1、學(xué)學(xué) 士士 學(xué)學(xué) 位位 論論 文文THESIS OF BACHELOR(20032007 年)題 目: Y180M-2 22KW 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書（工科及部分理科專業(yè)使用）題 目： Y180M-2 22KW 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 題目來源：省部級(jí)以上 校級(jí) 橫向 自選題目性質(zhì)：理論研究 應(yīng)用與理論結(jié)合研究實(shí)際應(yīng)用研究說說 明明1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，并經(jīng)專業(yè)學(xué)科組審定，下達(dá)到學(xué)生。2. 進(jìn)度表由學(xué)生填寫，每兩周交指導(dǎo)教師簽署審查意見，并作為畢業(yè)設(shè)計(jì)工作檢查的主要依據(jù)。3. 學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師下達(dá)的任務(wù)書獨(dú)立完成開題報(bào)告，3 周內(nèi)提交給

2、指導(dǎo)教師批閱。4. 本任務(wù)書在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后，與論文一起交指導(dǎo)教師，作為論文評(píng)閱和畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯的主要檔案資料，是學(xué)士學(xué)位論文成冊(cè)的主要內(nèi)容之一。一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）1、原始數(shù)據(jù) 型號(hào)： Y 額定功率：22NPkw 額定電壓： 額定轉(zhuǎn)速：VUN3801500 /minNnr 額定頻率：HzfN502、主要性能指標(biāo) 效率： 功率因數(shù)： 最大轉(zhuǎn)矩倍88.5%cos0.89數(shù)： 2.2mNTT倍 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)： 起動(dòng)電流倍數(shù)：2stNTT 倍倍7NstII3、設(shè)計(jì)中選用的基值 電壓基準(zhǔn)值：V 為電動(dòng)機(jī)額

3、定相電壓 380NU 功率基準(zhǔn)值：=22KW 為電動(dòng)機(jī)額定功率NP 電流基準(zhǔn)值： 為電動(dòng)機(jī)每相的功電流kwI12200019.298253 380NkwNPIAmU 阻抗基準(zhǔn)值： 2213 38019.6909122000NNNkwNUmUZIP 轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)值： 為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 NT229550955070.03333000NNNPTN mn4、設(shè)計(jì)指標(biāo)要求 效率： 計(jì)算值，修改值 005.0 飽和系數(shù)：01. 0TTTFFF FT修改值， F計(jì)算值，滿載電勢(shì)標(biāo)么值： 005. 01)1 ()1 (LLL（1-l）修改值， （1-L）計(jì)算值起動(dòng)電流倍數(shù)： IST修改值，IST計(jì)算值0.01 0

4、.03stststIII5、電磁設(shè)計(jì)中若干參數(shù)的選擇及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 槽滿率： sf=75% -80% 槽絕緣厚：采用聚脂薄膜和聚脂無紡布復(fù)合材料（DMD，DMD+M 和DMDM） H80H112 Ci=0.25(mm) H132H160 Ci=0.3（mm） H180H280 Ci=0.35（mm） 槽楔厚 h： 槽楔采用新型軟槽楔和 3240 環(huán)氧玻璃布?jí)喊?，?jì)算時(shí)厚度h=2mm： 疊壓系數(shù)：H80-H160 定子沖片不涂漆時(shí) =0.95 H180-H280 定子沖片涂漆時(shí) =0.92 沖剪余量：=0.5cm 轉(zhuǎn)子斜槽：為一個(gè)定子齒距 定子繞組型式：H160 及以下全部采用單層軟繞組；H180

5、及以上采用雙層迭繞組 硅鋼片材料：采用 D23 硅鋼片， 導(dǎo)電材料：定子繞組采用 QZ-2 型高強(qiáng)度聚脂漆包圓銅線；轉(zhuǎn)子鑄鋁，采用 AL-1；線徑為 0.63-1.0(mm)時(shí)，漆膜雙面厚度計(jì)算時(shí)取 0.06mm;線徑為 1.0-1.6(mm)時(shí)，漆膜雙面厚度計(jì)算時(shí)取 0.08mm; 設(shè)計(jì)時(shí)雜散損耗假定值：6、設(shè)計(jì)要求 復(fù)算原設(shè)計(jì)方案； 上機(jī)設(shè)計(jì)三個(gè)方案：在原復(fù)算方案的基礎(chǔ)上節(jié)省材料；在原復(fù)算方案的基礎(chǔ)上提高性能；在原復(fù)算方案的基礎(chǔ)上既節(jié)省材料，又提高性能； 將最好的一個(gè)方案的全部設(shè)計(jì)步驟、計(jì)算過程寫出來（要有文檔、電子版本及幻燈片） ； 將三個(gè)方案進(jìn)行比較，并用已學(xué)過的理論進(jìn)行分析。二、畢業(yè)

6、設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容及張數(shù)二、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容及張數(shù)1、三相異步電動(dòng)機(jī)總裝備圖 1 張2、定子沖片圖 1 張3、轉(zhuǎn)子裝備圖 1 張4、繞組聯(lián)接圖（只畫一相） 1 張三、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物內(nèi)容及要求三、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物內(nèi)容及要求四、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃四、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)各階段工作內(nèi)容起訖日期備注1查閱資料，寫開題報(bào)告3.26 4.62復(fù)算原設(shè)計(jì)方案4.9 4.273設(shè)計(jì)調(diào)試三個(gè)新方案4.30 5.111.省材料2.提高性能3.最優(yōu)化4AutoCAD 繪圖5.14 5.185查閱外文資料；整理畢業(yè)論文5.21 6.86畢業(yè)答辯6.11 6.15五、主要參考資料五、主要參考資料1 小型三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè) ，季杏

7、法主編，機(jī)械工業(yè)出版社2 電機(jī)學(xué) ，戴文進(jìn)等編著，航空工業(yè)出版社3 電機(jī)設(shè)計(jì) ，陳世坤主編，機(jī)械工業(yè)出版社4 中小型三相異步電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)手算程序 ，南昌大學(xué)電氣自動(dòng)化系電機(jī)教研室六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度表六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度表（本表每兩周由學(xué)生填寫一次，交指導(dǎo)教師簽署審查意見）第一、二周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教師審查意見：年 月 日第三、四周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教師審查意見：年 月 日第五、六周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教師審查意見：年 月 日第七、八周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教師審查意見：年 月 日第九、十周（ 月 日至 月 日）學(xué)生

8、主要工作：指導(dǎo)教師審查意見：年 月 日第十一、十二周（ 月 日至 月 日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教師審查意見：年 月 日七、其他（學(xué)生提交）七、其他（學(xué)生提交）1開題報(bào)告 1 份 2外文資料譯文 1 份（2000 字以上，并附資料原文） 3論文 1 份（8000 字以上） 指 導(dǎo) 教 師： 學(xué)科組負(fù)責(zé)人： 學(xué)生開始執(zhí)行 任務(wù)書日期： 學(xué) 生 姓 名 ： 送交畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題 目： Y180M-2 22KW 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 系 電氣與自動(dòng)化 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電機(jī)與電器 03(3)班 學(xué) 號(hào)：

9、6101103244 姓 名： 方 榕 指導(dǎo)教師： 胡 泳 芬 填表日期： 2007 年 4 月 6 日一、選題的依據(jù)及意義：選題的依據(jù)及意義：21世紀(jì)的世界潛伏著嚴(yán)重的能源危機(jī)，能源短缺的后果極其嚴(yán)重，它可能導(dǎo)致能源危機(jī)和引發(fā)經(jīng)濟(jì)危機(jī)。20世紀(jì)八十年代以來，隨著改革開放帶來的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國能源需求顯著增加，能源供應(yīng)的增長速度難以滿足迅速增長的需求，單位產(chǎn)值能耗居高不下，能源短缺日益明顯。為改變這種局面，降低能耗，國家能源法已明確規(guī)定：“能源節(jié)約與能源開發(fā)并舉，把能源節(jié)約放在首位的方針”。 雖然經(jīng)濟(jì)增長對(duì)能源、電力依賴關(guān)系的規(guī)律在一定時(shí)期內(nèi)不會(huì)逆轉(zhuǎn)，能源消費(fèi)增長快于人口增長、電力消費(fèi)增長快

10、于能源增長的趨勢(shì)仍將長期持續(xù)下去。發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能有一半以上是通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能后方才加以利用。電動(dòng)機(jī)作為各種用途的生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力元件，功率從幾瓦到幾萬千瓦，每分鐘轉(zhuǎn)速從幾十到幾千轉(zhuǎn)，應(yīng)用十分廣泛。電動(dòng)機(jī)主要分同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)三種，分別應(yīng)用于不同的場合，而其中又以三相異步電動(dòng)機(jī)的使用最為廣泛。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防軍事設(shè)備及日常生活中，廣泛地應(yīng)用著電機(jī)傳動(dòng)。過去直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在傳動(dòng)領(lǐng)域中一直占統(tǒng)治地位，但因其機(jī)械接觸式換向器不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)時(shí)，而且在運(yùn)行中容易產(chǎn)生火花，以及換向器的機(jī)械強(qiáng)度不高，電刷易于磨損

11、等問題的存在，在運(yùn)行中需要經(jīng)常性的維護(hù)檢修，另外，對(duì)環(huán)境的要求也比較高，不能適用于化工、礦山等周圍環(huán)境中有粉塵、腐蝕性氣體和易燃、易爆氣體的場合。特別是由于換向問題的存在，直流電動(dòng)機(jī)無法做成高速大容量的機(jī)組，容量較大的直流電機(jī)往往要做成雙電樞式，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)向高速大容量化發(fā)展的要求。因此交流電機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)中所起的作用不言而喻，也是我們研究和發(fā)展的重點(diǎn)。近年來，空氣壓縮機(jī)、大型鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組等一些對(duì)調(diào)速?zèng)]有要求的大功率生產(chǎn)機(jī)械越來越傾向于應(yīng)用功率因數(shù)高的同步電動(dòng)機(jī)，但同步電動(dòng)機(jī)無法滿足大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速的要求，所以異步電動(dòng)機(jī)在當(dāng)今絕大多數(shù)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年發(fā)電量的

12、70%-80%消耗在各種類型的電機(jī)上，其中0.55100KW的中小型異步電動(dòng)機(jī)的用電量占全國總發(fā)電量的40%左右。尤其在某些工業(yè)部門中，異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用極廣，例如在紡織工業(yè)中，異步電動(dòng)機(jī)的用電量占99.8%，此外，在綜合性中小工業(yè)和大型機(jī)械加工工業(yè)中，異步電動(dòng)機(jī)也應(yīng)用得最為頻繁3。除此之外，特殊的工業(yè)和科研領(lǐng)域不斷對(duì)電機(jī)性能提出了特殊的要求，如轉(zhuǎn)數(shù)在10萬轉(zhuǎn)以上的高頻高速電機(jī)，高精度小步長的步進(jìn)電機(jī)等，都對(duì)電機(jī)制造行業(yè)的不斷發(fā)展提出了更高的要求。交流異步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分繞線式異步電動(dòng)機(jī)和鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)1。交流異步電動(dòng)機(jī)，尤其是鼠籠式電動(dòng)機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價(jià)格低廉，而且堅(jiān)固耐用4，運(yùn)

13、行效率較高和具有適用的工作特性，慣量小，運(yùn)行可靠，很少需要維護(hù)，可在惡劣環(huán)境正常工作等優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和民用電器中得到了極廣泛的應(yīng)用，特別是作為礦山機(jī)械的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，正發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，我們?cè)谕ㄟ^電機(jī)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)已基本掌握電機(jī)學(xué)、電機(jī)設(shè)計(jì)和電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)等課程的知識(shí)，對(duì)電機(jī)理論有較好的理解的前提下，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇選擇三相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的課程既是對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的鞏固和檢驗(yàn)，也是未來實(shí)踐的必然要求。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）提高國內(nèi)電機(jī)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)被列為“十五”計(jì)劃基本任務(wù)的兩項(xiàng)重要內(nèi)容6。國內(nèi)電機(jī)質(zhì)量和技術(shù)水平差距的其中

14、兩個(gè)體現(xiàn)方面就可靠性差，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)落后5。對(duì)電機(jī)進(jìn)行細(xì)微的失效機(jī)理分析，采用新的設(shè)計(jì)方案、新的原材料及加工工藝是提高電機(jī)可靠性和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的根本途徑。已有研究表明，世界發(fā)電量的 60%-70%是通過各種電動(dòng)機(jī)消耗的。隨著機(jī)電行業(yè)及鐵心制造工藝的進(jìn)步，尤其是節(jié)約能源的需要，要求電機(jī)產(chǎn)品向小型化、高精度化方向發(fā)展，美國早在二十世紀(jì) 70 年代就對(duì)變壓器和機(jī)電產(chǎn)品推行了“損耗評(píng)價(jià)制度”，并以此作為評(píng)價(jià)電器產(chǎn)品質(zhì)量和制定價(jià)格的依據(jù)；80 年代末，4-9KW 的小電動(dòng)機(jī)已有 1/3 是高效率電動(dòng)機(jī)；90 年代初通過頒布能源政策和法令明文規(guī)定，自 1997 年 10 月 24 日起，在美國不允許生產(chǎn)和使用一般

15、效率的電動(dòng)機(jī)，與此同時(shí)，日本為了節(jié)約資源制定了“月光計(jì)劃”，使電動(dòng)機(jī)效率也都在開發(fā)和使用高效率電動(dòng)機(jī)。讓人稍感樂觀的是，近年來我國已開始研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)高效率電動(dòng)機(jī)。隨著我國加入 WTO 及機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，高效率電動(dòng)機(jī)將成為市場需求的主導(dǎo)產(chǎn)品。電機(jī)關(guān)鍵設(shè)備旨在衡量電機(jī)性能好壞的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。隨著電機(jī)功率的增大，單位功率損耗相對(duì)減小，效率提高。普通大容量電機(jī)效率一般為 95%-98%，小容量電機(jī)一般為 80%-92%。所謂高效率電動(dòng)機(jī)，只有一個(gè)定性的概念，即設(shè)計(jì)制造出的電機(jī)效率較普通標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)效率高出一定水平。例如美國 70 年代研制并推廣到歐洲和日本的高效率電動(dòng)機(jī)的平均

16、效率比普通電動(dòng)機(jī)提高了 2%-3%，其現(xiàn)行 NEMA高效率電動(dòng)機(jī)較我國 Y 系列和 Y2 系列電機(jī)效率高 2%-8%9。在對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的研究方面，于 2003 年提出的通過利用三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)對(duì)其參數(shù)進(jìn)行分離的方法，所得到的參數(shù)是唯一確定的。這對(duì)于準(zhǔn)確測定三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)具有特別重要的意義8。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們?cè)絹碓街匾暛h(huán)境的噪聲污染問題。因此，電機(jī)的噪聲成為考核產(chǎn)品競爭力的一個(gè)重要因素。為提高電動(dòng)機(jī)的品質(zhì)，必須采取措施削弱電磁噪聲7。一些特種電動(dòng)機(jī)也有很大的發(fā)展，如變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)。變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠，無需維護(hù)，具有高效的驅(qū)動(dòng)性能和良好的控制特

17、性，還可以節(jié)約大量電能，有良好的發(fā)展前景。目前，在美國市場有近 50%的調(diào)速電動(dòng)機(jī)為變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其市場份額還有上升趨勢(shì)。在國內(nèi)市場上，變頻散關(guān)系調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用也呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的上升勢(shì)頭。因此，開發(fā)設(shè)計(jì)專用的變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)具有很好的發(fā)展前景10。隨著電子計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，特別是小型和微型電子計(jì)算機(jī)在我國的迅速普及和應(yīng)用，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品或其他一些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作己成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，簡稱CAD (Computer Aided Design)正在逐步受到人們的重視，并且日益完善。出于生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)電機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造提出了更高的要求。人們希望電

18、機(jī)產(chǎn)品具備更高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以更少的材料和能量消耗得到更加可靠、優(yōu)良的質(zhì)量。這就要求電機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的，以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主的較粗糙的手工計(jì)算，逐步轉(zhuǎn)入以計(jì)算機(jī)計(jì)算為主的比較精密的科學(xué)計(jì)算。電子計(jì)算機(jī)不僅作為高速運(yùn)算工具來代替繁雜的手工計(jì)算，而且可以發(fā)揮其存儲(chǔ)和邏輯判斷功能，使人們有條件提出更加符合實(shí)際的數(shù)學(xué)模型，改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)計(jì)算公式。在另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新技術(shù)的開發(fā)，要求電機(jī)產(chǎn)品的新品種新要求也不斷增多，以滿足各種不同的需要。為了迅速更新電機(jī)產(chǎn)品，縮短設(shè)計(jì)周期，也迫切要求電機(jī)設(shè)計(jì)工作從手工計(jì)算中解放出來。采用計(jì)算機(jī)輔助電機(jī)設(shè)計(jì)后，可以使設(shè)計(jì)周期大大縮短.設(shè)計(jì)質(zhì)量大為提高。產(chǎn)品的技術(shù)

19、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也有很大改善。在計(jì)算機(jī)迅猛發(fā)展的同時(shí)。數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用數(shù)學(xué)理論、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)規(guī)劃和計(jì)算方法等也得到了迅速的發(fā)展，尤其是最優(yōu)化方法這一領(lǐng)域更得到數(shù)學(xué)家們的青睞。從1965年以來國際上有大量的專門性論文陸續(xù)發(fā)表，最優(yōu)化理論和方法的專著達(dá)數(shù)百種，并且發(fā)行了專門性的最優(yōu)化刊物。毫無疑問，計(jì)算數(shù)學(xué)和計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展必將給電機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化工作帶來新的活力和促進(jìn)2。三、本課題研究內(nèi)容本課題研究內(nèi)容中小型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序是根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書（技術(shù)建議書）的規(guī)定，參照生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過計(jì)算和方案比較，來確定與所設(shè)計(jì)電機(jī)電磁性能有關(guān)的尺寸和數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算其電磁性能。

20、其主要內(nèi)容包括以下四個(gè)步驟，分別是：a)額定數(shù)據(jù)及主要尺寸的計(jì)算；b)磁路計(jì)算；c)參數(shù)計(jì)算；d)起動(dòng)計(jì)算。四、本課題研究方案四、本課題研究方案在核算原方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)三個(gè)方案，其中對(duì)各方案亦有不同的要求，從而找出一個(gè)最佳方案：方案一：節(jié)省材料，盡量減少定子繞組用銅量、用硅銅量、用鐵量和轉(zhuǎn)子繞組用鋁量。方案二：提高性能，提高效率、減小起動(dòng)電流、增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。方案三：既節(jié)省材料又提高性能。五、研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度：五、研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度：1.研究目標(biāo)：該課題研究的主要內(nèi)容是中小型三相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算，其目標(biāo)是通過三相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算來確定所設(shè)計(jì)電機(jī)的額定數(shù)

21、據(jù)，主要尺寸，重要參數(shù)，空載特性，起動(dòng)性能，使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。在各項(xiàng)參數(shù)和性能指標(biāo)符合有關(guān)規(guī)定的情況下，設(shè)計(jì)一個(gè)性能符合標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)，最大程度的發(fā)揮電機(jī)的性能，提高電機(jī)的效率，節(jié)省材料的使用，提高產(chǎn)品的技術(shù)附加值。2.主要特色：該設(shè)計(jì)主要是通過查表獲得數(shù)據(jù)并按照中小型三相異步電動(dòng)機(jī)電磁計(jì)算程序手動(dòng)計(jì)算設(shè)計(jì)（它要求設(shè)計(jì)人員必須全面地、綜合地看問題，并能因時(shí)因地制宜，針對(duì)具體情況采取不同地解決方法） 。在設(shè)計(jì)過程中，除了要滿足設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定，還應(yīng)該結(jié)合實(shí)際，從提高電機(jī)的效率，改善電機(jī)的功率因數(shù)及其調(diào)速性能等等方面出發(fā)，設(shè)計(jì)一臺(tái)符合實(shí)際生產(chǎn)需要的電動(dòng)機(jī)。3、工作進(jìn)程：序號(hào)各階段工作內(nèi)容起訖日期

22、備注1復(fù)算原設(shè)計(jì)方案4.9 4.272設(shè)計(jì)調(diào)試三個(gè)新方案4.30 5.111.省材料2.提高性能3.最優(yōu)化3AutoCAD 繪圖5.14 5.184查閱外文資料；整理畢業(yè)論文5.21 6.85畢業(yè)答辯6.11 6.15六、參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：1.電機(jī)學(xué)，李發(fā)海、朱東起編著，科學(xué)出版社2.電機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)，王沖權(quán)著，上海交通大學(xué)出版社3.電力系統(tǒng)分析，何仰贊、溫增銀著，華中科技大學(xué)出版社4.電機(jī)設(shè)計(jì)，陳世坤主編，機(jī)械工業(yè)出版社5.中小型電機(jī)“十五”發(fā)展戰(zhàn)略，傅豐禮、倪文乞著，中小型電機(jī)6.三相異步電動(dòng)機(jī)可靠性和經(jīng)濟(jì)分析，劉寶友、方攸同著，中小型電機(jī)7.降低三相異步電動(dòng)機(jī)電磁噪聲，胡

23、新晚著，大電機(jī)技術(shù)8.三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的確定，張建華、楊鵬著，中小型電機(jī)9.高效率三相異步電動(dòng)機(jī)研究與應(yīng)用情況綜述，李景燦著，中小型電機(jī)10.變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究，胡虔生、黃平林著，理論與設(shè)計(jì)南南 昌昌 大大 學(xué)學(xué)學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：2007. 5.30學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)

24、位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保密，在 年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于 不保密。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期：NANCHANG UNIVERSITY學(xué)學(xué) 士士 學(xué)學(xué) 位位 論論 文文THESIS OF BACHELOR(20032007 年)題 目: Y180M-2 22KW 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)

25、學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 系： 電氣與自動(dòng)化 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電機(jī)與電器 03(3)班 學(xué) 號(hào)： 6101103244 學(xué)生姓名： 方 榕 指導(dǎo)教師： 胡 泳 芬 起訖日期： 2007.3.26 2007.6.10 Y180M-2 22kW 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào)：6101103244 學(xué)生姓名：方 榕 指導(dǎo)老師：肖倩華摘 要本文為畢業(yè)論文，是關(guān)于三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。本文介紹了異步電機(jī)的特征、類型和用途，從而引出三相異步電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步闡述了三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作原理、功率平衡關(guān)系、

26、機(jī)械特性和工作特性等。這些都是為下一步的電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備的。電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的過程，需要考慮的因素和確定的尺寸、數(shù)據(jù)很多，因此遇到錯(cuò)綜復(fù)雜的矛盾。而本文全面地、綜合地看待了這個(gè)問題，充分協(xié)調(diào)了電動(dòng)機(jī)的耗材量與各項(xiàng)性能之間以及技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的關(guān)系。作者先按照電動(dòng)機(jī)的手算程序進(jìn)行手算工作，了解了國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，熟悉了電動(dòng)機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)之間的大致關(guān)系，為優(yōu)化方案打了個(gè)基礎(chǔ)。方案一中在追求節(jié)省材料時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)性能降低。方案二中采取措施提高效率、功率因數(shù)也會(huì)使起動(dòng)電流變大。因此，綜合考慮各方面得失，最后得出一個(gè)既節(jié)省材料又提高性能的方案。最后，為了使本設(shè)計(jì)直觀，也為了便于生產(chǎn)，用 CAD 繪

27、制了定子沖片圖、轉(zhuǎn)子裝配圖、繞組連接圖和總裝圖，附在論文附錄中。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化；繪圖Y180M-2 22kW Construct three phase squirrel-cage asynchronous motorAbstractIt is a disquisition of Bachelor on constructing three phase squirrel-cage asynchronous motor. This paper shows the character, type and usage of induction motor. In succes

28、sion, it introduces the type and framework of three phase squirrel-cage asynchronous motor, and farther set forth its rated data, technical specification, operation theory, power equation, mechanism speciality, running speciality and so on. This is the groundwork to the design of motor.Constructing

29、a motor is a complexity. The designer must consider many factors and ascertain lots and lots of sizes and datas, and therefore barge up against reticula illogicality. However, this study treats the problem all-sided and synthetically, and that well harmonizes the material wastage, capabilities, tech

30、nical datas as well as economical datas. After the handworked 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. In the first optimized project, aspiring after economizing the materials will deterio

31、rate the motor capabilities. In the second optimized project，taking measures for augmenting efficiency and power will make the starting current largen. Consequently, after considering all factors synthetically, the designer has gotten a project to both economize materials and improve capabilities.At

32、 last, in order to understand the motor intuitionistic 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；

33、design；optimize；plot 目 錄摘 要 .IABSTRACT.II緒 論.1第一章 異步電機(jī)概述.21.1 異步電機(jī)的特點(diǎn)、類型和用途.21.2 異步電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì).3第二章 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理.42.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的類型.42.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu).42.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)與技術(shù)指標(biāo).62.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理.72.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡關(guān)系.82.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性.9第三章 電機(jī)設(shè)計(jì)基本理論.123.1 電機(jī)制造與設(shè)計(jì)的概況.123.2 電磁設(shè)計(jì).12第四章 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求及結(jié)果分析.154.1 手算程序.154

34、.2 優(yōu)化方案.15總 結(jié).20參考文獻(xiàn)（REFERENCES）.21致 謝.22附錄 I.三相異步電動(dòng)機(jī) Y180M-2 22KW 手算步驟與結(jié)果.1附錄 II.外文資料原文及譯文.1附錄 III.CAD 圖.1緒緒 論論電機(jī)在當(dāng)代各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)中生產(chǎn)機(jī)械和日常生活中各種電器最重要的原動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)裝置。異步電動(dòng)機(jī)是其中應(yīng)用最廣、需要量最大的，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年發(fā)電量的70%-80%消耗在各種類型的電動(dòng)機(jī)上，而其中中小型異步電動(dòng)機(jī)的用電量占總發(fā)電量的40%左右。尤其紡織、大型機(jī)械加工等特殊工業(yè)部門中，異步電動(dòng)機(jī)的用電量占70%以上。異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、堅(jiān)固耐用

35、，具有適用的工作特性，但缺點(diǎn)是功率因數(shù)較差，在運(yùn)行時(shí)，必須從電網(wǎng)吸收滯后性的無功功率。因此，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)深入研究是非常必要和有意義的，要盡量節(jié)省異步電動(dòng)機(jī)的材料用量，改善效率和功率因數(shù)等性能，使其能更好地適用于生產(chǎn)需要。第一章 異步電機(jī)概述異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與氣隙中基波旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速之間存在一定差異，即不同步(或稱異步)，因此被起名為異步電機(jī)。異步電機(jī)的工作原理是通過氣隙旋轉(zhuǎn)磁密與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的。由于異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的電動(dòng)勢(shì)和電流是通過感應(yīng)產(chǎn)生的，所以異步電機(jī)又稱感應(yīng)電機(jī)。1.1 異步電機(jī)的特點(diǎn)、類型和用途異步電機(jī)的特點(diǎn)、類型和用途異步電機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)、

36、三相同步電動(dòng)機(jī)不同，其轉(zhuǎn)子繞組無需與其它電源連接，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、運(yùn)行可靠，以及制造容易，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。異步電機(jī)有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性，從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運(yùn)行，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)要求。異步電機(jī)還便于派生成各種防護(hù)型式，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需求。異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)必須從電網(wǎng)吸取無功功率，這將使電網(wǎng)的功率因數(shù)變差，因此空氣壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)球蘑機(jī)、大型鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組等對(duì)調(diào)速?zèng)]有要求的大功率生產(chǎn)機(jī)械常采用功率因數(shù)高的同步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)由于電網(wǎng)的功率因數(shù)可以用別的辦法進(jìn)行補(bǔ)償，因而這一點(diǎn)并不妨礙異步電動(dòng)機(jī)的廣泛使用。由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 與其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)

37、速 n1有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系，其調(diào)速性能較差，對(duì)要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍的交通運(yùn)輸機(jī)械、印染及造紙機(jī)械等，采用直流電機(jī)較經(jīng)濟(jì)、方便。但近一、二十年來，以電力電子器件和微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的異步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)，使異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能得以改善，因而其用途更加寬廣。異步電動(dòng)機(jī)由于電網(wǎng)的功率因數(shù)可以用別的辦法進(jìn)行補(bǔ)償，因而這一點(diǎn)并不妨礙異步電動(dòng)機(jī)的廣泛使用。異步電機(jī)的系列、品種、規(guī)格眾多，歸納起來可從定子相數(shù)、電源頻率、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、額定功率、防護(hù)形式、絕緣等級(jí)、運(yùn)行方式、尺寸和用途等不同的角度來分類。按電源相數(shù)分有“單相”異步電機(jī)、 “雙相”異步電機(jī)、 “三相”異步電機(jī)；按電機(jī)的尺寸或額定功率分有“

38、大型”、 “中型”、 “小型”和“小功率”電機(jī)；按電機(jī)的防護(hù)形式分為“開啟式”、 “防護(hù)式”、 “封閉式”；按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式分有籠型、繞線型和換向器電機(jī)；按運(yùn)行方式分有異步發(fā)電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)等。異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來驅(qū)動(dòng)各種用途的生產(chǎn)機(jī)械。機(jī)械制造工業(yè)、冶金工業(yè)、煤炭工業(yè)、石油工業(yè)、輕紡工業(yè)、化學(xué)工業(yè)及其他各工礦企業(yè)中，廣泛地應(yīng)用各種異步電動(dòng)機(jī)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，電力排灌設(shè)備、打谷機(jī)、碾米機(jī)、榨油機(jī)、飼料粉碎機(jī)等大都由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。在交通運(yùn)輸和航運(yùn)航空工業(yè)，國防、文教、醫(yī)療及日常生活中，異步電機(jī)的應(yīng)用也日益增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電網(wǎng)的動(dòng)力負(fù)載中，異步電動(dòng)機(jī)約占 85%，可以說

39、各個(gè)領(lǐng)域都有采用它作驅(qū)動(dòng)設(shè)備。1.2 異步電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)異步電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)提高國內(nèi)異步電機(jī)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)被列為“十五”計(jì)劃基本任務(wù)的兩項(xiàng)重要內(nèi)容。國內(nèi)異步電機(jī)質(zhì)量和技術(shù)水平差距的其中兩個(gè)體現(xiàn)方面就可靠性差，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)落后。對(duì)電機(jī)進(jìn)行細(xì)微的失效機(jī)理分析，采用新的設(shè)計(jì)方案、新的原材料及加工工藝是提高電機(jī)可靠性和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的根本途徑。近年來我國已開始研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)高效率異步電機(jī)。隨著我國加入 WTO及機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，高效率異步電機(jī)將成為市場需求的主導(dǎo)產(chǎn)品。電機(jī)關(guān)鍵設(shè)備旨在衡量電機(jī)性能好壞的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。隨著電機(jī)功率的增大，單位功率損耗相對(duì)減小，效率提高。普通大容量電機(jī)效

40、率一般為 95%到 98%，小容量電機(jī)一般為 80%到 92%。所謂高效率電機(jī)，只有一個(gè)定性的概念，即設(shè)計(jì)制造出的電機(jī)效率較普通標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)效率高出一定水平。例如美國 70 年代研制并推廣到歐洲和日本的高效率電動(dòng)機(jī)的平均效率比普通電動(dòng)機(jī)提高了 2%到 3%，其現(xiàn)行 NEMA 高效率電動(dòng)機(jī)較我國 Y 系列和 Y2 系列電機(jī)效率高 2%到 8%。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們?cè)絹碓街匾暛h(huán)境的噪聲污染問題。因此，電機(jī)的噪聲成為考核產(chǎn)品競爭力的一個(gè)重要因素。為提高電機(jī)的品質(zhì)，必須采取措施削弱電磁噪聲。第二章第二章 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的類

41、型三相異步電動(dòng)機(jī)的類型目前，我國以三相電動(dòng)機(jī)的功率劃分大類，并以其電源性質(zhì)、性能、用途、結(jié)構(gòu)特征、形式等作為補(bǔ)充細(xì)分。例如，中小型電動(dòng)機(jī)的功率范圍是 1-1000KW，其中 1-100KW 是小型三相電動(dòng)機(jī),100-1000KW 為中型三相電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)按其電源性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征，較詳細(xì)的分類如下：異步電動(dòng)機(jī)分為：三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)兩大類；三相異步電動(dòng)機(jī)又分為：繞線型和鼠籠型兩種；三相籠型異步電動(dòng)機(jī)又包括深鼠籠型、雙鼠籠型和單鼠籠型三種；單相異步電動(dòng)機(jī)又分為：交直流兩用式、罩極式、電容式和分相式。三相異步電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用最為廣泛的一種電動(dòng)機(jī)，它的主要分類見表 2-1：表 2-1 三相異

42、步電動(dòng)機(jī)的分類2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)主要是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，轉(zhuǎn)子有鼠籠型及繞線型轉(zhuǎn)子兩種。定子與轉(zhuǎn)子之間有氣隙，中小型三相異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一般為0.22mm。1定子異步電動(dòng)機(jī)的定子是用來產(chǎn)生磁場的，它一般由定子鐵心、定子繞組和外分類方式類別按轉(zhuǎn)子繞組形式籠型、繞線型大型中型小型按電機(jī)尺寸中心高 H/mm(定子鐵心外徑D1/mm)630(1000)355-630(500-1000)80-315(120-500)按防護(hù)形式開啟式（IP11） ，防護(hù)式（IP22、IP23） ，封閉式（IP44）按通風(fēng)冷卻方式自冷式，自扇冷式，他扇冷式、管道通風(fēng)式按安裝

43、結(jié)構(gòu)形式臥式，立式，帶底腳，帶凸緣按絕緣等級(jí)E 級(jí)、B 級(jí)、F 級(jí)、H 級(jí)按工作定額連續(xù)，短時(shí)，周期性，非周期性按用途防爆，潛水，起重等殼等主要部件組成。定子鐵心一般由圓形鐵心沖片、齒壓板和壓圈等零件壓裝后，經(jīng)扣片或焊接緊固或焊幅筋固定成一體。鐵心沖片一般由相互絕緣的0.5mm 厚的硅鋼片沖成,沖片內(nèi)圈有均勻分布的槽,用來嵌放定子繞組。定子鐵心的槽及開口槽三種。中小型低壓電機(jī)一般采用半閉口槽。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組由對(duì)稱的三個(gè)繞組組成，每個(gè)繞組由許多線圈按一定的規(guī)律連接而成。中小型低壓電動(dòng)機(jī)的線圈由高強(qiáng)度漆包線繞制，線圈與槽壁之間墊以槽絕緣。定子繞組在槽內(nèi)的布置分為單層繞組和雙層繞組兩種基本

44、形式。繞組嵌好后用槽楔鎖口壓緊。槽楔用竹、膠布板和環(huán)氧玻璃布板等非磁性材料組成。外殼包括機(jī)座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。小型機(jī)座通常用灰鑄鐵鑄成。大、中型箱式電動(dòng)機(jī)機(jī)座由鋼板焊接而成。端蓋是支承軸承并受徑向和軸向負(fù)荷的重要部件，由灰鑄鐵鑄成。有的機(jī)座的端蓋與外軸承蓋鑄成一體，具有裝配方便、節(jié)省工時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn).軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組等零部件組成。轉(zhuǎn)子鐵心是用 0.5mm 厚的硅鋼片疊成的圓柱體，另一種是繞線轉(zhuǎn)子。籠型轉(zhuǎn)子是鑄鋁的或銅條焊接的籠型轉(zhuǎn)子，如果去掉鐵心，整個(gè)繞組的外形就像一個(gè)松鼠籠子，所以習(xí)慣上又稱籠型轉(zhuǎn)子為鼠籠轉(zhuǎn)子。為了節(jié)約用銅和提高生產(chǎn)率，中小容量的籠型電動(dòng)機(jī)都

45、采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子的鋁導(dǎo)條、端環(huán)及風(fēng)葉一次鑄成。此外籠型繞組還有雙籠型及深槽型，這兩種轉(zhuǎn)子可改善異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能，主要用于 100KW 以上的大中型電動(dòng)機(jī)。繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，也是由對(duì)稱三相繞組構(gòu)成，一般接成星形聯(lián)結(jié)，三根引出線分別接到與轉(zhuǎn)軸絕緣的三個(gè)滑環(huán)（又稱集電環(huán)）上，通過電刷裝置可與外電阻或其他控制器相連接，以改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能和調(diào)速性能。為了減少電刷與集電環(huán)的磨損，中等容量以上的繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)裝有舉刷裝置，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，可將電刷提起，同時(shí)將三個(gè)集電環(huán)短接。轉(zhuǎn)軸一般用中碳鋼制成。轉(zhuǎn)子鐵心套在轉(zhuǎn)軸上或通過壓圈套在軸上，它支持著轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔均勻地旋轉(zhuǎn)，并傳導(dǎo)三相電

46、動(dòng)機(jī)所輸出的轉(zhuǎn)矩。3氣隙如同其他旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，異步電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間必須有一氣隙。氣隙的大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能有很大影響。為了減少電機(jī)的勵(lì)磁電流，提高功率因數(shù)，氣隙應(yīng)盡可能地小。但氣隙過小，將引起裝配困難和運(yùn)行不可靠。從減少附加損耗并減少高次諧波磁通勢(shì)產(chǎn)生的磁通來看，氣隙稍大一點(diǎn)也有其有利的一面。但總的來說，異步電動(dòng)機(jī)的氣隙比同步電機(jī)的小得多，在中小型異步電動(dòng)機(jī)中，氣隙大約為 0.2mm1.5mm。2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)與技術(shù)指標(biāo)三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)與技術(shù)指標(biāo)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的外殼上都應(yīng)有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)出這臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定值及其他必要事項(xiàng)。1.三相異步電動(dòng)機(jī)的名牌額定數(shù)據(jù)1)型號(hào)

47、 Y 系列國產(chǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)是按國際電工委員會(huì) IEC 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的新系列三相電動(dòng)機(jī)，它是以電動(dòng)機(jī)中心高為依據(jù)編制型號(hào)譜的，如：“Y180M-2”Y：異步電動(dòng)機(jī)；180：中心高 180mm；M：中機(jī)座（L-長機(jī)座，S-短機(jī)座） ；2：2 極。2)額定值（1）額定功率（PN）：指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，軸端輸出的機(jī)械功率，單位為瓦（W）或千瓦（KW） 。（2）額定電壓（UN）：指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線電壓，單位為伏（V） 。如果銘牌上標(biāo)有兩個(gè)電壓數(shù)據(jù)，如 220V/380V，表示電動(dòng)機(jī)定子繞組在兩種不同聯(lián)結(jié)時(shí)的線電壓。（3）額定電流（IN）：指電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，軸端輸出額定功

48、率時(shí)，定子繞組中的線電流，單位為安（A） 。如果銘牌上有兩個(gè)電流數(shù)據(jù)，表示的定子繞組在兩種不同聯(lián)結(jié)時(shí)的輸入電流。（4）額定頻率（fN）：指輸入交流電（即電網(wǎng)）的頻率，我國規(guī)定的電網(wǎng)頻率為 50HZ，除出口電動(dòng)機(jī)（多為 60HZ）外，國內(nèi)用的異步電動(dòng)機(jī)的額定頻率都是 50HZ。（5）額定功率因數(shù)（）：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，定子相電壓與相電cosN流之間的相位差。（6）額定轉(zhuǎn)速（nN）：指電動(dòng)機(jī)在額定頻率、額定電壓下，且軸端輸出額定功率時(shí)，轉(zhuǎn)子每分鐘的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分（r/min） 。（7）額定效率（N）：指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的效率。（8）絕緣等級(jí)：指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，繞組允許的溫度升高值（即繞

49、組的溫度比周圍空氣穩(wěn)定高出的數(shù)值） 。允許溫升的高低取決于電動(dòng)機(jī)使用的絕緣材料。絕緣材料的耐熱等級(jí)見表 2-2，也有些電動(dòng)機(jī)制造廠在銘牌上直接給出電動(dòng)機(jī)的允許溫升。表 2-2 絕緣材料的耐熱等級(jí)耐熱等級(jí)YAEBFHC最高工作溫度（）90105120130155180180(9)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：指電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，技術(shù)數(shù)據(jù)能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。例如國際 GB755-2000。（10）工作制或定額：指三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，即允許連續(xù)使用的時(shí)間，分為連續(xù)、短時(shí)、斷續(xù)周期三種。連續(xù)工作制（S1）的電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的額定負(fù)載范圍內(nèi)允許長期連續(xù)使用。短時(shí)工作（S2）的電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的條件下，只能在規(guī)定

50、的時(shí)間內(nèi)短時(shí)運(yùn)行，短時(shí)運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)有四種：10min、30min、60min 及 90min，達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后必須停機(jī)，待三相電動(dòng)機(jī)完全冷卻后才可以開機(jī)運(yùn)行。斷續(xù)周期工作制（S3）的電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的額定值下只能斷續(xù)周期性使用，斷續(xù)運(yùn)行常以負(fù)載持續(xù)率百分?jǐn)?shù)表示，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率分為四種：15%、25%、40%、60%，每周期為 10min。（11）聯(lián)結(jié)：指三相電動(dòng)機(jī)定子繞組的六根引出線頭的接線方法，即接成Y 還是。接線時(shí)必須注意電動(dòng)機(jī)電壓、電流、聯(lián)結(jié)三者之間的關(guān)系。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)效率（）：指電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入電功率之比,通常用百分?jǐn)?shù)表示。功率因數(shù)（）：指電動(dòng)機(jī)輸

51、入有效功率與視在功率之比。cos堵轉(zhuǎn)電流（IK）：指電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率和轉(zhuǎn)子堵住時(shí)從供電回路輸入的穩(wěn)態(tài)電流有效值。堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（TK）：指電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率和轉(zhuǎn)子堵住時(shí)所產(chǎn)生的最小測得值.。最大轉(zhuǎn)矩（Tmax）：指電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率和運(yùn)行溫度下,轉(zhuǎn)速不發(fā)生突降時(shí)所產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。2.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相對(duì)稱的繞組通過三相對(duì)稱的電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場，其轉(zhuǎn)速即為同步速n1=60f/p；轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁產(chǎn)生固定磁極；輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步 n1時(shí)，其異性磁極就被旋轉(zhuǎn)磁場拉住，即定子旋轉(zhuǎn)磁場就拖著固定磁場（轉(zhuǎn)子）以轉(zhuǎn)速 n（nn1）

52、旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。故稱為三相異步電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)差率（s）：同步轉(zhuǎn)速 n1和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 之差與同步轉(zhuǎn)速 n1的比值。其實(shí)，異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)：（a）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；（b）發(fā)電機(jī)運(yùn)行；（c）電磁制動(dòng)運(yùn)行。具體如下：(a)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)（0s1）：輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步時(shí)，其異性磁極就被旋轉(zhuǎn)磁場拉住，持續(xù)以轉(zhuǎn)速 n(nn1)旋轉(zhuǎn)。電機(jī)從電網(wǎng)吸1n收電功率，經(jīng)過氣隙的耦合作用從軸上輸出機(jī)械功率。(b)發(fā)電機(jī)狀態(tài)（s0）：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以 n(n1)：轉(zhuǎn)子逆著磁場方向旋轉(zhuǎn)（n0） ，電機(jī)既從電網(wǎng)吸收電功率又從軸上吸收機(jī)械功率，消耗在電機(jī)內(nèi)部。2.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡

53、關(guān)系三相異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡關(guān)系三相異步電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，定子繞組從電源輸入的電功率為n11 113cosPU I定子銅損耗為 211 13CupI r轉(zhuǎn)子鐵損耗很小，可忽略不計(jì)，故鐵損耗主要是定子鐵心損耗：203FempI r電磁功率：22112222113()3MCuFessPPppIrrIss電磁功率也可表示為22222223coscosMPE Im E I轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗為22223CuMpI RsP電磁功率 PM減去轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗 PCu2就是等效電阻上的損耗。21ssR這部分等效損耗實(shí)際上是傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械功率，用 PM表示。它是轉(zhuǎn)子繞組中電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁通密度共

54、同作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的功率。n222213(1)mMCuMsPPpIRs Ps電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生軸承以及風(fēng)阻等摩擦阻轉(zhuǎn)矩，這也要損耗一部分功率。把這部分功率叫做機(jī)械損耗，用 pm表示。在異步電動(dòng)機(jī)中，除了上述各部分的損耗外，由于定、轉(zhuǎn)子開了槽和定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)中含有諧波磁動(dòng)勢(shì)，還要產(chǎn)生一些附加損耗，用 pa表示。pa一般不易計(jì)算，往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，在大型異步電動(dòng)機(jī)中，pa約為輸出額定功率的 0.5%；而在小型異步電動(dòng)機(jī)中，滿載時(shí)可達(dá)輸出額定功率的 1%-3%或更大些。機(jī)械功率 Pm減去機(jī)械損耗 pm和附加損耗 pa,才是轉(zhuǎn)軸上真正輸出的功率,用 P2表示。2mmaP

55、Ppp可見異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，從電源輸入電功率 P1到轉(zhuǎn)軸上輸出功率 P2的全過程為11221CuFeCumapppPPpp從以上功率關(guān)系定量分析中看出，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電磁功率、轉(zhuǎn)子回路銅損耗和機(jī)械功率三者之間的比例關(guān)系是2:1: :(1)CumMpssPP2.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性1.三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n 與電磁轉(zhuǎn)矩 M 之間的函數(shù)關(guān)系，即 n=f(M)。三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性有不同的表達(dá)形式，如物理表達(dá)式、參數(shù)表達(dá)式和實(shí)用表達(dá)式。本文中僅介紹參數(shù)表達(dá)式。三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁功率為 （1）22

56、12Mrm IsP所以，電磁轉(zhuǎn)矩為 （2）2212111MPrMm Is三相異步電動(dòng)機(jī)近似等值電路如下：由圖可知： （3）21222112()()UIrrxxs而 （4）112fpp 由式（2） 、 （3） 、 （4）得出： （5）222112211122()()rUm psMrfrxxs式（5）即為三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指在電動(dòng)機(jī)的定子側(cè)加額定電壓，電壓的頻率又為額定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n、定子電流 I1、功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩 T、1cos效率 等與輸出功率 P2的關(guān)系。即：U1=UN、f1=fN時(shí)，n，I1，T，=f(P2)

57、.1cos（1）效率特性：2()f P，電機(jī)空載時(shí)，P2=0, =0，隨著輸出功率 P2的增加，2121pPPPp 效率 也增加，當(dāng)鐵損耗與機(jī)械損耗之和等于定、轉(zhuǎn)子銅損耗之和時(shí)，電動(dòng)機(jī)的效率達(dá)到最大。但當(dāng)負(fù)載繼續(xù)增大時(shí)，效率反而降低。一般來說，電動(dòng)機(jī)的容量越大，效率越高。（2）功率因數(shù)特性：電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)必須吸取滯后無功功率，21cos()f P其功率因數(shù)總小于 1?？蛰d時(shí)，功率因數(shù)很低，不超過 0.2。當(dāng)負(fù)載增大時(shí),定子電流中的有功電流增加，使功率因數(shù)提高,額定負(fù)載時(shí)最高，如負(fù)載再增大,功率因數(shù)又反而減少。（3）定子電流特性 I1=f(P2)：空載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流差不多為零，定子電流2I等于勵(lì)磁電

58、流，隨著負(fù)載的增加，轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流也增0I大。（4）電磁轉(zhuǎn)矩特性 T=f(P2)：空載時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩 T=T0。隨著負(fù)載增大，P2增大，但由于機(jī)械角速度 變化不大，電磁轉(zhuǎn)矩 T 隨 P2的變化近似為一條直線。（5）轉(zhuǎn)速特性 n=f(P2)：空載時(shí)，轉(zhuǎn)速 n 接近 n1，隨著負(fù)載的增加，轉(zhuǎn)速n 略微降低，隨著輸出功率 P2的增加，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 下降，轉(zhuǎn)差率 s 增大。第三章第三章 電機(jī)設(shè)計(jì)基本理論電機(jī)設(shè)計(jì)基本理論3.1 電機(jī)制造與設(shè)計(jì)的概況電機(jī)制造與設(shè)計(jì)的概況在我國，電機(jī)制造工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)大概為產(chǎn)品品種、規(guī)格不斷增加，單機(jī)容量迅速增大，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐步提高；積極采用新技術(shù)、新材料

59、、新結(jié)構(gòu)和新工藝；標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度不斷提高；積極開展電機(jī)理論、測試技術(shù)和新型發(fā)電方式的研究。電機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)可歸納為四要點(diǎn)：1、滿足用戶提出的產(chǎn)品規(guī)格（如功率、電壓、轉(zhuǎn)速等）和技術(shù)要求（如效率、參數(shù)、溫升限度、機(jī)械可靠性等） ；2、貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，結(jié)合生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性；3、運(yùn)用有關(guān)的理論和計(jì)算方法 4、正確處理設(shè)計(jì)時(shí)遇到的各種矛盾。電機(jī)設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)性能好、體積小、運(yùn)行可靠、維修方便的電機(jī)。電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常給定數(shù)據(jù)：額定功率、額定電壓、相數(shù)及相間連接方式、額定頻率、額定轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速、額定功率因數(shù)。在此次的中小型異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，以上 6 個(gè)數(shù)據(jù)都已給出。總的電機(jī)設(shè)計(jì)分

60、三個(gè)階段：準(zhǔn)備階段、電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（一）準(zhǔn)備階段首先是熟悉國家標(biāo)準(zhǔn)，收集相近電機(jī)的產(chǎn)品樣本和技術(shù)資料，并聽取生產(chǎn)和使用單位的意見與要求；然后編制技術(shù)任務(wù)書或技術(shù)建議書。（二）電磁設(shè)計(jì)根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書的規(guī)定，參照生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過計(jì)算和方案比較，來確定與所設(shè)計(jì)電機(jī)電磁性能有關(guān)的尺寸和數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算其電磁性能。（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件尺寸、加工要求與材料的規(guī)格及性能要求，包括必要的機(jī)械計(jì)算及通風(fēng)和溫升計(jì)算。通常，首先根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書（技術(shù)建議書）中規(guī)定的防護(hù)型式、安裝方式與冷卻方式，再考慮電磁計(jì)算中所選負(fù)荷的高低，來選取合適的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)；然后安排