感应电机设计
高温超导直线感应电机的设计和电磁分析
————］＿
固２高温超导直线感应电机结构目
Ｆｌｚ０
Ｓｔｒｗｔｕｒｅ‘ＪｆＩｈｅＩｒｌＴＳＬＩＭ
高温超导材料临界电流的Ａ小直接跌定了高
温超导直线感麻电机的通流能力。Ｂ１．２２２３高温超
导材料在７７Ｋ温度，白场环境Ｆ的临界ｆｎ流，．为 ９８Ａ，制成敢饼线圈后由于弯曲形变的影响ｆ将会
ｒ降５％左打，真止影响，，的是初级栉ｉ漏磁通，ｆ目
高温超导直线感应电机的设计和电磁分析
赵佳１，张威１，方进１，扬中平１，郑琼林‘，刘友梅
（１北京互通大学电气Ｉ程学院，北京市海淀区
１ ０００４４】
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＨＴＳ Ｌｉｎｅａｒ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
Ｚｈａｏ Ｊｉａｌ，ＺｈａｎｇＷｃｉｌ，Ｆａｎｚ Ｊｉｎｌ，ＹａｎＥＺｈｏｎｇ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ
图Ｉ高２超导线圈
Ｆｉ９１
Ｈ１Ｓ ｃｏｉｌ
第网膈中国高枝电力电子与电力传动学术年会论文集
，．．．．．．．．．．．．。！！ｌ，．．．一—— ｈＦ—ｌ
∞∞ｍ ∞ｍ＊”
ｏ．．．．．．．．．。．．，
④
ｔＨ
————－！——～——ｊ—一
％“（■＃ｔ＾＆自ｎ）ｈＩ—一Ｐｑ・＊＃＃
一｝。。．，．．
＿一
—————王———一
Ｔｈｅ
ｏｐｔｉｍａｌ
Ｓｅｃｏｎｄｌｙ ｔｈｅｍｏｄｅｌ Ｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒ ｕｓｉｎｇｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ
ｏ ｒｄｅｒ
ｄａｕ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｗｌｔｈｔｈｅｆｉｎｉｔｅ ｅ］ｃｍｅｎｔｍｅｌｈｏｄｉｎ
Ｉｏ
ｃｏｎｆｉ邢［ｈｅ
ａｃｃｏ［ａｃｙ
基于无源性的感应电机控制系统设计
：
，
［ ０ ， ］
作者简介 ： 顾
亮 （９１） 男 ， 苏 籍 ，主 要 研 究 方 向 为 电 力 电 子 与 电 气 传 动 ； １８一 ， 江
沈 传 文 （９７） 男 ， 西 籍 ，副 教 授 ，博 士 ，主要 研 究方 向 为 电力 电子 与 电气 传 动 。 １６一 ， 陕
维普资讯
第 ３期
顾
亮 ， ： 于无 源性 的感 应 电机 控 制系 统设 计 等 基
４ ３
Ｗ ＝ ［ ／ （ 。 ＋ 一 ２ Ｌｉ ， Ｐ
ｉ） ｒ ｑ
械 子 系统 的输入 能 量 。如果 将 Ｙ ｉ ０ 一Ｙ （ ， ） 看作 是
中的无功 分量 “ 功 力 ” 迫 使 系 统 总 能量 来 跟 踪 预 无 ， 期 的能量 函数 ， 而保 证 系统 的稳 定性 ， 使 得 系 从 并
＋（ ） Ｒ Ｗ Ｍｕ （ ６， ｉ ： 『 １ １ ＋＋ Ｌ ｏ ）
“ ｓ Ⅱ
统 的状态 变量 渐 近地 收敛 到设 定 值 ， 也 意 味着 被 这 控对 象 的输 出渐 近地 收敛 到期 望 值 ｊ 。
１ 引言
感 应 电机是 一 类 高维 的 、 数 时变 的非 线 性 系 参 统， 由于变 量之 间 存 在 强 耦 合 ， 子 变 量 难 以测 量 ， 转 使 得感 应 电机 的 高 精 度 控 制 十 分 复杂 。 目前 ， 量 矢 控 制等 解耦 控 制 方法 ， 它们 的实 现 均 依 赖 于 系 统 非
线 性 的精确 抵 消 ， 本质 上是 非鲁 棒 的 ， 制律 的设 计 控
一
是实 现恒 转 矩 控 制 ｊ 随 后 发 展 到变 转 矩 控 制 和全 ， 局稳定 转 速跟 踪 。文 献 ［ ］ ［ ］ 出 了可 以渐 近 ２和 ５ 提 地 跟踪 时 变转 矩 和磁 链 设 定 值 的 控 制器 ， 得 了 良 取 好 的控 制 效果 ， 它们都 把 感应 电机 作为 整体 考 虑 ， 但
感应电动机转差型矢量控制系统的设计
感应电动机转差型矢量控制系统的设计1 引言感应电动机具有结构简单、坚固耐用、转速高、容量大、运行可靠等优点。
但是，由于感应电动机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，磁通和转矩耦合在一起，不能像直流电动机那样，磁通和转矩可以分别控制。
所以，一直到20世纪80年代都没有获得高性能的感应电动机调速系统。
近年来，随着电力电子技术、现代控制理论等相关技术的发展，使得感应电动机在可调传动中获得了越来越广泛的应用。
矢量控制策略的提出，更是实现了磁通和转矩的解耦控制，其控制效果可媲美直流电动机。
本文在分析感应电动机矢量控制原理的基础上，基于matlab/simulink建立了感应电动机转差型矢量控制系统仿真模型，仿真结果证明了该模型的合理性。
并在此基础上进行系统的软、硬件设计，通过实验验证控制策略的正确性。
2 矢量控制的基本原理长期以来，直流电动机具有很好的运行特性和控制特性，通过调节励磁电流和电枢电流可以很容易的实现对转矩的控制。
因为它的转矩在主磁极励磁磁通保持恒定的情况下与电枢电流成线性关系，所以通过电枢电流环作用就可以快速而准确地实现转矩控制，不仅使系统具有良好稳态性能，又具有良好的动态性能。
但是，由于换向器和电刷的原因，直流电动机有它固有的缺点，如制造复杂，成本高，需要定期维修，运行速度受到限制，难以在有防腐防暴特殊要求的场合下应用等等。
矢量控制的设计思想是模拟直流电动机的控制特点进行交流电动机控制。
基于交流电动机动态模型，通过矢量坐标变换和转子磁链定向，得到等效直流电动机的数学模型，使交流电动机的动态模型简化，并实现磁链和转矩的解耦。
然后按照直流电动机模型设计控制系统，可以实现优良的静、动态性能。
转子磁链ψr仅由定子电流励磁电流ism产生，与定子电流转矩分量ist无关，而电磁转矩te正比于转子磁链和定子电流转矩分量的乘积，这充分说明了感应电动机矢量控制系统按转子磁链定向可以实现磁通和转矩的完全解耦。
Y132m2-6三相感应电机设计
60．总漏抗
61．定子直流电阻
62．定子相电阻标幺值
63．有效材料
定子导线重量
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
为导线密度
硅钢片重量
式中 为冲剪余量，取5×10-3m
64．转子电阻
导条电阻折算值
RB′=
=
=1.51
式中KB是叠片不整齐造成导条电阻增加的系数
端环电阻折算值
114.起动时转子漏抗
115.起动时总漏抗
116.起动时转子总电阻
117.起动时总电阻
118.起动时总阻抗
119.起动电流
误差 （合格）
120.起动时转矩倍数
下面将本台电机的主要性能指标与技术条件中的标准作一比较：
标准值
计算值
偏差
1.效率
0.853
0.836
-%
2．功率因数
0.78
0.70
+2.3%
Wedge Thickness (mm):5
Slot Liner Thickness (mm):0.3
Layer Insulation (mm):0
Slot Area (mm^2):120.388
Net Slot Area (mm^2):71.0002
Slot Fill Factor (%):45.3002
铁心有效长度
转子外径
转子内径先按转轴直径：
10．气隙的确定
11．极距
12．定子齿距
转子齿距
13．定子绕组采用单层绕组，交叉式，节距1-9，2-10，11-12
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 ，于是转子斜槽宽
改进型感应电机电压模型磁链观测器设计
关键 词 ： 电压 模型 ； 磁链 观 测 ； 通 滤波 器 ； 低 高通 滤波 器 ； 偿 补 中图分 类号 ： ＴＭ９ １ ２ 文 献标 志码 ： Ａ
Ｉ ｐ ｏ ｅ ｏ ｔ ｇ ｏ ｅ ｌ ｘ ｏ ｓ ｒ ｅ ｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｃ ｉ ｎ ｍ ａ ｈｉ ｅ ｍ ｒ ｖ ｄ ｖ ｌａ ｅ ｍ ｄ ｌｆ ｕ ｂ ｅ ｖ ｒ ｄ ｓ ｇ ｆ ｉ ｄｕ ｔｏ ｃ ｎ Ｓ Ｎ ａ ａ Ｌ Ｕ Ｄ ｎ ｎ， Ｗｅ ｌ ， ＡＯ ｉ ｎ， ｎｉ ＤＩ Ｌｊ ｕ ＷＵ ｕ ｍｉ Ｌ Ｕ ｈｇ ｎ Ｚ ｏ ｎ， Ｊ Ｚ ｉａ ｇ
ｎ ｔ ｎ ｗｈ ｎｔ ｅｌｗ— ａｓｆ ｔｒｉ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｔ ｅｔａ ｉｏ ａ ｖ ｌ ｇ ｄ ｌ ｌｘｏ ｓｒ ｅ ，ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ａｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｐ ｓ ｌｅ ｒ ｄ ｃ ｄｉ ｏｔ ｒｄｔ ｎ ｌ ｏｔ ｅｍｏ ｅ ｕ ｂ ｅｖ ｒ ｈｓ ａ ｅ ｉ ｓｎ ｎ ｈ ｉ ａ ｆ ｐｏ ｏ ｅａ ｐ ｏ ｅ ｏｔｇ ｄ ｌ ｏｏ ｌｘ ｅ ｔ ｔ ｎｗｈ ｃ ｅｉｓｈｇ — ａ ｉ ｅ ｎ ｗ— ａ ｉ ｒｐ ｓ ｎ ｉ ｒｖ ｄ ｖ ｌ ｅｍｏ ｅ ｒ ｔｒｆ ｓｉ ｉ ｉｈ ｓｒｅ ｉｈ ｐ ｓ ｆ ｔｒａ ｄ ｌ ｐ ｓ ｆ — ｍ ａ ｕ ｍａ ｏ ｌ ｏ ｌ ｔｒ ｎ ｎｅ ｒｌ ｈ ｏｔｇ ｆｃｏ ，ｓｗｅｌ ｓｔ ｅｃ ｒｅ ｔ ａ ｔｒｉ ｈ ｏｔｇ ｄ ｌ ｅ ａａｅｙ，ｉ ｈｓ ｅ ，ａ ｄ ｉｔｇ ａ ｅｖ ｌ ｅ ａ ｔｒ ａ ｌ ａ ｈ ｕ ｒｎ ｃｏ ｔ ｅｖ ｌａ ｅｍｏ ｅ ｐ ｒｔ ｌ ｎ ｔ ｉ ｔ ａ ｆ ｎ ｓ
第３ ５卷 第 ２期
２ １ 年 ４月 ０１
北
京
交
通
大
电机设计知识点公式总结整理 陈世坤
电机设计陈世坤版精心整理目录第一章感应电动机设计 (1)第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算 (4)第一章感应电动机设计一、电机设计的任务精心整理电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（如功率、电压、转速等）、技术要求（如效率、参数、温升限度、机械可靠性要求等），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计是遇到的各种矛盾，从而设计出性能良好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的2、电磁设计本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较来确定与所设计电机电磁性能有关的的尺寸和数据，选定有关材料，并和算其电精心整理磁性能。
3、结构设计结构设计的任务是确定电机的机械结构、零部件尺寸、加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算及通风和温升计算。
1234、效率η=85.3%N5、功率因数cosϕ=0.78N6、极对数 p=37、定转子槽数Z=36。
2Z=331精心整理精心整理8、定转子每极槽数 1p Z =12Z p =366=6。
2p Z =22Z p =336=5129、定转子冲片尺寸 1D =210mm 。
1i D =148mm 。
2i D =48mm 。
2D = 1i D -2δ=148-2⨯0.35=147.3mm定子采用梨型槽，尺寸如下：11b =6.8mm 、21r =4.4mm 、01h =0.8mm 、11h +21h =11.5mm 、01b'1t b =''1t b =1t b = 、02b 123t b1011、定子齿距 1t =11i D Z π=14836π⨯=12.92mm 12、转子齿距 2t =22D Z π=147.333π⨯=14.02mm精心整理13、节距 y=614、转子斜槽宽 1sk b t ==12.92mm 15、每槽导体数 1s N =42 16、每相串联导体数 1N φ=1111s N Z m a =423631⨯⨯=5041718 2mm i A =i ∆19净铁心长 0.95180171Fe Fe t l K l mm ==⨯= 20、绕组系数1dp K =1d K 1p K（1）分布系数 1d K =11230sinsin 220.9730sin 2sin22q q αα⨯==⨯精心整理（2）短距系数 1p K =sin 12πβ=21、每相有效串联导体数 1N φ1dp K =504⨯0.97=488.88二、磁路计算 22'1L ε-1E =232425'222222147.3482(0.520)029.152323i j s v D D h h D mm --=--=-++⨯= 转子轭部截面积 '2220.9518029.154984.65j Fe t j A K l h mm ==⨯⨯= 26、空气隙面积 277.45180.713995.22ef A l mm δτ==⨯=精心整理27、波幅系数假设饱和系数 ' 1.20s K = 由()s s F f K =曲线可知 1.486s F = 28、定子齿磁密 161 1.4860.006371.466494.5810s t t F B T A -Φ⨯===⨯ 116.3/t H A cm = 29301j H =31/cm3233定子 圆底槽 1112121()11.5 4.412.9733t L h h r mm =++=+⨯= 转子 平底槽 2122220t L h h mm =+= 34、轭部磁路计算长度精心整理定子 '11'1()11(21015.77)50.8222223j j D h L mm p ππ--===⨯转子 '22'2()11(4829.15)20.1922223i j j D h L mmp ππ++===⨯35、有效气隙长度1K δ2K δK δ= 3637由j C '2j h τ=定子 '311110.68 6.1650.82100.21j j j j F C H L A -==⨯⨯⨯=转子'322220.22 1.9120.19100.01j j j j F C H L A-==⨯⨯⨯=38、空气隙磁压降 371.340.35100.676252.42410K B F A δδδδμπ--⨯⨯⨯===⨯精心整理39、饱和系数 12252.4221.1427.21.19252.42t t s F F F K F δδ++++=== 误差''1.19 1.200.8%1%1.20s s s K K K --==-<±（合格） 40、总磁压降 01212252.4221.1427.20.210.01300.98t t j j F F F F F F A δ=++++=++++= 41424344y τ=长 4546 47、定子槽比漏磁导由于的单层绕组，整距，节距漏抗系数11 1.0U L K K ==0111101011120.820.950.413.5 3.5 6.8U h h b b b λ⨯=+=+=++精心整理由于212111.50.95 1.2022 4.4h r -==⨯ 1121 6.80.7722 4.4b r ==⨯ 查表可知10.68L λ= 定子槽比漏磁导 111110.410.68 1.09s U U L L K K λλλ=+=+= 48、定子槽漏抗 11122112233180 1.090.0360.02360.97180.7t s s x dp efm pl X C Z K l λ*⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯ 495051522U λ=5354550.00356、转子斜槽漏抗 222212.920.5()0.5(0.0430.01814.02sk skb X X t δ**==⨯⨯= 57、转子漏抗 22220.270.0430.0030.0180.334s E sk X X X X X σδ*****=+++=+++= 58、总漏抗 120.0680.3340.402X X X σσσ***=+=+=精心整理59、定子直流电阻 611'211122252314.530.021710 2.4771.331()12c t c N l R N A a ρπ-⨯⨯==⨯⨯=Ω⨯⨯60、定子相电阻标幺值 11 4.822.4770.0314380kw N I R R U φ*==⨯= 61、有效材料w G Kg 62B A ='BR ='RR =Ω 端环电阻标幺值 '4.820.780.010380kw RR N I R R U φ*==⨯= 转子电阻标幺值 20.0190.0100.029BR R R R ***=+=+=精心整理四、工作性能计算63、满载时定子电流有功分量标幺值 1111.1785.3%p NI η*=== 64、满载时转子电流无功分量标幺值110.06811 1.039X σσ*=+=+=x I σ*=660.797= ''EK =22、23、28、29、30、161110.005671.05222696.6710j j B T A -Φ===⨯1 4.33/j H A cm=31、262110.005670.57224984.6510j j B T A -Φ===⨯2 1.74/j H A cm=精心整理32、61.4860.005670.6013995.2210s F B T A δδ-Φ⨯===⨯ 36、11118.912.971011.54t t t F H L A -==⨯⨯= 12228.36201016.72t t t F H L A-==⨯⨯=37、 '311110.68 4.3350.82100.15j j j j F C H L A -==⨯⨯⨯=38、39、 40、41、42、43、49、1ef dp s51、11110.020.0420.0060.068s E X X X X σδ****=++=++=54、1222377.450.0290.0360.0440.47 1.2x ef sm RX C K δτπδπ*⨯⨯==⨯=⨯⨯∑精心整理56、222212.920.5(0.5(0.0440.01914.02sk skb X X t δ**==⨯⨯= 57、22220.270.0440.0030.0190.336s E sk X X X X X σδ*****=+++=+++= 58、120.0680.3360.404X X X σσσ***=+=+=64110.06811 1.039X σσ*=+=+=x I σ*=1Q I I *=66、67686970、空载时定子轭磁密 010110.9611.05 1.2710.797j j L B B T εε-==⨯=- 108.1/j H A cm = 71、空载时转子轭磁密 020210.9610.570.6510.797j j L B B T εε-==⨯=-精心整理20 1.94/j H A cm=72、空载时气隙磁密0010.9610.60.72310.797L B B T δδεε-==⨯=-73747576777800F =流 m I 808182、线负荷 1111135048.36827.226/148i m N I A A mm D φππ⨯⨯===⨯83、转子电流标幺值 21.370I *===精心整理转子电流实际值11122235040.971.37 4.82293.47933dp kwm N K I I I AZ φ*⨯⨯==⨯⨯=端环电流实际值 2233293.479514.056223R Z I I A p ππ==⨯=⨯⨯ 84、转子电流密度85868788 89（1）定子齿重量 ''3112236494.5812.977.810 3.942i i i Fe G pA L Kg ρ==⨯⨯⨯⨯⨯=（2）定子轭重量''3114432696.6750.827.81012.827j j j Fe G pA L Kgρ==⨯⨯⨯⨯⨯=精心整理（3）损耗系数 由10 1.57t B T=和10 1.27j B T= 可知 5.98/hei p W Kg=和3.38/hej p W Kg=（4（5（690p∑1N P *92 63、64、221.0390.404 1.19[1(1.0390.404 1.19)]0.732=⨯⨯⨯+⨯⨯=65、10.570.732 1.302Q m X I I I ***=+=+=66、111111()1(1.190.099 1.3340.068)0.791E L p Q K I R I X σε****=-=-+=-⨯+⨯=精心整理68、010110.9611.3 1.5810.791t t L B B T εε-==⨯=- 1032.6/t H A cm = 69、020210.9611.28 1.5610.791t t L B B T εε-==⨯=- 2028.5/t H A cm = 70、010110.9611.05 1.2810.791j j L B B T εε-==⨯=- 108.36/j H A cm = 71、72、73、74、75、76、77、78、=79、80、11 1.797 4.828.662kw I I I A *==⨯=81、211'21118.662 6.238/1.3311()2t c I J A mm a N A π===⨯⨯精心整理82、1111135048.66228.182/148i m N I A A mm D φππ⨯⨯===⨯83、2 1.426I *===11122235040.971.426 4.82305.47533dp kwm N K I I IAZ φ*⨯⨯==⨯⨯=84、85、 86、 89、（3hej p （4） 6.12 3.94224.125Fei hei i p p G W ==⨯= （5） 3.4412.82744.125Fej hej j p p G W==⨯=（6）12 2.524.125244.125148.563Fe Fei Fej p k p k p W =+=⨯+⨯=精心整理3148.5630.0275.510Fe FeN p p P *===⨯ 90、120.10.0560.0150.0040.0270.202Cu Ai s fw Fe p P p p p p ******=++++=++++=∑ 91、1110.202 1.202N P p **=+=+=∑92、效率0.202110.836p η*=-=-=∑9394N s =95969798、起动时定转子槽磁势平均'211111120.707[s st stU d p N ZF I K K K a Z =⨯+2423617.2260.707[10.9711016.13133A =⨯⨯⨯+⨯⨯=精心整理99、空气隙中漏磁场的虚拟磁密00.640.640.925β=+=+=70304101016.13 1.971220.35100.925st L F B T μπδβ--⨯⨯===⨯⨯⨯ 0.850z K =1001(s C =1012(s C =1021U λ∆1()s st λ103104105106ξ=107、转子电阻增加系数和电抗减少系数0.28F K = 0.93x K =108、启动时转子槽比漏磁导精心整理022*******.5 1.9530.3311 1.9531s U s h C b C b λ∆==⨯=++22()22()0.50.3310.930.860.969L s st U U x K λλλλ=-∆+=-+⨯=109、启动时转子槽漏抗 2()2()220.9690.0270.0191.36s st s st s s XX λλ**==⨯= 1101111120.074113114=1151161179798、''211111120.707[s st stU d p N ZF I K K K a Z =⨯+2423631.320.707[10.9711847.503133A =⨯⨯⨯+⨯⨯=99、70304101847.5033.584220.35100.925st L F B T μπδβ--⨯⨯===⨯⨯⨯ 0.550z K =精心整理100、1101()(1)(12.92 3.5)(10.550) 4.239s z C t b K mm =--=--= 101、2202()(1)(14.021)(10.550) 5.859s z C t b K mm =--=--= 102、011111011010.580.80.50.95 4.239(()0.1631.5 3.5 4.239 1.5 3.5s U s h h C b C b λ++⨯∆==⨯=++⨯1()s st λ1031041051082()s st λ109110111112113116、启动时总阻抗 0.149st Z *=== 117、起动电流 4.8232.230.149KW st st I I A Z *===精心整理误差''31.3232.23 2.9%3%31.32st st st I I I --==<± （合格）118、起动转矩倍数 2()220.037(1)(10.044) 1.590.149st stN stR T s Z ***=-=-=精心整理精心整理。
单相感应电动机的电路等效模型建立
单相感应电动机的电路等效模型建立引言：单相感应电动机是最常见的家用电器之一，如洗衣机、冰箱、空调等。
了解单相感应电动机的电路等效模型对于电机设计和性能优化具有重要意义。
本文将介绍单相感应电动机的基本原理和电路等效模型的建立。
一、单相感应电动机的基本原理单相感应电动机由定子和转子两部分组成。
定子上绕有两个相位移90度的线圈，通过单相交流电源供电。
转子上则没有外加电源，是由铝或铜等导体制成的凸棒。
当电源接通时，由于定子上的线圈中产生的磁场的作用，感应电流在转子中产生，从而形成转子的磁场。
由于电动机存在一个旋转磁场，根据不同的工作方式，可分为单值运行工作和启动性能。
二、单相感应电动机的等效电路模型为了方便分析和设计单相感应电动机，需要将其转化为电路等效模型。
单相感应电动机的等效电路模型主要包括定子电路和转子电路。
1. 定子电路模型定子电路模型是指在忽略转子电抗的情况下，只考虑定子的电阻和电感的等效电路。
在电路中，定子线圈的电阻用R表示，电感用X表示。
电阻产生了线圈的电压降，电感引起了电流滞后于电压。
2. 转子电路模型转子电路模型主要包括了转子的电感和电阻。
由于转子没有外加电源，它的电抗产生于定子线圈的磁场变化。
电抗通过电阻和电感进行模拟，其中电感用X'表示，电阻用R'表示。
三、单相感应电动机的等效参数的计算方法为了建立单相感应电动机的电路等效模型，需要计算定子和转子的电阻、电感等等参数。
1. 定子电阻的计算定子电阻的计算可以采用直流电阻测量法，即在断电状态下，通过定子线圈施加直流电流，然后测量电压和电流，根据欧姆定律即可计算得到定子电阻的值。
2. 定子电感的计算定子电感的计算可采用互感法。
在已知定子电流和定子电压的条件下，通过测量两者的相位差，可以求得定子电感的值。
3. 转子电感的计算转子电感的计算相对复杂一些。
可以通过实验测得转子电感与空载电感的比值，然后用定子电感乘以这个比值来近似计算转子电感的值。
(完整版)感应电动机设计流程..
感觉电动机设计流程3.1 电机的基本尺寸数据3.1.1 定，转子尺寸定子尺寸单位 mmD1D i1b01b s1R h s0h12g1t 1h s1h c1h c1b T1h s219136 3.5 6.7 4.0.814.0.3011.80.927.30.870.513. 045463655转子尺寸单位 mmDD i2b02bb r2h R0h R1h R2t 2h C2h12b T222r 1135.248 1.0 5.5 3.00.5 1.321.713.2620.1230.623303.2电动机的设计计算方案 1名称公式结果1.功率P2KW 5.5U 1线电压（Y 接法）V———3U 1（接法）V 3802.外施相电压线电压3.输出供电流P2103I KW Am1U 1'04.8285.54.效率5.功率因数6.极数7.定 ,转子槽数cospQ1Q 2'0.84436328.定 ,转子每级槽数9.定 ,转子尺寸10.极距11.定子齿距12.转子齿距13.节距14.转子斜槽宽15.每槽导体数16.每相串通导体数Q1Q P1pQ1Q P 2p————Di 1p cmpD i1t1mmQ1D i 2t2mmQ 2yb sk cm双层线圈 Z12每圈匝数单层线圈 Z1每圈匝数Q1Z1Z 1m1a198——10.6761.1861.32682.78448_____57617.绕组线规18.槽满率19.死心长20.绕组系数21.每相有效串连导体数'''I 1N 1S1a1'1dB2R b s1s'R222S i C i 2h s'R 2R b s1iCi s'RS2hS S Se S if N1Z 1 d2S Sel mml eff l2g mml eff l n k1b k1'l FE K FE lK dp1K d 1 K P1sin2q1K d1或查表 1q1sin2K P1sin90或查附表 2yQ p1Z 1K dp1mmmm2mm2mm2mm2mmmm1.2720.9127.215.75——111.4579.3200200.8——1840.9460.960.9850.8888544.89622.每极磁通23.齿部截面积24.轭部截面积25.空气隙面积26.波幅系数27.定子齿磁密28.转子齿磁密29.定子轭磁密30.转子轭磁密31.空气隙磁密32.各部分磁路每厘米长E11082.22 f Z 1K dp1E11L U 1S T 1b T 1l Fe Q p1S b lFeQT 2T 2p 2S C 1'l Feh c1圆底槽 h' D 1 D i1h1Rc12s3平底槽 h' D 1D i1hsc12转子 S hc2'lFec2圆底槽 h c 2'D2D i 2h R1r 22d k 2233' D 2D i 2h R2d k 2平底槽 h c223S g p l effF S最大高斯均匀B T1FS S T1高斯B T 2FS ST2高斯B C11高斯2S C1B C21高斯2S C2B g F S高斯S gat T1 A cm0.5341060.85*38091.0891.716.120.876——36.984——2.012141.538970890916563721938174.22所需安匝数33.磁部磁路计算长度34.轭部磁路计算长度35.有效气隙长度36.磁部所需安匝数37.轭部所需安匝数38.空气隙所需安匝数at T 2at C1at C 2h T 2'h R1h R2 1 r3h'h h1s1s2Th T'h s11h T'h s1h s211R3h T 2'h R1 h R2' D 1h c1'l c1 2 pD i 2'l c2'h c22 pg e g K c1K c2'AT T1at T1h T1AT T 2at T 2h T 2'AT C at l'1C1C1C1AT C 2 C 2at C1l C 2'AT g0.8 B g g eA cmA cmA cm厘米厘米安匝安匝安匝安匝安匝4.1671.42.82——————1.5962.32.26552.670.05466.7359.56848.55.2716639. 饱和系数F TAT T 1AT T 2AT gAT g1.09840. 总安匝AT AT T1AT T 2AT C 1AT C2AT g安匝23641. 满载磁化电流 42. 满载 磁化电流标么值43. 激磁电抗2.22 AT pI mZ K m1 dp11I m i mI KW1 x mi m单层线圈 l zL B K SY双层线圈 l z L B 2C SYC S2cos D i12 h s0 h s1 h s 2RYpcos1 sin 2安培厘米厘米厘米1.280.2653.77——42.288.1410.980.67444. 线圈均匀半匝长sinb s1 2R0.73845. 双层线圈端部轴向投影长46. 单层线圈端部均匀长 47. 漏抗系数48. 定子槽单位漏磁导b s1 2R 2b T 1f d C S sinl s 2d 1K SY2.63f P 2 l eff 2C xZ 1 K dp1p 2105U 1S1K U 1U1K L1L 1x s1l 1 m 1 pS1C x l eff 2Q 1K dp1厘米6——0.07461.1660.43Cx无径向通风道 l 1 l49.有径向通风道 l 1l ''定子槽漏抗n K 1 b K 1m 1pS50.x d12C x定子谐波漏抗 2g e K dp1 F T厘米20 ——0.608Cx1.2 d10.5 f d双层绕组 x e1C xl eff单层齐心式 x e1 0.67l s0.64Y2l eff K dp1l s C x0.64 Y0.358Cx————51.定子端部漏抗52.定子漏抗53.转子槽单位磁漏抗54.转子槽漏抗55.转子谐波漏抗56.转子端部漏抗57.转子斜槽漏抗58.转子漏抗59.总漏抗60.定子相电阻61.定子相电阻标么值单层齐心式 , 交错式 x e10.47l eff单层链形绕组 x e10.2l s2l eff K dp1x1x s1x d 1x e1S2U 2L 2x s2l 2m1p S2l eff Q 2C x有径向通风道l 2l无径向通风道l 2l n k 2b k2''k 2''查附图 13bx d 2m1p RC x2g e K dp12F Tx e20.757l B l D RC xl eff 1.13p2x SK0.5b SK d 2t 2xx 2x s2x d 2x e2x SKx x1x 21l z Z 1R11N1100Sr 1R1I KWU 12K dp1C xC x——0.1041.620.605Cx20——0.694Cx0.119Cx1.53Cx0.220.3244.10.05262. 有效资料每台定子导线重G CU C l z Z1每台硅钢片重 G FE K FE l D1111105Q S N27.8103 公斤8.8654.5763.转子电阻64.满载电流有功部分65.满载电抗电流66.满载电流无功部分67.满载电势68.空载电势69.空载定子齿磁密70.空载转子齿磁密71.空载定子轭磁密72.空载转子轭磁密73.空载气隙磁密74.空载定子齿安匝导条电阻 R B KK B l B BS B Q2端环电阻导条电阻 R R2D R RK p2SR导条电阻标么值 r B R BI KWU 1端环电阻标么值 r R R RI KWU 1转子电阻标么值 r 2r B r R1满载电流有功部分i P满载电抗电流22i x K m x i P 1 K m x i PK m1i m x1i R i m i x1L1i P r1 i R x 1101i m * x1B T1010B T 1高斯1LBT 2010BT 2高斯1LBC1010BC1高斯1LBC2010BC2高斯1LBg 010 B g高斯1LAT T 10at T 10 * h T 1安匝2.60.050.03290.00060.03311.1690.5231.0270.7880.85720.97244101361006718659815743138.82575.空载转子齿安匝ATT 20atT 20* hT 2安匝12.51276.空载定子轭安匝77.空载转子轭安匝78.空载空气隙安匝79.空载总安匝80.空载磁化电流81.定子电流ATC10C1 * at C10 * l C1安匝ATC 20C2 * at C 20 * l C 2安匝AT g00.8g e B g 0安匝AT0AT T10AT T 20 AT C10AT C 20 AT g 0安匝Im02.22 AT0 * p安培m1* Z 1 * K dp1i1i P2i R2,I1 i1 *IKW安培108.976.578188324.8851.7651.4096.791I1a1 * N1 * S1 A / cm25.3382.定子电流密度83.线负荷84.转子电流85.转子电流密度86.定子铝消耗87.转子铝消耗A / cmm1 * Z 1 * I 1A1* D i11A1i i2i2,2P xI 2i2IKWm1 * Z 1 * K dp1Q2BI2 ,S BI RR SRPAl 1i12 * r1PAl1PAl 1P2*10 3PAl 2i22 * r2PAl 2PAl 2P2 *10 3A / cm778.4741491.28315.163.2673.0880.103566.50.05429788.杂散消耗89.机械消耗90.铁耗91.总消耗92.输入功率93.总消耗比94.效率95.功率因数对铸铝转子P S0.01 : 0.03对铜条转子P S0.005P S P S P2103244 极及以上关闭型自扇冷式6D1P fw10pP fwP fw103P2VT 1p * S T 1 * h T1VC1 2 p* S C1 * l C1p T1瓦厘米p T 2瓦厘米PT 1pT 1* VT1PC1pC1* VC1PFe 1pT1 2pC1P FEP FEP2103P P AL1P AL 2 P Fe P S P fw11PPPPP11P1COSi10.01____5529.320.0053581.45292.150.020.071311.62920.8370.73250.0120.181.180.150.850.834Snp AL 20.0596. 转差率 1 P AL 2旋转铁耗P S P fw97.98.旋转铁耗＝ PFeP PC1T 1120 f 1 S n712.5n转分转速p1S n 1.25T M倍2 r 122r 1x最大转矩2199.起动电流开始假设值I st ' 2.5 : 3.5 T M I KW（安）AT st33818B L1.6g c100.起动时漏抗磁路饱和惹起漏抗变化的系数查图101.齿顶漏磁饱和惹起定子顶宽度的减少102.齿顶漏磁饱和惹起定子顶宽度的减少103.起动时定子槽单位漏磁导104.起动时定子槽漏抗105.起动时定子谐波漏抗106.定子起动漏抗107.考虑导挤流效应的转子导条相对高度108.转子挤流效应系Z 1K d 12Q12067 AT st I st '0.707 K U 1K P 1 1 0a1Q2C0.64 2.5g0.955t1t 20.284C S1t1b011K Z0.416C S2t 2b021K Zs1stK U 1U 1U 1K L1L 1 1.045 U 1按槽形查附图 10.385Cxs1sts1stx s1xs10.4Cx x d1st K Z x d 1x1 st x s1st x d1 st x e1 1.143CxB g f 1.550.1987B bh R Bb gr : 1.3 r 0数109. 起动时转子槽单位漏磁导110.起动时转子槽漏x :x0S2 st U 2 st L 2 stU 2st按槽型查附图 1U2U2U2L 2stx :L 2x00.3250.4610.0970.3640.24Cx抗111.起动时转子谐波漏抗112.起动时转子斜槽漏抗113.转子起动漏抗114.起动总漏抗115.转子起动电阻116.起动总电阻117.起动总阻抗118.电动电流119.起动转矩S 2 stx S2 st x S 2S2xd 2 stKZxd 2x SK st K Z x SKx 2 st x S 2 st x d 2 stx st x1 st x 2 str 2str:l l Br 0l B l Br st r 1r 2stz st r 2st x 2stI stI KWz sti stI stI 1T st r2st1nz2Sstx e2x SK stlr B r RA倍倍0.458CxCx0.060.220.0860.1380.2320.931.544电动机的改良方案名称公式1.额定线电压U 1线电压（Y 接法）2. 外施相电压3P 2 103 3.I KWU 1输出供电流m 1Q 1方案 2 方案 3 340340 196.299196.2999.339 9.33936364. 定 , 转子槽数Q 232325.功率要素cos'0.8310.8476. 极数7.效率8. 绕组线规9. 导体并绕根数10. 每槽导体数11. 槽满率12. 铁芯长13. 定子齿磁密 14. 转子齿磁密 15. 定子轭磁密 16. 转子轭磁密 17. 空气隙磁密 18. 空载定子齿磁密19. 空载转子轭磁密p'dN 1双层线圈 Z 1 2 每圈匝数N 1 Z 1 d 2S fS elB T 1F S ST1B T 2 F S S T 2B C112 S C1B C21 2 S C2B gF SS g BT101 0 BT11 LBT 201 0 BT 21L4 4 0.873 0.881 2.06 1.87 1 1 20 24 0.79740.79805148104 14803.913467.13 29457.1425950.18 14638.5 13316.66 12847.8 11318.23 6344.975758.926 14075.4113041.1527486.1924916.1220. 空载定子轭磁1 0BC10BC1密1L21. 空载转子轭磁1 0BC 20BC2密1L22. 空载气隙磁密1 0B gBg 01L23. 定子电流密度I 11a 1 * N 1 * S 124. 线负荷m 1 * Z 1 * I 1A 1* D i125. 热负荷1A 126. 转速120 f 1 S n 转 分np27. 最大转矩倍数T M1 S n倍222 r 1xr 128. 起动转矩倍r2 stT st 2 1 S nz st 29. 起动电流倍数i stI stI 113918.15 12895.4511988.17 10867.236032.738 5576.7673.8294.577215.087 254.21823.681163.561471 14624.014 3.6752.003 1.8976.9666.783电动机在运履行产生消耗， 这些消耗转变为热能， 惹起电机发热， 电动机的温度过高会使绝缘快速老化，绝缘性能和机械强度降低，使使用寿命大大缩短，严重时会烧坏电机， 为了限制发热对电动机的影响， 使电动机的温升不超出必定的数值，一方面要控制电机各部分的消耗， 使发热减少； 另一部分改良电动机的冷却系统，提升其传热和散热的能力。
基于粒子群算法的直线感应电机优化设计
Ｏ ｐ ｉ ｉａ ｉ ｎ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎｅ ｒ Ｉ ｕ ｔｏ ｏ ｏ ｔｍ ｚ ｔｏ ｓｇ ｆＬｉ ａ ｎｄ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｔ ｒ Ｂａ ｅ ｎ Ｐａ ｔｃ ｅ Ｓ ｒ ｇ ｒｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｒ ｉｌ ｗａ ｍ Ａｌ ｏ ｉｈ
ＹＵ ａ Ｘｉ ｏ。 ＬＩ Ｒｏ ｇ— ｎ， Ｎ ｎ ｗｅ Ｇｕ ｎ－ ｎ ａ ｐｉ
速 时 比较 明显 。
条件 的 限制 ， 直 线感 应 电机 的优 化 问题 属 于 有 但
约束 条件 的非 线性 规 划 问题 ， 本 文 将 约束 条 件 故 转 化 为惩罚 因子加 入 原 目标 函数 ， 化 为无 约 束 转 极值 问题 。 同时 ， 入 线性 递 减 的惯 性权 重 来 平 引 衡 全 局 搜 索 能 力 和 局 部 搜 索 能 力 。试 验 表 明 ， Ｐ Ｏ在 满足 约束 条 件 的 情 况下 ， 以较 好 地 实 现 Ｓ 可 以提 高功 率 因素和 同步效 率 为 目的的直 线感 应 电 机结 构参数 优 化 。
１ 直 线感 应 电机 基 本 原 理
１ １ 工作 原理 ．
粒子 群优 化 算 法 （ ａｔｌ Ｓ ａｍ Ｏ ｔ ｚｔｎ Ｐｒｃｅ ｗ ｒ ｐｉ ａｉ ｉ ｍｉ ｏ
Ａｇｒｈ Ｐ Ｏ 是一种基 于群体智能的进化计算 ｌ ｉ ｍ，Ｓ ） ｏｔ 方法 ， 本 概 念 源 于 对 鸟群 捕 食 行 为 的 研 究。 基
感应电机的电磁设计
感应电机的电磁设计作者：许通来源：《价值工程》2018年第19期摘要：电磁计算是感应电机设计的关键部分。
本文主要以YXKK560-4型电机为模型，说明中小型三相感应电动机的电磁计算中的几个关键部分，包括：主要尺寸与气隙的确定；定转子绕组与冲片的设计；工作性能的计算；起动性能的计算等。
Abstract： Electromagnetic calculation is the key part of induction motor design. This paper mainly takes YXKK560-4 motor as the model， explains several key parts in electromagnetic calculation of small and medium-sized three-phase induction motor， including： the determination of main dimensions and air gap， the design of stator and rotor windings and punches， the calculation of working performance，the calculation of starting performance， etc.关键词：感应电机；电磁设计；YXKK560-4型Key words： induction motor；electromagnetic design；YXKK560-4中图分类号：TM346 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）19-0120-021 电磁负荷及磁密的选择为确定此次电磁负荷，我们将高功率密度电机YXKK560-4与原有YKK560-4电机进行对比，具体如表1、表2所示。
定、转子的槽形和尺寸显著影响电机的各项性能参数[1]。
感应电机的设计
ｌ ２转子设计。 转子包括一个 由压在电机轴上 的圆形迭片结构组成的 组成。 绕线由 —些贯穿转子的导条组 成。 导条互相 连接围绕在转子表面。 这些导条突出在定子表面， 在末端 由 一个短环连接在—起。这些导条的材料 通常是铝或铜。转 子 表面的位置、 、 区 形状 连接 域 和导条的材料决定了 转子的特性。 导条的位置比较深入转子 ， 会增加围绕导条 的铁的用量 ， 并且增加转子的电感值。导条的电抗 由电感和电阻组成 ，因此两个相 同尺寸的导条可 能显示 出来不同的交流电抗 ，因为这个数值与它 们相对于转子表面的位置有关。—个薄导条 由径 向方 向插入到转子当中， 一边接近转子的表面 ， 另 边朝向轴心。那么随着电流频率的变化它的电 阻也会随着变化 。 这是因为导条外部 的 交流电抗 要比内部的交流 电抗低 ，高频会提高与导条电抗 有关的导条的有效电抗。 在低频时， 到条的两个边 缘的电抗都会降低并 且基本相等。 转子的设 定 了电机的启动特眭。 诀 ２等效 电路 感应电机本质上可以等效成—个变压器进行 分析 。感应电机有定子漏 电抗 、 定子铜耗 ， 转子 电 路同样也有转子漏电抗 、 转子铜（ ） 铝 耗和周输 出 功率作为串联元件。 通 过校正转子部分值与变压器有效 比相一 致， 在等效电路 中 心的变压器可以去掉。 磁化电流分量和电机铁耗是电压函数而不是 负载函数， ， 另外 一个特殊 电机的全 电压启动 电流 是电 压和速度函 数担 不是负载函数。 磁化电流的变化取决于电机的设计。 对于小 电机， 这个磁化电流的比例可能占到 ６ ％以上 ， ０ 但 是对于大一点的两相 电机 ， 磁化 电 的 流 典型值可 能 占到 ２ ＇－ ５ ０ｏ２％。在设计电压下， 接近饱和 ， ７－ 铁 所以铁耗和磁化电流与电压之间可能不是线性的 关系 ，电压的微小增长都 会引起磁化电流和铁耗
感应电机无速度传感器直接转矩控制的智能优化设计
０ 引 言
直 接 转 矩 控 制 （ ｉ ｃ Ｔ ｒｕ ｏｔ ｌ Ｄ Ｃ） Ｄ ｒ ｔ ｏｑ ｅ Ｃ ｎｒ ， Ｔ ｅ ｏ
高 ， 需要 大量 离线 训 练 。本 文 在 综 合 考 虑 Ｄ Ｃ 且 Ｔ 系统 性 能要 求 后 ， 设计 了在 线 自整 定模 糊 神经 Ｐ Ｉ 控制 器 ， 实现 了对 感应 电机 Ｄ Ｃ低 速 时 系统 性 能 Ｔ 的改 善 。
Ｉ ｔ ｌｉ ｅ ｎ ｅ ｌ ｎｔ Ｏｐｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｓｇ ｆ Ｉ ｕｃ ｉ ｎ Ｍ ｏ ｏ ｒ ｃ ｇ ｉ ｚ ｔｏ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎｄ ｔｏ ｔ ｒ Ｄｉ ｅ ｔ Ｔｏ ｑｕ ｎ ｒ ｌｗｉｈｏ ｐ ｅ ｎ ｏ ｌ ｓ ｒ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｔ ｕｔ Ｓ ｅ ｄ Ｓｅ ｓ ｒｅ ｓ
ｃ ｙ，ｓａｉ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ． Ｓｍ ｕ ａｉｎ ｅ ｕｌｓｓ ｗｅ ｈａ ｎ ｅｌｇ ｎ ｐｉ ｚ ｔｏ ｅ ｉ ｎ ｍａ ｅ ｒ ｃ ｏ ｑ ｏ ｒ ｌｓ ｓ ｔｔｃ ｃ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｉ ｌｔｏ ｒ ｓ ｔ ｈｏ ｄ ｔ ｔｉｔ ｌｉｅ ｔｏ ｔｍｉａｉ ｎ ｄ ｓｇ ｋ ｓｄｉｅ ｔｔｒ ｕｅ ｃ ｎｔｏ ｙ — ｔｍ ｂｖｏ ｌ ｍｐｒ ｖ ｄ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｅ ａ ｏ ｉｕｓｙ ｉ ｏ ｅ ｅ ｆｒ ｎ ｅ， ｂ ｔｅ ｏ ｕ ｔ ｓ ｎｄ ｓｌ－ ｄ ｐ ｉｅ ｅｔ ｒｒ ｂ ｓｎｅ ｓａ ｅｆａ ａ ｔｖ ．
其 中： ｙ为实 际转 速输 出 ，， 期望 转 速输 出。 ｌ为 那 么误 差信 号将 由第 四层 向第 一层 一 次反传 。
（ ）解 模糊 层 ： １
＝
ｏ ， ６ｌ
＝ ｌ 一ｙ＝ ｅ ，
（） ６
＝
警＝
＝
（ ７ ）
电机设计--感应电机的电磁设计
第十章 感应电机的电磁设计§10-1 概述主要内容：① 主要尺寸与气隙的确定；② 定转子绕组与冲片设计； ③ 工作性能的计算； ④ 起动性能的计算；⑤ 深槽式、双笼转子感应电机的设计特点。
一、我国感应电机主要系列100个系列，500多个品种，5000多个规格 大型： V U kW P mD mmH 6000.300040016301=>>> 中型： V U kW P m D mm H 6000.3000,380)125045()0.15.0()630355(1=-=-=-= 小型： V U kWP mD mm H 380)13255.0()5.012.0()31580(1=-=-=-=基本系列：Y （IP44） 小型三相感应电动机 J2，JO2 小型三相感应感应电动机JS 三相笼型转子感应电动机（中型） JR 三相绕线转子感应电动机（中型） JS2，JSL2 三相感应电动机（中型、低压） JR2，JRL2 三相感应电动机（中型、低压） Y 三相笼型转子感应电动机（大型） YR 三相绕线转子感应电动机（大型） YK 大型高速感应电动机 派生、专用系列：YQ 高起动转矩感应电动机（小型） YH 高转差率感应电动机（小型） YD 变极多速感应电动机YZ 起重及冶金用感应电动机 YQS 潜水感应电机YLB 立式深井泵用感应电动机二、感应电动机的主要性能指标和额定数据 （一）主要性能指标η 效率 N stI I 起动电流倍数ϕcos 功率因数 Fe cu ττ∆∆, 绕组、铁心温升N M T T最大转矩倍数 min T 起动过程中最小转矩 N stT T 起动转矩倍数（二）额定数据 额定功率 N P 额定电压 N U 额定频率 N f 额定转速 N n 基值： 电压： ϕN U 功率： N P 电流： ϕN NKW U m P I 1=阻抗： NN KWN KW P U m I U Z 21ϕϕ==转矩： NN N n PT 9550=§10-2 主要尺寸与气隙的确定一、主要尺寸和计算功率nP C n P AB K K l D A dpNm p ef '='⋅⋅'=δα11.62 计算功率： 111I E m P =' 额定功率： ϕηϕcos 11I U m P N N = N N P U E P ϕηϕcos 11⋅=' 由前推导（相量图）： 0),(1≈=ϕαN U E 引入电势系数L ε L Q P N E X I R I U E K εσϕ-=+-≈=1)(1*1*1*1*11 N L P P ϕηεcos 1)1(⋅-='设计方法：ϕηcos ,已知，*1*1,σX R 未知，需先假定一个)1('-L ε值。
基于遗传算法圆筒型直线感应电机的优化设计
理论与设计
基 于遗 传算法 圆筒型直 线感应 电机 的优 化设计
康 燕琴 上 官璇峰 肖家 乐
河 南理 工 大学 （ ５ ０ ３） ４４０
Ｏ ｐ ｉ ａ ｓ ｇ ｆＴｕ ｕｌ ｒ Ｌｉ ｅ ｒ Ｉ ｕ ｔｏ ｏ ｏ ｓ ｄ ｏ ｎ ｔｃ Ａｌ ｏ ｉｈｍ ｔ ｍ ｌＤｅ ｉ ｎ ｏ ｂ ａ ｎ ａ ｎｄ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｔ ｒ Ｂａ ｅ ｎ Ｇｅ ｅ ｉ ｇ ｒ ｔ
由原电机给 出的数 据 ， 用软件ＭＡＴＬ 对 运 ＡＢ
电机的特性进行计算， 由于边端效应产生的有效
推 力很 小 ， 中心 区２ 号 钢 次级 产 生 的推 力相 比 与 ０
Ｑｕ ｌ ｙｆｃ ｒ Ｏ ｔ ｌ ｅ ｉｎ ａｉ ｔ ｐ ｉ ｓ ｔ ａｏ ｍａ ｄ ｇ
可以忽略不计， 所以有时候在精度要求 不高的情
况下， 等效 电路中可 以不考虑纵 向边端 效应 。 当不 考 虑 端 部 效 应 时， 以用解 析 法 寻求 对 可 应于 ｓ ｌ ＝ 时有最 大推 力 的品质 因数可 表示 为 ：
， ．
圆筒型直线感应电动机具有结构简单 、 制造
方便 、 运行速度易于调节和控制等优点， 使用场
合不断扩大。 与旋转 电机相比， 没有形成 系列 它
ｂ ｏ ｓ ｒ ｃ ｉ ｅ ｄ ｔ ．Ｔｈ ｕ ｌｔ ａ ｔ ｒ ｗａ ｓ ｄ ａ ｙ ｃ ｎ ｔ ｕ ｔｖ ａ ａ ｅｑ ａ ｉ ｆ ｃ ｏ ｓｕ ｅ ｓａ ｙ ｇ ｉｅ ｉ ｅ ｔ ｖ ｌ ａｅ ｔ ｅ ｌ ｅ ｒ ｉ ｄ ｃ ｉ ｎ ｍｏ ｏ ｉ ｈ ｕ ｄ ｌ ｏ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｉ ａ ｎ ｕ ｔ ｔ ｒ ｗｈ ｌ ｔ ｅ ｎ ｎ ｏ ｅ
要使它在起 动时有最大的推 力， 而又使推 力／ 输
Y160M2-8电机设计(题目6)
XXXX大学电机设计任务书三相笼型感应电动机电磁设计及其运行性能的计算班级：姓名：学号：指导教师：20XX年X月题目6：Y160M 2-8 额定数据与性能指标1、电机型号Y160M 2 -82、额定功率 P N =5.5千瓦3、额定频率f N =50赫4、额定电压及接法U N =380 伏 1-Δ5、极数 2P=86、绝缘等级 B7、力能指标：效率0.85η= 8、功率因数cos 0.74ϕ=9、最大转矩倍数 2.0MT *= 起动性能：起动电流倍数 6.0stI *=,起动转矩倍数 2.0st T *= 主要尺寸10.26D m = 10.18i D m = 0.145l m = 0.4mm δ= 20.06i D d m ==；124844Z Z =定子槽形采用斜肩园底梨形槽：01 3.2b mm = 010.8h mm = 1 5.3s b mm = 130o α=1 3.85s r mm = 111218.6s s h h mm +=转子采用斜肩平底槽：021b mm = 020.5h mm = 21 5.2s b mm =22 2.2s b mm = 0230α= 212219s s h h mm +=电机设计的具体方案：（一） 额定数据和主要尺寸：1、 额定功率： 5.5N P kW =2、 额定电压及接法：()380N U U V φ==∆接 3、 功电流：31 5.510 4.823380N KWN P I A mU φ⨯===⨯ 4、 效率：0.85η'= 5、 功率因数：cos 0.74ϕ'= 6、 极数：2p 8=7、 定转子槽数：148Z = ；244Z = 8、 定转子每极槽数：1148628p Z Z p === ；22445.528p Z Z p === 9、 确定电机主要尺寸：0.9310.0108ln 0.0130.9310.0108ln 5.50.01340.897EN K P p '=+-=+-⨯= 求出计算功率：331 5.510(1)0.8977.84310cos cos 0.850.74N E L N P P K P kW εηϕηϕ⨯''==-=⨯=⨯''⨯ 初选'0.67p a =，' 1.095Nm K ，96.0'1=dp K 可取'28000A A m=，取'0.68B T δ=，假定'730minrn =。
基于Ansoft的三相感应电机方案设计及优化
164电力技术1 引言 所谓电机优化设计室指在满足国家标准、用户要求以及特定约束条件下，使电机效率、体积、功率、重量等设计性能指标达到最优的一种技术[1]。
以往电机设计均采用先计算电机参数、制造样机再进行实验验证后改进的方法，不仅花费巨大，而且周期很长。
应用ansoft 软件，采用先分析参数选最优方案，再制作样机进行实验验证的方法。
一套方案只需很短的时间就可以验证完毕，各种设计思路可以马上得到验证。
大大减小了零件的加工时间和费用。
本文针对某电动汽车使用的三相感应电机的设计方案应用ansoft 软件进行分析，最终确定设计参数。
2 三相感应电机的设计结构及其参数 根据设计需求，电机为恒功率运行，初步设计三相感应电机的额定功率为11kW， 额定电压380v，极数4极，气隙大小0.5cm。
通过计算和查表，确定电机主要参数：定子槽数36，外径160mm，内径170mm，长度155mm；转子槽数26，外径169mm，内径60mm，长度155mm。
电机的初始设计模型：电机定子绕组连接到对称的三相电源上。
定子绕组由2对极组成，在空间成正弦分布，定子电流产生旋转磁场。
转子绕组为鼠笼式结构，转子导条中感应的电流又产生一个旋转磁场。
两个磁场在电机气隙中相互作用产生合成磁场。
气隙合成磁场与转子导条电流相互作用产生电磁转矩，使转子按磁场旋转的方向旋转，同时有一个大小相同方向相反的转矩反作用于定子上。
3 分析方案 根据设计方案和电机特点，利用磁路计算和有限元结合的方法，采用RMxprt 软件和maxwell2D 分析软件，研究所设计的电机的空载特性，启动特性等，并对影响电机性能的设计参数进行优化，确定最佳设计方案。
大体流程为：基于Ansoft 的三相感应电机方案设计及优化杨 佳,陈启飞（沈阳产品质量监督检验院,沈阳 110022）摘 要：针对传统电机设计优化周期长、花费大等问题，初选设计方案后应用Ansoft 软件进行设计及分析优化，最终确定最优参数。
(感应)鼠笼式电机设计
电气2014级“卓班”企业课程（电机学）实习与实训报告专业：电气工程及其自动化班级：电气1401姓名：学号：指导教师：自动化与电气工程学院2016 年7月15日1 实习报告1.1 实习项目时间：2016-7-12，14.00—15.30地点：指导教师：实习内容：了解变压器生产与制造的工艺流程及测试方法变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
变压器由铁心（或磁芯）和线圈组成。
铁心是变压器中主要的此路部分。
通常由含硅量较高，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。
变压器的铁心是闭合结构。
其中套线圈的部分称为心柱，不套线圈只起闭合磁路作用的部分称为铁轭。
按冷却方式分类:干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。
干式和油浸式变压器有很大区别。
油浸变压器的应用范围很广。
可以在户内，也可以载户外。
油浸变压器特别适合户外，干式变压器适用于室内。
油变接纳在独立的变电场合。
地区天气比较湿润闷热地区，易利用油变。
要是利用在干变得环境下，必须配合有逼迫风冷却设置装备的部署。
我国正在设置装备部署的特高压1000kV试验线路，接纳的肯定是油浸式变压器。
变压器油的主要作用是绝缘作用，变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。
绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可以免受潮气的侵蚀。
散热作用，变压器油的比热容打，常用作冷却剂。
消狐作用，在变压器的有载调压开关上，触头切换时会发生电弧。
由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触大量空气，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。
图1变压器铁心图2 变压器绕组1.2 体会这是我们即将结束大二、步入大三生活学习的最后一个实习。
是我们对电机学这门专业基础课程进行更为深入了解、学习的难得可贵的机会。
宏宇变压器公司这个专业性极强的工厂，让我们变压器生产与制造工艺等有了或多或少的了解与认识。
在此次企业课程中，我们看到了工厂对电机设备、变压器的设计以及制作，了解了这些设备的组成和运转过程，熟悉了设备的设计、制作、组装与调试。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录1、型号Y132M—4感应电动机的电磁计算 (3)1.1 额定数据及主要尺寸 (3)1.2 磁路计算 (5)1.3 参数计算 (7)1.4 运行性能计算 (9)2、数据分析 (11)3、参考文献 (14)4、附图 (15)一、型号Y132M—4感应电动机的电磁计算1.1 额定数据及主要尺寸1、型号：Y132M—42、输出功率：3、相数：m=34、接法：连接5、相电压：380V6、功电流：7、极对数：p=28、定子槽数：9、转子槽数：10、定子每极：11、定转子冲片尺寸：（见附图二）定子外径定子内径转子外径转子内径定子槽形：半闭口圆底槽定子槽尺寸转子槽形：梯形槽转子槽尺寸12、极距：13、定子齿距：14、转子齿距：15、气隙长度：16、转子斜槽距：17、铁心长度：18、铁心有效长度：无径向通风道19、净铁心长：无径向通道其中铁心叠压系数为20、绕组型式：单层交叉式（见附图一）21、并联路数22、节距：y为1~9、2~10、11~1823、每槽导线数：24、导线并绕根数、线径25、每根导线截面积：26、槽有效面积：式中槽楔厚度h=2mm槽绝缘厚度Ci=0.03cm其中27、槽满率：式中d——绝缘外径（cm）(d=)28、每相串联导线数29、绕组分布系数式中q1=(对60度相带)30、绕组短距系数31、绕组系数：1.2 磁路计算32、每极主磁通式中33、每极下定子齿面积34、每极下转子齿面积式中=，=，假设，=1.5T,=1.5T35、定子轭截面积式中=1.877cm（圆底槽轭的高处高度）36、转子轭截面=30.458式中=2.016cm（平底槽轭的计算高度）——转子轴向通风孔直径37、空气隙面积=38、波幅系数：先假定39、定子齿磁密:，本算例中<5%，符合精度要求40、转子齿磁密：，本算例中<5%符合精度要求41、定子轭磁密：42、转子轭磁密：43、气隙磁密：，本算例中<5%符合精度要求44、定子齿磁场45、转子齿磁场46、定子轭磁场47、转子轭磁场48、定子齿磁路计算长度=1.597cm（圆底槽）49、转子齿磁路计算长度=2.3cm（平底槽）50、定子轭磁路计算长度51、转子轭磁路计算长度52、气隙磁路计算长度其中=1.308;=1.03153、定子齿磁位降54、转子齿磁位降55、定子轭磁位降其中C1=0.48——定子轭磁路校正系数，查附图56、转子轭磁位降其中C2=0.382——转子轭磁路校正系数，查附图57、气隙轭磁位降58、饱和系数=1.346本算例中<5%符合精度要求59、总磁位降F60、励磁电流61、励磁电流标62、励磁电抗标幺值==1.9011.3 参数计算63、线圈平均半匝长度64、线圈端部平均长度65、阻抗折算系数=14376.3566、定子相电阻=1.561标幺值=0.02767、转子导条电阻标幺值68、转子端环电阻标幺值=0.005769、转子电阻标幺值70、漏抗系数71、定子槽漏磁导其中=1，槽上部节距漏抗系数=1，槽下部节距漏抗系数=0.4097，槽上部漏磁导72、定子槽漏抗73、定子谐波漏磁导，经查书上的附图，得74、定子谐波漏抗75、定子端部漏磁导(对单层交叉式绕组)76、定子端部漏抗77、定子漏抗标幺值78、转子槽漏磁导79、转子槽漏抗80、转子谐波漏磁导81、转子谐波漏抗82、转子端部漏磁导83、转子端部漏抗84、转子斜槽漏抗85、转子漏抗标幺值86、运行总漏抗1.4 运行性能计算87、满载电流有功分量计算时先按设计要求假定88、满载电抗电流2]=0.1837式中89、满载电流无功分量90、满载电动势比值=0.9259此值应与32项假定值相差小于一定精度要求，否则需重新假定值，本例中误差为=0.314%<5%符合精度要求91、定子电流I*=I1=I1*I w=8.8138A92、转子导条电流I2*=I2=I2*I w K1=I2*I w其中为电流折算系数93、转子端环电流I R=94、定子电密J1=/mm295、线负荷A1=96、热负荷AJ1=A1J1=1260.913A/cm97、转子导条电密J B=A/mm298、转子端环电密J R=A/mm299、空载电动势比值K EO=1-I m*X1*=0.9679100、空载定子齿磁密B t10=B t1=1.6122T101、空载定子轭磁密B j10=B j1=1.4877T102、定子齿单位铁损耗p t1由B t10查硅钢片损耗曲线，得p t1=45.71*10-3W/cm3103、定子轭单位铁损耗p j1由B j10查硅钢片损耗曲线，得p t1=39.18*10-3W/cm3104、定子齿体积V t1=2pA t1h t1’=484.489cm3105、定子轭体积V j1=4pA j1l j1’=1703.026cm3106、铁损耗p F1=k1p t1V t1+k2p j1V j1=188.831W式中k1k2为铁损校正系数，一般对半闭口槽取k1=2.5,k22 标幺值p F1*==0.0252107、基本铁损耗p Fe1*==0.0119108、定子电阻损耗p cu1*=I1*2R1*=0.0485p cu1= p cu1**p N*103=363.865W109、转子电阻损耗p cu2*=I2*2R2*=0.0485p cu2= p cu2**p N*103=363.758W110、风摩损耗p fv= p N*103=70W其中p jv*参考实验值确定:0.0093111、杂散损耗p s=p s*p N*103=150W其中p S*参考实验值确定:0.02112、总损耗=p cu1*+p cu2*+p Fe*+ p jv*+ p S*=0.1350113、输入功率p1*=1+=1.1350114、满载效率=0.8810此值应与88项假定值相差小于一定精度要求，否则需重新假定值，本例中误差为=0.119%<5%符合精度要求115、功率因数116、满载转差率s N=式中为气隙电磁功率，=p1*-p cu1*-p Fe1*117、额定转速n N==1455.296r/min118、最大转矩倍数T max*==2.955二、数据分析：本算例与书上的算例的计算结果比较，如下表（见下页）所示：由上表数据可知：当铁芯长度和槽导线数一起减小时，电机的满载效率增大，功率因数cos减小，额定转矩nN增大，最大转矩倍数Tmax 增大。
为了更好的分析铁芯长度（槽导线数）对电机主要性能的影响，我又做了几组数据，来帮自己分析：a、固定槽导线数Ns1=35不变，改变铁芯长度，观察电机的主要性能变化如下表二所示：表二铁芯长度/(cm) 满载效率功率因数cos额定转速NnnN(r/min)最大转矩倍数Tmax15.8 0.88021 0.8567 1452.74 2.78116 0.88023 0.861 1452.23 2.73316.2 0.88022 0.8646 1452.17 2.69316.5 0.88019 0.8696 1450.96 2.622分析结果得：在一定范围内，铁芯长度，由于磁通密度不变，导磁面积，导致铁芯磁密B，励磁电流，因此功率因数cos；，漏磁系数Cx所以Cx，电机总漏抗，定子电阻，所以最大转矩倍数Tmax；由异步电机等效T型电路（见下页）可知：图一由于，I1基本不变，I2，故转子铜耗P cu2，因为不变，所以，故nN；电机总铜耗，而铁芯损耗，而在这铁芯长度内，增加的铜耗大于减小的铁芯损耗，故满载效率下降；当减小的铁芯损耗大于增加的铜耗时，满载效率又会上升一点，故满载效率对铁芯长度是一条曲线。
b、固定铁芯长度不变，改变槽导体数Ns1，观察电机的主要性能变化如下表三所示：分析结果得：由于磁通密度不变，导磁面积不变，磁密B不变，当槽导体数Ns1，励磁电流，所以功率因数cos；电机总漏抗不变，定子电阻R1，故最大转矩倍数Tmax；由于，I1基本不变，I2，故转子铜耗P cu2，所以，nN；定子电阻R1，定子铜耗P cu1，转子铜耗P cu2故满载效率。
综合以上分析：当铁芯长度，槽导体数Ns1时，由于两者叠加效应电机的功率因数cos减小，额定转矩nN增大，最大转矩倍数Tmax 增大，而对于电机满载效率，由于槽导体数Ns1对电机的影响大于铁芯长度对其的作用，故满载效率呈现上升的趋势。
三、参考文献[1]李郎如、陈乔夫、周理兵.电磁装置设计原理.华中科技大学出版社.2010.3.[2]辜承林、陈乔夫、熊永前.电机学. 华中科技大学出版社.2005.8.附图一：单层交叉式绕组展开图附图二：定子槽形与转子槽形尺寸图（单位/mm）：。