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150hz三相異步電機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2026-07-16 06:32 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】確定電機(jī)的修正或優(yōu)化方案。 3 異步電機(jī)電磁設(shè)計(jì) 概述本文設(shè)計(jì)的電機(jī)額定頻率為150Hz。為了加工方便，參考頻率為50Hz的Y2系列電機(jī)的相關(guān)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)本文參考的電機(jī)型號(hào)為Y2280M4。采用的主要尺寸及相關(guān)參數(shù)如下：鐵心長(zhǎng)度： 270mm氣隙長(zhǎng)度：定子沖片外徑： 445mm定子沖片內(nèi)徑： 300mm轉(zhuǎn)子沖片內(nèi)徑： 100mm并聯(lián)支路數(shù)： 4根，△聯(lián)結(jié)繞組型式：雙層疊繞線圈跨距： 15頂轉(zhuǎn)子槽數(shù)（Z1/Z2）: 60/50為了設(shè)計(jì)方便，定子槽型及尺寸參考已有電機(jī)。由于電機(jī)的額定頻率不同，其功率發(fā)生了變化。本文所設(shè)計(jì)電機(jī)的功率定為200kW。根據(jù)異步電機(jī)定子端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式：在定子電流頻率增加的情況下，要保證電機(jī)內(nèi)部主磁通基本不變，則需減少定子線圈匝數(shù)。為保證一定的槽滿率，需增加定子線徑。由于減少了每條導(dǎo)體數(shù)，起動(dòng)電流增加。同時(shí)由于額定頻率增加，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)大幅下降。本設(shè)計(jì)通過(guò)改變轉(zhuǎn)子槽型，達(dá)到改善起動(dòng)性能的目的。電機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。除上述問(wèn)題外，設(shè)計(jì)中還牽涉到電機(jī)各部分磁密、電流密度、效率、輸出轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等諸多方面的限制。要使所設(shè)計(jì)的電機(jī)性能更加優(yōu)越，則需要一系列詳細(xì)的計(jì)算與設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。電磁計(jì)算給定值與性能指標(biāo)電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)要求，而一般的三相感應(yīng)電機(jī)應(yīng)滿足下列性能指標(biāo)：（1）效率（2）功率因數(shù)cos（3）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（4）起動(dòng)電流倍數(shù)（5）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（6）啟動(dòng)過(guò)程的最小轉(zhuǎn)矩同時(shí)通常給定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的下列額定數(shù)據(jù)與標(biāo)幺值：（1）額定功率電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率（2）額定電壓電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)所接的電源電壓（3）額定頻率電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的電源頻率（4）額定轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，通常為同步轉(zhuǎn)速根據(jù)這些性能指標(biāo)，我們得出了所設(shè)計(jì)的150Hz三相感應(yīng)電機(jī)的復(fù)算方案如下：額定數(shù)據(jù)和主要尺寸1 額定功率=200kW2 額定電壓(接)3 功電流4 效率％5 功率因數(shù) cos=％6 極對(duì)數(shù)p=27 定轉(zhuǎn)子槽數(shù)8 定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) = /2p=15 = /2p=9 確定電機(jī)主要尺寸取鐵心長(zhǎng)=270mm 定子外徑=445mm 定子內(nèi)徑=300mm10 氣隙的確定氣隙長(zhǎng)= 轉(zhuǎn)子外徑=299mm 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑=100mm11 極距= /2p=12 定子齒距=/= 轉(zhuǎn)子齒距=/=13 定子繞組采用雙層疊繞，節(jié)距1~1614 為了削弱齒諧波磁場(chǎng)的影響，轉(zhuǎn)子采用斜槽。于是轉(zhuǎn)子斜槽寬=15設(shè)計(jì)定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)=8每線圈匝數(shù)為4每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)=/=40 每相串聯(lián)匝數(shù)=40/2=2016 繞組線規(guī)設(shè)計(jì) 并繞根數(shù)為517 設(shè)計(jì)定子槽型因定子槽型為圓導(dǎo)線散嵌，故采用梨形槽，齒部平行。初步取=,估計(jì)定子齒寬=/= *初步取=,估計(jì)定子軛部計(jì)算高度為 =/2 =**按齒寬和定子軛部計(jì)算高度的估算值作出定子槽型，槽口尺寸參考類似產(chǎn)品決定，取Bs0=，Hs0=。定子槽型相關(guān)尺寸為： Hs0: 1mm。 Hs1: 。 Hs2: Bs0: 4mm。 Bs1: 。 Bs2: 定子齒寬計(jì)算：定子上部齒寬=定子下部齒寬=齒部基本平行，齒寬=（平均值）18 槽滿率槽面積= 因此槽滿率=（符合要求）19 繞組系數(shù) 分布因數(shù)=1 節(jié)距因數(shù)= 定子繞組系數(shù)= 每相有效串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)=40*=20 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子槽型與轉(zhuǎn)子繞組相關(guān)尺寸為： Hs0：2mm； Hs01：0mm； Hs1：； Hs2：25mm Bs0：； Bs1：； Bs2：； Rs：0mm 轉(zhuǎn)子槽型轉(zhuǎn)子齒寬由相關(guān)公式計(jì)算得：=導(dǎo)條截面積=由工藝及電流密度確定端環(huán)高度: 端環(huán)寬度：由此計(jì)算出的端環(huán)電流密度為 = 磁路計(jì)算21 計(jì)算滿載電勢(shì)初設(shè)=，得 =*380V=22 計(jì)算每極磁通初設(shè)=，查得=，得 =/4=23 每極下齒部截面積 ==***15= ==***=24 定子軛部計(jì)算高度= + = [（1++）* + ]m =（+）m= 轉(zhuǎn)子軛部計(jì)算高度==[]m =（）= 軛部導(dǎo)磁截面積==**===**=25 一極下空氣隙截面積 ==*=26 找出計(jì)算極弧系數(shù)= 由此求得波幅系數(shù)=27 氣隙磁密計(jì)算 =/=28 對(duì)應(yīng)于氣隙磁密最大值處得定子齒部磁密 =/=29 轉(zhuǎn)子齒部磁密 =/=30 從DR510的磁化曲線上找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度 =； = DR510磁化曲線31 有效氣隙長(zhǎng)度 == 其中，氣隙系數(shù)由相關(guān)公式計(jì)算得=32 齒部磁路計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算得 =++1/3（）=[(+)+]mm= =++=（2++25）mm=33 軛部磁路計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算得 =*1/2=m= =*1/2=m=34 計(jì)算氣隙磁壓降 =/=35 齒部磁壓降 == ==36 飽和系數(shù)計(jì)算 =（++）/=與初設(shè)值剛好符合，故假設(shè)合格。37 定子軛部磁密計(jì)算 =/2/=38 轉(zhuǎn)子軛部磁密計(jì)算 =/2/= 39 從DR510磁化曲線上找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度 =；=40 計(jì)算軛部磁壓降 == ==其中，、為校正系數(shù)，=/。其值可查表求得。=，=41 每極磁勢(shì) =++++=42 計(jì)算滿載磁化電流 ==43 磁化電流標(biāo)幺值 =/=44 勵(lì)磁電抗計(jì)算 =4= =/=工廠計(jì)算時(shí)，往往采用近似的計(jì)算方法 =1/= 參數(shù)計(jì)算45 線圈平均半匝長(zhǎng)定子線圈節(jié)距=其中節(jié)距比=1。直線部分長(zhǎng)度=+2=+2*其中，是線圈直線部分伸出鐵心的長(zhǎng)度，取1030mm。機(jī)座大，極數(shù)少者取較大值。平均半匝長(zhǎng) =+=式中是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。46 端部平均長(zhǎng) =2+=2*+*=47 感應(yīng)電機(jī)定子繞組的漏抗為=4除以阻抗基值=,便可得定子漏抗標(biāo)幺值=()式中=++,為漏抗系數(shù)，等于==48 計(jì)算定子槽比漏磁導(dǎo)。因?yàn)槭钦嚯p層繞組，節(jié)距漏抗系數(shù)==1。=+=其中，=+=+= =，因=， =49 只在鐵心部分由槽漏抗，因而計(jì)算槽漏抗時(shí)要乘：==50 考慮到飽和影響，定子諧波漏抗可計(jì)算如下：==其中==5，=1查表得出51 雙層疊繞組的端部漏抗計(jì)算如下=（）/=52 定子漏抗標(biāo)幺值 =++=53 轉(zhuǎn)子漏抗標(biāo)幺值的計(jì)算與定子漏抗標(biāo)幺值的計(jì)算相似，但要將轉(zhuǎn)子漏抗折算到定子邊。則有 =2/54 轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)的計(jì)算 ==其中=/= =+=+=，= =，=。55 轉(zhuǎn)子槽漏抗標(biāo)幺值 ==56 考慮飽

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