Ansoft 感应电机设计算例

11kW、380V、3相感应电机

（未标注长度单位：mm）

1、电机数据

1.1 额定数据

额定功率P N=11kW；

额定电压U N=380V；

相数m=3相；

频率f=50Hz；

极对数p=2；

额定转速：1460r/min

定子绕组接法： 接；

B级绝缘；封闭型自扇冷却，主要技术指标按技术条件JB3074-82的规定1.2主要尺寸

定子外径D1=260；

定子内径Di1=170；

转子外径D2=169；

转子内径Di2=60；

铁心长度l t=155；

定子槽数Z1=36；

转子槽数Z2=26。

1.3定子数据

定子槽数数据：见图1

图1 定子槽型数据槽绝缘厚度：0.3

定子绕组数据：单层交叉时，节距：1~9、2~10、11~18 每线圈匝数：29；

线规：2⨯1.3，漆层厚度：0.08（双边）

并联支路数：1

每相串联匝数：174

绕组端部直线部分长度：15

75︒C时铜线电阻率：0.0217⨯10-6Ω.m

硅钢片密度：7.8⨯103kg/m3

铜材密度：8.9 ⨯103kg/m3

1.4转子数据

转子槽型及端环数据：见图2

转子内径：60

a) b)

图2 转子槽型及端环数据

75︒C 时铝材电阻率：0.0434⨯10-6Ω.m

1.5 其他数据

杂耗系数：0.02 机械损耗：102.8W 铁心材料：D23

2、RmxPrt计算（Ansoft12）

2.1 计算过程

注意槽形尺寸标注同课本不同：

图3 绕组排列（可以得到端部连接）

铝材的编辑结果需要看最后的计算结果（Solution Data），在Solution Data中给出的是铝材75︒C时的电阻率（单位：Ω.mm2/m）,但铝材输入编辑时给定的是75︒C时的电导率（单位：Siemens/m）:1Siemens/m=1/Ωm。正常铝在75︒C时的电阻率为0.0434Ω.mm2/m=0.0434⨯10-6Ωm，化为电导率为23041475 Siemens/m，因此在编辑铝材时需要赋23041475 Siemens/m时的电阻率。

2.2 计算结果

2.2.1 Performance

2.2.2 Design Sheet

2.2.3 Curve

2.2.4课本计算与RmxPrt计算结果比较

3．2D-FEM计算（由RmxPrt导入）

3.1 计算过程

运行完RmxPrt项目后，执行RMxprt/Analysis Setup/Create Maxwell Design

Ansoft12版本可以采用一键式将RmxPrt模型直接导入到2D截面中，自动完成几何模型的绘制、材料定义、激励源添加、边界条件给定、网络剖分和求解参数设置等前处理项，用户只需进行简单进行求解和后处理即可。注意这一一键式导入方式仅限于2D的瞬态场，若进行其他场分析需要用户自己设置。

这一软件自动生成的瞬态计算模型，对应的计算为转子在额定转速（1460r/min）时的恒速运行，所模拟的是额定速度下三相绕组电流和转子上的电磁转矩。

经过较长的时间得到结果：

3.2 输出结果

3.2.1 电流波形和转矩波形和大小

双击Results中的Winding Currents 和Torque，得到图4和图5所示的三相电流和转矩波形。注意：软件自动给的工况是转子在0时刻已经被拖至额定转速，然后在0时刻突然加电，因此电流和转矩在开始时都有一个明显的冲击，所以只观察电流转矩稳定时的值即可。

，

图4 三相电流波形

图5 转矩波形

从图4可以得到平均转矩值，从图5可以得到稳定后的有效值。以计算电流有效值为例，方法如下：在图形区单击右键，

给出有效值大小。

3.2.2后处理

42D-FEM计算（直接进行Ansoft瞬态场分析）