电机设计课后答案(陈世坤第二版)
电机学第二版习题答案
电机学第二版习题答案电机学是电气工程中的重要学科，它研究的是电动机的原理、设计和应用。
对于学习电机学的学生来说，理解和掌握习题的答案是非常重要的。
本文将为大家提供《电机学第二版》习题的答案，帮助大家更好地学习和应用电机学知识。
第一章：电动机基础知识1. 电动机是将电能转化为机械能的装置。
它由定子和转子两部分组成，其中定子是不动的，转子则可以旋转。
2. 电动机的分类有直流电动机和交流电动机两种。
直流电动机是通过直流电源供电，交流电动机则是通过交流电源供电。
3. 电动机的工作原理是根据洛伦兹力的作用，使得定子和转子之间产生力矩，从而实现转动。
4. 电动机的效率可以通过输入功率和输出功率的比值来计算。
效率越高，表示电动机的能量转化效率越高。
第二章：直流电动机1. 直流电动机的主要特点是转子上有一个或多个永磁体，通过改变电流的方向和大小来改变转子的转动方向和速度。
2. 直流电动机的转矩与电流成正比，转速与电压成正比。
根据这个特性，可以通过改变电流和电压来控制直流电动机的转速和转矩。
3. 直流电动机的速度调节方式有电枢电阻调速、电压调速和外加磁场调速等。
第三章：交流电动机1. 交流电动机的主要特点是转子上没有永磁体，而是通过定子上的电流产生的磁场来实现转动。
2. 交流电动机根据转子类型的不同，分为异步电动机和同步电动机两种。
3. 异步电动机的转速略低于同步速度，转速与电源频率成反比。
同步电动机的转速与电源频率成正比。
4. 交流电动机的启动方式有直接启动、星三角启动和自耦变压器启动等。
第四章：电动机的保护与控制1. 电动机的保护主要包括过载保护、短路保护和过热保护等。
这些保护装置可以保护电动机在工作过程中不受损坏。
2. 电动机的控制方式有手动控制、自动控制和远程控制等。
根据实际需要选择合适的控制方式。
第五章：电动机的应用1. 电动机广泛应用于各个领域，如工业生产、农业生产和家庭用电等。
它们在生产和生活中起着重要的作用。
《电机设计》(陈世坤)课后习题标准答案(期末复习资料)
电机设计第一章1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），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，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、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。
2.电机设计过程分为哪几个阶段？答：电机设计的过程可分为：①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集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与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，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尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。
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、通风计算和温升计算。
3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据：(1)额定功率(2)额定电压(3)相数及相同连接方式(4)额定频率(5)额定转速或同步转速(6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)；直流电机通常给定(1)(2)(5)第二章1.电机常数C A和利用系数K A的物理意义是什么？答：C A：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。
K A：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。
2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？答：主要尺寸关系式为：，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Pˊ和转速n之比或计算转矩Tˊ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，。
Y160M1-8电机设计(题目5)
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周璟瑜2020年6月一、课程设计的性质与目的《电机课程设计》的是电气工程及其自动化专业电机电器及其控制方向（本科）、电机制造（专科）专业的一个重要实践性教学环节，通过电机设计的学习及课程设计的训练，为今后从事电机设计工作、维护的人才打下良好的基础。
电机设计课程设计的目的：一是让学生在学完该课程后，对电机设计工作过程有一个全面的、系统的了解。
另一个是在设计过程培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生查阅表格、资料的能力，训练学生的绘图和阅图能力，为今后从事电机设计技术工作打下坚实的基础。
二、设计内容1. 在查阅有关资料的基础上，确定电机主要尺寸、槽配合，定、转子槽形及槽形寸。
2. 确定定、转子绕组方案。
3. 完成电机电磁设计计算方案。
4. 画出定、转子冲片图。
5. 完成说明书（16开，计算机打印或课程设计纸手写，计算机打印需提供纸质计算原稿）6. 对已经完成的电磁设计方案建立有限元模型，利用ANSOFT软件进行运行性能的仿真计算，给出性能分析图表等。
三、课程设计的基本要求1．求每位同学独立完成一种型号规格电机的全部电磁方案计算过程，并根据所算结果绘出定、转子冲片图。
2．要求计算准确，绘出图形正确、整洁。
3．要求学生在设计过程中能正确查阅有关资料、图表及公式。
四、设计题目题目5：Y160M1-8 额定数据与性能指标1、电机型号Y160M1 -82、额定功率P N=4千瓦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0.84η= 8、功率因数cos .72o ϕ=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 = 0.11l 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 +=五、说明书格式1．课程设计封面；2．课程设计任务书；3．三相感应电动机电磁设计特点及设计思想； 三相感应电动机是由定子绕组形成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转矩驱动转子旋转的交流电动机。
电机第四章《电机设计(第2版)——高等学校教材》陈世坤 主编
a ——上层线圈边的自感比漏磁导
b ——下层线圈边的自感比漏磁导
ab——上下层线圈边的互感比漏磁导
4.4 漏电抗计算
一、槽漏抗的计算
2、双层整距绕组的槽漏抗
每相：
Xs
2
fLs
km
A B1
km
0
2 Kdp1 ef
4.3 主电抗计算
二、异步电机励磁电抗的计算方法
2、计算 Xm
说明：在
ef
而： A 2mNIN1
D
一定时，
N B
D
X
* m
N
2
ห้องสมุดไป่ตู้lef
与
A B
E
4 K Nm K dp
fN
成正比
2
1
D
2p
lef
1 NDlef
A B N 2lef
A 大，说明绕组匝数多； B 小， 小，感应一定电势所需匝数多。
直流电阻： R l
Ac
l 绕组导体长度
Ac 导体截面积
导体材料电阻率
GB755-81规定：要换算到相应绝缘等级的基准工作温度。
t 151 (t t15)
A、E、B：t 75 F、H： t 115
4.1 绕组电阻的计算
交流电阻： 绕组通以交流时，由于集肤效应，电阻值较通直流时增大。
IR
IR
IR
IB
2sin
IB
2sin
p
IB
2 p
2
Z2
Z2
RR
(
IR IB
电机电机设计第2版——高等学校教材陈世坤主编
m1 m2
(
N1Kdp1 N2 Kdp2
)2
R2
m1, m2 定转子相数
N1, N2 每相串联匝数 Kdp1, Kdp2 基波绕组系数
4.1 绕组电阻的计算
二、感应电机 2、感应电机转子绕组每相电阻 （2）鼠笼绕组
特点：ⅰ） m2 Z2 是多相绕组，相数等于转子槽数；
Kdp2 1
N2
1 2
4.3 主电抗计算
二、异步电机励磁电抗的计算方法
2、计算 X m
（7）
X
* m
Xm U N
I N1X m U N
EN1 U N
N1 N
FN1 FN
IN1
FN1, N1, EN1 —由定子额定电流产生的基波磁势、基波磁通及所感生电势
（ I0 IN1 假想） EN1 I0Zm IN1(rm xm ) Im xm
m1 (2 lef 0
2m
p
NKdp1I
1
ef
)N1Kdp1
0
2m
p
(
NKdp1)2
I
2
lef
ef
4.3 主电抗计算
二、异步电机励磁电抗的计算方法
2、计算 X m
（6）
Xm
m1 2I
2
f
4
f 0
N2 pq
lef
m
4
f
0
(NKdp1)2 p
lef
ef
m
2
m Kd2p1
q ef
主磁路的比磁导
ⅰ）端环电阻 → 导条
端环电阻：
RR
DR w
Z2 AR
RR
w
DR
Z2 AR
电机设计知识点公式总结整理 陈世坤
电机设计知识点公式总结整理陈世坤(总31页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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 =5.5kW2、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⨯⨯=4.82A4、效率 N η=85.3%5、功率因数 cos N ϕ=0.786、极对数 p=37、定转子槽数1Z =36。
电机设计知识点公式总结材料整理陈世坤
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 =5.5kW2、外施相电压 N U φ=N U =380V （?接）3、功电流 KW I =1NN P mU φ=35.5103380??=4.82A4、效率 N η=85.3%5、功率因数 cos N ?=0.786、极对数 p=37、定转⼦槽数1Z =36。
2Z =33 8、定转⼦每极槽数 1p Z =12Z p =366=6。
《电机设计》(陈世坤)课后知识题目解析(期末深刻复习资料)
电机设计第一章1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），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，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、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。
2.电机设计过程分为哪几个阶段？答：电机设计的过程可分为：①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集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与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，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尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。
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、通风计算和温升计算。
3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据：(1)额定功率(2)额定电压(3)相数及相同连接方式(4)额定频率(5)额定转速或同步转速(6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)； 直流电机通常给定(1)(2)(5)第二章1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。
K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。
2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：δαAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1p l D =，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 ˊ和转速n 之比n p '或计算转矩T ˊ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。
《电机设计》(陈世坤)课后习题答案(期末复习)
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?wYNzB0i。Of1AXqD。WJ8NTCB。
答：在转速相同的情况下，当 Da = la = ha = ba =…下，G ∝ C ef ∝ P
Db lb hb bb
P ' P ' P'
1
∝ p '3 4
∝
p '1 4
即当
B
和
J
的数值保持不变时，对一系列功率递增，
P'
几何形状相似的电机，每单位功率所需有效材料的重量 G、成本
Cef 及产生损耗Σp
均与计算功率的 1 次方成反比。用大功率电机
4
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
有效材料的重量 G、成本 Cef 和损耗Σp 的增加要慢，其有效材料 的利用率和电机的效率均将提高，因此用大功率电机代替总功率
D2lef
不变而λ较大：
（1）电机将较细长，即 lef 较大而 D 较小。绕组端部变得较短，
端部的用铜（铝）量相应减小，当λ仍在正常范围内时，可提高
绕组铜（铝）利用率。端盖，轴承，刷架，换向器和绕组支架等
结构部件的尺寸较小，重量较轻。因此单位功率的材料消耗少，
成本较低。7yjH9Vv。yZOj7K9。KndDUHT。
第三章
1. 为什么可以将电机内部比较复杂的磁场当作比较简单的磁路
计算？
答：为简化计算，可将复杂的磁场以磁极为对称单元，依据磁路
理论 H d l i ，电流可找到一条磁极中心线包含全部励磁电
l
《电机设计》(陈世坤)课后习题答案(期末复习)
流的磁路简化计算。4TdNVQk。X4046pB。NsiWGqj。
电机设计知识点公式总结整理 陈世坤
电机设计知识点公式总结整理陈世坤(总31页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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 =5.5kW2、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⨯⨯=4.82A4、效率 N η=85.3%5、功率因数 cos N ϕ=0.786、极对数 p=37、定转子槽数1Z =36。
《电机设计》(陈世坤)课后习题参考答案(期末复习资料)
电机设计第一章1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策然后在国家标选尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。
3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据：(1)额定功率(2)额定电压(3)相数及相同连接方式(4)额定频率(5)额定转速或同步转速(6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)；直流电机通常给定第二章答：CK Ap'或计算转矩Tˊ所决论有n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α、波形系数K Nm与绕组系数K dp的数值一般变化不机；④由于计算极弧系数'p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。
3.什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：在转速相同的情况下，当Db a D =lb la =hb ha =bb ba =…下，'P G ∝'P C ef ∝'P P ∑∝'43'P p ∝41'1p 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材料的重量G 、成本C ef长度l4.生产固定效率的电机，若其电磁负荷越高，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考虑制造运行费用，冷却条件，所用材料与绝缘等级，电机的功率，转速等。
5.若2台电机的规格，材料结构，绝缘等级与冷却条件都相同，若电机1的线负荷比电机2的线负荷高，则2台电机的导体电流密度能否选得一样，为什么？答：不能选的一样，因为：从q a =ρAJ 式子上看，A 1>A 2由题中可知ρ1=ρ2，q 1=q 2，所以J 1<J 2。
电机设计课后答案(陈世坤第二版)
电机设计复习重点和课后答案（世坤第二版）第二章1电机的主要尺寸是指什么？[P9]它们由什么决定？[P12]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？[P10]根据这个关系式能得出哪些重要结论？[P12]答：电机的主要尺寸间的关系是D 2l ef n/P ’=6.1/(αp ’K Nm K dp AB 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。
这说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 ’、 K Nm 与K d 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。
第三章3磁路计算的目的?[P23]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与电机的空载特性。
通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择是否适宜。
4磁路计算所依据的基本原理？[P23] 答：磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理⎰l d H =∑I 。
积分路径沿着磁场强度矢量取向（磁力线），则⎰=dl H ∑I 。
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？[P23]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：1）空气隙；2）定子齿（或磁极）；3）转子齿（或磁极）；4）定子轭；5）转子轭。
Y132M2-6额定数据与性能指标三相笼型感应电动机系列电磁设计
等级: 湖南工程学院课程设计课程名称电机设计课题名称三相笼型电动机电磁设计专业电气工程及其自动化班级XXXX学号XXXXXXXXXXXX姓名XX指导教师石安乐、陈强、林友杰2014 年 6 月23 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称电机设计课题三相笼型电动机电磁设计专业班级电气XXXX学生姓名XX学号XXXXXXXXXXXX指导老师石安乐、陈强、林友杰审批任务书下达日期2014 年 6 月23 日任务完成日期2014 年7 月 4 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称：《电机设计》题目：三相笼型感应电动机系列电磁设计专业班级：电气工程XXXX学生姓名：XX班级：电气XXXX学号：XXXXXXXXXXXX指导老师：石安乐、陈强、林友杰审批：任务书下达日期2014年6月23日星期一设计完成日期7月4日共2周设计内容与设计要求一、课程设计的性质与目的《电机设计》的课程设计是电气工程及其自动化专业电机电器及其控制方向（本科）、电机制造（专科）专业的一个重要实践性教学环节，通过电机设计的学习及课程设计的训练，为今后从事电机设计工作、维护的人才打下良好的基础。
电机设计课程设计的目的：一是让学生在学完该课程后，对电机设计工作过程有一个全面的、系统的了解。
另一个是在设计过程培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生查阅表格、资料的能力，训练学生的绘图阅图能力，为今后从事电机设计技术工作打下坚实的基础。
二、 设计内容：1．在查阅有关资料的基础上，确定电机主要尺寸、槽配合，定、转子槽形及槽形尺寸。
2．确定定、转子绕组方案。
3．完成电机电磁设计计算方案4．用计算机（手画也可以）画出定、转子冲片图。
完成说明书（不少于0.6万字，16开，计算机打印或课程设计纸手写）。
三、课程设计的基本要求1．求每位同学独立完成一种型号规格电机的全部电磁方案计算过程，并根据所算结果绘出定、转子冲片图。
2．要求计算准确，绘出图形正确、整洁。
ijnkcAAA《电机设计》(陈世坤)课后习题答案(期末复习资料)
电机设计第一章1 •电机设计的任务是什么答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），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，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、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。
2 •电机设计过程分为哪几个阶段答：电机设计的过程可分为：①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集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与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，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尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。
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、通风计算和温升计算。
3.电机设计通常给定的数据有哪些答：电机设计时通常会给定下列数据:(1) 额定功率(2) 额定电压(3) 相数及相同连接方式(4)额定频率(5)额定转速或同步转速(6)额定功率因数感应电动机通常给定⑴〜(5)；同步电机通常给定⑴〜(6)；直流电机通常给定⑴⑵⑸第二章1 •电机常数C A和利用系数K A的物理意义是什么答：C A：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料(铜铝或电工钢)的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。
K A:表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。
2 •什么是主要尺寸关系式根据它可以得出什么结论答・・主要尺寸关系式为牛亠卅可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之比仝或计算转矩T'所决定；②电磁负荷A和肌不变时，相同n 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。
电机设计》(XXX)课后习题答案(期末复习资料)
电机设计》(XXX)课后习题答案(期末复习资料)的影响，同样功率的电机，不同类型的电机尺寸也会有所不同。
3.电机设计中的效率和功率因数有何重要性？答：电机设计中的效率和功率因数是衡量电机性能的重要指标。
效率反映了电机转换输入电能为输出机械能的能力，高效率的电机能够更好地节约能源，并减少能源的浪费。
功率因数则反映了电机对电网的影响程度，高功率因数的电机能够减少电网的无功负荷，提高电网的供电能力。
因此，在电机设计中，需要充分考虑效率和功率因数的优化，以提高电机的经济性和可靠性。
4.电机设计中的温升计算有什么作用？答：电机设计中的温升计算是为了保证电机在正常工作条件下不超过允许的温升限值，从而保证电机的安全可靠运行。
温升过高会导致电机绝缘老化、电机寿命缩短甚至引起电机烧毁等问题，因此，温升计算是电机设计中不可忽视的重要环节。
在温升计算中，需要考虑电机的各种损耗（铜损、铁损、风扇损等）对温升的影响，并根据电机的散热方式和环境温度等因素，计算出电机的温升值，以确保电机的安全可靠运行。
τ较大，重量较轻，但成本较高；2）电机的效率较低，因为损耗随着长度的增加而增加；3）电机的起动转矩较小，因为电机的磁路长度增加，导致磁阻增加；4）电机的输出功率较低，因为电机的有效材料减少。
主要尺寸比对电机的性能和经济性有很大影响。
在设计电机时，需要根据具体的应用场景和要求，选择合适的主要尺寸比来平衡电机的性能和经济性。
答：当齿磁通密度超过1.8T时，由于饱和效应的影响，齿磁位降的计算方法需要进行校正。
因为在饱和区，磁通密度的增加不再是线性的，而是呈现出饱和曲线的非线性增长，所以需要根据实际情况进行校正，以获得更准确的计算结果。
答：漏抗的大小直接影响电机的效率和功率因数，漏抗越大，电机的效率越低，功率因数越小。
同时，漏抗还会影响电机的转矩和速度特性，使得电机的负载能力和稳定性变差。
因此，在电机设计中，需要尽量减小漏抗的大小，以提高电机的性能。
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电机设计第一章1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），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，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、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。
2.电机设计过程分为哪几个阶段？答：电机设计的过程可分为：①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集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与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，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尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。
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、通风计算和温升计算。
3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据：(1)额定功率(2)额定电压(3)相数及相同连接方式(4)额定频率(5)额定转速或同步转速(6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)； 直流电机通常给定(1)(2)(5)第二章1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。
K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。
2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：δαAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1p l D =，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 ˊ和转速n之比n p '或计算转矩T ˊ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。
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电机设计第一章1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），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，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、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。
2.电机设计过程分为哪几个阶段？答：电机设计的过程可分为：①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集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与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，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尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。
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、通风计算和温升计算。
3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据：(1)额定功率(2)额定电压(3)相数及相同连接方式(4)额定频率(5)额定转速或同步转速(6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)； 直流电机通常给定(1)(2)(5)第二章1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。
K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。
2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：δαAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1p l D =，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 ˊ和转速n之比n p '或计算转矩T ˊ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。
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电机设计复习重点和课后答案（世坤第二版）第二章1电机的主要尺寸是指什么？【P9】它们由什么决定？【P12】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？【P10】根据这个关系式能得出哪些重要结论？【P12】答：电机的主要尺寸间的关系是D 2l ef n/P ’=6.1/(αp ’K Nm K dp AB 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 ’、 K Nm 与K d 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。
第三章3磁路计算的目的?【P23】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？【P23】答：磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理⎰l d H =∑I 。
积分路径沿着磁场强度矢量取向（磁力线），则⎰=dl H ∑I 。
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？【P23】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：1）空气隙；2）定子齿（或磁极）；3）转子齿（或磁极）；4）定子轭；5）转子轭。
因为空气隙的磁导率比铁的磁导率小得多，δm R =δ/(S µ.),mFe R =l /(S Fe μ).所以气隙磁阻比铁心磁阻大得多,又因为Um=Φm R m .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B Fe =1.5T.当B Fe 小于1.5T 时,材料利用不够.当B Fe 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B Fe =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?【P36-37】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Fj=⎰Ljl d H 0 .为了简化计算,引用一个等效的均匀磁场代替不均匀磁场Hjav=⎰Lj l d H Lj01 .Hjav 和Hj 存在值不同,引入磁压降校正系数Cj=Hjjav H 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?【P33】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B δl ef t/(K e F b l t t ')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.第四章9异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成?【P51-62】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L s '如何计算?【P51-52】答:高度h.围全部槽中电流产生的漏磁链Ψs1=Ns(Bs1S)=Ns*S*μ.2INs/bs=N 2s 2I μ.h.lef/bs.高度h1围距槽底X 处高dx 的围产生的漏磁链d Ψs2=(Ns*x/h1)d Φx=(Ns*x/h1)22I μ.lefdx/bs.高度h1围由槽中电流产生的漏磁链为Ψs2=Ψ10⎰h d s2=N 2s μ.lef 2I dx h x ⎰102=N 2s 2I μ.h1lef/(3bs).槽漏磁链总和Ψs=Ψs1+Ψs2=N 2s 2μ。
Lef(h./bs+h1/(3bs)).即每槽漏感为：L s '=Ψs/(2I)=N 2s μ.lef(h./bs+h1/(3bs)).（bs 为槽宽） 第五章11电机的损耗分别为哪几种?【P76】哪些损耗是不变损耗?哪些损耗是可变损耗？【P76】哪些损耗是主要损耗？哪些损耗是次要损耗？答：电机的损耗分别为：①定子转子铁心中的基本铁耗；②空载时铁心中的附加（杂散）损耗；③电气损耗；④负载时的附加（杂散）损耗；⑤机械损耗。
其中①②⑤为不变损耗；③④为可变损耗。
①③⑤为主要损耗，②④为次要损耗。
12为什么所有电机的机械损耗都为不变损耗？答：不变损耗是指损耗不随负载的变化而变化。
机械损耗包括通风损耗、轴承摩擦损耗和电刷摩擦损耗。
主要的决定因素是转速n 。
对于同步电机有n=n1=60f/p,由于f 和p 不变，故转速不变。
对于异步机有n=(1-s)n1=(1-s)60f/p.空载时S=0,额定负载时N S ≤0.05,S 变化不大，也认为转速不变。
对于直流电机有n=E/(Ce Φ) ≈Un/(Ce Φ),所以也认为转速基本不变。
综上所述，对于所有电机，n 都不变，机械损耗也不变，即机械损耗是不变的。
第七章13按国标规定，电机的绝缘材料分为哪些等级，对应的极限温度是多少？【P120】 答：A 、E 、B 、F 、H 级绝缘，相应的极限温度为105、120、130、155、180℃。
14在计算电机的发热时，往往只计算各部件中的温升，而不计算实际温度。
试解释其中原因？答：实际温度t=△τ+t..其中t.为周围环境温度，由于周围环境温度随季节和地域的不同而变化较大，故电机的实际温度变化也比较大，故不能用电机的实际温度评判电机的好坏。
而温升△τ=t-t.，排除了周围环境温度的影响，只取决于电机损耗的多少。
故用来评判电机的好坏。
第六章15根据冷却介质的不同，电机冷却系统可分为哪几种方式？目前应用最广泛的是哪种方式？【P97】答：电机的冷却系统可分为：①空气冷却系统。
包括开路或闭路冷却，径向、轴向或混合式，吸入式或后入式，外冷或冷。
②油冷却系统；③水冷却系统；④氢冷却系统。
其中目前应用最广泛的是空气冷却系统。
16电机中常用 的风扇是哪种类型？离心式风扇的主要优点是什么？缺点是什么？【P106】答：电机中常用的风扇是离心式风扇。
它的优点是压力较高，缺点是效率较低。
17离心式风扇根据叶片形状的不同可分为哪几种形式？其效率从大到小依次是什么？【P112】答：可分为①径向式，②前倾式，③后倾式叶片离心式风扇。
效率的高低为②〉③〉①。
18离心式风扇与轴流式风扇各有什么优缺点：为什么一般中小型电机中很少采用轴流式风扇？答：离心式风扇压力较高，效率较低。
轴流式风扇压力较低，效率较高。
因为感应电机，同步机中的孔隙很小，轴身风阻大，风很难通过，只有直流机可以用轴流式风扇，而直流机的应用围又很小。
而且离心式风扇能产生较大压力，最适合于一般电机特别是中小型电机（绝大部分为交流机）通风系统的需要。
所以一般中小型电机很少用轴流式风扇。
第十一章19在电机的CAD 中，求解非线性方程组有哪几种方法？并给予说明。
【P289-292】 答：有两种方法，为迭代法和对分法。
①迭代法：⎩⎨⎧=-=2)B (1* f H H P BT B ，选取B=BT,由1得H ¹，由2得B ¹；再把B ¹代入1得H 2，再把H 2代入2得B 2。
反复操作，经过几次迭代后所得的B i -B i-1的绝对值小于给定的精确度时结束计算。
得出最后的B 和H 的值。
②对分法：⎩⎨⎧=-=2)(1/)( B f H P B BT H 令F （B ）=（BT-T ）/P-f(B)…③，若F （B i ）=0，即B i 为方程组的解。
以根所在区间的中点为第一个迭代点代入式③的右端进行计算。
若计算结果与零相比超出允许误差，则进行第二次迭代。
每次迭代都以上次迭代点为根所在区间的新端点。
舍去不包括根所在那一段区间，再次以新区间的中点为迭代点，不断迭代，直到区间缩小到规定围，则认为求解成功。
20感应电机的电气参数有哪些？如若功率因数降低，怎么提高功率因数?(励磁电抗)(考试原题)21画出相邻90电角度的磁极的最佳积分路径，其中定子有开槽，转子为凸极。
该电机共有几个磁极？请画出积分路径的磁力线路径和方向及气隙磁通的极性。
（在画上出）（考试原题）22若在电磁设计时，发现轭部磁密Bj 偏大，该如何使Bj 在合理围？(从轭部轭高，轭部计算长度，齿宽和齿距来考虑)（考试原题）课后相关作业答案【P22】1什么是主要尺寸关系式？根据这个关系式可得出哪些重要结论？（见复习题1） 2什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。
【P43】2磁路计算时为什么要选择通过磁极中心的一条磁力线路径为计算，选用其它路径是否也可得到同样的结果？答：磁路计算时选择通过磁极中心的一条磁力线的原因是此路径包围所的电流，此路径的气隙和铁心的B 、H 和相应的尺寸较容易计算。