三相异步电动机的设计毕业设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订教研室（或答辩小组）及教学系意见【摘要】异步电动机具有结构简单、制造容易，运用可靠、效率较高，价格低廉，坚固耐用等优点。

它在工农业和日常生活中获得最为广泛的应用。

在电网的总负荷中，异步电动机用电量约占60%以上。

本文是对三相异步电动机做出深入的剖析与设计。

三相异步电动机是一种具有高效率、低磨损、低噪声的电机机种.本设计在介绍三相异步电动机设计中，关于相数、极数、槽数及绕组连接方式的选择方法和应遵从的规律.而且针对电动机结构特点和工作性能，在电枢反应理论基础上设计出功率为7.5KW的交流电动机。

【关键词】设计三相异步电动机电磁设计结构设计电前言本设计书的内容为D-F机组电动机设计，所设计的电动机为Y132M-4三相异步电动机。

全书分为五章，第一章为设计任务书，包括设计任务，进度时间及设计条件；第二章为关于本次设计的论文，包括九节的内容，详细的叙述了整个电机设计过程中需要考虑的问题；第三章是电动机的电磁设计过程，包括额定数据、磁路计算、工作性能计算、起动性能计算；第四章为本次设计的总结和体会；第五章为本次设计所参考的资料。

本设计书贯彻了国家标准GB3100～3102-86中有关量、单位和符号的规定。

对计算公式的表达方式进行了适当的修改以符合国家标准中有关规定的要求。

公式中各量的单位，除特别指出者外，均采用国际单位制。

本设计书详尽介绍了Y132M-4的电磁计算以及如何设计等内容，本书由我设计，在设计过程中得到了老师和同学的帮助和支持，在此谨致谢意。

由于设计者的水平有限，在设计住中难免有错误之处，敬请老师指出。

目录摘要 (I)目录 (II)第1章前言 (1)第2章毕业设计任务书 (3)1、设计内容 (4)2、进度安排及完成 (4)3、主要设计条件 (4)第3章毕业设计论文 (5)一、技术要求 (5)二、关于三相异步电动机的设计程序 (6)引言 (6)1、三相异步电动机的基本结构 (6)2、异步电动机存在的缺点 (7)3、电机主要尺寸比的选择及一般方法 (8)4、磁路计算 (10)5、定子绕组与铁心的设计 (13)6、定、转子的设计 (15)7、工作性能计算 (18)8、起动性能计算 (21)9、结构设计 (22)第4章三相异步电动机的电磁设计 (29)1、额定数据和主要尺寸 (29)2、磁路计算 (34)3、参数计算 (38)4、工作性能计算 (45)5、起动性能计算 (48)第5章总结和体会 (57)第6章参考文献 (58)设计任务及要求三相异步电动机的设计机性能一、基本任务及要求三相异步电动机，其转子为笼型、定子为单层绕组，结构运行简单、运行可靠、成本低廉、效率较高、坚固耐用的优点。

本设计要求如下：1）定子绕组方案的确定及分析2）转子方案的确定及分析3）电磁设计程序分析及电磁设计4）工作性能计算5）起动性能计算具体要求如下：了解和掌握三相异步电动机工作原理，确定和分析定子绕组方案，设计和确定转子方案及电阻的确定，电动机常规运行的电磁设计及编写起动时的电磁程序。

二、进度安排及完成1、2月16日：布置任务，下达设计任务书2、2月16日－3月6日：查阅资料，撰写文献综述，撰写开题报告。

3、3月7日－3月21日：毕业实习，撰写实习报告。

4、3月22日－4月30日：异步电动机设计，中期检查。

5、5月1日－6月15日：异步电动机及控制线路设计，撰写毕业设计说明书。

6、6月16日－6月20日：修改、装订毕业设计说明书。

7、6月20日－6月26日：毕业设计答辩。

三、主要设计条件1、提供CAD实验室2、说明书格式1）毕业设计封面；2）设计任务书；3）设计论文；4）电磁计算过程；5）电机的总装图；6）定、转子冲片图；7）总结与体会；8）参考文献。

第二章 毕业论文设计一、技术要求1、课题名称：D-F 组异步电动机电磁设计2、主要内容：三相异步电动机，其转子为笼型转子，结构简单、运行可靠、成本低廉、效率较高、坚固耐用等优点。

具体要求如下：了解和掌握D-F 机组电动机工作原理，确定和分析定子绕组方案，设计和确定转子绕组方案，电动机常规运行的电磁设计及编写起动时的电磁程序。

3、主要设计对象:1）定子绕组方案的确定及分析2）转子绕组方案的确定及分析3）电磁设计程序分析及电磁设计4）工作性能计算5）起动性能计算4、主要技术性能指标：1）效率 %87=η2）功率因数 cos ϕ=0.853)相数 m=3（Y 接法）；4)额定转速 n=1450r/min；N=50HZ；5)额定频率 fN6)绝缘等级 B级；7)最大转矩倍数 T=2.2N关于三相感应电动机的设计序言三相异步电动机又称为三相感应电动机，感应电动机是基于气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的一种交流电动机。

由于转子绕组电流是感应产生的，因此称为感应电动机。

感应电动机与其它电动机相比，具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠及重量轻成本低等优点。

此外感应电动机还还便于派生各防护型式以使用不同环境条件的需要，也有较高的效率和较好的工作特性。

由于感应电动机具有上述许多优点，它是电动机领域中应用最广泛的一种电动机。

例如:中小型轧钢设备,矿山机械,机床,起重运输机械,鼓风机,水泵,和农副产品加工机械等都大部分采用三相异步电动机来拖动。

一．三相异步电动机的基本结构三相异步电动机由两个基本部分构成：固定部分—定子和转子，转子按其结构可分为鼠笼型和绕线型两种。

1-1.定子的结构组成定子由定子铁心、机座、定子绕组等部分组成，定子铁心是异步电动机磁路的一部分，一般由0.5毫米厚的硅钢片叠压而成，用压圈及扣片固紧，各片之间相互绝缘，以减少涡流损耗。

定子绕组是由带有绝缘的铝导线或铜导线绕制而成的，小型电机采用散下线圈或称软绕组，大中型电机采用成型线圈，又称为硬绕组。

1-2.转子的结构组成转子由转子铁心、转子绕组、转子支架、转轴和风扇等部分组成，转子铁心和定子铁心一样，也是由0.5毫米硅钢片叠压而成。

鼠笼型转子的绕组是由安放在转子铁心槽内的裸导条和两端的环形端环连接而成，如果去掉转子铁心，绕组的形状象一个笼子；绕线型转子的绕组与定子绕组相似，做成三相绕组，在内部星型或三角型。

1-3.工作原理当定子绕组接至三相对称电源时，流入定子绕组的三相对称电流，在气隙内产生一个以同步转速n1旋转的定子旋转磁场，设旋转磁场的转向为逆时针，当旋转磁场的磁力线切割转子导体时，将在导体内产生感应电动势e2，电动势的方向根据右手定则确定。

N极下的电动势方向用⊗表示，S极下的电动势用Θ表示，转子电流的有功分量i2a 与e2同相位，所以Θ⊗和既表示电动势的方向，又表示电流有功分量的方向。

转子电流有功分量与气隙旋转磁场相互作用产生电磁力fem,根据左手定则，在N极下的所有电流方向为⊗的导体和在S极下所有电流流向为Θ的导体均产生沿着逆时针方向的切向电磁力f em,在该电磁力作用下，使转子受到了逆时针方向的电磁转矩Mem的驱动作用，转子将沿着旋转磁场相同的方向转动。

驱动转子的电磁转矩与转子轴端拖动的生产机械的制动转矩相平衡，转子将以恒速n拖动生产机械稳定运行，从而实现了电能与机械能之间的能量转换，这就是异步电动机的基本工作原理。

二．异步电动机存在的缺点2-1.笼型感应电动机存在下列三个主要缺点。

（1）起动转矩不大，难以满足带负载起动的需要。

当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量（即增容）来提高其起动转矩，这就造成严重的“大马拉小车”，既增加购买设备的投资，又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量，很不经济。

第二种办法是增购液力偶合器，先让电动机空载起动，在由液力偶合器驱动负载。

这种办法同样要增加添购设备的投资，并因液力偶合器的效率低于97%，因此至少浪费3%的电能，因而整个驱动装置的效率很低，同样浪费电量，更何况添加液力偶合器之后，机组的运行可靠性大大下降，显著增加维护困难，因此不是一个好办法。