Ansoft-感应电机设计算例.doc

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ＰN=1１kW；额定电压ＵN=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：D接;Ｂ级绝缘；封闭型自扇冷却,重要技术指标按技术条件JB30７４-82的规定1.2 重要尺寸定子外径D1＝２６０;定子内径Di1=170;转子外径D2＝16９;转子内径Di2=6０；铁心长度ｌt=15５；定子槽数Ｚ１=36;转子槽数Z２=２61.3 定子数据定子槽数数据:见图1图1 定子槽型数据ﻩ槽绝缘厚度:0．３定子绕组数据：单层交叉时，节距：１~9、２~１0、11~18ﻩ每线圈匝数:2９; 线规:2´1.3，漆层厚度：0.08(双边）ﻩ并联支路数：１ 每相串联匝数：1７4ﻩ绕组端部直线部分长度:1５75°C时铜线电阻率：０．0217´10-6W.m硅钢片密度：７.8´103kg/m3铜材密度：8.９ ´103kg/ｍ３1.4 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´1０-6W.ｍ1.5 其她数据杂耗系数：0.０2机械损耗：102.8W铁心材料:D23２、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）ﻩ铝材的编辑成果需要看最后的计算成果（Ｓolution Data)，在Sｏlution Data中给出的是铝材75°Ｃ时的电阻率(单位:W.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/Wｍ。

正常铝在７５°C时的电阻率为0.0４34W.ｍｍ2／ｍ=0.0434´１0-6Wm，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 计算成果2.2.1 Perfｏrmaｎce 2.2.2 Dｅsign Sheet2.2.３ Curvｅ２.2.4课本计算与RmxPｒt计算成果比较课本手算成果ＲmxPrｔMaｘwell一般计算定子线圈平均半匝长34032２．7槽满率(%）7674．16基波绕组系数0.959８0．9５98铜消耗（ｋg)8.8０７.96铁消耗(kg)８0.6679.64铝消耗（kｇ)２.44参数计算定子电阻(75°C, W）0.９6７40.9１8转子电阻(7５°C, W）0.8619５２定子漏抗（W)2.6３482．２8５转子漏抗(W)４.４99空载计算气隙磁密（T）0.７2１8定子齿磁密（T)1.524定子轭磁密（T)1.337转子齿磁密(T）1.384转子轭磁密（T）1．２96定子电流（Ａ)４.394.372负载计算气隙磁密（T)0.6８840.７1定子齿磁密（Ｔ）１.4５31.486定子轭磁密(T)1.２7５1.29转子齿磁密(T)1.3201.283转子轭磁密(T）1．23６１.２5１额定转速(r/min）146０1460定子电流（A）12.63１2.261２.12电机转矩（Nm)7１.9171.9171.７7＝72.４5(电磁转矩)-0.6７3(机械转矩,根据RmxPrｔ)效率(％）８9.0789.7功率因数0.８580.862定子铜耗（W)4６3414 转子铜耗（W)323２９９　铁耗(W）233227.0机械耗（W）102.８102．8杂耗(W）22022０定子电流密度(A/ｍm２)４.764.61８线负荷(A/ｍm)24.６923.96热负荷(A/mm3)11７.52110．６７转子导条电流密度(Ａ/mm2)3.２63.135转子端环电流密度(A／mｍ2)２．222．03起动性能计算起动电流倍数5.８７６．１8 起动转矩倍数2.071.8２９　最大转矩倍数２．2７52.8５３．２D－FEM计算（由RｍｘPrt导入）3.１ 计算过程运营完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,自动完毕几何模型的绘制、材料定义、鼓励源添加、边界条件给定、网络剖分和求解参数设立等前解决项，顾客只需进行简朴进行求解和后解决即可。

注意这一一键式导入方式仅限于2D的瞬态场,若进行其她场分析需要顾客自己设立这一软件自动生成的瞬态计算模型,相应的计算为转子在额定转速（14６0r/min）时的恒速运营,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 　 通过较长的时间得到成果:3．2 输出成果3.2.1 电流波形和转矩波形和大小ﻩ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时刻忽然加电,因此电流和转矩在开始时均有一种明显的冲击,因此只观测电流转矩稳定期的值即可图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，措施如下:在图形区单击右键, 　 　 给出有效值大小3.2.2 ﻬ后解决ﻬ4 2D-FＥM计算(直接进行Ａnsoft瞬态场分析）。