 Y160M22 15Kw 三相鼠笼式异步电动机的复算方案如下： 三相鼠笼式电动机电磁设计复算方案 鼠笼式电动机电磁方案一的设计 一、 额定数据及主要尺寸 1．输出功 率 2P 2P =15 2P =15Kw 2．外施相电压 1U 1U =380 1U =380V 3．功电流 KWI 1132 10UmPI KW = 315103 380 = KWI =9A 4．效率   =88%  =88% 5．功率因数 cos cos = cos = 6．极数 p p =2 p =2 7．定子槽数 1Q 1Q =30 1Q =30 转子槽数 2Q 2Q =26 2Q =26 8．定子每极槽数 pP 11 =30/2=15 1PQ =15 转子每极槽数 pP 22 =26/2=13 2PQ =13 异步电动机的计算 7 9．定子冲片尺寸见右图 4— 1 单位（ mm） 10．极距 P pDiP 1= 152 = P = 11．定子齿距 1t 111 QDt i = 15030 = 1t = 12．转子齿距 2t 222 QDt  = (150 2 )26    =38 2t =m 13．节距 y y =15 y =15 14．转子斜槽宽SKb SKb = SKb = 15．每槽导体数1Z 1Z =23 1Z =23 16．每相串联导体数 1Z 式中： 11111 am ZQZ  =30 2331 =230 1a =1 1Z =230 异步电动机的计算 8 17．绕组线规（估算） 式中： 导线并绕根数截面积  11 SN（ 22mm ） 定子电流初步估算值 /1I 定子电流密度 1 11111aISN = 1 =   cos1 KWII= 88%= 1 查表得 1 = 11 SN =431 2mm 1 = A/mm2 18．槽满率 （ 1）槽面积 222 21 RhhbRS SSS   =   2 2  = S =mm2 （ 2）槽绝缘占面积   RhCS Sii 2 =*（ 2*+ * ） = iS = mm2 （ 3）槽有效面积 iSe SSS  = = mm2 eS = mm2 异步电动机的计算 9 （ 4）槽满率 绝缘厚度 iC 导体绝缘后外径 槽契厚度 h ef SdZNS 211  = 222 2 3 (1 .2 6 1 .2 )1 8 6 .4 3 1  =% iC = mm 1d =, 2d = h=2mm fS =% iC = 1d =, 2d = h=2mm 19．铁心长 l 155mm 155mm 铁心有效长 无径向通风道 glleff 2 =155+2*= efl = 净铁心长 Fel 无径向通风道 lKl FeFe  =*155= Fel = 铁心压装系数FeK FeK FeK 20．绕组系数 111 pddp KKK  =*1= 1dpK =1 （ 1）分布系数 式中： 2sin2sin111  qqK d = pmQq  1 11=5 1Qp =230 15 1dK =1 1q =5  15 （ 2）短距系数  90sin1  pK 1pK 1 异步电动机的计算 10 =1 式中： 1pQy=1  1 21．每相有效串联导体数 1111 dpdp KZKZ   =230  = 11dpZK 457 二、 磁路计算 22．每极磁通 1181 10 dpKZfE    83 5 8 .3 4 1 02 .2 2 5 0 2 2 0 .0 4 5 7 =1467000  =1467000 式中： 11 1 UE L     *380= 1E = 23．齿部截面积 （ 1）定子 111 PFeTT QlbS  =**15 = 1TS = 2mm （ 2）转子 222 PFeTT QlbS  =**13= 39。 39。 2 2 2T T F e PS b l Q   13   2TS = 2mm 39。 2TS  4 2mm 异步电动机的计算 11 24．轭部截面积 （ 1）定子 式中：定子轭部磁路计算高度1Ch 圆底槽 FeCC lhS  11 =*= RhDDh SiC 312 111  260 150 1( )       = 1CS = 2mm 1Ch m （ 2）转子 式中：转子轭部磁路计算高度2Ch 平底槽 FeCC lhS  22 =*= 2222 322 KRiC dhDDh   1 4 8 .7 6 0 / 3 (1 4 1 3 .5 1 .5 )2    = 2cS = 2mm 39。 2ch = 25．空气隙面积 effpg lS  =*= S = 2mm 26．波幅系数 平均最大SF = TF = SF = TF = 27．定子齿磁密 11 TST SFB  *1467000/=14911.1TB 31GS 异步电动机的计算 12 731GS 28．转子齿磁密 22 TST SFB =*1467000/=11986.992GS 2239。 TST SFB =*1467000/=15735.422GS 2TB 92GS 39。 2TB =22GS 29．定子轭磁密 11 21CC SB =*1467000/6= 1CB 03 GS 30．转子轭磁密 22 21CC SB =*1467000/88= 2CB  39 GS 31．空气隙磁密 gSg SFB =*1467000/5= GS gB GS 异步电动机的计算 13 32．查附录 Vl 得 1Tat = 39。 2Ta =1Cat =2Cat =1Tat = 2Tat = 39。 2Ta =cm 1Cat =/cm 2Cat =57A/cm 33．齿部磁路计算长度 定子 : 半开口平底槽 转子 : 平底槽 211 SST hhh  =+= 212 RRT hhh  = 39。 39。 2Th =14mm 39。 1Th = 39。 2Th = 39。 39。 2Th =14mm 34．轭部磁路计算长度 定子 : phDl CC 2111   =( 2 6 0 3 5 .2 6 7 ) 1 7 6 .4 1 5 722   phDl CiC 2222   =( 60 35 .3 5 )    mm 39。 1Cl = mm 异步电动机的计算 14 转子 : 39。 2Cl =mm 35．有效气隙长度 式中： 定、转子卡氏系数 1CK 、2CK 半闭口槽和半开口槽 式中： 齿距为。