电机设计及其CAD-第1章
第1章电机设计基础理论11电机的主要参数之间的关系111主要尺寸由
第1章电机设计基础理论1.1电机的主要参数之间的关系1.1.1主要尺寸由电机学知识可知，电机的电磁过程主要是在气隙中进行的，也就是说其能量形式的转换则是通过气隙主磁通进行的。
因此, 主要尺寸就必定与气隙有着密切的关系。
实践证明，靠近气隙的电枢直径(D)与铁芯有效长度(lef)是电机的主要尺寸，而气隙可以说是第三个主要尺寸。
对于直流电机而言，电枢直径是指转子外径；对于交流电机而言，电枢直径是指定子内径。
从几何角度看，这些尺寸一经确定，其他尺寸就大体上确定了，而且电机的重量、价格、工作性能和运行可靠性等, 也就基本上确定了。
1. 计算功率电机将电能(机械能)转换成机械能(电能)时，该能量均以电磁能的形式通过定、转子间的气隙进行传递，与之相对应的功率称为电磁功率。
在电机设计中, 电磁功率通常用计算功率P′表示。
不同类型电机的计算功率, 可由给定的额定功率PN来决定，其方法如下。
(1) 对于异步电机P′=mE1I×10-3(kV·A)(1 1)式中，m——电枢绕组相数；图1 1异步电动机的相量图E1——电枢绕组相电势，V；I——电枢绕组相电流，A。
输入功率为P1=mU NI1cosθN×10-3(kW)式中，U N——额定相电压。
额定功率为PN=P1ηN=mU NIcosθNηN×10-3(kW)由此可得P′=E1U N·1ηNcosθNPN=KEηNcosθNPN(1 2)式中，ηN,cosθN——额定负载时的效率和功率因数；KE——满载电势标么值，即额定负载时，感应电势与端电压的比值。
由图1 1所示的异步电机的相量图可知KE=E1U N=1-I1PR1+I1QX1ζU N=1-(i 1PR1+i 1QX1ζ)=1-εL(1 3)式中，I1P、I1Q——定子电流的有功分量和无功分量；i*1P、i*1Q——定子电流有功分量标么值和无功分量标么值；εL——定子绕组阻抗压降的标么值，εL=i 1PR1+i 1QX1ζ。
某工厂电动机系统原理设计cad图纸
工程机械CAD_CAM课后习题答案
⼯程机械CAD_CAM课后习题答案第⼀章概述1．简述产品设计制造的⼀般过程。
答：CAD/CAM系统是设计、制造过程中的信息处理系统，它主要研究对象描述、系统分析、⽅案优化、计算分析、⼯艺设计、仿真模拟、NC编程以及图形处理等理论和⼯程⽅法，输⼊的是产品设计要求，输出的是零件的制造加⼯信息。
2．简述CAD/CAM技术的概念、狭义和⼴义CAD/CAM技术的区别与联系。
答：CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与⼯程、计算机⼏何、机械设计、机械加⼯⼯艺、⼈机⼯程、控制理论、电⼦技术等学科知识，以⼯程应⽤为对象，实现包括⼆维绘图设计、三维⼏何造型设计、⼯程计算分析与优化设计、数控加⼯编程、仿真模拟、信息存贮与管理等相关功能。
区别：⼴义的CAD/CAM技术，是指利⽤计算机辅助技术进⾏产品设计与制造的整个过程，及与之直接和间接相关的活动；狭义的CAD/CAM技术，是指利⽤CAD/CAM系统进⾏产品的造型、计算分析和数控程序的编制联系：⼴义的CAD/CAM技术包容狭义的CAD/CAM技术3．传统的设计制造过程与应⽤CAD/CAM技术进⾏设计制造的过程有何区别与联系？答：区别：传统的设计与制造⽅式是以技术⼈员为中⼼展开的，，产品及其零件在加⼯过程中所处的状态，设计、⼯艺、制造、设备等环节的延续与保持等，都是由⼈⼯进⾏检测并反馈，所有的信息均交汇到技术和管理⼈员处，由技术⼈员进⾏对象的相关处理。
以CAD/CAM技术为核⼼的先进制造技术，将以⼈员为中⼼的运作模式改变为以计算机为中⼼的运作模式，利⽤计算机存贮量⼤、运⾏速度快、可⽆限期利⽤已有信息等优势，将各个设计制造阶段及过程的信息汇集在⼀起，使整个设计制造过程在时间上缩短、在空间上拓展，与各个环节的联系与控制均由计算机直接处理，技术⼈员通过计算机这⼀媒介实现整个过程的有序化和并⾏化。
联系：制造过程的各个环节基本相同。
4．简述我国CAD/CAM技术发展的过程与特点。
电机CAD报告
电 机 CAD 报 告J 电气1103 吴敏霞 4111127067Ansoft Maxwell 作为世界著名的商用低频电磁场有限元软件之一，在各个工程电磁场领域都得到了广泛的应用。
它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解。
该软件包括二维求解器、三维求解器和RMxprt 旋转电动机分析专家系统这3个主要模块，不仅可以进行静磁场、静电场、交直流传导电场、瞬态电场、涡流场、 瞬态磁场等不同的基本电磁场的特性分析，还可以通过RMxprt 电动机模块仿真多种电动机模型，为实际电动机设计提供帮助。
利用Ansoft 软件进行仿真可以帮助我们了解电动机的结构特性。
设计一台电机时，必须确定许多尺寸，但其中起主要与决定作用的是电机的主要尺寸。
电机的主要尺寸是指电枢铁芯的直径和长度。
对于直流电机，电枢直径是指转子外径；对一般结构的感应电机和同步电机，则是指定子内径。
主要尺寸确定以后，其他尺寸也就可以大体确定。
电机的重量、价格、工作特性和运行可靠性等也都是和主要尺寸以及它们的比值有密切的关系。
所以确定主要尺寸是电机设计的第一步。
一、电机设计的一般步骤1、选取电机初始设计参量：① 冲片尺寸：1D 、1i D 、2i D 、δ、L 、1Q 、2Q 、槽形尺寸② 绕组参量：d 、1d 、t N 、Z 、a 、i ∆、连接法2、校核电机性能指标：T F 、E K 、η、st I3、调整电机有关参量：1i D 、L 、δ、s N 、转子槽形尺寸4、挑选最佳电机设计方案①磁路计算 m t t p E I F F H B F K →∑→→→⎥⎥⎦⎤→'Φ→'→,各段磁路②参数计算 E K I I x x r r →−−−→−⎥⎦⎤→'→Γ212121,,,,型电路η ③性能计算 m N fw Cu Fe T S p p p p →→→→∑→ϕηcos ,,④起动计算 st st st st T I Z st x st x st r I →→→⎥⎦⎤⎢⎣⎡→')(,)()(212电机的几何尺寸很多，有铁心尺寸、绕组尺寸、外形尺寸、安装尺寸，其它各种结构部件的尺寸。
电气CAD的基本知识
图1-20 启动(qǐdòng)对话框
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1.启动”对话框 该对话框上方有4个图标，分别(fēnbié)是
【打开图形】图标、【默认设置】图标、【使用样 板】图标和【使用向导】图标。4个图标提供了4种 开始绘图的方式。 ① 【打开图形】图标
9. 滚动条：平移绘图 区的显示内容。水 平和垂直。
10. 模型/布局选项卡 用于在屏幕(píngmù) 上绘制和编辑图形
打印出图
11.实时助手窗口：帮 助→实时助手
图1-11 实时(shíshí)助手窗口
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1.3 图形文件操作(cāozuò)
1.3.1 多文档设计环境 1. 打开图形(túxíng) 2. 在多个图形(túxíng)之间快速 复制
▪ ①菜单项后面有“…”省略号时，表示单击 该选项后，会打开一个对话框。
▪ ②菜单项后面有黑色的小三角时，表示该选 项还有子菜单。
▪
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③有时菜单项为浅灰色时，表示在当前条件(tiáojiàn) 下，这些
命令不能使用。
图1-2 下拉菜单
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图1-3 用菜单(cài dān)发布命令
2.电气系统图：用于表示 整个工程或该工程中某 一项目的供电方式和电 能输送的关系，也可表 示某一装置各主要组成 部分(zǔ chénɡ bùfèn)的 关系。
3.电路图：主要表示一系
统或装置的电气工作原 理，又称电气原理图。
图1-1
电动机电气系统图
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电气CAD制图与识图1-4(2007)
第四节 电气图标准
一、电气图标准
电气制图标准 电气图形符号标准 项目代号、文字符号和其他标准
二、电气图标准的特点 三、与电气图有关的一些其他标准
第五节 电气制图的一般规则
一、图纸的幅面和分区 1、图面的构成及幅面尺寸 2、标题栏和明细栏 3、图号 4、图幅分区
6) 等效电路图 图1-11就属于这种图。 7）功能表图 图12-2属于这种图。 8）顺序表图 计数器状态图属于这种图。 9）时序图 图1-12属于这种图。 10）电路图 图1-6属于这种图。
第二节 电气图的分类
三、位置类图
1) 总平面图 2）安装图 3）安装简图 4) 装配图 5）布置图
第一节 信息、媒体和电气图
三、信息流与电气图种类
表示电气系统、装置和设备的功能、特性及内部 关系的电气图，在许多情况下可以根据信息流 运动状况来描述，以图示变压器工作系统为例。 这一系统由电源、开关Q、控制装置C、变压器T 构成。这一系统中，Q、T、C之间存在以下关系， 见图1-2：
第一节 信息、媒体和电气图
第三节 电气图的一般特点
一、简图是电气图的主要表达形式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图1-16（a）是某35KV简易变电所的断面布置图。 如果仅仅为了表示这一变电所的电气设备构成及其连接关系，则可 绘制成1-16（b）所示的电气系统图。该图具有以下特点： 1）各种电气设备和导线用图形符号表示，而不用具体的外形结构 表示； 2）各设备符号旁标注了代表该种设备的文字符号； 3）按功能和电流流向表示各电气设备的连接关系和相互位置； 4）没有尺寸标注。 类似于图1-16（b）的图称为简图。简图是用图形符号、带注释的围 框或简化外形表示系统或设备中各组成部分之间相互关系及连接关 系的一种图。 注意：简图并不是简略的图，而是一种术语。
电机设计
电机设计课后答案陈世坤第二版电机的主要尺寸是指什么它们由什么决定答电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度。
对于直流电机电枢直径是指转子外径对于一般结构的感应电机和同步电机则是指定子内径。
它们由计算功率P’决定。
2电机的主要尺寸间的关系是什么根据这个关系式能得出哪些重要结论答电机的主要尺寸间的关系是D2lefn/P’=6.1/(αp’KNmKdpABδ).根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速n之比P’/n或计算转矩T所决定;②电磁负荷A和Bδ不变时相同功率的电机转速较高的尺寸较小尺寸相同的电机转速较高的则功率较大。
这表明提高转速可减小电机的体积和重量。
③转速一定时若直径不变而采取不同长度则可得到不同功率的电机。
④由于极弧系数αp’、KNm与Kd的数值一般变化不大因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A和Bδ有关。
电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。
3磁路计算的目的? 答磁路计算的目的在于确定产生主磁场所必需的磁化力或励磁磁动势并进而计算励磁电流以及电机的空载特性。
通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择是否合适。
4磁路计算所依据的基本原理答磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理。
积分路径沿着磁场强度矢量取向磁力线则。
等式左边为磁场H在dl方向上的线积分所选择的闭合回路一般通过磁极的中心线等式右边为回路包围的全电流即等于每对极的励磁磁势。
5电机的磁路可分为几段进行为什么气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例答电机的磁路可分为如下各段空气隙定子齿或磁极转子齿或磁极定子轭转子轭。
因为空气隙的磁导率比铁的磁导率小得多所以气隙磁阻比铁心磁阻大得多,又因为Um=ΦmRm.所以气隙磁压降比铁心磁压降大得多,故气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例. 6在电机设计时通常对铁心磁密BFe取硅钢片磁化曲线的饱和点,为什么? 答:铁心磁密的饱和点为BFe=1.5T.当BFe小于1.5T时,材料利用不够.当BFe 大于1.5T时,过饱和点,上升幅度不大.而且又需要更大的励磁电流、损耗和成本都会增加.所以应取BFe=1.5T. 7计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时一般取什么磁密为计算磁密?为什么引入轭部磁压降校正系数Cj这一概念? 答:计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时,一般取轭部切向最大磁密Bj作为计算磁密.因为齿联轭磁密分布不均匀,齿联轭磁路全长上的磁压降为了简化计算,引用一个等效的均匀磁场代替不均匀磁场和Hj存在值不同,引入磁压降校正系数Cj=HjjavH来修正. 8在磁路计算中,当齿部磁密超过1.8T时,为什么要进行修正? 答:齿部磁密超过1.8T,此时齿部磁密比较饱和,铁的磁导率μ.比较低,使齿部的磁阻和槽部相比差别不是很大.这样,一个齿距内的磁通大部分将由齿部进入轭部,部分磁通通过槽部进入轭部.因而齿部中的实际磁通密度B 比通过公式Bδleft/(KeFbltt')小些.即实际的磁场强度及磁压降也会小一些,所以要进行修正. 9异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成? 答:异步电机:槽漏抗,谐波漏抗,端部漏抗,斜槽漏抗. 同步电机:槽漏抗,谐波漏抗,齿顶漏抗,端部漏抗. 10交流电机定子单层整距绕组每槽漏感Ls'如何计算? 答:高度h.范围内全部槽中电流产生的漏磁链Ψs1=Ns(Bs1S)=Ns*S*μ.2INs/bs=N2s2Iμ.h.lef/bs.高度h1范围内距槽底X处高dx的范围内产生的漏磁链dΨs2=(Ns*x/h1)dΦx=(Ns*x/h1)22Iμ.lefdx/bs.高度h1范围内由槽中电流产生的漏磁链为槽漏磁链总和Ψs=Ψs1+Ψs2=N2s2μ。
motorcad电机电磁仿真基本流程
motorcad电机电磁仿真基本流程MotorCAD是一款专业的电机电磁仿真软件，能够对不同类型的电机进行精确的设计和优化。
在实际应用中，设计工程师需要根据实际需求制定仿真流程，并对仿真结果进行分析和优化。
本文将介绍MotorCAD电机电磁仿真的基本流程，并对每个环节进行详细描述，以帮助读者更好地理解和应用MotorCAD。
一、MotorCAD电机电磁仿真基本流程MotorCAD电机电磁仿真的基本流程包括以下几个环节：建立电机模型、设定计算参数、运行仿真计算、分析仿真结果、进行优化设计。
下面将对每个环节进行详细描述。
1. 建立电机模型在MotorCAD中，电机模型是仿真的基础，也是设计工程师进行仿真分析和优化的基础。
建立准确的电机模型至关重要。
通常，电机模型包括电机的几何结构、材料属性、绕组参数、磁环和气隙的尺寸等信息。
如果模型不够准确，则会导致仿真结果与实际情况存在误差，无法满足设计要求。
2. 设定计算参数在进行电机电磁仿真前，需要先设定仿真计算的参数。
这些参数包括计算方式、仿真时间、电磁学模型、激磁电流、转速、电压等。
计算方式有时间步进法、瞬态有限元法、频域法等。
设定好这些参数后，才能开始电机电磁仿真计算。
如果参数不合理，则会影响仿真结果的准确性。
3. 运行仿真计算在设定好计算参数后，就可以进行仿真计算了。
MotorCAD允许用户进行多种类型的计算，如电磁场分布、磁通分布、感应电势、参数计算、扭矩计算等。
仿真计算的过程中，可以观察到电机的电磁、热、机械等方面的性能，并可以进行多种类型的尝试。
4. 分析仿真结果仿真计算完成后，需要对仿真结果进行分析。
这包括电机的电磁、热、机械等方面的性能分析。
针对不同类型的分析结果，设计工程师可以进行相应的分析和优化，以满足实际应用需求。
5. 进行优化设计在分析仿真结果后，设计工程师还需要对电机模型进行优化，以提高电机的性能和效率。
可以针对电机的电磁、热、机械等性能进行优化设计。
CAD教程-CAD2008基础教程-自学入门教程------第一章AutoCAD软件使用
注：椭圆弧是在椭圆命令下执行圆弧（A），图中虚线为使用椭圆弧工具自动生成。
1.2.9圆环绘制
1、圆环绘制方法： （1）下拉菜单绘图>圆环。 （2）命令行输入DONUT（别名DO）。 2、圆环绘制参数： （1）内径（需要实体填充时，设置为零） （2）外径 3、圆环绘制过程：（如图）
绘制圆具体方法
3、圆弧基本绘制方法：
绘制圆弧具体方法
1.2.8椭圆及椭圆弧绘制
1、椭圆绘制方法： （1）鼠标单击绘图工具面板椭圆图标。 （2）下拉菜单绘图>椭圆。 （3）命令行输入ELLIPSE（别名EL）。 2、端点、端点、半轴长度绘制椭圆。
3、中心、端点、半轴长度绘制椭圆。
1.2.8椭圆及椭圆弧绘制
开始菜单图标单击启动
1.1.10产品激活
11. 产品激活对话框。
1.1.11输入序列号
12. 输入产品的序列号。
1.1.12输入激活码
13. 输入产品的激活码。
1.1.13激活完成
14. 完成激活。
1.1.14启动程序
15. 程序启动。
1.1.15文件保存格式
16. 文件保存格式选为AutoCAD2004格式，便于其它版本共享文件。
绝对极坐标
（X，Y） （ρ<θ）
相对直角坐标
（@X，Y） （@ρ<θ）
相对极坐标
4、状态行DYN（动态输入）”有三个组件：指针输入、标注输入和动态提示。 详细内容参见： AutoCAD2008用户手册>创建和修改对象>使用精度工具>使用“动态输入 ”。
60KTYZ齿轮减速可逆永磁同步电动机CAD应用设计
目录第1章概论 (1)第1.1节60KTYZ单相可逆永磁同步电动机简介 (1)第1.2节应用软件简介 (2)第2章60KTYZ齿轮减速可逆永磁同步电动机实体造型 (5)第2.1节线圈轴PRT 0007的实体造型 (5)第2.2节壳体PRT 0016的造型 (8)第2.3节米齿（公）PRT 0008的实体造型 (9)第2.4节米齿（母）PRT 0017的实体造型 (11)第2.5节磁钢+塞头PRT 0015的实体造型 (12)第2.6节出轴PRT 0018的实体造型 (12)第2.7节五孔板PRT 0005的实体造型 (14)第2.8节盖板PRT 0010的实体造型 (14)第2.9节四爪垫片PRT 0006的实体造型 (15)第2.10节铜帽PRT 0013的实体造型 (17)第2.11节卡环PRT 0012的实体造型 (17)第3章60KTYZ齿轮减速可逆永磁同步电动机装配模拟 (18)第4章设计总结 (24)参考文献 (26)致谢 (27)第1章概论第1.1节60KTYZ单相可逆永磁同步电动机简介图1 图260KTYZ单相永磁同步电动机是一种带有齿轮减速器的小型交流可逆同步电动机（如图1和图2所示）。
它具有体积小、重量轻、噪声低、寿命长、运行平稳、可双向控制、输出力矩大、堵转能力强等优点。
因此，广泛用于仪器仪表、自动化控制、过胶机、麻将台、舞台灯光、广告展览器材、监视器、云台、各种阀门、医用仪器、科研设施、体育器具、窗帘自动控制、柔巾机、自动调压，大楼水电控制系统等等场合。
(1)齿轮电机命名方法介绍： 60KTYZ1-220-100/30F ,60—电机外径, KTYZ—单相可逆永磁同步电动机 ,1—电机偏心出轴（2—电机中心出轴）, 220—电机额定电压（V） ,100—电机出轴转速, 30—齿轮箱齿数比 ,F—方形齿轮箱（圆形齿轮箱不加注）(2)常用电机技术指示：额定电压 (伏 )220 ;额定频率(赫兹 )50/60 ;输出功率(瓦)≤14; 绝缘等级 (级) E ;注：额定电压(24,100,110,120,220V),出轴转速,相应力矩和出轴长度和直径形状,可按用户要求定制(3)使用注意事项a. 按正确的方法接线b. 电机不宜长时间空载运行或超负荷低速运行及堵转，以免温升过高c. 电机测速机引出线不可用力拖拉，以免拉断内部线圈d. 已装配好的齿轮减速器不要随便拆装，以免灰尘进去或齿轮啮合不好产生噪音e. 电机和齿轮减速器的出轴与负载连接时不能重力敲打、挤压，以免造成内部变形走位，产生严重噪声或卡死现象.（4）质量：腾飞生存之根本---唯有不断改善制造的质量及提高本身的能力才能保持企业鲜活的生命力。
异步起动永磁同步潜油电机的CAD设计
关键词
异步起动 ； 永磁 同步潜油电机 ； Ｃ Ａ Ｄ设计
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ － ７ ２ ８ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ５
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ３ ５ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ － ７ ２ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ０ １ ６ － ０ ３
康彦婷 ， 邱 智轩 ， 王大 伟 ， 宋 建 伟
（ 齐齐哈 尔工程 学 院 ， 黑龙 江 齐齐哈 尔 １ ６ １ ０ ０ ５ ）
摘 要 对四极异步起 动永磁 潜油 电机 进行了设 计研究 ， 利用 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ语 言开发 了异步
起动永磁 同步潜油电机 的计 算机辅助设计软件 。该异步起动 永磁 潜油 电机 的 Ｃ Ａ Ｄ设计 系统软件 有效地集 电机 电磁 计算 、 性 能计算 、 优化设计 、 图形输 出和 文件 操作等于一体 ， 能简单 、 友好 、 灵活 地辅助 电机设计者进行 异步起动 永磁潜油 电机 的设计与优化工作。
第 第卷 ４ ８ １ （ 总 雾 第 期 １ 删 ７ ５ 期 ） （ Ｅ Ｘ Ｐ Ｌ Ｏ Ｓ Ｉ Ｏ Ｎ — 一 Ｐ Ｒ Ｏ Ｏ Ｆ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｉ Ｃ Ｍ Ａ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｅ ）
爆电机 侨 ｂ
异 步 起 动 永磁 同步 潜油 电机 的 Ｃ Ａ Ｄ设 计
ＣＡＤ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ａｓ ｙ ｎｃ ｈｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ － Ｓｔ ａ ｒ ｔ ｅ ｄ Ｓｕ ｂｍｅ ｒ ｓ ｉ ｂｌ ｅ ＰＭ Ｓ Ｍ
Ｋ ａ ｎ ｇ Ｙ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ， Ｑ ｉ ｕ Ｚ ｈ ｉ ｘ ｕ ａ ｎ ， Ｗ ａ ｎ ｇ Ｄ ａ ｗ ｅ ｉ ， ａ ｎ ｄ ｓ Ｏ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｗ ｅ ｉ
MotorCAD手册
什么是MotorCAD？MotorCAD是用于电机热设计的计算机辅助软件包，采用热路的方法对电机进行热分析和方案优化设计，是全球唯一一款基于热路分析的电机热设计软件。
MotorCAD可以给设计者提供快速的计算方法和精确的计算结果，不仅可以进行参数化计算，而且还能寻找对散热影响最大的变量，可参数化几何结构、物理属性等变量，功能非常强大。
MotorCAD使用方便、简单易懂，即使是非专业人员也可以很快掌握，非常适用于工程实际。
MotorCAD电机库类型：无刷永磁电机、无刷永磁外转子电机、感应电机、开关磁阻电机、直流电机、同步电机、爪极电机、单相感应电机。
MotorCAD的热分析方法目前，电机热设计领域的主要方法包括经验法、数值方法（如FEA、CFD）、热路模型，MotorCAD采用热路计算方法。
经验法经验法一般是基于简单的估算、同比例的放大缩小、测试数据等，其优点是无需计算工具、计算速度快；但是其缺点也十分明显，精算精度差，特别是在设计新型电机的情况下，往往无经验数据可参考，并且经验法无法进行参数化设计，无法知道变量的权重大小。
数值计算方法数值计算法主要包括FEA和CFD两种算法，数值计算方法具有精度高、可参数化计算、后处理强大等特点，但是FEA和CFD软件学习困难、对计算机要求高、计算时间长，参数化计算需要大量的存储空间和很长的计算时间，计算效率低下。
热路计算法目前电机热设计的一个趋势是采用集总热路的计算方法，可对多种电机的稳态和瞬态热分布进行计算，最新的MotorCAD具有优秀的人机交互界面，操作简单，易于掌握，是电机热设计非常有效的工具。
第一章软件界面MotorCAD 提供8中电机类型，永磁无刷电机、感应电机、开关磁阻电机、无刷永磁外转子电机、永磁电机、同步电机、爪极电机、单相感应电机等。
图1.1 电机类型选择图1.2 操作界面软件界面主要包括工具栏菜单及操作界面，操作界面如图1.2红线部分所示，包括几何设置、绕组设置、数据输入、温度计算、数据输出、瞬态计算、热路编辑、参数化计算和脚本编辑等。
CAD中的电机设计与电磁场分析技巧
CAD中的电机设计与电磁场分析技巧对于电机设计与电磁场分析，CAD（Computer-Aided Design，计算机辅助设计）软件提供了强大的工具和功能。
本文将介绍一些在CAD中进行电机设计和电磁场分析的技巧和方法。
首先，对于电机设计，CAD软件提供了丰富的电机组件库，如转子、定子、绕组等。
在进行电机设计时，我们可以选择相应的组件并将其拖放到设计界面中。
然后，通过调整组件的尺寸、材料属性等参数，我们可以根据需求设计出合适的电机结构。
CAD软件还提供了快速建模和装配的功能，使得设计过程更加高效和精确。
在电机设计过程中，为了实现更好的性能和效率，我们需要进行电磁场分析。
CAD软件提供了电磁场仿真工具，如有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）等。
通过在CAD软件中应用这些工具，我们可以对电机的电磁场进行精确的模拟和分析。
在仿真过程中，我们可以调整不同的输入参数，如电流、电压等，以评估电机在不同条件下的性能和特性。
除了电机设计和电磁场分析，CAD软件还提供了其他有用的功能和技巧。
例如，我们可以利用CAD软件进行热分析，以评估电机在长时间运行时的热耗散和温度分布情况。
此外，CAD软件还可以用于进行机械和结构分析，以评估电机的强度、刚度等性能指标。
通过综合这些分析结果，我们可以优化电机的设计，提高其性能和可靠性。
为了更好地应用CAD软件进行电机设计和电磁场分析，以下是一些技巧和建议：1. 熟悉CAD软件的界面和功能：了解CAD软件的操作方法和工具，熟悉不同的菜单和选项，可以提高工作效率和准确性。
2. 学习电机设计和电磁场分析的理论知识：掌握电机设计和电磁场分析的基本原理和方法，了解电机的结构和原理，可以更好地应用CAD软件进行设计和分析。
3. 深入了解CAD软件的电机设计和电磁场分析功能：学习和使用CAD软件中专门设计用于电机设计和电磁场分析的功能和工具，掌握其使用方法和技巧。
电机设计及CAD电气工程及自动化学院
第一章ห้องสมุดไป่ตู้问题与思考
• 1、应用 E 4.44Kdp1 fW11 ，对于感应电机，
若尺寸不变，气隙磁密基本不变，电源电压降为原 来的二分之一，（如从220伏降为110伏），则匝 数将如何改变？
• 2、直流发电机的设计中，若在输出功率不变的前 提下，得到大电流、低电压应采用什么形式的直流 绕组？
第一章 绪论
电磁设计方法比较
经典电机电磁磁设计方法： 磁路法结合解析计算的设计方法; ----本课程重点讲解部分 图解法;
现代电机设计方法： 磁场与磁路相结合的设计方法。 FEM-finite element method 有限单元磁场分析方法
无刷直流电机有限元计算的磁力线分布图
无刷直流电机有限元计算的磁密分布图
第一章 绪论
1.2 电机设计与电机学的异同处
电机学 ： 侧重于电机的工作原理和工作特性, 根据
等效电路、相量图近似地应用数学和物理 模型定性地研究电机性能与电路参数的关 系。
相关数学、物理学领域。 电机设计：实现上述性能的工程设计过程。
相关电气学科、机械学科、材料学科等领 域。电机学的基本概念为电机设计基础。
第一章 绪论
电机设计及CAD课程内容
电机总体设计： 结构设计（机械结构设计）、电磁设计
（本课程主要讲解内容）、热路设计等； 电磁设计：
主要尺寸设计、绕组设计、磁路设计、 电参数设计 、损耗计算、效率核算等。
第一章 绪论
• 电机设计一般需要进行多种方案分析、比 较，或采用优化设计方法，以权衡电机性 能、运行费用、制造成本、运行可靠性等 因素，决定最优的设计。
• 设计过程：
给定技术要求——确定电磁负荷——确定 主要尺寸——磁路设计——绕组设计—— 参数设计——代入等效电路——预测性能 （包括效率、功率因数等）——是否满足 要求 ——提出电磁设计单
MotorCAD手册
MotorCAD手册MotorCAD手册1. 简介1.1 产品概述MotorCAD是一款专业的电机设计软件，用于帮助工程师设计和优化各种类型的电机。
1.2 功能特性MotorCAD具有以下功能特性：- 电机外观和几何形状设计- 磁场分析和仿真- 热耦合分析和仿真- 材料特性建模和优化- 效率分析和评估- 灵敏度分析和优化- 非线性特性模拟- 手动和自动优化工具2. 安装与配置2.1 硬件需求- 操作系统：Windows 10及以上- 处理器：Intel Core i5或更高- 内存：8GB或更多- 存储空间：至少100GB可用空间2.2 软件安装步骤1. MotorCAD安装包从官方网站。
2. 运行安装程序，按照提示完成安装。
3. 输入许可证信息激活MotorCAD。
3. 用户界面3.1 主界面MotorCAD的主界面包含以下组件：- 菜单栏：提供各种功能选项- 工具栏：快速访问常用操作- 属性栏：显示当前选中对象的属性- 图形视图：显示电机设计和仿真结果 - 输出日志：显示任务执行和错误信息3.2 工程管理MotorCAD可以创建和管理多个电机设计项目，用户可以在主界面中创建、打开和保存项目文件。
4. 电机设计流程4.1 问题定义在设计电机之前，需要明确设计目标和约束条件，例如电机类型、功率要求、效率要求等。
4.2 初始设计根据问题定义的要求，进行初始电机设计，包括选择合适的电机类型、配置电机参数和制定初始几何形状。
4.3 仿真与分析使用MotorCAD的磁场分析和仿真工具对初始设计进行电磁性能和热耦合性能的分析和评估。
4.4 优化与调整根据仿真结果，对电机设计进行优化和调整，以改善性能指标并满足设计目标和约束条件。
4.5 验证与评估使用MotorCAD的效率分析和评估工具对优化后的电机设计进行验证和评估，确保其满足设计要求。
4.6 文档输出根据设计流程的结果，电机设计报告和相关文档，包括设计参数、仿真结果和优化方案等。
电机设计
Harbin Institute of Technology电机设计及CAD实验名称：小型变压器设计与仿真班级： 1206111 1206105设计时间：2015.11.10小组成员：黄秋岳姜山张晗王凯思源张文泽李亚鸿李慧勇朱运一、材料和铁心结构型号的选取：1.对于小功率变压器，如果铁损过大对变压器的性能影响有较大的影响，所以对硅钢片的选取需选取较小铁损的，但又出于成本的考虑，所以此变压器采用厚度为0.5mm 的中高牌号的冷轧无取向硅钢片DW310-50。
由于库中没有该材料，我们选取DW315-50，并借助指导书中的数据完善了其B-H 曲线。
2.选用的铁心结构为“口”字形铁心结构。
二、数据计算1.计算变压器的额定容量Sn二次侧的输出功率为 P2=600V A 计算一次侧的容量 S1=S2/η此变压器的效率的估算值可以取为η=0.94因此η===21600638.3()0.94S S VA 则变压器的额定容量++===12638.3600619.15()22n S S S VA考虑到存在着一定的损耗，故可以选定变压器的额定容量近似取625V A 。
2.铁心尺寸的选定计算铁心的截面积F A K =根据查表，截面积计算系数K 0的估算值可以取K 0=1.10，因此===227.5()F A K cm查表计算，参数a=44mm ，参数Kc=0.93。
于是⨯===⨯27.510067.2()0.9344F c A mm K a c=22mm,h=66mm （满足a 、b 限制条件） 则磁路的长度()()=++=222396c l c a h mm铁心重量=2.561kg3.计算绕组线圈匝数根据表格，选取的磁感应强度为变压器每感应1V 的电动势所需绕的匝数：====⨯⨯⨯441010 1.174.44 4.4450 1.427.5i m f N N E fB A （匝/V ）于是可由原副线圈额定电压求出原副线圈的匝数：=-∆=-⨯==∙==+∆=111122(10.5)220(10.50.1)209()245(10.5)136i i E U U V N E N N U U N4.计算导线的直径从磁化曲线和铁损曲线中可得，当=1.4T 时，H=4.9A/cm ， =2.3W/kg 通过经验公式可以算出一次侧的电流==⨯= 111638.3(1.1 1.2)1.15 3.3366()220S I A U 二次侧额定电流===222600 5.4545110P I A U 根据表格，电流密度可以选取21.8/j A mm =导线的截面积：======2112223.33661.854()1.85.4545 3.030()1.8c c I A mm j I A mm j一次侧导线的直径：==1 1.54d mm二次侧导线的直径：==2 1.97d mm查标准线规表，确定原副边的导线参数：一次侧导线，导线直径1.56mm ，漆包线直径1.64mm ，铜阻9.17Ω/m ，铜重17.2kg/km 二次侧导线，导线直径2.02mm ，漆包线直径2.12mm ，铜阻5.47Ω/m ，铜重28.9kg/km5.绕组结构及绕组参数的计算各绕组每层匝数和层数一次侧绕组每层匝数为：⎡⎤-⨯-⎣⎦==≈ 110.9(24)0.9(662)35' 2.20c h N d一次侧绕组层数为：==≈111245735c N m N 二次侧绕组每层匝数为：⎡⎤-⨯-⎣⎦==≈ 220.9(24)0.9(662)27' 2.12c h N d二次侧绕组层数为：==≈222136527c N m N 各绕组厚度 一次侧绕组厚度δγ=++=1111(')12.5()t md mm二次侧绕组厚度δγ=++=2222(')11.38()t m d mm绕组总厚度=+⨯=+⨯≈≤ 12()(1.1 1.2)(12.511.38) 1.228.66()2t t t mm c满足要求。
电机电器及其CAD课程设计评分标准
电机电器及其CAD课程设计评分标准
一、课程设计评分标准
课程设计成绩根据学生在设计中分析与解决问题的能力、设计质量、设计态度和答辩情况综合评定。
成绩分优、良、中、及格、不及格五级。
不及格者将另行安排时间补做。
1.优秀：设计过程中，态度端正、工作认真，独立在规定时间内完成设计任务，计算单方案合理,计算准确，设计内容结构合理、正确，,具有独立分析和解决问题的能力，能全面、正确、简明扼要地回答答辩中提出的问题。
2.良好：设计期间，工作比较认真、态度端正，能在规定时间内完成设计任务，设计方案正确，错误较少，计算单计算正确、有条理，能够分析一定的问题，答辩中能够正确解答问题。
3.中等：设计过程中，工作比较认真，态度较端正，能在规定时间内完成设计任务，设计方案基本正确，有一些小错误，计算单条理性较好，能够掌握基本要领但不够全面，答辩中能回答基本问题。
4.及格：设计过程中，工作基本认真，经指导后能在规定时间内完成主要的设计任务，设计方案基本正确，有较多小错误，计算单条理性一般，基本概念掌握较差，答辩中能回答一些基本问题。
5.不及格：设计工作不认真，态度不端正，在规定时间内不能完成设计任务，设计方案错误，错误较多，答辩中很少或不能
回答问题。
绕线式三相异步电机设计CAD
绕线式三相异步电机设计CAD绕线式三相异步电机是一种广泛应用于工业和家庭电器中的电机。
它的优点包括结构简单、可靠性高、维护成本低等。
在设计绕线式三相异步电机时，CAD技术可以起到很大的帮助作用。
本文将介绍绕线式三相异步电机的设计CAD技术，并探讨其应用。
一、绕线式三相异步电机的基本结构绕线式三相异步电机由定子和转子两部分组成。
其中定子由铁芯和绕组组成，绕组由若干匝的线圈组成。
转子由铁芯和导体棒组成，导体棒固定在转子铁芯中。
当定子绕组通电时，会产生磁场，磁场将作用于转子中的导体棒，从而使转子转动。
二、绕线式三相异步电机的设计CAD技术1. 建立三维模型在CAD软件中，可以建立绕线式三相异步电机的三维模型。
首先，需要确定电机的外形尺寸和结构参数。
然后，通过CAD软件中的建模工具，可以建立电机的三维模型。
建模时，需要注意电机各部分的尺寸和位置，以确保电机的运转正常。
2. 绘制定子绕组在电机的定子上，需要绕制若干匝的线圈，这些线圈称为定子绕组。
在CAD软件中，可以通过绘制线段和圆弧来绘制定子绕组。
需要注意的是，定子绕组的匝数和线径需要根据电机的设计要求进行确定。
3. 设计转子导体棒转子中的导体棒是电机转动的关键部分。
在CAD软件中，可以设计导体棒的形状和尺寸。
需要注意的是，导体棒的长度和直径需要根据电机的设计要求进行确定。
此外，导体棒的位置和间距也需要考虑，以确保电机的运转正常。
4. 组装电机在CAD软件中，可以将定子和转子组装在一起，形成完整的电机。
需要注意的是，各部分的位置和间距需要根据电机的设计要求进行确定。
此外，还需要考虑电机的轴线和支撑结构等。
5. 进行分析和优化在CAD软件中，可以进行电机的分析和优化。
通过分析电机的磁场分布和转矩特性等，可以优化电机的设计，提高电机的效率和性能。
此外，还可以进行电机的模拟和测试，以验证电机的设计是否合理。
三、绕线式三相异步电机设计CAD技术的应用绕线式三相异步电机设计CAD技术可以应用于很多领域。
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•2019/3/17
为进一步节能，美国国家电气生产商协会（NEMA） 又制定了更高效率水平的电机标准，即所谓的NEMA能 效标准。 发达国家的普通用途电机主要依赖进口，而向不发达 国家出口高附加值产品。 （2）永磁电机 用永磁体产生磁场 永磁体种类 永磁电机种类：无刷直流电机、自起动永磁同步电动 机、调速永磁同步电机、永磁直流电机 永磁电机特点：结构多样、结构简单、体积小、效率 高
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•2019/3/17
国外的发展趋势： 在材料、工艺、设计等方面不断进行改进，电机更新 换代速度快、开发周期短。 国外电机的先进水平主要体现在：可靠性高、寿命长、 专业化程度高、电机效率高、噪声低、重量轻、外形 美观、绝缘等级高（采用F级或H级）等方面。 以美国为代表的工业发达国家又在高效电机、变频电 机和特种电机等方面作了大量细致和深入的研究工作， 推出了新的产品系列，制定了相应的产品标准，极大 地丰富了电机各类和电机理论，拓展了电机市场。
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•2019/3/17
3、中小型电机 中小型电机是量大面广的机电产品，它广泛应用于工 业、农业、国防、公共设施和家用电器等各个领域， 如风机、泵、压缩机、纺织机、轧钢机、机床、空调 机、电动车辆的动力源等。 其耗电量占全国总发电量的60%以上，中小型电机的 发展对国民经济建设、能源利用、环境保护和人民生 活的提高都起着重要作用，因此各国政府对其发展均 相当重视，并制定了相应的法规，标准和优惠政策加 以制约、规范和扶持。
《电机设计及其CAD 》课程简介
1 课程内容 《电机设计及其CAD》是一门专业课，是电机学 的后续课程。 介绍电机设计理论、参数计算方法、性能计算 方法、电磁设计方法、结构型式的选择、计算机辅 助设计方法等。 重点：参数计算方法、性能计算方法 电磁设计方法
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•2019/3/17
2 课程特点 理论联系实际，根据生产需要和生产实际进行电机 设计。 设计时考虑生产工艺条件，有些参数的确定不能按照 理论推导的最佳计算结果进行，如： •感应电动机气隙长度确定 •机壳厚度极限（小电动机的机壳可以很薄、但很 薄时，铁水在砂型中迅速降温、流动性差，容易出 现气孔、砂眼等缺陷。） 3 课程目的 掌握电机设计的实施过程 掌握电机性能分析的基本方法
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“内冷”是冷却的方法之一，即把线圈导线做成凹凸 形或空心的让风直接吹到铜线上，对线圈进行直接冷 却。 冷却介质：空气 氢气 液体内冷（上世纪50年代） 水的冷却能力为最高。 国际上第一次出现水内冷（1956年，定子） 对于转子水内冷，在文献上虽然有过讨论，但由于某 些重大技术问题难以解决 1958年以前，中国的双水内冷。 步进电机：华中科技大学
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美国于80年代制定了电机能效标准。当时能够达到电 机能效标准的电机被视为高效电机。 对购买高效电机的用户进行补贴（每马力10~20美元 正好是低效电机与高效电机的差价）。 1990年，在美国所有销售的中小型电机中，已有 20%~30%的电机达到了能效标准的要求。 进入90年代，全球环境问题又成为困扰世界经济持续 发展的大问题。 美国各阶层的人们都认识到，现代经济的发展必须依 赖于大量能源的消耗，而消耗能源所带来的污染降低 了人们的生活品质。继续以加大能源的消耗来发展经 济是行不通的，而简单地限制能源使用量也不可取。
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•2019/3/17
掌握三相感应电动机设计计算方法 初步掌握电机CAD软件编制 4 课程安排 授课32 上机12（安排三相感应电动机设计大作业）
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3•2019/3/17源自第一章 电机设计概述4
•2019/3/17
空冷技术 2、水电设备 60年代以前：最大200MW，60年代：200～500MW，70 年代：600MW 定子绕组：大多采用水内冷 转子绕组：部分国家采用水内冷，大多数采用空气冷 却 双水内冷：我国的自主创新成果。郑光华教授和上海 电机厂于1958年制造的12000千瓦双水内冷汽轮发电 机，是世界上第一台定子、转子双水内冷汽轮发电机。 1964年，郑光华教授获国家发明一等奖，1985年获国 家科技进步一等奖。
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解决这一问题最可行的方法是提高能源利用的技术水 平 。 美国国会于1992年10月24日通过了《能源政策法案》， 规定： 97.10.24后只允许生产高效电动机 2002.10.10后 生产更高效的电动机 2007.10 后生产技术上达到极限，经济上可行的最高 效电动机 高效电机会制造成本增加，价格有所提高。对于 一些长时间运行的场合，高效电机能为用户节约更多 的电费，且电机寿命长。美国的各大电机厂家纷纷推 出自己的高效电机。
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国内： •材料工艺落后 •外形不美观 •主要生产量大面广的产品（档次的、利润小、 市场竞争激烈）、高附加值产品少、高效电机 少、精密电机少。 •产品竞争力强（价格） •节约材料和提高性能使得生产厂家进退两难。 （1）高效节能电机的背景与发展 70年代的两次世界性的能源危机。美国体 会到能源对国民经济和社会的稳定的重要作用。