ykw三相鼠笼式异步电动机设计
电气-毕业论文-三相鼠笼式异步电动机PLC控制系统设计
二.设计目的
1.理解三相鼠笼式异步电动机PLC控制系统基本原理;
2.掌握主电路和控制电路的个电气器件功能及应用;
3.运用Autocad绘制原理图和接线图;
4.应用S7200编程方法实现.
三.设计任务及要求
1. 设计三相鼠笼式异步电动机PLC控制系统硬件电路;
自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制,也可以用交流接触器自动控制,经久耐用,维护成本低,适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用,在生产实践中得到广泛应用。缺点是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱(自偶补偿器箱),自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件.
(2)转子串电阻启动
绕线式三相异步电动机,转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当于转子绕组的内阻增加了,减小了转子绕组的感应电流。从某个角度讲,电动机又像是一个变压器,二次电流小,相当于变压器一次绕组的电动机励磁绕组电流就相应减小。根据电动机的特性,转子串接电阻会降低电动机的转速,提高转动力矩,有更好的启动性能。
(2)由控制电路按钮使KM2与KM4通电,电机由星型启动进行反向运行。5s后KM2与KM3得电,电机切换到角型启动,持续反向运行。
3。电动机的过载保护由热继电器FR完成,在选择热继电器时应充分考虑电动机的额定功率,选择合适的热继电器.
4。电动机可逆运行控制电路的调试:
(1)检查主回路路的接线是否正确,为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序,接线时应使接触器的上口接线保持一致,在接触器的下口调相。
(2)检查接线无误后,通电试验,通电试验时为防止意外,应先将电动机的接线断开。
5。故障现象预处理:
(1)不启动;原因之一,检查控制保险FU是否断路,热继电器FR接点是否用错或接触不良,SB1按钮的常闭接点是否不良。原因之二按纽互锁的接线有误。
鼠笼式三相异步电动机结构
鼠笼式三相异步电动机结构一、引言鼠笼式三相异步电动机是一种常见的工业用电动机,其结构简单、可靠性高、维护方便,广泛应用于各个领域。
它采用了一种特殊的转子结构,使得电动机能够在三相交流电源的激励下产生旋转磁场,从而实现机械能的转换。
二、鼠笼转子的结构鼠笼式三相异步电动机的转子由许多平行排列的导体棒组成,这些导体棒通常是铜或铝制成。
导体棒的两端通过两个短路环连接起来,形成了一个类似于鼠笼的结构,因此被称为鼠笼转子。
这种结构简单、坚固,能够承受高电流和高转速的工作条件。
三、定子的结构鼠笼式三相异步电动机的定子由三个相互平衡的线圈组成,每个线圈都被均匀地分布在定子的周围。
这三个线圈分别连接到三相交流电源上,通过电流的流动产生旋转磁场。
定子的结构通常采用铁芯绕组,以提高磁场的强度和稳定性。
四、工作原理当三相交流电源通电时,定子中的电流会产生一个旋转磁场,这个磁场的方向和大小随着电源电压和频率的变化而变化。
而鼠笼转子中的导体棒处于这个旋转磁场中,由于导体棒本身的电阻,导体棒中会产生感应电流。
这些感应电流在导体棒中形成了一个与旋转磁场方向相反的磁场,产生了一个电磁力,使得转子开始旋转。
由于导体棒是短路的,感应电流会在导体棒之间形成环流,使得转子继续旋转。
这样,电动机就完成了能量的转换,将电能转化为机械能。
五、优点和应用鼠笼式三相异步电动机具有结构简单、可靠性高、维护方便等优点,因此被广泛应用于各个领域。
它常用于电动机驱动的机械设备,如风机、泵、压缩机等。
由于其可靠性高,即使在恶劣的工作环境下,也能够正常工作。
此外,鼠笼式三相异步电动机的启动电流较小,能够节约能源,降低电网负荷。
六、总结鼠笼式三相异步电动机是一种结构简单、可靠性高的电动机。
其通过鼠笼转子的特殊结构,利用定子中的旋转磁场产生感应电流,从而将电能转化为机械能。
由于其优点和应用广泛,鼠笼式三相异步电动机在各个领域都有着重要的地位。
我们在日常生活和工业生产中都能够看到它的身影,为我们的生活和工作提供了便利。
三相鼠笼式异步电机工作原理
三相鼠笼式异步电机工作原理三相鼠笼式异步电机是目前工业和民用领域使用最为广泛的电机之一。
它适用于各种功率等级,广泛应用于机器制造、电力、交通、建筑、矿山等各个领域。
本文将介绍三相鼠笼式异步电机的工作原理。
一、三相鼠笼式异步电机基本构造三相鼠笼式异步电机的基本构造由固定部分和旋转部分组成。
其固定部分又称为定子,由铁心、绕组和端盖等组成;旋转部分又称为转子,由铁心和根据不同型号而有所不同的铝或铜向外突出的鼠笼形导条所组成。
转子可分为两类,一类是短路转子(又称鼠笼转子),另一类是抽象极转子。
二、三相鼠笼式异步电机工作原理三相鼠笼式异步电机是一种交流电动机,其工作原理是依据异步电动机的运行原理。
异步电动机的运行是通过定子上交变电磁场与转子中感应电动势作用产生的扭矩来实现的。
1. 定子产生旋转磁场三相交流电压AC在定子上的三个绕组(也称为初始绕组)间轮流通电,分别形成三个简单的旋转磁场,这三个旋转磁场相互距离相等,夹角为120度,并沿着定子的纵轴线旋转。
这个旋转磁场是由定数上的电流所产生的,定子上的电流也是由交流电压所引起的。
2. 转子中产生感应电动势由于变化的磁场,在转子中感应出一电流。
这不仅有能量损失,也会导致电机损耗。
这时电动磁通的作用在转子中生成感应电流,而感应电流在旋转磁场的作用下将受到些方向和大小变化的力的作用,使它绕着定子的纵轴线旋转。
3. 定子和转子的同步速度不同定子两个极间的电磁场总是与转子上的导条彼此交错。
当变化的磁场转动时,导条内的电流也会随之偏转。
由于旋转磁场的旋转速度不同于转子的旋转速度,导致在转子中形成了电流的旋转磁场,与定子电磁场方向相对。
在理论上,如果转子的旋转速度与电磁场的旋转速度相同,那么就可以获得最大扭矩。
4. 转子受到的力和扭矩在实际情况中,转子的旋转速度比电磁场的旋转速度稍慢一些,导致效率稍微降低。
由于定子和转子之间的磁场之间的相对滞后,产生了导电节团中的电流旋转磁场,电机的转动根据力矩计算,可得到最大扭矩的产生时刻,此时转子的旋转速度与电磁场的旋转速度相同。
毕业设计 三相鼠笼式异步电动机的起动PLC控制
毕业设计三相鼠笼式异步电动机的起动PLC控制网络教育学院专科生毕业论文(设计)题目:三相鼠笼式异步电动机的起动PLC控制目录内容摘要 .....................................................................错误!未定义书签。
第一章引言 (4)第二章可编程控制器的介绍 (5)2.1 可编程控制器的产生 (5)2.2 可编程控制器的发展 (7)2.3 可编程控制器的用途 (8)2.4 可编程控制器的性能特点 (9)2.5 PLC的工作原理 (11)2.6 PLC的编程语言 (12)2.7 PLC的接入方式 (12)2.8 PLC编程 (13)第三章可编程控制器的基本指令介绍 (16)第四章程序设计 (17)结束语 (21)参考文献 (22)内容摘要本文是根据三菱FX系列PLC的特点,分析了三相异步电动机的星一三角形”降压启动工作原理及硬件配置,介绍了采用PLC进行继电器控制系统改造的基本方法,结合实际应用总结PLC应用系统设计的一般步骤。
分析了PLC在三相异步电动机的星一三角形”降压启动控制中的应用,并从梯形图语言、指令表语言以及电气原理图三个方面加以说明。
关键词:PLC;星一三角形”降压启动;继电器控制系统;三相异步电机;梯形图语言;指令表语言;电气原理图第一章引言可编程序控制器(PLC,Programmable IJo画c Controller)是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作控制系统。
它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算,它以顺序控制为主,回路调节为辅.能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。
PLC 的生产厂家和型号、种类繁多.不同型号自成体系,有不同的程序语言和使用方法.本文采用三菱FX系列PLC为例,分析PLC在三相异步电机星一三角形”降压启动控制中的应用.第二章可编程控制器的介绍2.1可编程控制器的产生早期工业控制中采用的继电器控制系统属于固定接线的逻辑控制系统,控制系统的结构随功能的不同而不一样。
三相鼠笼式异步电动机的结构图解_New
三相鼠笼式异步电动机的结构图解————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:三相鼠笼式异步电动机的结构图解异步电动机的主要结构是由定子和转子两部分组成,定、转子中间是空气隙。
此外,还有端盖、轴承、机座等部件,图1是三相鼠笼式异步电动机的结构图。
图1 三相鼠笼式异步电动机的结构图1.定子定子是异步电动机固定不动的部分。
由机座、定子铁芯和定子绕组组成。
机座是电动机的外壳,起着支撑电机的作用,通常用铸铁铸成。
大机座也有用钢板拼焊起来的。
定子铁芯是电动机磁路的一部分,装在机座内部。
它是一个中空圆柱体,外壁与机座配合,内壁开槽,槽内放定子绕组。
为了减少铁芯中的损耗,定子铁芯用0.5mm厚的硅钢片叠成。
三相异步电机的定子绕组并不是都按星形接法联接,只有在大容量高电压时,才按星形接法联接。
一般中、小容量低电压的异步电机,通常把三相绕组的六根线头引出来,在外面根据需要把它接成三角形或星形接法。
这样,既可以使电机适用于两种不同等级的电源电压,例如星形接法用于380V电源;三角接法就可以用于220V电源上,又能满足起动的要求,即设计成在三角接法时,用于380V电源,起动时,改成星形接法,达到降压起动的目的。
定子绕组用绝缘的铜导线绕成,嵌在定子槽内,绕组与槽壁间用绝缘材料隔开。
2.气隙异步电机的气隙比同容量直流电机的气隙要小得多,在中、小型异步电机中,一般为0.2~1.0mm。
这是因为异步电机的励磁电流是由电网供给的,气隙大时,励磁电流也就大,从而降低了电机的功率因数。
为了提高功率因数,应尽量把气隙做得小些。
但是气隙过小时,将使装配困难,运行不可靠,高次谐波磁场增强,从而使附加损耗增加。
3.转子电动机的转子是由转子铁芯、转子绕组和转轴组成的。
转子铁芯也是磁路的一部分,一般由硅钢片叠成,铁芯固定在转轴上。
转子绕组如果是绕线式的,它可以联成星形或三角形。
三相鼠笼式异步电动机实验报告
三相鼠笼式异步电动机实验报告一、实验目的1、熟悉三相鼠笼式异步电动机的结构和工作原理。
2、掌握三相鼠笼式异步电动机的启动、调速和反转方法。
3、学会使用相关仪器仪表测量三相鼠笼式异步电动机的各项参数。
4、通过实验数据的分析,加深对三相鼠笼式异步电动机运行特性的理解。
二、实验设备1、三相鼠笼式异步电动机一台2、交流电压表、交流电流表、功率表各一块3、三相调压器一台4、电机导轨及测速发电机5、示波器一台三、实验原理三相鼠笼式异步电动机的工作原理基于电磁感应定律。
当定子绕组通以三相交流电时,会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场切割转子导体,在转子导体中产生感应电动势和感应电流。
由于转子电流与旋转磁场相互作用,从而产生电磁转矩,使转子转动起来。
异步电动机的转速与旋转磁场的转速(同步转速)存在差异,其转差率 s 表示为:\s =\frac{n_0 n}{n_0}\其中,\(n_0\)为同步转速,\(n\)为电动机的转速。
四、实验内容及步骤1、测量定子绕组的直流电阻用万用表测量电动机定子绕组的电阻,每相测量三次,取平均值。
2、空载实验按图连接好电路,将调压器输出电压调至零位。
合上电源开关,逐渐升高电压,使电动机空载运行,观察电动机的运转情况。
当电动机转速稳定后,记录此时的电压、电流和功率。
逐步降低电压,直至电动机停止运转,记录相关数据。
3、短路实验将电动机转子堵住,不使其转动。
合上电源,逐渐升高电压,使定子电流达到额定值附近,记录此时的电压、电流和功率。
4、负载实验在电动机轴上安装带轮,通过皮带与测功机相连。
调节调压器,使电动机在额定电压下运行,逐渐增加负载,记录不同负载下的电压、电流、功率和转速。
5、调速实验改变电源电压,观察电动机转速的变化。
接入串电阻调速电路,观察转速的变化。
6、反转实验调换三相电源的任意两相,观察电动机的转向变化。
五、实验数据记录与处理1、定子绕组直流电阻定子绕组 A 相电阻:_____Ω定子绕组 B 相电阻:_____Ω定子绕组 C 相电阻:_____Ω2、空载实验电压(V):_____、_____、_____ 电流(A):_____、_____、_____ 功率(W):_____、_____、_____3、短路实验电压(V):_____ 电流(A):_____ 功率(W):_____4、负载实验负载(N·m):_____、_____、_____ 电压(V):_____、_____、_____ 电流(A):_____、_____、_____ 功率(W):_____、_____、_____ 转速(r/min):_____、_____、_____5、调速实验电源电压降低时,转速(r/min):_____、_____、_____接入串电阻调速时,转速(r/min):_____、_____、_____6、反转实验调换电源相序前,电动机转向:_____调换电源相序后,电动机转向:_____根据实验数据,绘制相关曲线,如空载特性曲线、短路特性曲线、负载特性曲线等,以便更直观地分析电动机的性能。
三相鼠笼异步电动机
能调速,进一步提高能效。
智能化控制技术
传感器技术应用
利用传感器实时监测电机 的运行状态和参数,为控 制算法提供准确的数据支 持。
控制算法优化
研究和发展先进的控制算 法,如矢量控制、直接转 矩控制等,提高电机的动 态响应和稳态性能。
网络化与远程监控
实现电机与上位机的通讯, 通过远程监控和诊断系统, 实时监测电机的运行状态 和故障预警。
改变极对数调速
通过改变电动机定子绕组的极对数来改变同步转速,实现调速。
变频调速
01
变频器的工作原理
变频器通过改变电源的频率来改变电动机的转速,从而实现调速。
02
变频器的种类
按照工作原理可分为交-直-交变频器和交-交变频器,按照输出电压的
调制方式可分为脉冲宽度调制(PWM)和脉频调制(PFM)。
03
应用领域
工业领域
广泛应用于各种类型的 机械装置,如压缩机、 泵、风机、传送带等。
农业领域
建筑领域
其他领域
用于农业机械,如拖拉 机、灌溉设备等。
用于电梯、电动工具等。
如家电、办公设备等。
02
三相鼠笼异步电动机的 启动与调速
启动方式
01
02
03
直接启动
直接将电动机的定子绕组 接入额定电压的电源,是 最简单、最经济的启动方 式。
工作原理
三相鼠笼异步电动机利用三相交流电 产生旋转磁场,该磁场与转子中的电 流相互作用,使转子转动。转子中的 电流是由磁场旋转产生的感应电流。
结构与特点
结构
三相鼠笼异步电动机主要由定子 、转子和机座组成。定子包括铁 心和三相绕组,转子包括鼠笼导 条和两端环。
特点
结构简单、运行可靠、维护方便 、价格低廉、启动性能好、过载 能力强等。
三相鼠笼式异步电动机电磁计算及其优化
三相鼠笼式异步电动机电磁计算及其优化引言三相鼠笼式异步电动机是一种常见的工业电机,广泛应用于各个行业中。
在电磁计算和优化方面,对三相鼠笼式异步电动机的性能进行分析和优化有助于提高其工作效率和降低能源消耗。
本文将介绍三相鼠笼式异步电动机的电磁计算方法,并讨论其优化策略。
电动机的电磁计算磁路计算在进行电动机的电磁计算之前,首先需要进行磁路计算。
磁路计算主要包括确定电机的磁路参数和磁路中的磁通分布。
通过磁路计算,可以得到电机的磁路阻抗和磁通链路。
定子电磁计算定子电磁计算主要包括定子绕组的计算和定子铁心的计算。
定子绕组的计算是根据电机的设计参数和电机的功率因数来确定绕组的匝数和截面积。
定子铁心的计算是通过磁路计算得到的磁通分布来确定定子铁心的形状和尺寸。
转子电磁计算转子电磁计算主要包括转子导体的计算和转子铁心的计算。
转子导体的计算是根据电机的设计参数和电机的功率因数来确定导体的形状和尺寸。
转子铁心的计算是通过磁路计算得到的磁通分布来确定转子铁心的形状和尺寸。
励磁计算励磁计算主要是计算电机的励磁特性,包括定子励磁电流和转子励磁电流。
通过励磁计算,可以得到电机的励磁电流和励磁特性曲线。
电动机的优化策略材料优化优化电动机的材料可以降低电机的能量损耗和提高电机的效率。
通过选择合适的材料,可以减少电机的磁路阻抗和铜损耗,从而提高电机的效率。
结构优化结构优化主要是通过改变电机的结构来提高电机的性能。
通过优化电机的定子绕组和转子导体的形状和尺寸,可以减少电机的铜损耗和焦耳损耗,从而提高电机的效率。
控制优化控制优化主要是通过改变电机的控制策略来提高电机的性能。
通过优化电机的启动、运行和停止过程,可以降低电机的能量损耗和提高电机的效率。
结论通过电磁计算和优化策略,可以提高三相鼠笼式异步电动机的工作效率和节能性能。
在电磁计算方面,磁路计算、定子电磁计算、转子电磁计算和励磁计算是关键步骤。
在优化策略方面,材料优化、结构优化和控制优化可以显著提高电动机的性能。
三相鼠笼异步电动机实验报告
三相鼠笼异步电动机实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对三相鼠笼异步电动机的实验研究,掌握其结构和工作原理,以及探究其性能特点和调速性能。
二、实验原理。
三相鼠笼异步电动机是一种常用的交流电动机,其结构简单、可靠性高,广泛应用于各种工业领域。
其工作原理是利用三相交流电源产生的旋转磁场,感应导体内产生感应电动势,从而驱动转子转动。
三、实验内容。
1. 实验仪器和设备,三相鼠笼异步电动机、电动机控制器、电源、测功仪、转速测量仪等。
2. 实验步骤:a. 连接电源和控制器,启动电动机;b. 测量电动机的空载电流、空载功率因数和空载功率;c. 通过调节控制器,改变电动机的负载,测量不同负载下的电流、功率因数和功率;d. 测量电动机在不同负载下的转速,并绘制转速-负载特性曲线。
四、实验结果与分析。
1. 实验结果:a. 在空载状态下,电动机的电流为3A,功率因数为0.85,功率为1kW;b. 随着负载的增加,电动机的电流和功率呈线性增加,功率因数略有下降;c. 转速-负载特性曲线呈现出负载增加时转速下降的趋势。
2. 实验分析:通过实验数据分析,可以得出三相鼠笼异步电动机在不同负载下的性能特点,随着负载增加,电流和功率呈线性增加,功率因数略有下降,转速下降。
这说明电动机在不同负载下的工作状态具有一定的稳定性和可调节性。
五、实验结论。
本实验通过对三相鼠笼异步电动机的实验研究,掌握了其结构和工作原理,以及探究了其性能特点和调速性能。
实验结果表明,电动机在不同负载下的工作状态具有一定的稳定性和可调节性,具有较好的工程应用价值。
六、实验总结。
通过本次实验,我们对三相鼠笼异步电动机有了更深入的了解,掌握了其基本原理和性能特点。
同时,也进一步加强了对电动机调速性能的认识,为今后的工程实践提供了重要的参考依据。
七、参考文献。
[1] 《电机与拖动》(第3版),刘文彬,机械工业出版社,2009年。
[2] 《电气传动控制基础》,王大明,清华大学出版社,2012年。
三相鼠笼异步电动机实验指导
实验三三相鼠笼异步电动机实验【实验名称】三相鼠笼异步电动机实验【实验目的】1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。
2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数【预习要点】1.异步电动机的工作特性指哪些特性?2.异步电动机的等效电路有哪些参数?其物理意义是什么?3.工作特性和参数的测定方法。
【实验项目】1.测量定子绕组的冷态电阻。
2.判定定子绕组的首末端3.测取三相异步电动机的运行特性【实验设备及仪器】【实验方法及步骤】1.测量定子绕组的冷态直流电阻。
准备:将电机在室内放置一段时间,用温度计测量电机绕组端部或铁芯的温度。
当所测温度与冷动介质温度之差不超过2K 时,即为实际冷态。
记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻,此阻值即为冷态直流电阻。
(这里默认室温20℃即为实际冷态)测量线路如图3-1。
其中:1S ,2S :双掷开关,位于NMEL-05R :四只900Ω和900Ω联(NMEL-03)。
A 、V 表,或采用NMEL-06屏上。
量程的选择:为50mA 时电压约为2.5伏,所以直流电压表量程用20V 档,实验开始前,合上开关1S ,断开开关2S ,调节电阻R 至最大(3600Ω)。
分别合上绿色“闭合”按钮开关和220V 直流可调电源的船形开关,按下复位按钮,调节直流可调电源及可调电阻R ,使试验电机电流不超过电机额定电流的10%,以防止因试验电流过大而引起绕组的温度上升,读取电流值,再接通开关2S 读取电压值。
读完后,先打开开关S2,再打开开关S1。
调节R 使A 表分别为50mA ,40mA ,30mA 测取三次,取其平均值,测量定子三相绕组的电阻值,记录于表3-1中。
表3-1 室温℃绕组I 绕组Ⅱ绕组ⅢI(mA)U(V)R(Ω)注意事项:(1)在测量时,电动机的转子须静止不动。
(2)测量通电时间不应超过1分钟。
2.判定定子绕组的首未端先用万用表测出各相绕组的两个线端,将其中的任意二相绕组串联,如图3-2所示。
三相鼠笼式异步电动机实验报告
三相鼠笼式异步电动机实验报告三相鼠笼式异步电动机实验报告引言:电动机是现代工业中不可或缺的设备之一,而异步电动机作为最常见的一种电动机类型,广泛应用于各个领域。
本次实验旨在通过对三相鼠笼式异步电动机的实验研究,深入了解其原理和性能特点。
一、实验目的本次实验的主要目的有三个方面:1.了解三相鼠笼式异步电动机的基本原理和结构;2.掌握电动机的运行特性和性能参数的测量方法;3.通过实验验证电动机的运行特性与理论分析的一致性。
二、实验原理1.三相鼠笼式异步电动机的结构和工作原理三相鼠笼式异步电动机是由定子和转子两部分组成。
定子上的三相绕组通过外接三相交流电源形成旋转磁场,转子上的鼠笼导体受到磁场的作用而感应出电动势,从而产生转矩,使电动机转动。
2.电动机的运行特性和性能参数电动机的运行特性主要包括转速-负载特性、转矩-负载特性和效率-负载特性。
性能参数包括额定功率、额定转速、额定电压、额定电流、功率因数和效率等。
三、实验步骤1.准备工作将三相鼠笼式异步电动机与电源连接,确保电源电压和频率与电动机额定电压和频率一致。
2.测量电动机的空载特性将电动机启动,使其处于空载状态,通过电流表和电压表测量电动机的电流和电压,计算出功率因数。
3.测量电动机的负载特性逐步增加负载,测量电动机在不同负载下的电流、电压和功率因数,并计算出转速和转矩。
4.计算电动机的效率根据测量结果,计算出电动机在不同负载下的效率,并绘制效率-负载特性曲线。
四、实验结果与分析通过实验测得的数据,我们可以得出以下结论:1.电动机的空载电流较小,功率因数较低;2.随着负载的增加,电动机的电流和功率因数逐渐增大,转速和转矩逐渐降低;3.电动机的效率在额定负载附近最高,随着负载的增加和减小而降低。
五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了三相鼠笼式异步电动机的原理和性能特点。
实验结果与理论分析基本一致,验证了电动机的运行特性与理论模型的一致性。
同时,我们也发现了电动机在不同负载下的效率变化规律,为电动机的选型和应用提供了参考。
实验一三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制线路(精)
杭州职业技术学院《电器控制与PLC》实验报告机电工程系电气教研室2005年4月实验一三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制线路一、实验内容继电接触控制系统对中小功率笼式异步机进行直接起动,其控制线路由继电器、接触器、按钮等有触头电器组成。
某些生产机械在安装或维修后常常需要所谓“点动”控制。
除点动外,电机更多地工作于连续工作状态。
1、本次实验的内容:1)、三相鼠笼式异步电机点动控制线路2)、三相鼠笼式异步电机单方向连续旋转控制线路3)、三相鼠笼式异步电机点动及单方向连续旋转复合控制线路2、实验原理图1)三相鼠笼式异步电机点动控制线路的原理图2)三相鼠笼式异步电机单方向连续工作控制线路的原理图3)三相鼠笼式异步电机点动及单方向连续工作复合控制线路的原理图二、实验目的1、熟悉三相鼠笼式异步电机单方向起动停止和点动控制线路中各电器元件的使用方法及其在线路中所起的作用。
2、掌握三相鼠笼式异步电机单方向起动停止和点动控制线路的工作原理、接线方法、调试及故障排除技能。
三、实验步骤1)、三相鼠笼式异步电机点动控制2)、三相鼠笼式异步电机单方向连续旋转控制3)、三相鼠笼式异步电机点动及单方向连续旋转复合控制四、思考题1、在单向连续工作控制线路中,若自锁常开触头错接成常闭触头,会发生什么现象?2、在点动及单向连续工作复合控制线路中,说明按下按钮SB3时电机为何是点动工作?3、实验线路中是如何实现短路保护、过载保护、欠压保护与失压保护的?实验二三相鼠笼式异步电动机可逆旋转控制线路一、实验内容在生产实践中,常常需要生产机械的运动部件能在一定范围内自动往复运动,此时往往要求电动机能正转、反转可逆运行。
1、本次实验的内容:三相鼠笼式异步机“正←→反”可逆控制线路2、实验原理图三相鼠笼式异步电机“正←→反”可逆控制线路的原理图二、实验目的1、掌握三相笼式异步机可逆运行控制线路的工作原理、接线方式及操作方法。
2、掌握机械及电气互锁的连接方法及其在控制线路中所起的作用。
三相鼠笼式异步电动机的电磁设计论文
密级:NANCHANG UNIVERSITY学士学位论文THESIS OF BACHELOR(2007—2011年)题目: 三相鼠笼型异步电机设计(Y100L-2 3KW)英文题目: Design of three phases squirrel-cage asynchronous motor (Y100L-2 3kW)学院: 系别: 工程技术系专业: 电气工程及其自动化班级: 7电气本学生姓名:学号:指导老师:起讫日期: 2011年2月1日-2011年5月10日目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章三相异步电动机原理 (4)1.1三相异步电动机的额定数据与技术指标 (4)1.1.1三相异步电动机的名牌额定数据 (4)1.1.2.三相异步电动机的主要技术经济指标 (5)1.2三相异步电动机的工作原理 (5)1.3三相异步电动机的功率关系 (6)1.4三相异步电动机的机械特性和工作特性 (7)1.4.1三相异步电动机的机械特性 (7)1.4.2.三相异步电动机的工作特性 (8)第2章电机设计理论 (9)2.1电机设计的概况 (9)2.2电磁设计 (9)第3章毕业设计要求及结果分析 (12)3.1手算程序 (12)附录1 (13)附表3.1三相异步电动机Y100M-23KW手算步骤与结果 (13)1 3.2优化方案 (30)总结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录3.CAD图 (37)Y100L-2 3kW三相鼠笼式异步电动机的电磁设计摘要本文介绍了异步电机的特征、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额定数据、技术要求、工作原理、功率平衡关系、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。
「三相鼠笼式异步电动机设计实例」
「三相鼠笼式异步电动机设计实例」鼠笼式异步电动机是一种常见的三相感应电动机,由于其结构简单、耐久可靠、成本较低等特点,在工业领域得到了广泛应用。
本文将以三相鼠笼式异步电动机的设计实例为主题,详细介绍其设计原理和步骤。
首先,我们需要确定设计的目标和参数。
假设我们要设计一台额定功率为20kW、三相380V、50Hz的鼠笼式异步电动机。
根据这些参数,我们可以开始设计。
第一步是确定定子绕组的电气参数。
根据所给的电压和功率,可以计算出对应的电流值。
假设我们要求电流密度为6 A/mm²,根据功率和电压得到额定电流值为40 A,根据定子槽数的设计要求,可以计算出定子绕组的导体截面积。
第二步是计算定子槽数和转子槽数。
一般来说,定子槽数和转子槽数的比值在2.5~3之间。
根据这个比值,我们可以计算出定子和转子的槽数。
第三步是确定空载电流和满载电流的比值。
一般来说,空载电流和满载电流的比值范围为1.4~1.8、根据给定的功率和额定电流值,可以计算出空载电流和满载电流。
第四步是确定磁链密度和定子绕组的电磁参数。
磁链密度是电机设计中的一个重要参数,它会影响电机的输出功率、效率和性能。
根据给定的功率和电压,可以计算出磁链密度。
然后,根据导体截面积和定子槽数,可以计算出定子绕组的电阻、电感和导纳。
第五步是确定转子电阻和转子槽数。
转子电阻是电机设计中的另一个重要参数,它会影响电机的起动性能和负载特性。
根据给定的功率和电压,可以计算出转子电阻。
然后,根据转子电阻和转子槽数,可以计算出转子的电感和电纳。
第六步是根据电磁参数,计算出电机的等效电路参数。
这些参数包括定子和转子的电阻、电感和导纳。
通过电机的等效电路参数可以进行电机的性能分析和计算。
第七步是进行电机的磁路设计。
根据所给的电压和功率,可以计算出磁路的长度、磁链密度和磁通。
根据磁路的长度和磁链密度,可以确定磁路的尺寸和磁通。
第八步是进行电机的槽设计。
根据定子和转子的槽数,可以确定槽的尺寸和形状。
三相鼠笼异步电动机的设计毕业设计
三相鼠笼异步电动机的设计毕业设计目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (1)第1章概述 (2)1.1我国电机制造工业发展近况与发展趋势 (2)1.2电机的分类 (2)1.3三相异步电动机的结构和用途 (3)1.3.1异步电动机结构 (3)1.3.2异步电动机用途 (4)1.4三相异步电动机的基本工作原理和运行特性 (5)1.4.1 基本工作原理 (5)1.4.2三相异步电动机的工作特性 (5)1.5三相异步电动机的起动与调速 (6)1.5.1三相异步电动机的起动 (6)1.5.2三相异步电动机的调速 (7)1.6感应电动机的主要性能指标和额定参数 (8)1.7电机节能 (8)第2章三相鼠笼式异步电动机的设计方法 (10)2.1电磁负荷的选择与匹配 (10)2.1.1电磁负荷对电机性能和经济性的影响 (10)2.1.2 电磁负荷的选择 (10)2.1.3 电荷负荷的匹配 (11)2.2主要尺寸、气隙长度的选取及绕组型式的选择 (11)2.2.1主要尺寸的选择 (11)2.2.2 气隙长度的选取及确定 (12)2.2.3铁心尺寸 (12)2.2.4定子绕组形式和节距的选择 (13)2.3笼型转子的尺寸设计 (14)2.3.1 转子槽数选择及定转子槽配合问题 (14)2.3.2 转子槽形的选择和槽形尺寸的确定 (15)第3章三相鼠笼式电动机电磁设计与方案调整 (17)3.1鼠笼式电动机电磁方案的设计 (17)3.2电机调整方案 (37)3.3方案结果分析 (40)3.4提高电机工作性能的一些措施 (41)第4章计算机辅助工具在电机设计的应用 (43)结束语 (45)致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献. (45)Y802-4 0.75 kW三相鼠笼式异步电动机设计摘要本文介绍了Y系列三相鼠笼异步电动机的设计方法,文章首先从异步电机的基本理论及工作特性着手,简单介绍了异步电机的发展近况、基本特性、类型、结构、用途、技术指标、工作原理及运行特性等,为电机设计的做好必要的理论准备。
三相鼠笼式异步电动机设计实例(YLkW)
电机设计计算实例(三相感应电机)(一)额定数据及主要尺寸 1.输出功率2P 2P =15kw 2P =15kw2.外施相电压1U 1U =380V 1U =380V 3.功电流KW I113210U m P I KW⋅⋅==380310153⨯⨯=13.1579A KW I =13.1579A4.效率η' η'=0.89η'=.895.功率因数ϕ'cos ϕ'cos =0.81ϕ'cos =0.816.极数p p =6p =67.定子槽数1Q 1Q =54 1Q =54 转子槽数2Q 2Q =44 2Q =44 8.定子每极槽数p Q Q P 11==654=9 1P Q =9转子每极槽数p Q Q P 22==322644= 2P Q =3229.定转子冲片尺寸见图10.极距P τp D i P 1⋅=πτ=620514159.3⨯=107.3377 P τ=107.3377mm11.定子齿距1t111Q D t i ⋅=π=5420514159.3⨯=11.926411t =11.92641mm12.转子齿距2t 222Q D t ⋅=π=441.20414159.3⨯=14.57272t =14.5727mm13.节距y y =8y =814.转子斜槽宽SK b SK b =11.92641SK b 11.92641mm15.每槽导体数1Z 1Z =34 1Z =34 16.每相串联导体数1φZ11111a m Z Q Z ⋅⋅=φ=233454⨯⨯=3061φZ =306式中:1a =217.绕组线规(估算)8.107.5208189.01579.13cos 111111=⨯⨯='⋅'=''∆⋅'='⋅'ϕηKW I I a I S N式中:导线并绕根数·截面积'⋅'11S N查表 取'⋅'11S N =1⨯1.5'⋅'11S N=1⨯1.5定子电流初步估算值ϕη'⋅'='cos I I KW1=08189.01579.13⨯=18.252A'1I =18.252A定子电流密度'∆1 '∆1=5.07'∆1=5.0718.槽满率(1)槽面积22221R h h b R S S S S π+⎪⎭⎫ ⎝⎛-'+== ()28.314159.325.1825.58.322⨯+-+⨯=130.7573mm 2S S=130.7573mm 2(2)槽绝缘占面积7133.21)5.58.3)214159.3(25.18(35.0221=+⨯++⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+++'=S S i i b R R h C S π i S =21.7133mm(3)槽有效面积 i S e S S S -==130.7573-21.7133=109.044 mm 2e S =109.044 mm 2(4)槽满率7784.0044.10958.13412211=⨯⨯=⋅⋅=e f S d Z N Sf S =0.7784绝缘厚度i C i C =0.35mmi C =0.35mm导体绝缘后外径d d =1.58mm d =1.58mm槽契厚度h h =2mmh =2mm19.铁心长l铁心有效长 无径向通风道g l l eff 2+==200+2⨯0.45=200.9mmeff l =200.9mm净铁心长无径向通风道l K l Fe Fe ⋅==0.92⨯200=184mmFe l =184mm铁心压装系数Fe l Fe K =0.92Fe K =0.9220.绕组系数111p d dp K K K ⋅==0.956⨯0.9848=0.945 1dp K =0.945(1)分布系数2sin2sin 111αα⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=q q K d 查表取0.956 1d K =0.956式中:36354111=⨯=⋅=p m Q q 1q =33491.054614159.31=⨯==Q p πα(2)短距系数 ()9848.0)9098sin(90sin 1=⨯=⋅=o p K β1p K =0.9848式中:981==p Q y β98=β 21.每相有效串联导体数 1111dp dp K Z K Z ⋅=⋅φφ=306⨯0.945=289.171φZ =289.17(二)磁路计算22.每极磁通612.11069945.03065022.21051.35522.21081181=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=dp K Z f E φφ φ612.11069=式中: 111U E L ⎪⎭⎫ ⎝⎛'-=ε=0.935⨯380=355.311E =355.31V23.齿部截面积(1)定子111P Fe T T Q l b S ⋅⋅==6.58169⨯184⨯9=10899.281T S =10899.28(2)转子222P Fe T T Q l b S ⋅⋅==8.881⨯184⨯22/3=11983.432T S =11983.4324.轭部截面积(1)定子 Fe C C l h S ⋅'=11=20.66667⨯184=3802.6671C S =3802.667式中:定子轭部磁路计算高度'1C h 圆底槽:66667.208.331)8.38.05.18(2205290312111=⨯+++--=+--='Rh D D h S i C'1C h =20.66667(2)转子Fe C C l h S ⋅'=22=30.05⨯184=6449.22C S =6449.2转子轭部磁路计算高度'2C h 平底槽05.35322711.2043222222=--=---='K R i C d h D D h'2C h =35.05mm25.空气隙面积 eff p g l S ⋅=τ=107.3377⨯200.9=21564.14g S =21564.1426.波幅系数φφ平均最大=S F =1.459833S F =1.45983327.定子齿磁密482647.128.10899612.11069459833.111===T ST S F B φ1T B =1.48264728.转子齿磁密3485.152.11983612.11069459833.122===T ST S F B φ2T B =1.348529.定子轭磁密4555.1667.3802612.11069212111=⋅=⋅=C C S B φ 1C B =1.455530.转子轭磁密858216.02.6449612.11069212122=⋅=⋅=C C S B φ 2C B =0.85821631.空气隙磁密7493831.014.21564612.11069459833.1===g Sg S F B φg B =0.749383132.查附录Vl 得1T at 2T at 1C at 2C at33.齿部磁路计算长度 定子圆底槽2S 1S 1T h h h +='+R 31=18.5+31⨯3.8=19.76667 '1T h =19.76667转子平底槽212R R T h h h +='=12.5'2T h =12.5mm34.轭部磁路计算长度定子=⎪⎭⎫ ⎝⎛'-='ph D l C C 2111π()1266667.2029014159.3-=70.511'1C l =70.511mm转子502.2712)05.3570(14159.32222=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛'-='ph D l C i C π'2C l =27.50235.有效气隙长度21C C e K K g g ⋅⋅==0.45⨯1.287⨯1.0258=0.594e g =0.594式中: 定、转子卡氏系数1C K 、2C K()()287.15.3)5.375.045.04.4(92641.11)5.375.045.04.4(92641.1175.04.475.04.4221=-⨯+⨯⨯+⨯=-++=oo o C b b g t b g t K 1C K =1.287半闭口槽和半开口槽()()0258.11)175.045.04.4(5727.14)175.045.04.4(5727.1475.04.475.04.4222=-⨯+⨯⨯+⨯=-++=oo o C b b g t b g t K 2C K =1.0258式中: 齿距tt 1=11.92644mm t 2=14.5727mm槽口宽o bo b 1=3.5mm o b 2=1mm36.齿部所需安匝定子'⋅=1T 1T 1T h at AT =18.35322⨯1.976667=36.27821T AT =36.2782转子'⋅=2T 2T 2T h at AT=10.41563⨯1.25+25.99844⨯1.9 =62.416582T AT =62.4165837.轭部所需安匝定子'⋅⋅=1C 1C 11C l at C AT=0.3619942⨯15.93694⨯7.051125 =40.648491C AT =40.64849轭部磁路长度校正系数1C1C =0.3619942 1C =0.3619942转子'⋅⋅=2C 2C 22C l at C AT=0.7⨯2.806553⨯2.7502 =5.4032C AT =5.403校正系数2C 2C =0.72C =0.7 38.空气隙所需安匝e g g g B AT ⋅=8.0=0.8⨯749.383⨯0.594=356.11g AT =356.1139.饱和系数2771.111.35611.35641658.622782.3621=++=++=ggT T T AT AT AT AT FT F =1.277140.总安匝g C C T T AT AT AT AT AT AT ++++=2121=36.2782+62.41658+356.11+40.67849+5.403 =500.886AT =500.86641.满载磁化电流11122.2dp m K Z m p AT I φ⋅⋅==945.030636886.50022.2⨯⨯⨯⨯=7.69m I =7.69A42.满载磁化电流标么值KW m m I I i ==1579.1369.7=0.58444 m i =0.5844443.激磁电抗m m i x 1==58444.01=1.711 m x =1.71(三)参数计算 44.线圈平均半匝长(估算)双层线圈 S B Z C L l 2+==240+2⨯61.655 =Z l 363.31 式中: ()12d l L B +=直线部分长=240+2⨯20=240B L =240mmατcos 2YS C ==655.618666.028606.106=⨯S C =61.655()[]βπτpR h h h D S S SO i Y ++++=2112866.106986)8.38.173205(14157.3=⨯+++=Y τ=106.866mm式中: d1=20mmd1=20mm 8666.0499.01sin 1cos 22=-=-=αα111222sin T S S b R b Rb +++=α499.0576.628.325.58.325.5=⨯+⨯+⨯+=45.双层线圈端部轴向投影长 αsin ⋅=S d C f =61.655⨯0.499=30.7658=d f 30.7658mm47.漏抗系数()52121121063.2⋅⋅⋅⋅=U p K Z l P f C dp eff x φ=03825.0103806)945.0306(09.20155063.2522=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯48.定子槽单位漏磁导11111L L U U S K K λλλ⋅+⋅==0.3842⨯0.91667+0.9375⨯1.237789 =1.52161S λ=1.5216式中: =1U K 0.916667 =1U K 0.916667=1L K 0.9375 =1L K 0.9375=1U λ0.3842 =1U λ0.384249.定子槽漏抗x dp eff S S C Q K l p m l x 1211111⋅⋅⋅⋅⋅=λ=Cx 54945.09.2005126.1632002⨯⨯⨯⨯⨯=0.5620x C1S x =0.5620x C式中:无径向通风道时l l =1=200mm1l =200mm 50.定子谐波漏抗x Tdp e pd C F K S gm x ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅=∑21211πτ =277.1945.010026714.1594.014159.33377.1073222⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯- =0.4945x C1d x=0.4945x C式中: 210026714.1-⨯=∑S51.定子端部漏抗()x effd e C l f d x 5.02.111+==()Cx 9.2007658.305.0202.1⨯+1e x =0.2113x C=0.2113x C52.定子漏抗1111e d S x x x x ++==(0.562+0.4945+0.2113) x C =1.2678x C =0.0484931x =0.04849353.转子槽单位漏磁导 222L U S λλλ+==0.5+3.341641=3.841641 2S λ=3.841641 式中: =2U λ0.5=2U λ0.5=2L λ 3.341641 =2L λ 3.34164154.转子槽漏抗x eff S S C Q l p m l x 22122⋅⋅⋅⋅=λ=Cx 449.200841641.363200⨯⨯⨯⨯=1.56454x C2S x=1.56454x C55.x T e 2p 12d C F R gm x ∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅=πτ =Cx 277.10153888.0594.014159.33377.10732⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯ =0.6619x C2d x =0.6619x C式中:∑=R 0.01538856.转子端部漏抗x Reff 2e C p D l 757.0x ⋅==Cx 9.200156757.0⨯ =0.098x C2e x =0.098x C=R D 156mm57.转子斜槽漏抗2d 22SKSK x tb 5.0x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Cx 6619.05727.1492641.115.02⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛==0.2216x CSK x =0.2216x C58.转子漏抗SK e d S x x x x x +++=2222 2x =0.0974=(1.56454+0.6619+0.098+0.2216) x C =0.097459.总漏抗 21x x x +==0.048493+0.0974=0.1459x =0.1459 60.定子相电阻100N S a Z l R 1111z 1⋅⋅⋅⋅⋅=φρΩ68264.01001767.12306331.360217.0=⨯⨯⨯⨯⨯=1R Ω68264.0=61.定子相电阻标么值 1KW 11U I R r =023637.03801579.1368264.0=⨯= 1r 023637.0=62.有效材料51111Z Cu 10N S Q Z l C G -⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=γ=1.05⨯36.331⨯54⨯34⨯1.767⨯1⨯8.9⨯510- =11.015KgCu G =11.015Kg()321108.7-⋅⋅+⋅⋅=δD l K G Fe Fe=0.92⨯0.2⨯290⨯290⨯7.8⨯0.001 =120.7Kg式中: C=1.05γ=8.91S =1.7672mm 1S =1.7672mm式中: Fe K =0.92δ=0.5mmδ=0.5mm63.转子电阻导条电阻⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⋅=2Q S l K K R B B B B B ρ⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=447.1070434.02404.10858.25 =0.478B R =0.478Ω端环电阻⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅⋅⋅=R 2R R RSp D 2K R πρ ⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=4303614159.30434.06.1520858.25=0.06985R R =0.06985Ω式中:()4211110dp K Z m K φ=()0858.2510094530634=⨯=B K =1.04 B K =1.04 转子导条面积 B S =107.7 B S =107.7 端环截面积R S =430R S =430转子导条或端环地电阻系数B ρ=0.0434,R ρ=0.0434导条电阻标么值1U I R r KW BB ==0.4783801579.13=0.01655 B r =0.01655端环电阻标么值1U I R r KW RR ==0.069853801579.13=0.00242 R r =0.00242转子电阻标么值 R B r r r +=2=0.01655+0.00242=0.01897 2r =0.01897 64.满载电流有功部分η'=1P i =117585.189478.01= P i =1.11758565.满载电抗电流部分()()[]()()19266.0117585.11459.002834.11115785.11459.002834.112222=⨯⨯+⨯⨯=⋅⋅+⋅⋅=P m P m s i x K i x K isi =0.19266式中:11x i K m m ⋅+==1+0.048493⨯0.58444=1.02834m K =1.0283466.满载电流无功部分 x m R i i i +==0.19266+0.58444=0.7771 R i =0.777167.满载电势()1111x i r i R P L ⋅+⋅-=-ε=1-(1.117585⨯0.023637+0.7771⨯0.048493) =0.9359L ε-1=0.935968.空载电势1011x i m ⋅-=-ε=1-0.58444⨯0.02834=0.9716601ε-=0.9716669.空载定子齿磁密101011T L T B B εε--==9359.097166.0 =1.0382⨯1.482647=1.5392810T B =1.5392870.空载转子齿磁密202011T LT B B εε--==1.0382⨯1.3485=1.400020T B =1.400071.空载定子轭磁密101011C LC B B εε--==1.0382⨯1.4555=1.5111 10C B =1.511172.空载转子轭磁密202011C LC B B εε--==1.0382⨯0.858216=0.891 20C B =0.89173.空载气隙磁密g Lg B B εε--=1100=1.0382⨯.7493831=0.778 0g B =0.77874.空载定子齿安匝 '⋅=11010T T T h at AT =25⨯1.976667=49.42 10T AT =49.42 75.空载转子齿安匝'⋅=22020T T T h at AT=12.6⨯1.25+38.5⨯1.9=88.920T AT =88.976.空载定子轭安匝'⋅⋅=1C 10C 110C l at C AT=0.4⨯21.2⨯7.0511=59.797210C AT =59.797277.空载转子轭安匝'⋅⋅=2C 20C 220C l at C AT =0.7⨯2.4⨯2.7502=0.7⨯6.6=4.6220C AT =4.6278.空载空气隙安匝 0g e 0g B g 8.0AT ⋅==0.8⨯778⨯0.594=369.70g AT =369.779.空载总安匝0g 20C 10C 20T 10T 0AT AT AT AT AT AT ++++==49.42+88.9+59.7972+4.62+369.7 =572.43720AT =572.437280.空载磁化电流789.8945.0306364372.57222.2K Z m p AT 22.2I 1dp 1100m =⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=φ0m I 789.8= A81.定子电流标么值3612.1117585.17771.0i i i 222R 2P 1=+=+= 1i =1.3612定子电流实际值 k w 11I i I ⋅==1.3612⨯13.1579=17.911I =17.91A82.定子电流密度11111S N a I ⋅⋅=∆=767.11291.17⨯⨯=5.06761∆=5.067683.线负荷1i 1111D I Z m A ⋅⋅⋅=πφ529.2520514159.391.173063=⨯⨯⨯=1A 529.25=84.转子电流标么值2x 2P 2i i i +==13406.1117585.119266.022=+2i 13406.1=转子电流实际值21dp 11KW22Q K Z m I i I ⋅⋅⋅=ϕ44945.030631579.1313406.1⨯⨯⨯⨯==294.22I =294.2端环电流实际值pQ I I R ⋅=π227835.686614159.3442.294=⨯⨯=R I =7835.68685.转子电流密度 导条密度 7.1072.2942==∆B B S I =2.73166 B ∆=2.73166端环密度R R R S I =∆=4307.686=1.59698 R ∆=1.5969886.定子铝损耗 1211r i p Al ⋅==1.85286⨯0.023637=0.043796 1Al p =0.0437987.转子铝损耗321110⋅⋅=P p P Al Al =0.043796⨯15000=656.85W1Al P =656.85w. 2222r i p Al ⋅==1.286⨯0.01897=0.0244 2Al p =0.0244322210⋅⋅=P p P Al Al =0.0244⨯15000=366W2Al P =366w88.附加损耗3210⋅=P P P SS 参考实测值取0.01467S P =0.0146789.机械损耗3221065.5⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=D p P fw 参考实测值取130Wfw P =130w机械损耗标么值3210⋅=P P P fw fw =15000130=0.00867fw P =0.0086790.定子铁耗(1) 定子齿体积'⋅⋅=111T T T h S p V =6⨯10899.28⨯19.76667=12926551T V =1292655(2) 定子轭体积'⋅⋅=1112C C C h S p V =2⨯6⨯3802.667⨯70.511=32175671C V =3217567(3) 损耗系数 1T p 1C p(4)定子齿损耗 1T 1T 1T V p P ⋅==54.11663 1T P =54.11663(5)定子轭损耗 1C 1C 1C V p P ⋅==130.06641C P =130.0664(6)总铁耗1C 21T 1Fe P k P k P ⋅+⋅= =54.11663⨯2.5+130.0664⨯2Fe P =395.442w=395.442铁耗校正系数 1k =2.5 2k =2铁耗标么值32FeFe10P P P ⋅==15000442.395=0.02636 Fe P =0.0263691.总损耗标么值fw S Fe 2Al 1Al P P P P P P ++++=∑=0.00867+0.043796+0.0244+0.01467+0.02636 =0.117896∑P =0.11789692.输入功率 ∑+=P P 11=1.1178961P =1.11789693. 总损耗比∑∑=1P P p =117896.1117896.0=0.10546∑=10546.0p94.效率 ∑-=p 1η=1-0.10546=0.89454η=0.8945495.功率因数ηϕ⋅=11cos i =89454.03612.11⨯=0.82125ϕcos =0.8212596.转差率()008671.000361.001467.000867.002636.00244.010244.011122--++++=+++-++=fwS C T Fe Al Al P P P P P P P Sn =0.02298Sn =0.0229897.转速()p S f n n -=1120=6)02289.01(50120-⨯⨯=977r/minn =977r/min98.最大转矩()1478.0023637.0202298.01212211+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=x r r S T nM=2.8495M T =2.849599.起动电流假定值KW M st I T I ⋅=')5.3~5.2(=2.955⨯2.8495⨯13.1579=110.79'st I =110.79100.起动时漏磁路饱和引起漏抗变化地系数()Cst L g AT B β⋅=6.1=96578.045.06.1714.2718⨯⨯=3909.78 对应Kz=0.53L B =39.9.78()()0211211111707.0ε-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅+⋅'=Q Q K K K a Z I AT p d U st st()st AT =2718.714=110.79⨯17⨯0.70797166.044549848.0956.091557.02⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=2718.714215.264.0t t g C ++=β =0.64+2.55727.1492641.1145.0+=0.96578101.齿顶漏磁饱和引起定子齿顶宽度地减少()()Z S K b t C --=10111=(11.92641-3.5)(1-0.53) =3.961S C =3.96102.齿顶漏磁饱和引起转子齿顶宽度地减少()()Z 0222S K 1b t C --==(14.5727-1)(1-0.53) =6.3792S C =6.379103.起动时定子槽单位漏磁导()()111111L L U U U st S K K λλλλ⋅+∆-= =0.916667(0.3842-0.14815)+0.9375⨯1.237789 =1.3768()st S 1λ=1.3768式中:1U λ∆=0.14815104.起动时定子槽漏抗()()21496.05126.13768.11111⨯==S S st S st S x x λλ =0.51153Cx()st S x 1=0.51153Cx105.起动时定子谐波漏抗()11d Z st d x K x ⋅==0.53⨯0.4945Cx=0.262Cx()st d x 1=0.262Cx106.定子起动漏抗()()()1111e st d st S st x x x x ++==(0.51153+0.262+0.2113)Cx =0.03767()st x 1=0.03767107.考虑到挤流效应地转子导条相对高度2446.2134.4505.311987.01987.0=⨯⨯=⋅⋅=BR B Bb fb h ρξ ξ=21.2446式中:B hB h =31.5mmR Bb b RBb b =1B ρB ρ=4.34B ρ=4.34108.转子挤流效应系数~r r =2.106836 0~r r =2.106836~x x =0.25 0~x x =0.25 109.起动时转子槽单位漏磁导()()()st L st U st S 222λλλ+==0.06776+0.83541=0.90317()st S 2λ=0.90317式中:()222U U st U λλλ∆-==0.5-0.43224=0.06776()st U 2λ=0.067762U λ∆=0.43224 2U λ∆=0.43224()20~2L st L x x λλ⋅==0.25⨯3.341641=0.83541 ()st L 2λ=0.83541110.起动时转子槽漏抗()()Cxx x S S st S st S 11284.105984.0841641.373268.22222=⨯==λλ ()st S x 2=Cx 11284.1111.起动时转子谐波漏抗()22d Z st d x K x ⋅==0.53⨯0.6619Cx=0.3508Cx()st d x 2=0.3508Cx112.起动时转子斜槽漏抗()SK Z st SK x K x ⋅==0.53⨯0.2216Cx=0.11744Cx()st SK x =0.11744Cx113.转子起动漏抗()()()()st SK e st d st S st x x x x x +++=2222=(1.11284+0.3508+0.11744+0.098) ⨯0.03825 =0.064225()st x 2=0.064225114.起动总漏抗()()()st st st x x x 21+==0.064225+0.03767=0.101895()st x =0.101895115.转子起动电阻()RB B B B st r r l l l l l r rr +⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0~2019855.024040240200106836.2⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯==0.03761()st r 2=0.03761116.起动总电阻 ()()st st r r r 21+==0.023637+0.03761=0.061 ()st r =0.061 117.起动总阻抗()()()118758.0101895.0061.02222=+=+=st st st x r z()st z =0.118758118.起动电流()7959.110118758.01579.13===st KW st z I Ist I =110.79591861.691.177959.1101===I I i st st st i 6.1861119.起动转矩()()()()02298.010141.003761.0122-=-=n st st st S zr T=2.606st T =2.606。
三相鼠笼式异步电动机设计实例(Y-180L-6 15kW)
电机设计计算实例(三相感应电机)(一)额定数据及主要尺寸 1.输出功率2P 2P =15kw 2P =15kw2.外施相电压1U 1U =380V 1U =380V 3.功电流KW I113210U m P I KW⋅⋅==380310153⨯⨯=13.1579A KW I =13.1579A4.效率η' η'=0.89η'=.895.功率因数ϕ'cos ϕ'cos =0.81ϕ'cos =0.816.极数p p =6p =67.定子槽数1Q 1Q =54 1Q =54 转子槽数2Q 2Q =44 2Q =44 8.定子每极槽数p Q Q P 11==654=9 1P Q =9转子每极槽数p Q Q P 22==322644= 2P Q =3229.定转子冲片尺寸见图10.极距P τp D i P 1⋅=πτ=620514159.3⨯=107.3377 P τ=107.3377mm11.定子齿距1t111Q D t i ⋅=π=5420514159.3⨯=11.926411t =11.92641mm12.转子齿距2t 222Q D t ⋅=π=441.20414159.3⨯=14.57272t =14.5727mm13.节距y y =8y =814.转子斜槽宽SK b SK b =11.92641SK b 11.92641mm15.每槽导体数1Z 1Z =34 1Z =34 16.每相串联导体数1φZ11111a m Z Q Z ⋅⋅=φ=233454⨯⨯=3061φZ =306式中:1a =217.绕组线规(估算)8.107.5208189.01579.13cos 111111=⨯⨯='⋅'=''∆⋅'='⋅'ϕηKW I I a I S N式中:导线并绕根数·截面积'⋅'11S N查表 取'⋅'11S N =1⨯1.5'⋅'11S N=1⨯1.5定子电流初步估算值ϕη'⋅'='cos I I KW1=08189.01579.13⨯=18.252A'1I =18.252A定子电流密度'∆1 '∆1=5.07'∆1=5.0718.槽满率(1)槽面积22221R h h b R S S S S π+⎪⎭⎫ ⎝⎛-'+== ()28.314159.325.1825.58.322⨯+-+⨯=130.7573mm 2S S=130.7573mm 2(2)槽绝缘占面积7133.21)5.58.3)214159.3(25.18(35.0221=+⨯++⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+++'=S S i i b R R h C S π i S =21.7133mm(3)槽有效面积 i S e S S S -==130.7573-21.7133=109.044 mm 2e S =109.044 mm 2(4)槽满率7784.0044.10958.13412211=⨯⨯=⋅⋅=e f S d Z N Sf S =0.7784绝缘厚度i C i C =0.35mmi C =0.35mm导体绝缘后外径d d =1.58mm d =1.58mm槽契厚度h h =2mmh =2mm19.铁心长l铁心有效长 无径向通风道g l l eff 2+==200+2⨯0.45=200.9mmeff l =200.9mm净铁心长无径向通风道l K l Fe Fe ⋅==0.92⨯200=184mmFe l =184mm铁心压装系数Fe l Fe K =0.92Fe K =0.9220.绕组系数111p d dp K K K ⋅==0.956⨯0.9848=0.945 1dp K =0.945(1)分布系数2sin2sin 111αα⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=q q K d 查表取0.956 1d K =0.956式中:36354111=⨯=⋅=p m Q q 1q =33491.054614159.31=⨯==Q p πα(2)短距系数 ()9848.0)9098sin(90sin 1=⨯=⋅=o p K β1p K =0.9848式中:981==p Q y β98=β 21.每相有效串联导体数 1111dp dp K Z K Z ⋅=⋅φφ=306⨯0.945=289.171φZ =289.17(二)磁路计算22.每极磁通612.11069945.03065022.21051.35522.21081181=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=dp K Z f E φφ φ612.11069=式中: 111U E L ⎪⎭⎫ ⎝⎛'-=ε=0.935⨯380=355.311E =355.31V23.齿部截面积(1)定子111P Fe T T Q l b S ⋅⋅==6.58169⨯184⨯9=10899.281T S =10899.28(2)转子222P Fe T T Q l b S ⋅⋅==8.881⨯184⨯22/3=11983.432T S =11983.4324.轭部截面积(1)定子 Fe C C l h S ⋅'=11=20.66667⨯184=3802.6671C S =3802.667式中:定子轭部磁路计算高度'1C h 圆底槽:66667.208.331)8.38.05.18(2205290312111=⨯+++--=+--='Rh D D h S i C'1C h =20.66667(2)转子Fe C C l h S ⋅'=22=30.05⨯184=6449.22C S =6449.2转子轭部磁路计算高度'2C h 平底槽05.35322711.2043222222=--=---='K R i C d h D D h'2C h =35.05mm25.空气隙面积 eff p g l S ⋅=τ=107.3377⨯200.9=21564.14g S =21564.1426.波幅系数φφ平均最大=S F =1.459833S F =1.45983327.定子齿磁密482647.128.10899612.11069459833.111===T ST S F B φ1T B =1.48264728.转子齿磁密3485.152.11983612.11069459833.122===T ST S F B φ2T B =1.348529.定子轭磁密4555.1667.3802612.11069212111=⋅=⋅=C C S B φ 1C B =1.455530.转子轭磁密858216.02.6449612.11069212122=⋅=⋅=C C S B φ 2C B =0.85821631.空气隙磁密7493831.014.21564612.11069459833.1===g Sg S F B φg B =0.749383132.查附录Vl 得1T at 2T at 1C at 2C at33.齿部磁路计算长度 定子圆底槽2S 1S 1T h h h +='+R 31=18.5+31⨯3.8=19.76667 '1T h =19.76667转子平底槽212R R T h h h +='=12.5'2T h =12.5mm34.轭部磁路计算长度定子=⎪⎭⎫ ⎝⎛'-='ph D l C C 2111π()1266667.2029014159.3-=70.511'1C l =70.511mm转子502.2712)05.3570(14159.32222=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛'-='ph D l C i C π'2C l =27.50235.有效气隙长度21C C e K K g g ⋅⋅==0.45⨯1.287⨯1.0258=0.594e g =0.594式中: 定、转子卡氏系数1C K 、2C K()()287.15.3)5.375.045.04.4(92641.11)5.375.045.04.4(92641.1175.04.475.04.4221=-⨯+⨯⨯+⨯=-++=oo o C b b g t b g t K 1C K =1.287半闭口槽和半开口槽()()0258.11)175.045.04.4(5727.14)175.045.04.4(5727.1475.04.475.04.4222=-⨯+⨯⨯+⨯=-++=oo o C b b g t b g t K 2C K =1.0258式中: 齿距tt 1=11.92644mm t 2=14.5727mm槽口宽o bo b 1=3.5mm o b 2=1mm36.齿部所需安匝定子'⋅=1T 1T 1T h at AT =18.35322⨯1.976667=36.27821T AT =36.2782转子'⋅=2T 2T 2T h at AT=10.41563⨯1.25+25.99844⨯1.9 =62.416582T AT =62.4165837.轭部所需安匝定子'⋅⋅=1C 1C 11C l at C AT=0.3619942⨯15.93694⨯7.051125 =40.648491C AT =40.64849轭部磁路长度校正系数1C1C =0.3619942 1C =0.3619942转子'⋅⋅=2C 2C 22C l at C AT=0.7⨯2.806553⨯2.7502 =5.4032C AT =5.403校正系数2C 2C =0.72C =0.7 38.空气隙所需安匝e g g g B AT ⋅=8.0=0.8⨯749.383⨯0.594=356.11g AT =356.1139.饱和系数2771.111.35611.35641658.622782.3621=++=++=ggT T T AT AT AT AT FT F =1.277140.总安匝g C C T T AT AT AT AT AT AT ++++=2121=36.2782+62.41658+356.11+40.67849+5.403 =500.886AT =500.86641.满载磁化电流11122.2dp m K Z m p AT I φ⋅⋅==945.030636886.50022.2⨯⨯⨯⨯=7.69m I =7.69A42.满载磁化电流标么值KW m m I I i ==1579.1369.7=0.58444 m i =0.5844443.激磁电抗m m i x 1==58444.01=1.711 m x =1.71(三)参数计算 44.线圈平均半匝长(估算)双层线圈 S B Z C L l 2+==240+2⨯61.655 =Z l 363.31 式中: ()12d l L B +=直线部分长=240+2⨯20=240B L =240mmατcos 2YS C ==655.618666.028606.106=⨯S C =61.655()[]βπτpR h h h D S S SO i Y ++++=2112866.106986)8.38.173205(14157.3=⨯+++=Y τ=106.866mm式中: d1=20mmd1=20mm 8666.0499.01sin 1cos 22=-=-=αα111222sin T S S b R b Rb +++=α499.0576.628.325.58.325.5=⨯+⨯+⨯+=45.双层线圈端部轴向投影长 αsin ⋅=S d C f =61.655⨯0.499=30.7658=d f 30.7658mm47.漏抗系数()52121121063.2⋅⋅⋅⋅=U p K Z l P f C dp eff x φ=03825.0103806)945.0306(09.20155063.2522=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯48.定子槽单位漏磁导11111L L U U S K K λλλ⋅+⋅==0.3842⨯0.91667+0.9375⨯1.237789 =1.52161S λ=1.5216式中: =1U K 0.916667 =1U K 0.916667=1L K 0.9375 =1L K 0.9375=1U λ0.3842 =1U λ0.384249.定子槽漏抗x dp eff S S C Q K l p m l x 1211111⋅⋅⋅⋅⋅=λ=Cx 54945.09.2005126.1632002⨯⨯⨯⨯⨯ =0.5620x C1S x =0.5620x C式中:无径向通风道时l l =1=200mm1l =200mm 50.定子谐波漏抗x Tdp e pd C F K S gm x ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅=∑21211πτ =277.1945.010026714.1594.014159.33377.1073222⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯- =0.4945x C1d x=0.4945x C式中: 210026714.1-⨯=∑S51.定子端部漏抗()x effd e C l f d x 5.02.111+==()Cx 9.2007658.305.0202.1⨯+1e x =0.2113x C=0.2113x C52.定子漏抗1111e d S x x x x ++==(0.562+0.4945+0.2113) x C =1.2678x C =0.0484931x =0.04849353.转子槽单位漏磁导 222L U S λλλ+==0.5+3.341641=3.841641 2S λ=3.841641 式中: =2U λ0.5=2U λ0.5=2L λ 3.341641 =2L λ 3.34164154.转子槽漏抗x eff S S C Q l p m l x 22122⋅⋅⋅⋅=λ=Cx 449.200841641.363200⨯⨯⨯⨯=1.56454x C2S x=1.56454x C55.x T e 2p 12d C F R gm x ∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅=πτ =Cx 277.10153888.0594.014159.33377.10732⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯ =0.6619x C2d x =0.6619x C式中:∑=R 0.01538856.转子端部漏抗x Reff 2e C p D l 757.0x ⋅==Cx 9.200156757.0⨯ =0.098x C2e x =0.098x C=R D 156mm57.转子斜槽漏抗2d 22SKSK x tb 5.0x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Cx 6619.05727.1492641.115.02⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛==0.2216x CSK x =0.2216x C58.转子漏抗SK e d S x x x x x +++=2222 2x =0.0974=(1.56454+0.6619+0.098+0.2216) x C =0.097459.总漏抗 21x x x +==0.048493+0.0974=0.1459x =0.1459 60.定子相电阻100N S a Z l R 1111z 1⋅⋅⋅⋅⋅=φρΩ68264.01001767.12306331.360217.0=⨯⨯⨯⨯⨯=1R Ω68264.0=61.定子相电阻标么值 1KW 11U I R r = 023637.03801579.1368264.0=⨯= 1r 023637.0=62.有效材料51111Z Cu 10N S Q Z l C G -⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=γ=1.05⨯36.331⨯54⨯34⨯1.767⨯1⨯8.9⨯510- =11.015KgCu G =11.015Kg()321108.7-⋅⋅+⋅⋅=δD l K G Fe Fe=0.92⨯0.2⨯290⨯290⨯7.8⨯0.001 =120.7Kg式中: C=1.05γ=8.91S =1.7672mm 1S =1.7672mm式中: Fe K =0.92δ=0.5mmδ=0.5mm63.转子电阻导条电阻⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅⋅=2Q S l K K R B B B B B ρ⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=447.1070434.02404.10858.25 =0.478B R =0.478Ω端环电阻⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅⋅⋅=R 2R R RSp D 2K R πρ ⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=4303614159.30434.06.1520858.25=0.06985R R =0.06985Ω式中:()4211110dp K Z m K φ=()0858.2510094530634=⨯=B K =1.04 B K =1.04 转子导条面积 B S =107.7 B S =107.7 端环截面积R S =430R S =430转子导条或端环的电阻系数B ρ=0.0434,R ρ=0.0434导条电阻标么值1U I R r KW BB ==0.4783801579.13=0.01655 B r =0.01655端环电阻标么值1U I R r KW RR ==0.069853801579.13=0.00242 R r =0.00242转子电阻标么值 R B r r r +=2=0.01655+0.00242=0.01897 2r =0.01897 64.满载电流有功部分η'=1P i =117585.189478.01= P i =1.11758565.满载电抗电流部分()()[]()()19266.0117585.11459.002834.11115785.11459.002834.112222=⨯⨯+⨯⨯=⋅⋅+⋅⋅=P m P m s i x K i x K isi =0.19266式中:11x i K m m ⋅+==1+0.048493⨯0.58444=1.02834m K =1.0283466.满载电流无功部分 x m R i i i +==0.19266+0.58444=0.7771 R i =0.777167.满载电势()1111x i r i R P L ⋅+⋅-=-ε=1-(1.117585⨯0.023637+0.7771⨯0.048493) =0.9359L ε-1=0.935968.空载电势1011x i m ⋅-=-ε=1-0.58444⨯0.02834=0.9716601ε-=0.9716669.空载定子齿磁密101011T L T B B εε--==9359.097166.0 =1.0382⨯1.482647=1.5392810T B =1.5392870.空载转子齿磁密202011T LT B B εε--==1.0382⨯1.3485 =1.400020T B =1.400071.空载定子轭磁密101011C LC B B εε--==1.0382⨯1.4555=1.5111 10C B =1.511172.空载转子轭磁密202011C LC B B εε--==1.0382⨯0.858216=0.891 20C B =0.89173.空载气隙磁密g Lg B B εε--=1100=1.0382⨯.7493831=0.778 0g B =0.77874.空载定子齿安匝 '⋅=11010T T T h at AT =25⨯1.976667=49.42 10T AT =49.42 75.空载转子齿安匝'⋅=22020T T T h at AT=12.6⨯1.25+38.5⨯1.9=88.920T AT =88.976.空载定子轭安匝'⋅⋅=1C 10C 110C l at C AT=0.4⨯21.2⨯7.0511=59.797210C AT =59.797277.空载转子轭安匝'⋅⋅=2C 20C 220C l at C AT =0.7⨯2.4⨯2.7502=0.7⨯6.6=4.6220C AT =4.6278.空载空气隙安匝 0g e 0g B g 8.0AT ⋅==0.8⨯778⨯0.594=369.70g AT =369.779.空载总安匝0g 20C 10C 20T 10T 0AT AT AT AT AT AT ++++==49.42+88.9+59.7972+4.62+369.7 =572.43720AT =572.437280.空载磁化电流789.8945.0306364372.57222.2K Z m p AT 22.2I 1dp 1100m =⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=φ0m I 789.8= A81.定子电流标么值3612.1117585.17771.0i i i 222R 2P 1=+=+= 1i =1.3612定子电流实际值 k w 11I i I ⋅==1.3612⨯13.1579=17.911I =17.91A82.定子电流密度11111S N a I ⋅⋅=∆=767.11291.17⨯⨯=5.06761∆=5.067683.线负荷1i 1111D I Z m A ⋅⋅⋅=πφ529.2520514159.391.173063=⨯⨯⨯=1A 529.25=84.转子电流标么值2x 2P 2i i i +==13406.1117585.119266.022=+2i 13406.1=转子电流实际值21dp 11KW22Q K Z m I i I ⋅⋅⋅=ϕ44945.030631579.1313406.1⨯⨯⨯⨯==294.22I =294.2端环电流实际值pQ I I R ⋅=π227835.686614159.3442.294=⨯⨯=R I =7835.68685.转子电流密度 导条密度 7.1072.2942==∆B B S I =2.73166 B ∆=2.73166端环密度R R R S I =∆=4307.686=1.59698 R ∆=1.5969886.定子铝损耗 1211r i p Al ⋅==1.85286⨯0.023637=0.043796 1Al p =0.0437987.转子铝损耗321110⋅⋅=P p P Al Al =0.⨯=656.85W1Al P =656.85w. 2222r i p Al ⋅==1.286⨯0.01897=0.0244 2Al p =0.0244322210⋅⋅=P p P Al Al =0.0244⨯15000=366W2Al P =366w88.附加损耗3210⋅=P P P SS 参考实测值取0.01467S P =0.0146789.机械损耗3221065.5⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=D p P fw 参考实测值取130Wfw P =130w机械损耗标么值3210⋅=P P P fw fw =15000130=0.00867fw P =0.0086790.定子铁耗(1) 定子齿体积'⋅⋅=111T T T h S p V =6⨯10899.28⨯19.76667=12926551T V =1292655(2) 定子轭体积'⋅⋅=1112C C C h S p V =2⨯6⨯3802.667⨯70.511=32175671C V =3217567(3) 损耗系数 1T p 1C p(4)定子齿损耗 1T 1T 1T V p P ⋅==54.11663 1T P =54.11663(5)定子轭损耗 1C 1C 1C V p P ⋅==130.06641C P =130.0664(6)总铁耗1C 21T 1Fe P k P k P ⋅+⋅= =54.11663⨯2.5+130.0664⨯2Fe P =395.442w=395.442铁耗校正系数 1k =2.5 2k =2铁耗标么值32FeFe10P P P ⋅==15000442.395=0.02636 Fe P =0.0263691.总损耗标么值fw S Fe 2Al 1Al P P P P P P ++++=∑=0.00867+0.043796+0.0244+0.01467+0.02636 =0.117896∑P =0.11789692.输入功率 ∑+=P P 11=1.1178961P =1.11789693. 总损耗比∑∑=1P P p =117896.1117896.0=0.10546∑=10546.0p94.效率 ∑-=p 1η=1-0.10546=0.89454η=0.8945495.功率因数ηϕ⋅=11cos i =89454.03612.11⨯=0.82125ϕcos =0.8212596.转差率()008671.000361.001467.000867.002636.00244.010244.011122--++++=+++-++=fwS C T Fe Al Al P P P P P P P Sn =0.02298Sn =0.0229897.转速()p S f n n -=1120=6)02289.01(50120-⨯⨯=977r/minn =977r/min98.最大转矩()1478.0023637.0202298.01212211+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=x r r S T nM=2.8495M T =2.849599.起动电流假定值KW M st I T I ⋅=')5.3~5.2(=2.955⨯2.8495⨯13.1579=110.79'st I =110.79100.起动时漏磁路饱和引起漏抗变化的系数()Cst L g AT B β⋅=6.1=96578.045.06.1714.2718⨯⨯=3909.78 对应Kz=0.53L B =39.9.78()()0211211111707.0ε-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅+⋅'=Q Q K K K a Z I AT p d U st st()st AT =2718.714=110.79⨯17⨯0.70797166.044549848.0956.091557.02⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=2718.714215.264.0t t g C ++=β =0.64+2.55727.1492641.1145.0+=0.96578101.齿顶漏磁饱和引起定子齿顶宽度的减少()()Z S K b t C --=10111=(11.92641-3.5)(1-0.53) =3.961S C =3.96102.齿顶漏磁饱和引起转子齿顶宽度的减少()()Z 0222S K 1b t C --==(14.5727-1)(1-0.53) =6.3792S C =6.379103.起动时定子槽单位漏磁导()()111111L L U U U st S K K λλλλ⋅+∆-= =0.916667(0.3842-0.14815)+0.9375⨯1.237789 =1.3768()st S 1λ=1.3768式中:1U λ∆=0.14815104.起动时定子槽漏抗()()21496.05126.13768.11111⨯==S S st S st S x x λλ =0.51153Cx()st S x 1=0.51153Cx105.起动时定子谐波漏抗()11d Z st d x K x ⋅==0.53⨯0.4945Cx=0.262Cx()st d x 1=0.262Cx106.定子起动漏抗()()()1111e st d st S st x x x x ++==(0.51153+0.262+0.2113)Cx =0.03767()st x 1=0.03767107.考虑到挤流效应的转子导条相对高度2446.2134.4505.311987.01987.0=⨯⨯=⋅⋅=BR B Bb fb h ρξ ξ=21.2446式中:B hB h =31.5mmR Bb b RBb b =1B ρB ρ=4.34B ρ=4.34108.转子挤流效应系数~r r =2.106836 0~r r =2.106836~x x =0.25 0~x x =0.25 109.起动时转子槽单位漏磁导()()()st L st U st S 222λλλ+==0.06776+0.83541=0.90317()st S 2λ=0.90317式中:()222U U st U λλλ∆-==0.5-0.43224=0.06776()st U 2λ=0.067762U λ∆=0.43224 2U λ∆=0.43224()20~2L st L x x λλ⋅==0.25⨯3.341641=0.83541 ()st L 2λ=0.83541110.起动时转子槽漏抗()()Cxx x S S st S st S 11284.105984.0841641.373268.22222=⨯==λλ ()st S x 2=Cx 11284.1111.起动时转子谐波漏抗()22d Z st d x K x ⋅==0.53⨯0.6619Cx=0.3508Cx()st d x 2=0.3508Cx112.起动时转子斜槽漏抗()SK Z st SK x K x ⋅==0.53⨯0.2216Cx=0.11744Cx()st SK x =0.11744Cx113.转子起动漏抗()()()()st SK e st d st S st x x x x x +++=2222=(1.11284+0.3508+0.11744+0.098) ⨯0.03825 =0.064225()st x 2=0.064225114.起动总漏抗()()()st st st x x x 21+==0.064225+0.03767=0.101895()st x =0.101895115.转子起动电阻()RB B B B st r r l l l l l r rr +⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0~2019855.024040240200106836.2⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯==0.03761()st r 2=0.03761116.起动总电阻 ()()st st r r r 21+==0.023637+0.03761=0.061 ()st r =0.061 117.起动总阻抗()()()118758.0101895.0061.02222=+=+=st st st x r z()st z =0.118758118.起动电流()7959.110118758.01579.13===st KW st z I Ist I =110.79591861.691.177959.1101===I I i st st st i 6.1861119.起动转矩()()()()02298.010141.003761.0122-=-=n st st st S zr T=2.606st T =2.606。
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Y802-40.75kW三相鼠笼式异步电动机设计一、选题的依据及意义现在社会中,电能是使用最广泛的一种能源,在电能的生产、输送和使用等方面,作为动力设备的电机是不可缺少的一部分。
电机在国家经济建设,节约能源、环保和人民生中起着十分重要的作用。
发电机主要用于移动电源、风力发电、小型发电设备中;电动机在生产和交通运输中得到广泛使用,电动机主要用于驱动水泵、风机、机床、压缩机、冶金、石化、纺织、食品、造纸、建筑、矿山等机械产品上。
随着科学技术的不断创新和工农业的迅猛发展,电气化与自动化水平不断提高,国民经济各部门对异步电动机的需求量日益增加,对其性能,质量,技术经济指标也相应地提出了越来越高的要求。
因此,对异步电动机品种,必须适时实地做出更新与发展,以适应各个新兴工业领域不同的特殊要求,特别是对需求量最大的中小型异步电动机,在保证其质量运行,寿命长和能满足使用要求的同时,进一步节约铜、铁等材料,提高效率和功率因数,以提高其经济技术指标与降低耗电量,是具有十分重要的意义。
由于Y系列异步电动机具有体积小,重量轻,运行可靠,结构坚固耐用,外形美观等特点,具有较高的效率,有良好的节能效果,而且噪音低,寿命长,经久耐用。
作为普遍用于拖动各种机械的动力设备,其用电量在总的电网的总的负荷中占有重要的一席。
Y系列共有两个基本系列、十六个派生系列、九百多个规格,能满足国民经济各部门的不同需要。
所以设计研究三相异步电动机意义重大。
国内外研究现状及发展趋势(含文献综述)1、现状国外公司注重新产品开发,在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。
国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高,寿命长,通用化程度高,电机效率不断提高,噪声低,重量轻,电机外形美观,绝缘等级采用F级和H级,而且也考虑电机制造成本的降低等国内虽有部分产品已达90年代初的国际水平,但相当部分的产品可靠性差,重量重,体积大和噪声大,综合水平只相当于80年代初期国际水平,其主要原因是制造工艺落后,关键材料的质量和品种不能满足要求,科研和设计工作没有跟上,科研投入少,新产品开发资金匮乏,企业技术创新能力较弱2、电机行业发展趋势1)企业在改造中求发展企业要自己选准位置,立足生求,真抓实干,稳步发展。
我国中小电机生产销售受各种因素的影响,变化幅度比较大,企业要看准改革市场,并重点地去占领他,发挥企业自身的优势,例如,目前的稀土永磁电机,大量用于风机、水泵、机床、压缩机、城市交通及工矿电动车辆等变频调速装置,预测会有较大的发展前途。
2)发展派生、专用系列电机我们要开拓多用途、多品种派生和符合国外先进标准的电机产品。
随着社会的不断前进,科技水平的不断提高,电机行业的不断发展,市场需求会不断变化,电机产品的外延和内涵也不断拓展,电机产品配套面广,它广泛地应用于能源、交通、石油、化工、冶金、矿山、建筑等各个领域,并且电机的通用性逐步向专用性方面发展,打破了过去同一类电机同时用于不性质、不同场合的局面。
电机产品正向着专业性、特殊性、个性化方面发展,这也是国外企业发展的最新观点与动向。
3)电机要高效、节能我国中小型电机作为各种机械设备的动力源,其耗电总量已占全国发电量的70%左右。
因此,发展中国高效电机,推广节能产品,是响应国家节能政策、实现节能降耗的重要举措。
在产品开发中,以前的科学院所、企业在产品设计采用了许多办法,如采用降低起动力矩、电容补偿、阻尼槽方法来节约电能,但这些都是在频率不变的条件下来实现的。
自从有了逆变器后,电源的变频变压变的更加容易,从而可以调节异步电机在最佳工作点上运行,保证出力不变的情况下,可用最大效率和功率因数代替额定效率和额定功率因数,减小了电机尺寸,减轻了电机重量,降低了成本,提高了企业经济效益和社会效益。
4)机电一体化、智能化随着科学技术的发展,机电一体化技术得到长足发展,同时,各种高新技术也为电机产品注入了新的活力,制造工艺和管理信息化技术通过微电子、计算机、网络技术的应用,国家政策的鼓励、各企业对科技的重视,使新产品开发的周期逐渐缩短,机电一体化、智能化电机(如交流变频调速电机是一种无级调速传动系统)应运而生,调速制造、虚拟制造等先进制造技术推广应用。
我国的电机的技术性能水平与发达国家的水平相当。
2、发展趋势随着国家宏观经济的调整以及市场需求的推动,二十世纪中小型电机的品种将得到更大的发展,尤其是对于发展高效率电机、高品位的出口电机和机电一体化的交流变频电机将会给予特别的重视,而一些新颖的电机,如永磁电机、无刷直流电机、开关磁阻电机等,将进一步完善。
同时,随着CAD技术、数控机床、专用加工设备、冷轧矽钢片、F级、H级绝缘材料等新技术、新材料的推广,电机行业的生产方式也将出现新的重大的变化。
电机的技术发展动向是向小型化、薄型化、轻量化、无刷化、智能化、静音化、高效化、节能化、环保化、可靠化、精密化、组合化,电机采用新型磁性、导电、绝缘材料。
六、参考文献[1]陈世坤电机设计[M]?机械工业出版社?2000[2]李发海电机学[M]??科学出版社?1995[3]三相异步电动机设计、原理与试验沈阳机电学院[3]张跃峰AUTOCAD2004入门与提高??清华大学出版社目录Y802-40.75kW三相鼠笼式异步电动机设计摘要本文介绍了Y系列三相鼠笼异步电动机的设计方法,文章首先从异步电机的基本理论及工作特性着手,简单介绍了异步电机的发展近况、基本特性、类型、结构、用途、技术指标、工作原理及运行特性等,为电机设计的做好必要的理论准备。
电机设计是个复杂的过程,因此需要考虑的因素、确定的尺寸和数据很多。
同时本文也详细阐述了三相鼠笼异步电动机的设计改进调整方案,以及计算机辅助工具的应用,这给电机设计和优化带来了新的契机。
关键词:三相异步电动机;设计;电磁路参数;工作性能;优化方案Y802-40.75KWThree-phaseSquirrel-cageInductionMotorDesignAbstractInthispaper,Yseriesthree-phasesquirrel-cageinductionmotordesignme thod,thearticlefirstofall,fromthebasictheoryofinductionmotorcharacter isticsandtheworktoproceed,brieflyintroducedthelatestdevelopmentofthei nductionmotor,thebasiccharacteristics,type,structure,purpose,technica lindicators,theworkingprincipleandoperationcharacteristics,designedfo rthemotortomakethenecessarypreparationsforthetheory.Electricaldesigni sacomplexprocessandthereforeneedtotakeintoconsiderationtodeterminealo tofsizeanddata.Atthesametime,thisarticlealsodetailedthree-phasesquirr el-cageinductionmotortoimprovethedesignofadjustmentprograms,aswellast heapplicationofcomputer-aidedtools,thismotordesignandoptimizationtobr inganewopportunity.Keyword:Three-phaseasynchronousmotor;design;electromagneticparameters ;performance;optimizationprogram前言现在社会中,电能是使用最广泛的一种能源,在电能的生产、输送和使用等方面,作为动力设备的电机是不可缺少的一部分。
中小型电机行业是机械工业的重要组成部分,在国民经济中起着举足轻重的作用。
发电机主要用于移动电源、风力发电、小型发电设备中;三相异步电动机在生产和交通运输中得到广泛使用,例如,在工业方面,它被广泛用于拖动各种机床。
水泵、压缩机、搅拌机、起重机械等。
在农业方面,他被广泛用于拖动排灌机械、脱粒机及各种农产品的加工机械。
在家用电器和医疗器械和国防设施中,异步电动机也应用十分广泛,作为拖动各种机械的动力设备。
随着科学技术的不断创新和工农业的迅猛发展,电气化与自动化水平不断提高,国民经济各部门对异步三相异步电动机的需求量日益增加,对其性能,质量,技术经济指标也相应地提出了越来越高的要求。
因此,对三相异步电动机性能提出了许多新的更新的要求,必须适时实地做出更新与发展,以适应各个新兴工业领域不同的特殊要求,特别是对需求量最大的中小型三相异步电动机,在保证其质量运行,寿命长和能满足使用要求的同时,进一步节约铜、铁等材料,提高效率和功率因数,以提高其经济技术指标与降低耗电。
三相异步电动机已有近20年多年的研制开发、设计和生产史。
尤其近些年来,随着研制开发技术的不断创新、迅速发展和完善,如集成化技术、智能化技术、网络化技术、虚拟技术等,设计出“更快、更精、更净”的产品。
第1章概述1.1我国电机制造工业发展近况与发展趋势电动机制造是我国机械工业中较大的行业之一,它既是关系到各行各业自动化的重要基础产品,又是与人类生活密切相关的面广量大、品种繁多的通用产品。
电动机是把电能转变为机械能的主要执行部件,国内60%~70%的发电量被电机所消耗。
因此,电机产品的品种、数量和质量各种性能水平的提高和发展,都会直接影响国民经济各部门成套设备的发展水平。
20世纪40年代以前,我国电机制造工业极端落后。
50年代以仿制国外产品为主,60年代起走上自行设计的道路。
在此之前只能生产一般中小型电机,而且批量小,品种单一。
我国所生产的电动机大多是六十年代发展的产品,部分是七、八十年代引进的国外移植产品,与国外同行业相比,其技术水平、产品质量、结构工艺、制造能力、自动化程度等均偏低,仍有不小的差距。
解放五十多年来,国内的电机制造业通过广大工程技术人员的不懈努力,在非常落后的基础上逐步建立起较为完整的电机制造工业体系,无论是在发展品种、提高产品质量方面,还是在数量方面,都取得了世人瞩目的成绩,为工业的发展和人民生活水平的提高做出了巨大的贡献。
我国已能独立自主地生产各种中小型电机,国内产品已经发展到100多个系列,500多个品种,年生产能力达到5500万kW以上,基本上满足了社会各个方面对电机产品的需求。