三相鼠笼式异步电动机设计_学士学位论文(编辑修改稿)

三相鼠笼式异步电动机设计_学士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

.............................................. 37 附录 图 ...................................................... 39 南昌大学共青学院毕业设计 I Y2504 55KW 三相鼠笼式异步电动机 设计 摘 要 本文为毕业论文，是关于三相异步电动机的设计，介绍了异步电动机的特 点 、类型和用途，从而引出三相异步电动机的 类型 和结构，进一步阐述了三相异步电动机的 铭牌 数据 、技术要求、工作原理、机械特性和工作特性等，这些都是为下一步的电动机设计做准备的。 电动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，因此遇到错综复杂的矛盾。 而本文全面地、综合地看待了这个问题，充分协调了电动机的耗材量与各项性能之间以及技术指标和经济指标之间的关系。 作者先按照电动机的手算程序进行手算工作，了解了国家的有关标准规定，熟悉了电动机各项指标之间的大致关系，为优化方案打了个基础。 方案一中在追求节省材料时 ，会导致电机性能 降低。 方案二中采取措施提高效率、功率因数也会使起动电流变大。 综合考虑 各方面得失，最后得出一个既节省材料又提高性能的 方案。 最后，为了使本设计直观，也为了便于 生产 ，用 CAD 绘制了定子冲片图、转子装配图、绕组连接图和总装图，附在论文附录中。 关键词： 异步电动机； 设计；优化；绘图 南昌大学共青学院毕业设计 II Y2504 55KW Construct three phase squirrelcage asynchronous motor Abstract It is a disquisition of Bachelor on constructing three phase squirrelcage asynchronous motor. This paper shows the character, type and usage of induction motor. In succession, it introduces the type and framework of three phase squirrelcage asynchronous motor, and farther set forth its rated data, technical specification, operation theory, mechanism specialty, running specialty and so on. This is the groundwork to the design of motor. Constructing a motor is a plexity. The designer must consider many factors and ascertain lots and lots of sizes and data, and therefore barge up against contradiction. However, this study treats the problem allsided and synthetically, and that well harmonizes the material wastage, capabilities, technical data as well as economical data. After the handwork count, the designer has known about the national criterion and is up on the rough connections among the specifications, which grounds for the next work. First, aspiring after economizing the materials will deteriorate the motor capabilities. Second, taking measures for augmenting efficiency and power will make the starting current large. Consequently, after considering all factors synthetically, the designer has gotten a project to both economize materials and improve capabilities. At last, in order to understand the motor intuitionist and manufacture the motor expedite, the designer plot stator develop film graph, rotor constructional graph, coil coupling graph and general install graph. These graphs have been deposited in the excursus of this thesis Keywords: induction motor。 design； optimize； plot 南昌大学共青学院毕业设计 1 绪 论 电动机可分为直流和交流电机。 由于直流电机和交流电机的特点又决定了机械设备的动力大多由交流异步电机提供，尤其以鼠笼式电机居多。 据统计，在电网的总负载中，动力负载约占 59%，而异步电机则占总动力负载的 85%，由此可见异步电动机在工农业中的重要性， 而且随着电气自动化的发 展，它在工农业生产 中的重要性也将逐步增大。 尤其是三相鼠笼式异步电动机，具有结构简单，效率 很 高， 使用 方便， 性能 稳定 ，易于维修成本低的优点。 为了保证异步电动机的安全运行，电 工工作者必须掌握有关三相异步电动机的安全运行的基本知识，了解对异步电动机的安全评估， 对异步电动机深入研究 也是 是非常必要和有意义的 ，要尽量节省异步电动机的材料用量，改善效率和功率因数等性能，使其能更好地适用于生产需要。 南昌大学共青学院毕业设计 2 第 1 章 异步电机概念 异步电机的转速与气隙中基波旋转磁场的转速之间存在一定差异，即不同步（或称异步），因此被起名为异步电机。 异步电机的工作原理是通过气隙旋转磁密与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的。 由于异步电机转子绕组的电动势和电流是通过感应产 生的，所以异步电机 有又称 感应电机。 异步电机的 类型 、 特点 和用途 异步电机的系列、品牌、规格众多，归纳起来可从定子相数、电源屏率、转子结构、额定功率、防护形式、绝缘等级、运行方式、尺寸和用途等不同的角度来分类。 按电源相数分为“单相”异步电机、“双相”异步电机、“三相”异步电机；按电机的尺寸或额定功率分为“大型”、“中型”、“小型”和“小功率”电机；按电机的防护形式分为“开启式”、“防护式”、“封闭式”；按转子结构型分为笼型、绕线型和换向器电机；按运行方式分为异步发电机和异步电动机等。 目前，我国以三相电 动机的功率划分大类，并以其电源性质、性能、用途、结构特性、形式等作为补充部分。 例如，中小型电动机的功率范围是 11000KW，其中 11000KW 是小型三项电动机， 1001000KW 为中型三相电动机。 异步电动机按其电源性质和结构特征，较详细的分类如下： 异步电动机分为：三相异步电动机和单相异步电动机两大类；三相异步电动机又分为：绕线型和鼠笼型两种；三项鼠笼式异步电动机又包括三鼠笼型、双鼠笼型和单鼠笼型三种；单相异步电动机又分为：交直流两用式、罩极式、电容式和分组式。 三相异步电动机是应用最为广泛的一种电动 机，它的主要分类见表 11： 南昌大学共青学院毕业设计 3 表 11 三相异步电动机的分类 分类方式 类别 按转子绕组形式 笼型、绕线型 按电机尺寸中心高H/mm（定子铁芯外径D1/mm） 大型 中型 小型 630 (1000) 355630 (5001000) 80315 (120500) 按防护形式 开启式（ IP11），防护式（ IP2 IP23），封闭式（ IP44） 按通风冷却方式 自冷式，自扇冷式，他扇冷式，管道通风式 按安装结构形式 卧式， 立式，带底脚，带凸缘 按绝缘等级 E 级、 B 级、 F 级、 H 级 按工作定额 连续，短时，周期性，非周期性 按用途 防爆，潜水，起重等 异步电机与直流电动机、三相同步电机不同，其转子绕组无需与其他电源连接，因此具有结构简单、效率高、控制方便、性能稳定，以及制造容易，成本低廉，易于维修等优点。 异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。 异步电机还便于派生成各种防护形式，以适应不同环境条件的需要。 由于异步电机的转速 n 与其旋转磁 场转速 n1有一定的转差关系，其调速性能较差，对要求宽广和平滑调速范围的交通运输机械印染及造纸机械等，采用直流电机较 经济、方便。 但近一、二十年来，以电力电子器件和微型计算机为基础发展起来的异步电动机交流调速系统，使异步电动机的调速性能得以改善，因此其用途更加广泛。 异步电机主要用作电动机，将电能转换为机械能 ，用来驱动各种用途的生产机械。 例如： 工业方面的各种加工中心、专用加工设备、数控机床、工业机器人、印刷机械、纺织机械、泵和压缩机、新型工业缝纫机等设备的控制。 机械制造工业、冶金工业、煤炭工业、石油工业、轻纺工 业，化学工业及其他各工矿企业的控制； 军事和航天方面的卫星姿态、飞船光电池对太阳跟踪、雷达天线的控制。 在农业生产方面，电力排灌设备、打谷机、辗米机、榨油机、饲料粉碎机等大都由异步电动机拖动。 可以说各个领域都有采用它作驱动设备。 异步电机的发展趋势 近年来我国已开始研究、设计、生产高效率异步电机。 随着我国加入 WTO及机电行业产业结构和产品结构的调整，高效率异步电机将成为市场需求的主导南昌大学共青学院毕业设计 4 产品。 电机关键设备旨在衡量电机性能好坏的重要技术经济指标之一。 随着电机功率的增大，单位功率损耗相对减小，效率提高。 普通大容量 电机效率一般为95%到 98%，小容量电机一般为 80%到 92%。 所谓高效电机，只有一个定性的概念，即设计制造出的电机效率较普通标准电机效率高出一 定水平。 例如美国 70 年代研制并推广到欧洲和日本的高效率电动机的平均效率比普通电动 机提高了 2%到 3%，其现行 NEMA 高效率电动机较我国 Y 系列和 Y2 系列电机效率高 2%到 8%。 提高国内异步电机的可靠性和经济性指标被列为“十五”计划基本任务的两项重要内容。 国内异步电机质量和技术水平差距的其中两个体现方面就可靠性差，经济指标落后。 随着科学技术的发展和人类环保意识的加强，人 们越来越重视环境的噪声污染问题。 因此电机的噪声成为考核产品竞争力的一个重要因素。 为提高电机的品质，必须采取措施消弱电磁噪声。 南昌大学共青学院毕业设计 5 第 2 章 三相异步电动机的基本结构和工作原理 三相异步电动机的 基本 结构 三相异步电动机主要是由定子和转子两大部分组成，转子有鼠笼型及绕线型转子两种。 定子与转子之间有气隙，中小型三相异步电动机的气隙一般为~2mm。 定子 异步电动机的定子是用来产生磁场的，它一般由定子铁心、定子绕组和外壳组成。 （ 1）定子铁心 定子铁心 一般由圆形铁 心冲片、齿压板和压圈等零件压装后， 经扣片或焊接紧固定成一体。 铁心 冲片一般由相互绝缘的 厚的硅钢片冲成， 常用的硅钢片有 D2 D23 等型号。 冲片内圈有均匀分布的槽，用来嵌放定子绕组。 定子铁心 的槽及开口三种。 中小型低压电机一般采用半闭口槽。 （ 2）定子绕组 三相异步电动机的定子绕组由对称的三个绕组组成，每个绕组异步电动机的定子绕组由许多线圈接一定的规律连接而成。 中小型低压电动机的线圈由高强度漆包线绕制、线圈与槽壁之间垫以 槽绝缘。 定子绕组在槽内的布置分为单层绕组和双层绕组两种基本形式。 10kw 以下的小容器异步电动机常用单层同心式、链式 或交叉式绕组。 双层绕组的优点是可以灵活选择节距以改善电动势和磁通式波形，因此容量大的异步电动机都采用双层短距叠绕组或波绕组。 绕组嵌好后用槽楔锁口压紧，槽楔用竹、胶布板和环氧玻璃布板等非磁性材料组成。 （ 3）外壳 外壳包括 机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。 小型机座通常用灰铸铁铸成。 大、中型箱式电动机机座由钢板焊接而成。 端盖是支承轴并受径向和轴向负荷的重要部件，由灰铸铁铸成。 有的机座的端盖与外轴承盖铸成一体，具有装配方便、节省工时等优点。 转子 异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。 （ 1）转子。