第十章异步电机电磁设计

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1、第十章第十章感应电机的电磁设计感应电机的电磁设计第十章第十章 感应电机的电磁设计感应电机的电磁设计10.10.1 1、概述、概述10.10.2 2、主要尺寸与气隙的确定、主要尺寸与气隙的确定10.10.3 3、定子绕组与铁心的设计、定子绕组与铁心的设计10.10.4 4、转子绕组与铁心的设计、转子绕组与铁心的设计10.10.5 5、工作性能的计算、工作性能的计算10.10.6 6、起动性能的计算、起动性能的计算10.1 概概 述述一、我国感应电机主要系列一、我国感应电机主要系列 100 100个系列，个系列，500500多个品种，多个品种，50005000多个规格。按照电机尺寸分成大多个规格。

2、按照电机尺寸分成大（H0.63,DH0.63,D1 11m,P400Kw,U=3000V1m,P400Kw,U=3000V或或6000V6000V）、中（）、中（H0.355-0.63,DH0.355-0.63,D1 10.5m-0.5m-1m,P45-132kW,U=380V1m,P45-132kW,U=380V、3000V3000V或或6000V6000V） 、小型（、小型（H0.08-H0.08-0.315,D0.315,D1 10.12m-0.5m,P0.55-90kW,U=380V0.12m-0.5m,P0.55-90kW,U=380V。Y（IP44） 小型三相感应电动机小型三相感应

3、电动机J2，JO2 小型三相感应感应电动机小型三相感应感应电动机JS 三相笼型转子感应电动机（中型）三相笼型转子感应电动机（中型）JR 三相绕线转子感应电动机（中型）三相绕线转子感应电动机（中型）JS2，JSL2 三相感应电动机（中型、低压）三相感应电动机（中型、低压）JR2，JRL2 三相感应电动机（中型、低压）三相感应电动机（中型、低压）Y 三相笼型转子感应电动机（大型）三相笼型转子感应电动机（大型） YR 三相绕线转子感应电动机（大型）三相绕线转子感应电动机（大型）YK 大型高速感应电动机大型高速感应电动机概概 述述一、我国感应电机主要系列一、我国感应电机主要系列 派生、专用系列：派生、

4、专用系列： YQ 高起动转矩感应电动机（小型）高起动转矩感应电动机（小型） YH 高转差率感应电动机（小型）高转差率感应电动机（小型） YD 变极多速感应电动机变极多速感应电动机 YZ 起重及冶金用感应电动机起重及冶金用感应电动机 YQS 潜水感应电机潜水感应电机 YLB 立式深井泵用感应电动机立式深井泵用感应电动机概概 述述二、二、感应电动机的主要性能指标和额定数据感应电动机的主要性能指标和额定数据 效率效率 起动电流倍数起动电流倍数 功率因数功率因数 绕组、铁心温升绕组、铁心温升 最大转矩倍数最大转矩倍数 起动过程中最小转矩起动过程中最小转矩 起动转矩倍数起动转矩倍数 （1 1）主要性能指

5、标）主要性能指标 cosNMTTNstTTNstIIFecu,minT概概 述述二、二、感应电动机的主要性能指标和额定数据感应电动机的主要性能指标和额定数据 （2 2）额定数据）额定数据 额定功率额定功率 额定电压额定电压 额定频率额定频率 额定转速额定转速 NPNUNfNn基值推导：基值推导： 电压：电压： NU功率：功率： NP 相相电流：电流： NNKWUmPI1 阻抗：阻抗： 21NNKWKWNUm UZIP转矩：转矩： NNNnPT955010.2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定 一、主要尺寸和计算功率一、主要尺寸和计算功率 nPCnPABKKlDAdpNmpef11 .

6、62计算功率：计算功率： 111IEmP 额定功率：额定功率： cos11IUmPNNNNPUEPcos11由前推导由前推导(P228(P228页，相量图）：页，相量图）： 0),(1NUE引入电势系数引入电势系数 LLQPNEXIRIUEK1)(1*1*1*1*11NLPPcos1)1 (10. 2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定 设计方法：设计方法： cos,已知，已知， *1*1,XR未知，需先假定一个未知，需先假定一个 )1 (L预估预估 95. 085. 0)1 (L完成磁路参数计算后，偏差完成磁路参数计算后，偏差 %5 . 0)1 ()1 (LL2极小型：极小型： 经验公

7、式估算经验公式估算： )1 (LNLPln0866.092.01非非2极小型：极小型： pPNL013. 0ln0108. 0931. 01中型：中型： pPNL01. 0ln0109. 0892. 0110. 2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定 额定功率的单位为：额定功率的单位为：kW二、电磁负荷的选择二、电磁负荷的选择 磁化电流：磁化电流： 11109 . 02dpmKNmpFI（1 1）每极磁势）每极磁势 主要用来克服主要用来克服 ， 决定于决定于 ，0FFmIBABIIKWmcos,*mIABBAUXIXNKW*（2）ststITTXAB,max*选取方法：选取方法： 中小型

8、：中小型： TBmAA)8 . 05 . 0(/)10501015(33大大 型型： 可略高可略高 BA,10. 2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定 10. 2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定 三、主要尺寸比的选择三、主要尺寸比的选择 对不同内型电机主要尺寸比选择见表对不同内型电机主要尺寸比选择见表10-210-2。 对于一定的极数，定子铁心外径与内径存在一定比例（表对于一定的极数，定子铁心外径与内径存在一定比例（表10-3） 11 iDD变动范围在变动范围在5%左右。左右。 10.2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定 四、主要尺寸的确定四、主要尺寸的确定 2111

9、0 2,10 1(1)cos,LNiefPPD lA Bn参考图表选择VnPABKKlDdpNmpefi11 . 621（1）饱和正弦不饱和)71. 066. 0(637. 02BBavp10.2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定 2、参考表、参考表10-2选择值，选择值， 12iefDlpVDpDlDiiefi3131212312pVDi初步计算初步计算 13111211210 3iiiefiDpVVDDDlDD参考表达式按标准外径调整五、空气隙的确定五、空气隙的确定 1 1、影响：、影响： cosmI温升损耗影响机械可靠性过小,maxTTXst2、气隙基本上决定于定子内径、轴直径、

10、轴承间的转子长度。气隙基本上决定于定子内径、轴直径、轴承间的转子长度。 经验公式：经验公式： 小功率电机：小功率电机： 310.3(0.47) 10:ittD lml铁心长度大、中型电机：大、中型电机： mpDi3110)291 (10.2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定 10.10.3 3 定子绕组与铁心的设计定子绕组与铁心的设计 一、定子槽数的选择一、定子槽数的选择 二、定子绕组型式和节距的选择二、定子绕组型式和节距的选择 三、每相串联导体数、每槽导体数计算三、每相串联导体数、每槽导体数计算 四、电流密度的选择及线规、并绕根数和并联支路数的确定四、电流密度的选择及线规、并绕根数和

11、并联支路数的确定 五、定子冲片的设计五、定子冲片的设计 3 定子绕组与铁心的设计定子绕组与铁心的设计 一、定子槽数的选择一、定子槽数的选择 pmZq211值大小对电机的参数、附加损耗、温升、绝缘材料耗量等有影响（值大小对电机的参数、附加损耗、温升、绝缘材料耗量等有影响（P231P231页）页） 1q 定子谐波磁场减小，定子谐波磁场减小， ， 每槽导体数减少，每槽导体数减少， 槽中线圈边总散热面积槽中线圈边总散热面积，利于散热，利于散热 绝缘材料用量、工时绝缘材料用量、工时，槽利用率，槽利用率 adpX1,sXZ1q大大 一般感应电动机：一般感应电动机： =（26） 取整数取整数 极数少，功率大