2022年电机设计课程设计报告 .pdf

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1、x x x x Y系列三相异步电动机电磁设计课程设计学生姓名： x x x 学号： 011000 xxx 专业班级：电气 2010 级【 x】班指导教师： x x x 2013 年 xx 月 xx 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - 1 目录1. 课程设计目的2 2. 课程设计题目和要求2 3. 课程设计报告内容2 4. 课程设计问题分析13 5. 课程设计心得体会14 6. 附录15 名师资料总结 - - -精

2、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - 2 1. 课程设计目的本课程设计是电机设计的实践课程，要正确掌握电机设计的原理与计算过程；综合运用所学过的电机学、电路和电机设计等课程知识；培养工科学生的综合工程素质。2. 课程设计题目和要求2.1课设题目该课程设计，要求按照所给的数据（见附录）进行电机设计，计算过程详细，步骤清晰。课程设计主要有以下的计算过程：1）额定数据及主要尺寸2）磁路计算3）参数计算4）工作性能计算 2.2 设计要求1按题目要求，

3、认真完成电机设计学习，熟练掌握电机设计的计算步骤。2要求按照所给的数据进行电机设计，计算过程详细，步骤清晰。每一位学生应独立完成设计全过程。撰写设计报告，报告按照设计过程、设计总结、设计体会来进行书写。3. 课程设计报告内容3.1 额定数据和主要尺寸1. 输出功率：kWPN2.22. 外施相电压：VVUUNN2203/3803/（Y 接）3. 功电流：AAUmPINNkW33.32203102.2314. 效率：800.05. 功率因素：75.0cos6. 极对数：3p7. 定转子槽数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -

4、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3 361Z332Z并采用转子斜槽每相每极槽数取整数22/111pmZq8. 定转子每极槽数6636211pZZp5.5633222pZZp9定转子冲片尺寸（见附录）10极距mpDi0628.0612. 02111定子齿距mZDti0105.03612. 011112转子齿距mZDt0114.0331194.0222转子外径mmDDi1194.0)0003.0212.0(21213定子绕组采用单层绕组，节距 y=6 14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1t，于是

5、转子斜槽宽mbsk0105.015. 设计定子绕组并联支路11a. 每槽导体数441sN16. 每相串联导体数52813364411111amZNNs每相串联匝数2642528211NN17. 绕组线规设计选用的铜线：高强度漆包线，并绕根数11iN，线径mmd06.11，绝缘后直径mmd15.1，截面积218825.0mmAc，2118825.0mmANci18. 槽满率1)槽面积名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - -

6、 4 2622211211109772.8326.3)21.12(24.56.322)(22mmmRhhbRAs2)槽绝缘占面积mmi2.0，槽楔为mmh2单层26112101008.7)0036.00121.02(0002.0)2(mRhAii3)槽有效面积mAAAisef26108764.764)槽满率%7.758764.7615.14412211efsifAdNNS（符合要求）19. 铁心长il铁心有效长无径向通风道mmllief1106.0)0003.02110.0(2净铁心长无径向通风道mmlkliFeFe1045.0110.095.020. 绕组系数9659.019659.0111

7、pddpKKK1)分布系数9659. 0230sin22302sin2sin2sin1aqqaKd其中3036360321Zpa2)短距系数12sin1pK21. 每相有效串联导体数5109659.052811dpKN3.2 磁路计算22. 初设886.0)1(LEk名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - 5 VVUENL9 .194220886.0)1(1初设22.1sk查得094.1Nmk每极磁通WbWbfNkkE

8、dpNm00347.0264509659.0094.146.1934111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23. 每极齿部截面积定子263111103396610417.511.095.0mZblkApiiFei转子2632221036215.51030.611.095.0mZblkApiiFei其中，定转子齿宽计算如下：1)定子齿宽1 ibmbZhhDbii3331111011110317.5104 .53610)635.08.0(212.0)(2m105.517103.62361012.1)(0.820.122RZ)h2(hDb333111201i1i1齿部基本平行，所

9、以取mbi3110417.5（平均值）2)转子齿宽2ibmmbZhhDbrri333220212221092.51023310)5 .06.17(21194.0)(2mmbZhhDbri333120212221068.6104.43310)5.098.0(21194.0)(2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - 6 齿部基本平行，所以取mbi321030.6（平均值）24. 定子轭部高度mmRhDDhsij33311

10、111102.121036 .310)6.31.128 .0(212.0175.032转子轭部高度mhDDhsij332222106 .2210)5 .06 .17(2038.01194.02轭部导磁截面积定子262311109 .1274102.1211.095.0mmhlkAjiFej转子262322107.2361106 .2211.095.0mmhlkAjiFej25. 空气隙截面积2621068.69451106.00628.0mmlAef26. 波幅系数48.1avsBBF27. 定子齿部磁密TTAFBisi5122.110339600347.048.161128. 转子齿部磁密T

11、TAFBisi4183.110362100347.048.162229. 定子轭部磁密TTABjj361.1109 .1274200347.02161130. 转子轭部磁密TTABjj7346.0107.2361200347.02162231. 气隙磁密TTAFBs7394.01068.694500347.048.1632. 从 D23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度：cmAHi464.211cmAHi515.132cmAHj94.101cmAHj2184.2233. 齿部磁路计算长度定子mmmrhhLi32121111103.136 .3311.1231)(转子mhhLi322122106

12、.17)(名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 17 页 - - - - - - - - - 7 34. 轭部磁路计算长度定子mmphDLjj331111060.4212)102.12175.0(212)(转子mmphDLjj322210857.1512)0226.0038.0(212)(35. 有效气隙长度mmkkef33211042.0103.0044.1355.1其中气隙系数为355.12 .3)2.375.03.04 .4(5.10)2 .375.03.

13、04.4(5.10)75.04.4()75.04.4(22010110111bbtbtk044.11) 175.03.04.4(4.11) 175.03.04.4(4.11)75.04. 4()75.04.4(22020220222bbtbtk36. 齿部磁压降定子AALHFiii55.28103.1310464.2232111转子AALHFiii79.23106.1710515.133222237. 轭部磁压降定子194.00628.00122.01jh, TBj361.11于是464.01jCALHCFjjjj62.211060.421094.10464.0321111转子360.0062

14、8.00226.02jh，TBj7346.02于是637.02jCALHCFjjjj24.210857.15102184.2637.032222238. 气隙磁压降AABkF44.248104.07394.01042.063039. 饱和系数21067.144.24879.2355.2844.24821FFFFkiis误差=%1%77.021067.121067.122.1，合格40. 总磁压降AAFFFFFFjjii64.324)24.262.2179.2355.2844.248(212141. 满载磁化电流AAkNmpFIdpm39659.026439.064.32469.02111名师资

15、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - 8 42. 满载磁化电流标么值90.033.33*kWmmIII43. 励磁电抗标么值11.190.011*mmsIX3.3 参数计算44. 线圈平均半匝长单层线圈0.2266m0.07221.20.14ycBcKll其中0.14m0.01520.1121dlltB722m00.6/103.6465.110.635)(0.821202/)(23-21211101yprhhhDi取节距比

16、=1；线圈直线部分伸出铁心的长度d1取 15mm ；经验系数 kc取 1.2 46单层线圈端部平均长0.1166m0.07221.20.015221ycEKdl47漏抗系数0.03220310102.21106.0)9659.0264(0.26310)(263.0)(4C233223211212110 xNNefdpNNefdppUPlKNpUmPlKNf48定子槽比漏磁导1.26170.86410.3977111111LLuusKK0.39774.52.3635.022.38.0)(211011101011bbhbhu由于59.12.7465.1122121rh75.02 .74.52211

17、1rb864.01L其中 Ku1=KL1=1 49定子槽漏抗XXefdpXstsCClKZClpmX67.01106.09659.0362617.111.033222211111*150定子谐波漏抗XXsdpefXCCKKSCmX52.022.19659.01042.00129.00628.032322121*1其中0129.0s51定子端部漏抗名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - 9 单层链式XXefdpXEECC

18、lKClX23.09659.01106.01166.02.02.0221*152定子漏抗043.042.1*1*1*1*1xEsCXXXX53转子槽比漏磁导181.2681.15.0222Lus5 .015 .002022bhu681.1318.14 .598.02)(21202122LLbbhh/b2=8.31， b1/b2=2.2 查表得 L=1.318 54转子槽漏抗XXefXstsCClZClpmX183.11106.033181.211.033222121*255转子谐波漏抗XXsefXCCKRCmX026.122.11042.00275.00628.033221*2查表得0275.

19、0R56转子端部漏抗XXXRtEefECCCpDlllX1159.061106.01016.0757.0)213.1(757.02*257转子斜槽漏抗XXskskCCXtbX4352.0026.1)0114.00105.0(5.0)(5.02*222*58转子漏抗083.07601.2*2*2*2*2XskEsCXXXXX59总漏抗13.0*2*1*XXX60定子直流电阻942.21108825.012266.02642100217.02R6611111ctcANlN61定子相电阻标幺值045.022033.3942.2*R11NkwUIR62有效材料定子导线重量kg2.690108.9100

20、.882536440.22661.053-61111ctsCWANZNClG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 硅钢片重量kgDlKFetFe41.26108.718.011.095.0)(G3221Fe名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - 10 式中为冲剪余量，取5mm 63转子电阻导条截面积2622221211021083.5562.16)224 .4(98.0)24 .41()2()

21、2(mmmhbbhbbArrrB导条电阻折算值103.2331083.55)9659.0264(3411.004.1100434.0)(4R62622111BZAKNmLKBdpBB式中KB =1.04 是叠片不整齐造成导条电阻增加的系数端环面积26221108410)28.158 .17()2(mmmdwwAerererR端环电阻折算值7247. 0108432)9659. 0264(341016.0100434.02)(4R62262221112RZApKNmZDRdpR导条电阻标幺值03183.022033.3103.2*RBNkwBUIR端环电阻标幺值01097.022033.3724

22、7.0*RRNKWRUIR转子电阻标么值0428. 0*R*R*RRB23.4 工作性能计算64. 满载时定子电流有功分量标么值25.1800. 011p*I165. 满载时转子电流无功分量标么值0.2171.25)0.13(1.03911.250.131.039p*)I*(1 p*)(I*I22112121xXX其中1=1+*1msXX =039.111.1043.0166满载时定子电流无功分量标么值1.1170.2170.90*I*I*Ixm1Q67满载电势标么值0.890.043)1.1170.045(1.251*)X*I*R*(I11K11Q11pEL名师资料总结 - - -精品资料欢

23、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - 11 误差=%5.0%449.0886.0886.089.0，合格68. 空载时电势标么值0.96130.0430.901*I111m0X69. 空载时定子齿磁密TBiL6407.15122.1)886.09613.0()11(B10t1070. 空载时转子齿磁密TBiL5388.14183.1)886.09613.0()11(B20t2071. 空载时定子轭磁密TBjL4767.1361.1)886.0961

24、3.0()11(B10j1072. 空载时转子轭磁密TBL7970.07346.0)886.09613.0()11(Bj20j2073. 空载时气隙磁密TBL8022.07394.0)886.09613.0()11(B00从 D23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度：cmAHt238.5010cmAHt844.2420cmAHj77.1710cmAHj485.22074. 空载时定子齿部磁压降.82A661013.310.23805LHF-32t1t10t1075. 空载时转子齿部磁压降.73A34106.7110.84442LHF-32t2t20t2076. 定子194.00628.0012

25、2.01jh, TBj4767.110于是3726.01jC空载时定子轭部磁压降.21A8210.62410.77710.3726LHCF-32j1j10j1j1077. 转子360.00628.00226.02jh，TBj7970.020于是637.02jC空载时转子轭部磁压降2.510A10.85751102.4850.637LHCF-32j2j20j2j2078. 空气隙磁压降A54.269104.08022.01042.063000BKF79. 空载总磁压降A81.41002010201000FFFFFFjjtt80. 空载磁化电流A58.39659.026439.081.41069

26、.02111000dpmKNmpFI81. 定子电流标么值662.1)117.125.1()(2212*12*1QpIII定子电流实际值A534.533.3662.1*11kwIII名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - 12 82. 定子电流密度211111A271.68825.01534.5JmmANaIct83. 线负荷mADINmi2326412.0534.55283A1111184. 转子电流标么值251.

27、1)217.025.1 ()(I222*12*2XpII转子电流实际值A14.193339659.0528333.3251.1I2111*22ZKNmIIdpkw端环电流实际值A3.33863314.1932I22RpZI85. 转子电流密度导条电密22459.383.5514.193mmAAIJBB端环电密2027.4843.338mmAAIJRRR86. 定子电气损耗1243.0045.0662.12*12*1*1RIPcuWPPPNcucu46.273102.21243.03*1187. 转子电气损耗067.00428.0251.12*22*2*2RIPAlWPPPNAlAl4.1471

28、02 .2067.03*2288. 附加损耗W33102.20.015PPP3N*ss铸铝转子（ 6极）0.015P*s89. 机械损耗四级及以上封闭型自扇冷式W3789.910(0.175)(3/3)10(D1)(3/p)P442442 wf机械损耗标么值0.0042610/2.23789.9P/ PP3Nfw*fw90. 定子铁耗(1) 定子齿重量2.114kg107.81013.31039636L2pAG3-3-611Feiit(2) 定子轭重量5.083kg107.810.62410.9127412L4pAG3-3-6Fej1j1j名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -

29、- - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - 13 (3) 损耗系数kgW6.9391PhetkgW867.4Phej(4) 定子齿损耗.669W412.1146.9391GPPthetFet(5) 定子轭损耗.74W425.0834.867GPPjhejFej(6) 定子铁耗.153W 68.7424214.6695.2PkPkPFej2Fet1Fe对于半闭口槽按经验取2.5K12K2铁耗标么值0.0392.153/220068P/ PPNFe*Fe91. 总损耗标么值24

30、976.0PPPPPp*Fe*s*fw*Al2*cu1*92. 输出功率1.24976p1P*N193. 效率8000249760.24976/1.1P/ p1*N1.*（与假定值相符）94. 功率因数0.751.25/1.662/IIcos*1*1p95. 转差率052.000426.0015.002125.0067.01067.01S*2*2NfwFersAlAlPPPPP02125.0220074.24)12(669.14)15.2(P*FerNFejrFetrPPP96. 转速min9483)052.0(15060)S1(p60fNNnr97. 最大转矩倍数5965.2)13.0045

31、.0(045.0(2052.01)(21T222*2*1*1*mXRRSN4. 课程设计问题分析课程设计过程中大部分都是计算过程，为了避免结果的误差太大，在计算过程中要保留一定的有效数字，一般保留4 位很多计算公式中的参数相似，仅下标不同，在计算过程中要仔细辨别，避免计算错误而影响结果在计算转子轭部磁压降时，要通过查图来查2jC的值，会发现转子轭部磁密太小不在图中范围；通过查资料可知，当转子轭部磁密太小时，22jC为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 17

32、页 - - - - - - - - - 14 极限5. 课程设计心得体会通过本次的电机设计课程设计，我对电机的结构和原理等有了一个更加层次的了解。在整个设计过程中，虽然都是计算，但还是有一定的难度。由于原本对电机结构一无所知，以至于对一些参数很是陌生。通过不断地学习和一次次的查阅资料来扩展自己的知识面，最终对这些不认识的参数有了一定的认识。在不断的认识和学习的过程中，同时也获得了不少的乐趣，受益匪浅。完成了这次的电机设计对今后的学习和工作将会有很大的帮助。在以后的其他课程当中可能就需要电机的设计，而此次的学习无形当中就为后续的课程打下了基础，也许在今后的工作当中也会涉及到电机的设计，因此完成本

33、次课程设计受益匪浅。参考书目 ：1电机设计 （第 2 版） ，西安交通大学陈世坤主编，机械工业出版社，2012.01 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - 附录参数项目定子定子槽形电压U1输出功率外径D1内径Di1长度Lt气隙绕组接 法绕组类型槽数Q1极数2p bo1h01b1R1h12Y 系列异步电动机电磁设计380 2.2Kw 175 120 110 0.3 Y 单层36 6 3.2 0.8 5.4 303.6

34、 12.1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - 1 参数项目转子转子端环尺寸转子槽形尺寸内径Di2斜槽度 Sk 槽数Q2derwer1wer2bo2h02br1br2hr12Y 系列异步电动机电磁设计38 1 33 10 17.8 15.8 1 0.5 4.4 302 17.6 每槽线数线规饱和系数预设值Ks取值范围44 1-1.06 1.211.23 效率预设值 功率因数预设值cos满载电势标么值预设值1-L0.812 0.75 0.88 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - -