电机的电磁设计10点注意事项
电机的电磁设计10点注意事项
l．2 不要设计过于细长或扁平的电机
电机设计力求以最少的材料和成本获得最佳的性能。一般说来，扁平的电机有效材料用铁较少，用铜较多．结构材料较多。细长的电机有效材料用铁较多．用铜较少，结构材料较少，但结构的刚度较差。
所以电机的直径和长度之比有一个最佳值．铁心内圆和长度之比为1：1左右。设计电机要根据电机各种性能要求及市场上有效材料，结构材料的价格进行优化设计，此外还要考虑系列化、零部件通用化以及结构的工艺性、工模具的成本等问题。见下图
l．2 电机线圈的电流密度不宜过大或过小
电机线圈具有一定电阻，当电流通过线圈时就产生损耗，使电机效率降低，绕组温度升高。电机设计时希望减小电阻，以减少损耗，降低温升，提高效率。降低电流密度，增加导线截面积可以减小电阻，但会导致线圈材料用量增加。由于槽面积的加大，引起铁心磁密增加，使电机的励磁电流及铁损耗增加。所以电流密度的选择要全面考虑电机性能。电流密度一般选用3～7A／mm2。对于大电机及封闭式电机取小值．对于小电机及开启式电机则取大值。见下图
1．3 电机铁心的磁通密度不宜过高或过低
当铁心材料、频率及硅钢片厚度一定时．铁损耗决定于磁通密度的大小。磁通密度过高．使铁耗增加．电机效率降低．铁心发热使电机温升增高。并由于励磁安匝增加．电机功率因数降低。所以铁心的磁通密度不宜过高,尽量避免用在磁化曲线的过饱和段。小型电机一般不超过155T。磁通密度过低则使电机材料用量增加，成车提高。
1．4 电机的槽满率不宜过高或过低
所滑槽满率是指槽内导线的面积和槽有效面积之比，即N2d
见下图
式中，N为导线并绕根散l=为每槽导体数；d为导线绝缘后外径Is，为槽有效面积(为槽面积减击槽绝缘所占面积)。槽满率大,表示槽内填充紧密，槽满率小，表示槽内填充松散。就电机用料的充分利用和运行性能来说，槽辨率最为好。但过高嵌线困难，劳动量及工时增加，容易损伤绝缘。槽满率低，电机运行时导线在槽内松动，易掼坏绝缘，此外，槽内空隙多．由于空气导热差，影响线圈的散热，使电机温升增高。槽满率一般取75％～78％，不大于80％。见下图
1．5 电机槽形的设计尽可能选用平行齿梯形槽
硅钢片工作在磁化曲线的饱和段，单位长度励磁消耗的安匝数随磁通密度的增加而大量增加。为了合理充分利用电机内部空间，电机设计时总是使硅钢片比较饱和。如果采用梯形齿，则齿的窄部由于磁通密度大，励磁安匝数大量增加，电机的功率因数降低。如果采用平行齿．则沿齿部长度内磁通密度均匀，励磁消耗的安匝数大为减少。
见下图
1．6槽形边缘不要有尖角，见下图
槽形的设计应考虑便于冲模的制造。冲模淬火时．凹槽尖角处常因应力集中而产生裂纹。园角还有助于延长冲模寿命。槽形设计其边缘处应尽量采用圆角，圆角半径应不小于1mm。
1．7尽量用圆底槽代替平底槽
圆底槽的优点：
A.圆底槽能改善导线的填充情况．槽绝缘不易损坏，在槽满率相同的情况下，圆底槽嵌线比平底槽容易。
B.转于铸铝时，圆底槽比平底槽铝水填充情况好。
C. 圆底槽比平底槽便于模具制造。见下图
1．8电机铁心槽口宽度不宜过大
电机槽口太小，下线困难。电机槽口太大．使气隙磁通分布不均，齿谐波增大．附加损耗增加。半闭口槽的槽口宽度一般为2～3根导线的直径，约为3．5mm。低压成形线圈采用槽内四个元件边的半开口槽结构，使其槽口宽度减少为槽宽的一半。见下图
1．9定子槽数不要太多或太少
异步电动机定子槽数多，磁动势、电动势波形好．附加损耗小，电机效率高。槽数多，还使线圈和铁心的接触面积增加，线圈散热好，温升低。但槽数多，铁心齿部过窄，冲压变形大，工艺性差。槽数多还使模具制造成本增加，有关电机设计的问题，线圈制造及下线工时增加，一般说来．定子槽数多、电机性能好．但成本高。
一般异步电动机每极每相槽散q≥2。见下图
1．10异步电动机避免选用过大或过小的气隙
气隙是指电机定子和转子间的空隙。气隙大小对电机性能及制造工艺有很大的影响。气隙大．磁阻大，励磁安匝数多，使电机励磁电流增大．电机功率因数降低。但气隙大使谐波磁场减弱，电机的附加损耗降低。气隙大，对电机零部件的同轴度及装配精度的要求降低；气隙过小，则容易引起定转子扫膛，以及由于附加损耗增加而使电机效率降低。见下图
电机设计方法
第2章电磁场有限元分析简介 电磁场的边值问题实际上是求解给定边界条件下的麦克斯韦（Maxwell）方程组及由方程组深化出的其他偏微分方程问题。从求解问题的技术手段上来说，它可以分为解析求解和数值求解两大类。对于简单模型，有时可以得到方程的解析解。若模型复杂度增加，则往往很难获得模型的解析解。随着计算工具，特别是高速大容量电子计算机的发展，电磁场数值分析已深入到工业生产各个领域，解决问题的面越来越广，分析的问题也日趋复杂。电磁场数值分析是一门综合性的学科，涉及电磁场理论、数值分析、计算方法、计算机基础知识及高级语言等多个方面，但在计算上存在着共性。有限元法是一种常用的数值方法，并有相应的电磁软件问世，其中ANSOFT公司的Maxwell 3D/2D就是非常优秀的电磁分析软件。 本章将对电磁场的基本理论、电磁场有限元的求解及ANSOFT公司的Maxwell 3D/2D 作简单的介绍。至于完整的电磁理论描述，读者可以参考许多教科书。如果读者已熟悉电磁理论，完全可以略过本章，直接从第2章开始学习如何使用Maxwell电磁软件。 1.1电磁场基本理论 1.1.1麦克斯韦方程组 在19世纪中叶，麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出了适用于所有宏观电磁现象的数学模型，称之为麦克期韦方程组。它是电磁场理论的基础，也是工程电磁场数值分析的出发点。 麦克斯韦方程组包括微分和积分两种形式，在此仅给出它们的微分形式，通过它们可以导出能用有限元处理电磁问题的微分方程。 麦克斯韦方程组为 法拉第电磁感应定律 麦克斯韦-安培定律 高斯电通定律 高斯磁通定律 电荷守恒定律
式中，E为电场强度，V/m；D为电通量密度，C/m；H为磁场强度，A/m；B为磁通量密度，T；J为电流密度，A/㎡；P为电荷密度C/m3。 上面5个方程中包含两个旋度方程式（1.1）、式（1.2）和3个散度方程式（1.3）、式（1.4）和式（1.5）。
电动机的使用注意事项实用版
YF-ED-J4689 可按资料类型定义编号 电动机的使用注意事项实 用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
电动机的使用注意事项实用版 提示：该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 在机械普及程度日益提高的今天，电动机械已走进千家万户，在使用电动农机时，必须注意以下几点： 1、电动农机具的金属外壳必须有可靠的接地装置或临时接地装置，以免发生触电事故。 2、移动电动农机具时，必须事先关掉电源，千万不可带电移动。 3、电动农机具的供电线路必须按照照明用
电规则安装，严禁乱拉乱接。 4、电动农机具发生故障必须断电检修，不能带电作业。 5、使用单相电动机的农机具，要安装低压触电保安器，并经常保持其灵敏可靠。 6、长期未用或受潮的农机具，在投入正常作业前应进行试运转。如果通电后不运转，必须立即拉闸断电检修。 7、农机具操作人员要加强安全防范意识，严格执行操作规程。在操作时，应穿绝缘鞋，不要用手和湿布擦拭电器设备，不要在电线上
悬挂衣物等。 8、一旦发生电器火灾，要立刻拉闸切断电源，不要在拉闸停电之前就泼水救火，以防传电、漏电。如有人触电也要立即切断电源再去救人。
电机设计计算常用公式
电机设计计算常用公式 1．输出功率2P 2P 2．外施相电压1U 1U 3．功电流KW I 1 13 210U m P I KW ??= 4．效率η' η' 5．功率因数?'cos ?'cos 6．极数p p 7．定子槽数1Q 1Q 转子槽数2Q 2Q 8．定子每极槽数 p Q Q P 1 1= 转子每极槽数 p Q Q P 2 2= 9．定转子冲片尺寸见图 10．极距P τ p D i P 1 ?= πτ 11．定子齿距1t 1 1 1Q D t i ?= π 12．转子齿距2t 2 2 2Q D t ?= π 13．节距y y 14．转子斜槽宽SK B SK B 15．每槽导体数1Z 1Z 16．每相串联导体数1φZ 1 11 11a m Z Q Z ??= φ 式中： 1a =
17．绕组线规（估算） ?η' ?'= ' ' ??'= ' ?'cos 11 11 11KW I I a I S N 式中：导线并绕根数·截面积 '?'11S N 查表 取' ?'11S N 定子电流初步估算值 ?η' ?'= 'cos I I KW 1 定子电流密度' ?1 '?1 18．槽满率 （1）槽面积 2 2221R h h b R S S S S π+ ??? ??-'+= （2）槽绝缘占面积 ?? ? ??+++' =122S S i i b R R h C S π （3）槽有效面积 i S e S S S -= （4）槽满率 e f S d Z N S 2 11??= 绝缘厚度i C i C 导体绝缘后外径d d 槽契厚度h h 19．铁心长l 铁心有效长 无径向通风道 g l l eff 2+= 净铁心长 无径向通风道 l K l Fe Fe ?= 铁心压装系数Fe K Fe K 20．绕组系数 111p d dp K K K ?= （1）分布系数 2sin 2sin 111 αα???? ???= q q K d 式中： p m Q q ?= 11 1
刘亚敏1520310052--电机现代设计方法与优化作业
电机现代设计方法与优化作业 电气工程刘亚敏 1520310052 1、所用算法的寻优策略 本篇论文所采用的算法为蚁群算法，又称蚂蚁算法，其定义为：各个蚂蚁在没有事先告诉他们食物在什么地方的前提下开始寻找食物。当一只找到食物以后，它会向环境释放一种挥发性分泌物pheromone (信息素,该物质随着时间的推移会逐渐挥发消失，信息素浓度的大小表征路径的远近)来实现的，吸引其他的蚂蚁过来，这样越来越多的蚂蚁会找到食物。有些蚂蚁并没有像其它蚂蚁一样总重复同样的路，他们会另辟蹊径，如果另开辟的道路比原来的其他道路更短，那么，渐渐地，更多的蚂蚁被吸引到这条较短的路上来。最后，经过一段时间运行，可能会出现一条最短的路径被大多数蚂蚁重复着。 蚁群算法是一种新型的模拟进化算法，该算法通过模拟蚂蚁觅食的方式，使一定数量的蚂蚁在解空间内进行随机搜索，对路径上蚂蚁释放的信息素进行更新，按照转移概率决定前进的方向，最后收敛于全局最优解。蚁群算法具有较强的鲁棒性。相对于其它算法，蚁群算法对初始路线要求不高，即蚁群算法的求解结果不依赖子初始路线的选择，而且在搜索过程中不需要进行人工的调整。其次，蚁群算法的参数数目少，设置简单，易于蚁群算法应用到其它组合优化问题的求解。现在蚁群算法己经在电力网络优化、网络路中分配、函数优化和集成电路布线等领域得到应用。本文将蚁群算法进行了改进，将其用于永磁同步电机的优化设计中。
2、论文对算法的改进 算法与其它智能优化算法相比，存在搜索时间长的缺陷，该算法的复杂度可以反映这一点；而且该算法容易出现停滞现象，即搜索到一定程度后，所有个体发现的解完全一致，不能对解空间进行进一步的搜索，不利于发现更好的解。本文借鉴蚁群算法的进化思想，针对以上提及的两个问题，将算法的数学模型做了三方面的改进。 2.1转移规则的改进 对每只蚂蚁i ，定义其函数值为相应的目标函数值Zi ，并记蚂蚁i 与蚂蚁j 的目标函数值的差值为 蚂蚁j 到蚂蚁i 的转移概率为 式中:———蚂蚁j 邻域内的信息素数量； α和β———算法的权重因子，本文取α=β =1。 2.2信息素更新规则的改进 由于信息素强度Q 是表征蚂蚁所经轨迹数量的一个常数，它影响算法的全局收敛速度[ 5]。蚂蚁之间通过信息素进行交流，因此, 本文针对蚁群算法寻优过程易陷入局部最小的弊端，提出根据算法搜索的情况，动态修改需要增加的信息素的方法。即用时变函数Q(t)
弱电机房设计注意事项(新编版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 弱电机房设计注意事项(新编 版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
弱电机房设计注意事项(新编版) 中央机房的安全措施包括防非法侵入网络、防雷、接地、防火、防停电、防静电等内容，这些都是保证设备安全运行的必不可少的重要条件。 一、UPS供电系统设计 建筑智能化系统的有效工作有赖于正常供电，尤其是机房不应停电，因为机房是智能大厦的首脑机关。众所周知，一台电脑正在工作时突然断电，就可能造成数据丢失。所以机房的电源系统很重要。对于智能大厦的一般配电系统，允许正常停电或事故停电，但对中央机房而言是不允许的。一般的解决办法是分为两部分，一是在前端交流电源引人两路市电，有条件时可加设发电机，成为多路供电，提高供电可靠性;二是在机房里设不间断电源UPS，附设一定的直流电池组作为后备电源，即可保证供电。前者是传统的提高供电可靠性方式，后者是近年来随着信息技术飞速发展而越来越广泛
应用的方式。 现有两种UPS供电方式可供选择。一为在线式，即UPS始终在供电状态，时刻都在工作着，UPS代替了市电为计算机网络设备供电。二为后备式，就是计算机网络设备平时供电依靠市电，只在市电停电时才立即转而由UPS供电。后备式供电有个过零问题，即当市电停电时，无论何种合闸方式，避免不了瞬间无电问题。市电是50HZ，奔腾ⅡPC是500MHZ以上，显然，在停电的一瞬间，电脑可能丢失数据。具体办法是分而治之：若系正常停电，事先必有通知，可提前将UPS投入;若系故障(短路、接地)停电，因电感上电流不能跃变，电容上电压不能跃变，可将UPS的自动接入设定为小于跳闸电流值，即在电路断开前，UPS就已接入。 UPS电源正向大功率、低噪音、智能化、网络化方向发展，而这正是中央机房所需要的。大功率的UPS电源(如20、30、60KVA及以上)多具有并机冗余功能，新出现的热插拔、模块化电池阵列进一步提高了供电可靠性。这因为“阵列结构”先前用于计算机网络的“磁盘阵列”时就证明有利于可靠性的提高。
电动机设计选择时的几点注意事项
电动机设计选择时的几点注意事项
内容： （1）电机一般设计在海拔不超过 1000m，环境空气温度不超过 40℃的地点运 行。 （2）电机在额外电压变化±5%以内时，可以按额定定率连续运行。如果 电压变动超过±5%时，则应按制造厂的规定或试验结果限制负载。 （3）运行中电机的温升应遵照制造厂的规定，缺乏此相资料时，可参照表 1-1 的规定。 表 1-1 用空气冷却的电机的温升限值 项号 电机的部件 A 级绝缘 E 级绝缘 B 级绝缘 F 级绝缘 H 级绝缘 温度计法 电阻法 温度计法 电阻法 温度计法 电阻法 温度计法 电阻法 温度计法 电阻法
1 中小型电机的交流绕组 50 60 65 75 70 80 85 100 105 125 2 直流励磁的磁场绕组（第 4 相和第 5 相除外） 50 60 65 75 70 80 85 100 105 125 3 有换项器的电枢绕组 50 60 65 75 70 80 85 100 105 125 4 补偿绕组和多层低电阻磁场绕组 60 60 75 75 80 80 100 100 125 125
5 裸露的单层绕组 65 65 80 80 90 90 110 110 135 135 6 永久短路的绝缘绕组 60 — 75 — 80 — 100 — 125 — 7 永久短路的无绝缘绕组 其温度不应使邻近的绝缘有损坏的危险数值 8 不与绕组接触的铁芯及其他部件 9 与绕组接触的铁芯及其他部件 60 — 75 — 80 — 100 — 125 — 10 转向器或集电环 60 — 70 — 80 — 90 — 100 —
（4）对短时定额的电机,其各部分的温升限值允许较表 1-2 中规定的数值 提高 10K。 （5）滑动轴承的容许温度为 80℃（油温不高于 65℃时）。滚动轴承的容 许温度为 95℃（环境温度不超过 40℃）。 （6）如电机运行的最高环境温度在 40℃至 60℃之间时，上表中规定的温 升限值应减去环境温度超过 40℃的数值。 （7）如电机运行的环境温度在 0℃至 40℃之间时（例如为 t℃）、温升限 值一般不增加。当与制造厂取得协议后，允许增加（40—t）K，但最大为 30K。 频繁满压启动的笼型异步电机，应特别注意其发热情况。 （8）由室外共给冷却空气的电动机，为了避免受潮，在停机后，必须及时 停止冷却空气的供给。 （9）检查电刷下火花是否正常，集电环（或转向器）是否有灼伤和磨损。 （10）检查电机在运转时是否有不正常的噪声和振动，定子和转子是否相 摩擦。 （11）电机的允许振动值（双振幅）见表 1-2
电机计算公式
序号 名称 公式/代号 单 位 备 注 1 负载电流 H H H H U P I ?ηcos ??= A 2 转子绕组线规 2 `2 d d mm ` 2 d 绝缘导线外径，2d 铜线直径 3 转子绕组截面 S 2= 2m m 4 转子绕组电密 2 22S I = ? 2mm A 2?间歇工作取10～14 5 转子线负荷 A= A/cm A=100～160(P88) 6 转子总导线数 I A D N 22π= 7 转子每槽线数 z N N S = 8 转子槽满率 ()()()2 12 2 `257.12222110?-+?--?? ?????-+?= -R h h R b d N f i S s Δ=槽绝缘厚度+间隙(cm) 一层槽绝缘的间隙为0.005cm s f 不大于0.76，自动绕线机不 大于0.65 9 转子绕组平均 22D K L l e += cm e K =0.95 当2D 小于4cm 时；e K =1当2D 小于4cm 时 10 转子绕组电阻 52 2 21035.5-?= S Nl r Ω 11 损耗比例系数 H H H P I r I a ηη-???? ? ?++=1034.04.23.222 仅用于初算内功率 12 内功率 ()[]H H H i a P P ηη--= 11 W 13 旋转电势 I P E i = V 14 电机常数 i H P Ln D C 22= 15 极距 2 2 D πτ= cm 16 极弧系数 a=极弧长度/极距 a=0.6～0.7 17 计算极距 ττa =0 cm 18 实槽节距 ε-=2Z y s Z 为单数时ε=0.5 Z 为偶数时ε=1 19 短矩系数 ?? ? ???=?180sin z y K s P 20 磁通 N n K E H p d 260= φ Wb 21 虚槽节距 ε?-= z K K y 21 Z 为单数时ε=0.5 Z 为偶数时ε=1 22 前节距 112-=y y
三相电机缺相保护电路设计工作原理及注意事项
三相电机缺相保护电路设计工作原理及注意事项 专门的缺相保护装置多用在大型电机的启动运行电路中。 而对于大多数的中小型电机。只配备有短路和过负荷保护（如附图所示）。线路有短路故障时，空气断路器QF可以跳断，过负荷时，较大的电流可以使热继电器FR动作。从而使接触器KM线圈失电。起到保护作用。而当电机在运行过程中。由于某种原因导致缺相现象发生时，电机很快就会被烧毁。下面介绍一种较简单的电机缺相保护电路，与原线路连接方便，动作比较可靠。 一、工作原理缺相保护电路如图中的虚线框内所示。从三相线路中。 每相通过电容各引出一根线。并接在一点。形成人为的中性点，线路正常时。中性点电压为零。如果某一相开路。则中性点电压升高，其与N线构成的桥式整流电路有电压输出，经电容C4滤波后。使中间继电器KA吸合。 KA有一组常闭触点串接在原来的接触器线圈回路中。KA吸合后，其常闭触点断开，接触器KM失电，电机停止工作，起到了保护作用。与此同时，指示灯HL发光。提示维修人员是缺相保护动作，加快维修人员检查和排除故障的速度。 二、元器件选择Cl～C3：油浸纸电容器，1.5F/630V；VDl～VD5：整流二极管1N4007：C4：电解电容器1201F/50V； KA：DC24V小型中间继电器： HL：24V的指永灯： QF：空气断路器。根据电机容量大小选择： KM：交流接触器。根据电机容量大小选择。线圈额定电压AC220V；FR：热继电器。根据电机容量大小选择。 三、注意事项1.本装置的整流部分利用到系统的中性线（N线），所以要求系统三相负荷比较平衡才行，如果因系统三相负荷不均致使中性线电压升高，会造成装置的误动作。2.本电路中从三相电源中的取出点应尽量靠近电机一侧，最起码也应接在接触器的出线侧。
电气硬件设计注意事项
电气硬件设计注意事项 ---个人瞎写写，错误之处请见谅，如果愿意反馈回来非常感谢。有些图片或者内容来自网络。 1 简介： 本文介绍常规设备的电气设计，内容包括硬件选型介绍，解释以及注意事项等，包括： ?控制系统选型以及设计，包括PLC，触摸屏，上位机等； ?低压电气选型以及设计，包括低压配电部分，控制部分； ?外围传感器设备选型，包括各种传感器，阀岛等； ?加热系统的选型以及设计，包括调功器，变压器，SSR等； ?其他。 2 控制系统选型以及设计： 控制系统选型以及设计： 包括PLC，触摸屏，上位机等； ?PLC选型依据： ?系统复杂程度：一般来说，点数在100个之内的选择S7 1200比较合适，如果再复杂一点，建议选择S7 300系列或者新款1500系列。 ?设备的价格：如果设备卖价高，那就用贵点的。 ?触摸屏：工艺简单，无需经常屏幕手动操作的，可以选择触摸屏+PLC的方式；?基于电脑的人机界面： 但是对于工艺稍微复复杂的，建议选择基于电脑的人机界面，比如西门子的WinCC，或者Intouch等。 模块的选型 ?根据机械的原理图，计算IO点数，根据点数的不同，分配模块，一般采用24VDC的数字量模块； ?模拟量的IO根据现场的传感器，模块的数量和电压，电流输入进行选择。?注意模拟量信号的负极连在一起接地； ?尽量采用屏蔽线，单端接地。
3 低压电气选型以及设计 包括低压配电部分，控制部分，分为： 系统主开关 系统主开关的选型设计，一般分为： ?熔断器+隔离开关，如下图右侧。 ?熔断器+断路器 ?断路器，如下图左侧。 我们采用仅断路器的方式，选择穆勒的断路器。 ?产品选型的时候注意有些断路器分为load侧和Line侧，这种明确标出的 必须Line侧进线，Load侧出线，否则过热分断会有问题；进口产品一般上 下进出线不区分。如下图中间照片。 ?断路器的分断能力，一般选择常规即可，分断能力的意思是多大的电压情 况下短路此断路器仍然可以正常断开，不被烧坏。 ?如果需要柜门操作单元，选型的时候向供应商咨询提出； ?如果开关太大，比如1200A以上，建议选择电动合闸功能，包括电气合闸，自动储能+手动储能，机械分闸按钮+分闸指示，欠压脱扣选项等，否则开关太重，不容易推得动。 ?选型应该适当留有余量，比如最大工作电流的倍倍；主开关主要是过热和 过流保护，首次使用注意电流整定的旋钮位置，比如倍的额定值还是倍的额定值。 图3 开关类型以及布置 系统内部220VAC供电 处于安全和设备可靠性方面的考虑，不直接采用系统的火线+零线的方式来为220VAC的设备供电，而是采用隔离变压器供电，原因如下：
电动机的选择及设计公式
一、电动机的选择 1、空气压缩机电动机的选择 1.1电动机的选择 （1）空压机选配电动机的容量可按下式计算 P=Q(Wi+Wa) ÷1000ηηi2 (kw) 式中P——空气压缩机电动机的轴功率，kw Q——空气压缩机排气量，m3/s η——空气压缩机效率，活塞式空压机一般取0.7~0.8（大型空压机取大值，小型空压机取小值），螺杆式空压机一般取0.5~0.6 ηi——传动效率，直接连接取ηi=1；三角带连接取ηi=0.92 Wi——等温压缩1m3空气所做的功，N·m/m3 Wa——等热压缩1m3空气所做的功，N·m/m3 Wi及Wa的数值见表 Wi及Wa的数值表（N·m/m3） 1.2空气压缩机年耗电量W可由下式计算 W= Q(Wi+Wa)T ÷1000ηηiηmηs2 (kw·h) 式中ηm——电动机效率，一般取0.9~0.92 ηs ——电网效率，一般取0.95 T ——空压机有效负荷年工作小时
2、通风设备电动机的选择 （1）通风设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KQH/1000ηηi (kw) 式中K——电动机功率备用系数，一般取1.1~1.2 Q——通风机工况点风量，m3/s H——通风机工况点风压轴流式通风机用静压，离心式通风机用全压，Pa η——通风机工况点效率，可由通风机性能曲线查得 ηi——传动效率，联轴器传动取0.98，三角带传动取0.92 （2）通风机年耗电量W可用下式计算 W=QHT/1000ηηiηmηs 式中ηm——电动机效率， ηs ——电网效率，一般取0.95 T ——通风机全年工作小时数 3、矿井主排水泵电动机的选择 （1）电动机的选择 排水设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KγQH/1000η (kw) 式中K——电动机功率备用系数，一般取1.1~1.5 γ——矿水相对密度，N/m3 Q ——水泵在工况点的流量，m3/s H ——水泵在工况点的扬程，m
玩具设计中马达的选用技巧和方法
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玩具设计中马达的选用技巧和方法 马达是玩具能够保持持续动力的主要动力源。设计人员在玩具生产中很少有机会设计一个马达，主要是选用。玩具马达的选用也有很多技巧和方法。 在玩具制造中常用的马达（电机），有万宝制（Mabuchi）、标准（Standard）等，这些马达生产厂家的产品都有马达性能的参照表，设计人员很少有机会设计一个马达，主要是选用，当然也可能因为某种原因而专门设计一个马达（很多马达厂的工程师都是从Mabuchi出来的，所以Mabuchi的标准基本可以用作玩具业的马达标准）。 用试验找出合适的转速比和扭矩 马达厂的标准是空载的转速，而转速比计算时，一般就是用空载转速的计算。行走类玩具的转速比在80~150之间，因玩具产品并非是一种精密的机械，所以可以通过调节齿轮的传动来得出实际需要的传动比。比如：齿轮传动中某一节的齿数比为20：8，实验发现转速太慢则可以试一下22：6，如果转速太快，又可以换18：10，这种办法非常方便。 马达产品都有一个最大载荷的数据，还有一个载荷与转速的关系。因为玩具产品一般不会很大而且是用电池驱动的较多，所以马达的载荷也不会很大。一般来说，载荷与扭矩越大，马达的体积也越大，所要的电池也越多，而且玩具的重量也越重，所以尽量选用合适的马达。一般保险起见，载荷与转速在曲线上升区的马达就管用。如果要节约成本，在找到一个大功率马达就可以起作用的情况下，换一个小功率的试一下。通过反复试验，找到一个功率较小又能满足要求的马达。 用收音机做干扰测试 马达的工作原理是不断地通过电刷来改变线圈中的电流，从而保证连续的转动。可以想像，马达里的磁铁越大，线圈越长，则扭矩会越大，而这种电流的改变会形成一个电磁波。电磁波的存在会对很多种家用电器造成干扰。如果一个小孩在等飞机的时候玩带有这种马达的玩具，还有可能影响飞机的起降。所以在实际工作中会增加一个抗干扰的垫圈（如DV WASHER , 0.5港币左右），但一般设计时都会在马达的两个电极上并联上一个陶瓷片电容或一个电阻（稳定电路的作用），一方面减少电刷与线圈转换时产生的电流影响，另一方面起稳定作用。实际工作中，用一个小收音机来做干扰测试器材，如不影响所有波段的电台就基本可以了。 马达转动轴一般是铁轴，而铁轴一般直接紧配一个6齿或8齿的0.5模数的齿轮（或一个小带轮或锅杆），当是齿轮或锅杆时，特别是锅杆时，会因为刚起动的瞬间，齿与齿之间会卡位，这时线圈中的电流会加大，而导致铁轴串动，串动就会解卡，所以在固定马达时千万不要把轴在轴的方向上固定死（致少要有0.5mm的余量）。
机械设计禁忌800例
机械设计禁忌800例 机械设计禁忌800例第二版 吴宗泽王忠祥卢颂峰主编 机械工业出版社 第1章机器总体结构设计 机械设计一般包括以下三个主要阶段: 1. 产品规划分析市场需求，提出产品设计要求，制定设计任务书。 2. 概念设计确定工作原理，确定执行动作和机构运动方案，确定 机器总体方案。 3. 构型设计绘制总装图、部件图、零件图和编制技术文件。 设计应注意的问题说明普通电机不宜用于重载荷启动普通的异步电动机的堵转转矩不能 满足重载荷系荷的启动转矩要求。可 采用绕线型转子电动机，启动时转子 回路串入电阻。 易燃易爆场所不可采用直流电直流电动机在工作时，换向器和电刷动机之间常会产生火花，容易引起燃烧或 爆炸。应采用防爆电动机 室外工作的大型机械等，其高度可达数十室外工作的大型机械设计要注米，甚至百米以上。必须考虑风力，日光 照射，雨、雪、雾、冰、霜等的影响，并意环境的影响有防雷措施 设计应注意的问题说明 风力等级表室外工作的大型机械设计要注风0 1 2 3 4
级意环境的影响名无风轻风轻风微风和风 称 风0-0.2 0.3-1.5 1.6-3.3 3.4-5.4 5.5-7.9 速 m/s 物烟直烟示风感觉有旌旗展吹起 象上向风开尘土 风级 5 6 7 8 名称劲风强风疾风大风 风速8-10.7 10.8-13.8 13.9-17.1 17.2-20.7 m/s 物象小树摇电线有不行困折毁树 摆声难枝 风级 9 10 11 12 名称烈风狂风暴风飓风 风速20.8-24.4 24.5-28.4 28.5-32.6 〉32.7 m/s 物象小损房拔起树损毁普摧毁巨 屋木遍大 注:表中风速(m/s)指离平地面上离地10m 处的风速。 第2章提高强度和刚度的结构设计 为了使机械零件能够正常工作，在设计时必须考虑到在使用过程中具有足够的强度和刚度，而且必须保证其整个寿命周期中，包括加工、装配、使用、修理等各
电气设计需要注意的问题
电气设计阶段需要考虑的问题 对任何行业来说电气作为其生产过程中必不可少的关键因素，用户最关心的问题，就是安全性和可靠性。而电气设计阶段为今后产品成型，能否达到预期效果成为了一个关键的阶段。 电气设计阶段应注意以下问题： 1电源引接一般原则是：供电可靠，操作方便、运行安全灵活， 经济合理，具有发展的可能性。 1.1供电可靠性作为供电系统不间断供电的可靠程度。应根据负 荷等级来保证其不同的可靠性。在设计时应考虑双重事故对电 源可靠性的影响。依据现有资源和容量、经济合理的原则。对 建设区域外供电源正确论证考察，做好不间断供电或电源快速 切换方案的设计准备。依据市场情况合理确定执行可行性方案。 1.2供电系统的接线应保证在正常运行和发生事故时操作和检修 方便、运行维护安全可靠。为此，应简化接线，减少供电层次 和操作程序。根据国内电气设备制造工艺的不断更新，大型厂 矿企业用电容量的不断加大，设计前期可以考虑电压等级的选 择问题，很多实例为110直降10。省去了35这部分，为实际 运行中检修、运行、维护减少了多重环节和投入。 1.3接线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下应力求简 单，以减少投资和运行费用，并应提高供电安全性。设计前期 可根据设计范围做如下选择1)线路变压器组接线就是线路和 变压器直接相连，是一种最简单的接线方式，其特点是设备少、 投资省、操作简便、宜于扩建。2）双母线接线就是将工作线、 电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组（一 次/二次）母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路都可 通过母线联络断路器并列运行。与单母线相比，它的优点是供 电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线 故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅 速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的优点。 1.4具有发展的可能性，接线方式应保证便于将来发展，同时 能适应分期建设的需要。设计前期，考虑到投资的回收及初期 的负荷水平，特别是受限于资金的情况时，一般都是按最终规 模进行设计规划，实施建设分期进行。设计人员在做分期的具 体设计时，往往对一次设备的布置优化，以及下期建设时能方 便扩建，减少停电机会等考虑得多一些；对二次设备引起的修
电机设计习题解答要点
电机设计 第一章 1. 电机常数CA 和利用系数KA 的物理意义是什么？ 答：CA ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料。KA ：单位体积有效材料能产生的计算转矩。 2. 什么是主要尺寸关系是？根据他可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：D2lefn/P ’=6.1/(αp ’KNmKdpAB δ)，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B δ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B δ有关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。 3.什么是电机中的几何相似定律？为何在可能情况下，总希望用大功率电机来代替总功率相等的小功率电机？为何冷却问题对于大电机比对小电机更显得重要? 答：在转速相同的情况，当Db a D =lb la =hb ha =bb ba =…下，'P G ∝'P Gef ∝'P P ∝'4 /3'P P ∝P 4/1'1 即当B 和J 的数值保持不变时，对一系列功率递增，几何形状相似的电机， 每单位功率所需有效填料的重量、成本及产生损耗均怀功率的1/4次方成反比。用大功率电机代替总功率相等的数台小电机的原因是随着单机容量的增加，其效材料的重量G 、成本Gef 相对容量的增加要慢。因此用大功率电机代替总功率相等的数台小电功率机。其有效材料的利用率提高了。损耗增加相对容量慢，因此效率提高了。冷却问题对大功率电机比对小功率电机更显得重要的原因是电机损耗与长度l 的立方成成正比，而冷却表面却与长度的平方成正比。功率上升，长度变长，损耗增加大于冷却的增加。为了使温升不超过允许值，随着功率的增加，要改变电机的通风和冷却系统，从而放弃它们的几何形状相似。 4. 电磁负荷队电机的性能和经济性有何影响？电磁负荷选用是要考虑哪些因素？ 答：当p ’/n 比一定，由于a ’p ，Knm ，Kap 变化不大，则电机主要尺寸决定于电磁负荷。生产固定效率电磁负荷越高，电机的尺寸将越小，重量越轻，成本越低，经济效益越好。电磁负荷选用常需要制造运行费用，冷却条件，所用材料与绝缘等级，电机的功率，转速等。
电机设计知识点公式总结材料整理 陈世坤
电机设计陈世坤版知识点、公式总结整理
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) 附录参考文献 (27)
第一章感应电动机设计 一、电机设计的任务 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先进产品。 二、感应电机设计时给定的数据 （1）额定功率 （2）额定电压 （3）相数及相间连接方式 （4）额定频率 （5）额定转速或同步转速 （6）额定功率因数 三、电机设计的过程和内容
1、准备阶段 通常包括两个方面的内容：首先是熟悉相关打国家标准，手机相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见和要求；其次是在国家标准及分析有过资料的基础上编制技术任务书或技术建议书。 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。 结构设计通常在电磁设计之后进行，但有时也和电磁设计平行交叉的进行，以便相互调整。
第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算 一、额定数据及主要尺寸 1、输出功率 N P =5.5kW 2、外施相电压 N U φ=N U =380V （?接） 3、功电流 KW I =1N N P mU φ =35.5103380??=4.82A 4、效率 N η=85.3% 5、功率因数 cos N ?=0.78 6、极对数 p=3 7、定转子槽数1Z =36。2Z =33 8、定转子每极槽数 1p Z = 12Z p =366=6。 2p Z =22Z p =336=51 2 9、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 =3.5mm 定子齿宽计算如下：
建筑电气设计需要注意的问题
建筑电气设计需要注意的问题 气设计的标准，但仍没有引起专业人员的足够重视。笔者结合工作实践，就建筑电气设计中的主要问题做一探讨。 一、建筑电气的含义 传统建筑电气设计只包括供电和照明，而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。(1)强电。强点系统的技术发展，是广大工程技术人员有目共睹的，如此巨大的发展，为我国的建筑电气建设奠定了良好的基础，也为建筑的安全用电创造了条件。随着建筑智能化技术的深化应用，有些设备或系统的控制，逐渐走向由专业的控制系统进行监控，并向建筑设备监控系统开放其通信协议，达到系统间的互联和互通。(2)弱电。建筑的实施，要从可持续发展的战略高度出发，注重生态、注重环境保护，是可持续发展的永恒主题。通过多年的实践，以理性和务实的态度，从工程的实际需要出发，以实用和适用为标准，又做到投资合理的设计理念，针对不同工程的使用功能、投资标准和管理要求等方面的具体情况，找出先进性、可靠性、合理性与经济性的最忧交点。 二、建筑电气设计方面存在的问题 1、设计违背或偏离设计规范的规定，安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。目前施工图设计达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍，主要是设计文件可实施性
方面的缺陷，直接导致施工安装困难或错误，也可能导致可用性的欠缺。 2、设计深度不够。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注，往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现，将影响项目建成的使用功能。 3、相关专业设计文件衔接不清，不按规定协调配合的问题普遍存在，极易导致施工错误。设计文件是工程施工与监理的最主要根据，设计能否认真执行国家规定、设计文件的深度及相关专业的密切配合问题等等都直接影响工程质量。 三、建筑电气设计中的原则 1、满足建筑物的使用功能。即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。 2、考虑实际经济效益。节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。 3、节省无谓消耗的能量。节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑
防爆电机设计时应注意哪些和隔爆结构要素
防爆电机设计时应注意哪些和隔爆结构要素 在进行电动机的结构设计时，，充分考虑到使用场所的爆炸性气体混合物侵入电动机内部，因某种原因发生爆炸而不致引起电动机外部的爆炸性气体混合物爆炸性的宗旨，从满足输送机外壳强度，组成外壳的每一零部件间的隔爆结合面宽度、间隙或直径差一级限制外壳表面不许达到危险温度等挂念条件着手，来确保电动机的隔爆性能。 组成电动机隔爆外壳的所有零部件，精加工后，进行静压试验，压力为IMPa，加压时间为10（+ 2）S，试验结果以外壳无结构损坏或无影响隔爆性能的永久变形，则认为合格。 组成电动机隔爆外壳的各零部件间的隔爆结合面宽度、间隙过直径差、隔爆结合面粗糙度等符合GB3836.2—2000的规定；接线盒内部裸露导体之间，裸露导体与金属外壳之间的电气间隙不小于10mm（380V/660V）、180mm （660V/1140V）、爬电距离不小于16mm（380V/660V）、28mm（660V/1140V），须符合GB3836.3—2000的规定。 电动机在规定的工作条件下额定运行时，其外壳表面温度不超过130°C（温度计法）。 为了保证隔爆外壳的隔爆性能，连接用的紧固螺栓装有防松垫圈，以防螺栓自行松脱，螺栓和不透螺孔紧固后，已留有大于2倍防松垫圈厚度的螺纹余量，外壳上不透螺孔的周围及底部的厚度不小于3mm。 引入电动机接线盒的电缆，在进线口处有弹性密封圈，密封圈的硬度 IRHD45-55度，其材料符合GB3836.1—2000规定的老化试验要求。 接线盒内的接线板或端子套的绝缘部分采用耐泄痕性分级为II级绝缘材料制成。 电动机接地是防止漏电火花，确保安原的重要措施，外壳上的接地端子，为钢质镀锌螺栓，设在电动机外壳的明显处，并有接地标志。 电动机隔爆部件有机座、端盖、转子（轴）、轴承内盖（挡），接线盒座、接线盒盖、接线板（端子套或结缘套）、接线螺栓、安装板、密封圈等。
机械设计禁忌800例
机械设计禁忌800例第二版 吴宗泽王忠祥卢颂峰主编 机械工业出版社 第1章机器总体结构设计 机械设计一般包括以下三个主要阶段： 1.产品规划分析市场需求，提出产品设计要求，制定设计任务书。 2.概念设计确定工作原理，确定执行动作和机构运动方案，确定 机器总体方案。 3.构型设计绘制总装图、部件图、零件图和编制技术文件。
第2章提高强度和刚度的结构设计 为了使机械零件能够正常工作，在设计时必须考虑到在使用过程中具有足够的强度和刚度，而且必须保证其整个寿命周期中，包括加工、装配、使用、修理等各阶段不会产生过大的变形和损坏。如使用时需要承受工作载荷、重力、惯性力，在加工过程中所受的夹持工件的力和切削力，装卸时需要一定的装入或压出力等，在这些情况下都不得超过机械零件的承载能力，任一方面考虑不周，都可能使设计失败。因此要合理选择机械的结构使其受力合理，正确设计其尺寸和形状，使其应力和变形在允许范围之内。可以归纳为减小载荷和提高承载能
力两个方面。 对于重要的零件要进行强度和刚度计算，正确选择材料和热处理，控制材料和热处理的质量，必要时应进行载荷和零件承载能力的试验和测定，对于要求较高的加工工艺(如焊接、粘接)，还要进行工艺试验，恰当确定安全系数，规定变形要求，通过计算可以更准确地选择最佳结构设计方案。
第3章提高耐磨性的结构设计 在机械装置中存在大量的摩擦面，它们之间有相对运动，并有一定载荷，这就成为产生摩擦和磨损的原因。在很多情况下，磨损是缩短机械寿命使机器零件报废的主要原因。根据对500种典型机械零件的调查，其中因磨损报废的占80%。磨损还会导致其他失效或工作性能降低，如内燃机气缸磨损会降低它的输出功率，机床零件磨损会降低机床精度，泵和压缩机零件和密封的磨损会降低效率等。 正确选择摩擦材料、热处理和表面处理、加大成灾面积、减小载荷、避免摩擦表面发热、改进摩擦表面尺寸和形状、在摩擦表面开设油沟，采用适当的润滑剂、添加剂和供油方法等，都可以降低摩擦和磨损，是提高机械结构耐磨性的途径。对于磨损严重的摩擦面，也可以采用容易更换的摩擦表面，作为易损件，以代替更换整个零件。这种方法，能够降低损耗，保证摩擦副正常工作，如汽车离合器的摩擦盘。
电机设计知识点总结
电机设计知识点总结 《电机设计》是XX年6月1日清华大学出版社出版的图书，作者是戴文进。以下是小编整理的电机设计知识点总结，欢迎阅读。 电机设计的任务是根据用户提出的产品规格、技术要求，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先进产品。 额定功率 额定电压 相数及相间连接方式 额定频率 额定转速或同步转速 额定功率因数 1、准备阶段 通常包括两个方面的内容：首先是熟悉相关打国家标准，手机相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见和要求；其次是在国家标准及分析有过资料的基础上编制技术任务书或技术建议书。 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。 结构设计通常在电磁设计之后进行，但有时也和电磁设计平行交叉的进行，以便相互调整。 一、负载的转矩特性：负载的转矩特性是指生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系即：n=f___恒转矩负载特性恒转矩负载是指负载转矩为常数， 其大小与转速n无关，恒转矩负载分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。反抗性恒转矩负载特性：恒值负载转矩Tf总是与转速nf的方向相反，即作用方向是阻碍运动的方向。当正转时nf为正， Tf与nf方向相反，应为正，即在第一象限，当反转时nf为负， Tf与nf方向相反，应为负，即在第三象限；当转速nf=0时外加转矩不足以使系统运动。位能性恒转矩负载特性特点：Tf的方向与nf的方向无关。 Tf具有固定不变的方向。例如：起重机的提升机构，不论是提升重物还是下放重物，重力的作用总是方向朝下的，即重力产生的负载转矩方向固定。当nf>0时， Tf>0，是阻碍运动的制动性转矩;当nf0，是帮助运动的拖动性转矩。故