【2017年整理】三相感应电动机.doc

电机设计计算流程说明： 本例为陈世坤老师的《电机设计》（第二版）第十章第264至280页的算例技术指标：输出功率 P N=2.2kW，电压 U N=220V（接），相数 m 1=3，频率 f=50Hz， 极对数 p=2，B级绝缘，连续运行，封闭型自扇冷式，主要性能指标按技术条件JB3074-82的规定一 额定数据和主要尺寸1、额定功率PN 2.2 1032、额定电压UN 220 f 50UN UN3、功电流相数 m1 3IKW PNm1 UN3.33334、效率按照技术条件规定选取 ' 81%5、功率因数按照技术条件规定选取 cos' 0.826、极对数p 27、定转子槽数 q1 3每极每相槽数选取定子槽数 Z1 2m1 p q1根据近槽配合原则，转子槽数选取： Z2 32 采用转子斜槽8、定转子每极槽数Zp1 Z12p 9Zp2 Z22p 89、确定电机主要尺寸满载电势标幺值由经验公式 K'E 0.0108 lnPN1000 0.013p 0.931计算功率 P' K'EPN' cos' 3.0258 103'p 0.68 K'Nm 1.10 K'dp1 0.96A' 26000 B' 0.67 n' 1450根据标准直径最后取 D1 0.155于是 Di1 D1 0.64取 Di1 0.0992取铁心长 lt 0.10510、气隙的确定取  0.310 3铁心有效长度 lef lt 2 0.1056转子外径 D2 Di1 2 0.0986转子内径先按转轴直径确定 Di2 0.03811、极距 Di12p 0.077912、定转子齿距t1  Di1Z1 8.6568 10 3t2  D2Z2 9.68 10 313、定子绕组采用单层绕组，交叉式，节距1~9，2~10，11~1814、为了削弱齿谐波磁场的影响，转子采用斜槽，斜一个定子齿距bsk 0.00915、设计定子绕组每相串联导体数 N'1' cos'  Di1 A'm1 IKW 538.1877取并联支路数 a1 1可得每槽导体数 N's1m1 a1 N'1Z1 44.849Ϊ·½±ãà 取 Ns1 41 于是每线圈匝数4116、每相串联导体数N1 Ns1 Z1m1 a1 492每相串联匝数N1 N12 24617、绕组线规设计初选定子电密 J'1 5 106定子电流初步估计值 I'1IKW' cos'导体并绕根数和每根导体截面积的乘积 A'sI'1a1 J'1 1.0037 106采用高强度漆包线： 并绕根数 Ni1 2 绝缘后直径 d 0.77 10 3A'c1 3.959 10 718、定子槽形设计采用梨形槽，齿部平行，初步取： B't1 1.4 铁心叠压系数 KFe 0.95估计齿宽 b't1t1 B'KFe B't1 4.361 103初步取： B'j1 1.25估计轭部计算高度 h'j1 'p B'2KFe B'j1 0.0149按齿宽和轭部计算高度的估算值作出定子槽形，槽口尺寸按类似产品决定r21 3.310 3b11 0.0045 h01 0.8 10 3h's 0.0116 b01 2.8 10 3 h11 0.0005hs1 h's h01 r21 h21 0.0116 0.0005 0.0111bt21  Di1 2h01 2h's  Z12r21 4.221 10 3bt11  Di1 2h01 2h11 Z1b11 4.3837 10 3bt1 bt21 bt11 2 4.3024 10 319、槽满率槽楔厚 h 0.002 槽绝缘层厚  i 0.25 10 3槽绝缘占面积 Ai  i 2h's  r21  8.3918 10 6槽面积 As2r21 b112 h's h  r2122 7.0386 105Aef As Ai 6.1994 10 5槽满率 sfNi1Ns1 d2Aef 0.7842²ÛÂúÂÊÒ»°ãΪ°Ù·ÖÖ®ÆßÊ®mÉÏÊöµÄ²Î 符合要求20、绕组系数 p 2Z1 q 3Kd1sin q 2 q sin 2 0.9598Kp1 1Kdp1 Kd1 Kp1 0.9598每相有效串联导体数 N1 Kdp1 472.219221、设计转子槽形与转子绕组根据cos由表10-10查得 KI 0.88预计转子导条电流 I'2 KI I'13N1 Kdp1Z2 195.5138初步取转子导条电密 J'B 3.5 106A'B I'2J'B5.5861 10 5初步取 B't2 1.3估算转子齿宽 b't2t2 B'KFe B't2 5.2515 103初步取 B'j2 1.25估算转子轭部计算高度 h'j2 'p B'2KFe B'j2 0.0149为获得较好的起动性能，取给定槽尺寸h02 0.0005 h12 0.001 h22 0.0143 b12 0.0045b22 0.002 b02 0.001 h's2 h12 h22 0.0153a 0.02 b 0.011齿壁平行的槽型的齿宽计算如下bt2  D2 h02 h's2  Z212 b12 b22  4.8789 103导条截面积（转子槽面积）AB b02 b122  h12 b22 b122  h22 4.9225 10 5估计端环电流 I'R I'2Z22 p 497.8718端环电密 J'R 0.6J'B端环所需面积 A'RI'RJ'R 2.3708 104 端环平均直径 DR 0.0788按照工艺要求取端环面积约为 AR 12 a b( ) D2 DR  3.069 10 4二 磁路计算22、计算满载电势初设 K'E 0.9002 'L 1 K'EE1 1 ' L UN 198.04423、计算每极磁通初设 K's 1.235 由图3-5查得 KNm 1.11E14 KNm Kdp1 f N1 3.7783 103于是导条截面积为计算磁路各部分磁密，需先计算磁路中各部分的导磁截面24、每极下齿部截面积At1 KFe lt bt1 Zp1 3.8625 10 3At2 KFe lt bt2 Zp2 3.8933 10 325、定转子轭部计算高度及其导磁面积h'j1 D1 Di12 hs1 r213 0.0133h'j2 D2 Di22 h's2 0.015Aj1 KFe lt h'j1 1.3267 10 3Aj2 KFe lt h'j2 1.4962 10 326、一极下空气隙截面积A  lef 8.2275 10 327、波幅系数'p 0.67Fs 1'p 1.492528、气隙磁密B Fs A0.685429、对应于气隙磁密最大值处的定子齿部磁密Bt1 Fs At1 1.4630、转子齿部磁密Bt2 Fs At2 1.448431、从D23磁化曲线上查得对应上述磁密的磁场强度p403Ht1 1974 Ht2 185332、有效气隙长度K1 t1 4.4  0.75 b01 t1 4.4 0.75 b01  b0121.3602K2 t2 4.4  0.75 b02 t2 4.4 0.75 b02  b0221.0525K K1 K2 1.4316ef K  4.2949 10 433、齿部磁路计算长度Lt1 h11 h21  13 r21 0.0127Lt2 h12 h22  0.015334、轭部磁路计算长度L'j1  D1 h'j1  2p 12 0.0556L'j2  Di2 h'j2  2p 12 0.020835、计算气隙磁压降0 4 10 7 F K B 0 234.260436、计算齿部磁压降Ft1 Ht1Lt1 25.0698Ft2 Ht2Lt2 28.350937、计算饱和系数Ks F Ft1 Ft2F1.228K''s Ks Ks K's3 1.2304由此经验公式重新计算饱和系数，代入第23步重新计算，直至相对误差小于1%sK's KsKs s 5.6677 10 3ÓÉÉÏ¿ÉÖª£¬¼Æ 1%£¬·û 38、定子轭部磁密Bj1 12 Aj1 1.42439、转子轭部磁密Bj2 12 Aj2 1.262640、从D23磁化曲线上查找上述磁密对应的磁场强度Hj1 1100 Hj2 99541、按式（3-42）计算轭部磁压降h'j1 0.1707 Bj1 1.424 据图附1-3b查轭部磁位降校正系数 Cj1 0.3917h'j2 0.1925 Bj2 1.2626 据图附1-3b查轭部磁位降校正系数 Cj2 0.4232Fj1 Cj1Hj1 L'j1 23.976 Fj2 Cj2Hj2 L'j2 8.76442、每极磁势F0 F Ft1 Ft2 Fj1 Fj2 320.421143、计算满载磁化电流Im 2p F00.9 m1 N1 Kdp1 2.010544、磁化电流标幺值Imj ImIKW0.603145、计算励磁电抗及其标幺值Xms 4f 0 m1 N1 Kdp1 2Ks p lefef 104.3537Xmsj Xms IKWUN 1.5811三 参数计算46、线圈平均半匝长节距比  2 8 1 73 9 0.85190.852ΪÆä½üËÆÖµ£¬y Di1 2 h01 h11  h21 r21 2p  0.0777直线部分长度 d1 0.015 lB lt 2d1 0.135直线部分长度 Kc 1.2 lc lB Kc y 0.228347、端部平均长lE 2d1 Kc y 0.123348、漏抗系数Cx 4 f 0 N1 Kdp1 2 lef PNm1 p UN20.0352阻抗基值 ZKWUNIKW 6649、定子槽比漏磁导 L1 0.978 KU1 1.0 KL1 1.0²é U1h01b012 h11b01 b11 0.4227s1 KU1U1 KL1L1 1.400750、槽漏抗标幺值Xs1j 2m1 pZ1 Kdp12ltlef 。