毕业设计（论文） 小型三相异步电动机的设计.doc

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1、本科毕业设计（论文）小型三相异步电动机的设计学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 助理指导教师： 摘 要三相异步电动机是交流电动机的一种，又称感应电机。具有结构简单，制造容易，坚固耐用，维修方便，成本低廉等一系列优点。因其具有较高的效率及接近于恒速的负载特性，故能满足绝大部分工农业生产机械的拖动要求，从而成为各类电机中产量最大，运用最广的一种电动机。本毕业设计是在掌握电机理论和设计原理的基础之上，结合具体设计要求，通过感应电机的电磁设计，从中又细分为额定数据和主要尺寸、磁路计算、参数计算、工作性能计算和起动性能计算五个部分，设计出一台性能合格的小型三相异步电动机。在此成果后，通过改变

2、气隙大小和改变每槽导体数两种优化方案，最终设计得到一台性能优良的小型三相异步电动机。通过本次设计，了解国内外异步电动机的发展状况，掌握电机电磁设计过程并学会查找数据所需相应图表，了解利用计算机设计电机程序的概念，通过具体设计，了解Y系列IP44小型三相异步电动机的主要标准。关键词 三相异步电动机，电机设计，Y系列IP44ABSTRACTThe three-phase asynchronous motor is motors one kind. Has the structure to be simple, the manufacture is easy, firm durable, the s

3、ervice is convenient, cost inexpensive and so on a series of merits. Because it has the high efficiency and approaches in the constant speed load characteristics, it can therefore satisfy the most of the industrial and agricultural production machinery drag requirements, thus becomes in each kind of

4、 electrical machinery the output to be biggest utilizes the broadest one kind of electric motor. The graduation project is the availability of electrical theory and design principles the basis of light of the specific design requirements, through the induction motor electromagnetic design, from thin

5、 into rated data and the main parameters, calculation of magnetic circuit, parameter calculation, Performance computing and calculation of Starting Performance of Starting Performance of five parts, qualified to design a performance of a small three-phase asynchronous motor, by changing the gap size

6、 and change the number of conductors per slot two optimization program, the final design with excellent performance by a small three-phase asynchronous motor.Through this design, understanding the development of domestic and foreign asynchronous motor, electromagnetic motor control design process an

7、d learn to find the corresponding chart data needed to understand the use of computer design concept of motor program, through specific design, understand the Y series of small three-phase asynchronous motor IP44 The main criteria.Key words Motor，Motor Design，Y Series IP44目录摘 要ABSTRACT1 绪论12 电机发展史22

8、.1概念引入22.2异步电机32.2.1 异步电机概述32.2.2 异步电机原理32.2.3 异步电动机的分类32.2.4 异步电动机的运用42.3国内外电机发展状况42.3.1 国内发展42.3.1 国外发展53 电机设计63.1电机设计的方案概述63.2 具体电机设计73.3 电机设计的具体方案73.3.1 额定数据和主要尺寸73.3.2 磁路计算163.3.3 参数计算203.3.4 工作性能计算283.3.5 起动性能计算324 优化方案384.1改变气隙大小的设计方案384.2 改变每槽导体数的方案435 电子计算机在电机设计计算中的应用525.1概述525.2设计分析过程525.2

9、.1 手算程序改变为计算程序525.2.2笼型感应电机设计分析535.3电机自动设计CAD软件55结论56参考文献57附录A：导线规格表58附录B：电机设计图60附录C：Y系列规范64致 谢651 绪论电机包括变压器和旋转电机，都用于实现机械能和电能之间的转换。旋转电机分为直流电机和交流电机，交流电机又分为异步电机和同步电机。三相异步电动机隶属交流电动机，又称感应电机。具有结构简单，制造容易，坚固耐用，维修方便，成本低廉等一系列优点。因其具有较高的效率及接近于恒速的负载特性，故能满足绝大部分工农业生产机械的拖动要求。电机设计的任务是根据用户提出的产品规格、技术要求，结合技术经济方面国家的方针政

10、策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。我国电机标准在总结以往电机设计、制造和使用经验的基础上，已出台相关国家标准，同时也积极采用国际标准和国外先进标准。通过收集各类书籍，杂志，网络相关资源，了解三相异步电动机在国内外的发展状况；通过电机设计相关教材，结合具体情况设计一台性能优良的小型三相异步电动机。设计一台小型三相异步电动机的意义在于：首先设计电机是电机原理和实践电机相结合的环节，是设计者综合运用所学知识解决所学专业实际问题能力的检验，是学习深化知识和提高的重要过程。其次，三相异步电

11、动机是各行各业生产过程及日常生活中普遍使用的基础设备，使用广泛，值得研究。设计结果在完成中小型三相感应电动机电磁计算过程后，得到一台性能合格的电机，并在此基础上通过改变其部分参数，根据具体设计要求，对其进行方案优化并最终设计得到一台性能优良的小型三相异步电动机。 2 电机发展史 1800年伏特发明电池，是电气出现的开端，电动机的诞生和发展在这之后可分成以下个阶段：1831年，迈克尔.法拉第（Michael Faraday）发明盘式电机（直流电机）；19世纪70年代，托马斯.爱迪生（Thomas Edison）开始研制直流发电机；1888年，尼古拉.特斯拉（Nikola Tesla）发明三相感应

12、电动机并申请专利。从1820年一直到整个19世纪末叶，发现的电磁现象以及相关的各种法则，诞生的交流电机原型，确立了电机的工业运用。从20世纪开始一直到1970年，是电动机的成长和成熟期：有刷直流电机、感应电动机、同步电动机和步进电动机等各种电机相继诞生。半导体驱动技术和电子控制概念的引入，带来了变频驱动的实用化。1970年到20世纪末，计算技术 的飞跃发展为发展高性能驱动带来了机会：随着设计、评价、测量、控制、功率半导体、轴承、磁性材料、绝缘材料、制造加工技术的不断进步，电动机本体经历了轻量化、小型化、高效化、高力矩输出、低噪音振动、高可靠、低成本等一系列变革，相应的驱动和控制装置也更加智能化

13、和程序化。进入21世纪，在以多媒体和互联网为特征的信息时代，电动机和驱动装置继续发挥支撑作用，向节约资源、环境友好、高效节能运行的方向发展。2.1概念引入电机，英文electric machinery 泛指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的一切机器。特指发电机、电能机、电动机。电动机，是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置，俗称马达。主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。 在电动机的分类中，按工作电源种类划分，可分为直流电机和交流电机；其中交流电机还可分单相电机和三相电机；按结构和工作原理划分，电动机可分为直流电动机、异步电动机和同步电动机。其中，异步电机

14、可划分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又可划分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。按转子的结构划分，电动机可划分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 2.2异步电机2.2.1 异步电机概述异步电机是一种交流电机，电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。它和感应电机基本上是相同，在不致引起误解或混淆的情况下，一般可称感应电机为异步电机。异步电机的定子绕组接交流电网，转子绕组不需与其他电源连接。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运

15、行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。2.2.2 异步电机原理 当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。 旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。 根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。2.2.3 异步电动机的分类 单相异步电动机单相异步电动机由定子、转子、轴承、机壳、端盖等构成

16、。 定子由机座和带绕组的铁心组成。铁心由硅钢片冲槽叠压而成，槽内嵌装两套空间互隔90电角度的主绕组和辅绕组。主绕组接交流电源，辅绕组串接离心开关S或起动电容、运行电容等之后，再接入电源。 转子为笼型铸铝转子，它是将铁心叠压后用铝铸入铁心的槽中，并一起铸出端环，使转子导条短路成鼠笼型。单相异步电动可分为单相电阻起动异步电动机，单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机和单相双值电容异步电动机。 三相异步电动机三相异步电动机的结构与单相异步电动机相似，其定子铁心槽中嵌装三相绕组。定子绕组成接入三相交流电源后，绕组电流产生的旋转磁场，在转子导体中产生感应电流，转子在感应电流和气隙旋转磁场的相互作

17、用下，又产生电磁转柜，使电动机旋转。2.2.4 异步电动机的运用异步电动机具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。广泛应用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多数工农生产机械以及家用电器和医疗器械等。2.3国内外电机发展状况针对本论文设计主要为小型电机，即在叙述国内外电机发展状况过程中，主要针对小型电机。大中型电机，发电机简述或不述。2.3.1 国内发展 国内发展简史20世纪40年代以前，我国电机制造工业极端落后。中华人民共和国成立后，电机工业得到了迅速发展，产品的种类，数量的不断增加，技术水平逐步提高。50

18、年代以前我国主要是仿制国外产品为主，1953年以后多次组织了电机产品的改型设计和系列统一设计，使我国从发电设备、大型交直流电机一直到种类繁多的中小型电机，大多数都有了自己的系列。不但建立了若干产量大、使用面广的基本系列，还建立了应用场合比较特殊的派生系列和专用系列。在电机零部件和安装尺寸、机座好等系列的标准化、系列化、通用化方面也进行了大量工作、已形成自己的体系，还制定了电机专业的许多国家标准，这些标准正逐步接近国际电工委员会的标准。60年代起即走上自行设计的道路；50年代只能生产一般中小型电机，不久后即能生产大型电机设备和特殊用途电机。与此同时，新技术、新材料、新结构和新工艺的日益广泛应用，

19、使我国电机工业的发展走上了更加成熟的道路。在国内中小型电机方面，自1953年进行第一次全国统一设计后，中小型电机的生产开始摆脱过去混乱的局面，走上了统一和系列化的道路。到目前为止我国生产的中小型电机系列，除一般电机或基本系列外，还有防爆、船用、潜水、单绕组多速等派生系列和专用系列。从目前情况来看，一般或基本系列中小型电机已经能够满足国民经济各部门的需要，其技术经济指数也在逐步提高。到2010年，我国平均每年将投产发电装机容量3700万千瓦以上，年均增长7.8%左右。而电动机的需求与发电设备的需求呈1：3.51的正比关系，也就是说，大型、中小型交流电动机产品在国内市场的有效需求会保持稳定增长。

20、技术状况及发展方向世界电机制造基地正在快速地向中国转移。当前，全球小功率电机年需求量在50亿台以上，随着全球经济一体化进程的加快，小功率电机生产的国际化已基本形成。加入WTO后，国家对中小企业的保护政策如进口关税逐步降低，直到取消关税，国外电机凭借其优越的品质和低廉的价格进入国内市场，而国内出口到国外的电机受到各国行业协会或政府纷纷设置的技术壁垒，让我国电机进入世界电机的争夺战之中。近年来，科学技术突飞猛进。随着电力电子技术、计算机技术和控制理论发展，电机调速技术得到迅速发展，我国对电机绕组、附加损耗、电机测试技术以及超导电技术在电机的应用等方面开展了一系列研究，取得不少成果：积极采用新技术、

21、新材料、新结构和新工艺，积极开展电机理论、测试技术的研究，使我国电机的标准化、系列化和通用化程度不断提高。我国现行电机优势是：1)效率水平较高；2)起动性能较好；3)噪声低振动小；4)防护性能较好；5)运行可靠使用寿命长；6)外形美观大方。提高我国电机的国际竞争力，必须依靠科技创新，靠一批高质量的名牌产品。促进企业的技术开发、技术改造、技术创新和技术进步是提高产品的质量和市场竞争力的有利壁垒。2.3.1 国外发展19601970年间，全世界电站的总装机容量增长了1.1倍，也就是十年间翻了一番以上，这不仅表现于发电设备的产量，还表现于单机容量。下面将国外中小型电机的状况简述如下：60年代初以来，

22、一些主要工业国家相继发展了中小型电机的新系列，或对原有系列进行了改进。它们的共同特点是： 应用电子计算机进行设计，从而提高了计算精度。缩短了设计周期，并为获得最佳方案创造了有利条件。 功率等级和安装尺寸尽量和国际电工委员会的标准接近。 注意从“小型轻量化”（减轻重量、降低中心高）转为注意“省能化”和“无公害化”，提高效率和降低噪声等。 积极采用新材料。 扩大了原来的功率划分范围，例如将小型感应电机的功率范围已扩大到原来属于中型感应电机的低压部分。 改善结构，提高通用化程度，注意维修使用方便。3 电机设计电机设计就是根据用户提出的产品规格（如功率，电压，转速等）、技术要求（如效率、参数、温升限度

23、、机械可靠性要求等），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。3.1电机设计的方案概述 电机的主要参数之间的关系设计一台电机时，必须确定许多尺寸，但其中起主要与决定作用的是电机的主要尺寸。确定主要尺寸是电机设计的第一步。电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度。对于直流电机，电枢直径是指转子外径；对于一般结构的感应电机和同步电机，则是指定子内径。 磁路计算当绕组中通过电流，在电机的有效部分、端部及部分结构零件中就激发了磁场。磁路计算的目的在于确定产生主磁场所必

24、需的磁化力或励磁磁动势，并进而计算励磁电流以及电机的空载特性。通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择的是否合适。 参数计算电阻、电抗是电机的重要参数。电阻的大小不仅影响电机的经济性，并与电机的运转性能亦有极密切的关系。在设计电机绕组时，如果选取较高的电流密度，则所用的导体截面就较小，用铜量就较少而电阻就较大。电阻越大，电机运行时绕组中的电损耗就较大，绕组电流中的瞬变电流增长或衰减速度则较快。感应电机转子电阻的大小对其转矩特性影响特别突出。绕组电抗的大小亦对所设计电机的经济性及运行性能有很大的影响。一方面漏抗不能过小，否则同步发电机短路时或感应电动机起动时将产生不能允许的电流。另一方面漏抗

25、又不宜过大，否则会引起同步发电机的电压变化率增大，感应电动机的功率因数，最大和起动转矩降低，直流电机的换向条件恶化等。因此正确选定及计算这些参数是极其重要的。 损耗与效率效率是电机的一个重要性能指标，它的高低取决于运行时电机中所产生的损耗，损耗越大，效率就越低。损耗的大小与所选择的电磁负荷有很大的关系。为了降低损耗就得选取较低的电磁负荷以及电流密度等，但这样会增加电机的尺寸及材料的耗用量。此外，损耗的大小还与材料性能，绕组型式，电机结构等等有密切的关系。因此要设计出一台性能良好又经济的电机，必须熟悉电机的损耗与这些因素的关系。 感应电机的电磁设计小型三相感应电动机电磁计算中主要包括：主要尺寸与

26、气隙的确定；定转子绕组与冲片的设计；工作性能的计算；起动性能的计算等。以下电机设计部分在本论文中不做要求，故简述或不述。 电机的冷却 发热计算 结构设计和机械计算结构设计和机械计算是电机设计的一个组成部分，它主要在电磁设计完成后进行。其目的是解决机械部分的设计问题，对它的要求是从结构上来保证电机性能，制造时的经济合理和运行可靠性。从电机的进一步发展来看，除了采用新材料、新技术、新工艺外，很重要的一个方面就是进行结构改进。3.2 具体电机设计结合表3.1具体情况设计一台三相异步电动机，对该电动机进行电磁设计，确定电动机的主要尺寸、气隙、绕组、冲片、工作性能、起动性能，得到一台合格电机，在此基础上

27、，改变部分参数对该电机进行优化设计，进行方案比较，最终选取最优电磁设计方案。表3.1 设计任务书原始资料产品型号Y-200L-4额定功率30kW额定电压380V相数3额定效率50Hz联结方式转速1475r/m电流57.6A效率91%功率因数0.87 3.3 电机设计的具体方案3.3.1 额定数据和主要尺寸额定功率 外施相电压 功电流 式（3.1）按照设计任务书的规定 效率按照设计任务书的规定 功率因数极对数p=2定转子槽数1）选择定子槽数时应考虑：a.为减少谐波磁动势，除极数较多或在系列设计中两种极数冲片通用的情况外，每极每相槽数一般取为整数。b.为降低杂散损耗及提高功率因数，应选用较多的槽数

28、。但槽数增多时，将增加槽绝缘，减低槽利用率，并增加线圈制造及嵌线工时，对高压电机尤为显着。一般异步电机为25，功率小、极数多时取较小值，对功率较大的2极电机可达69。本毕业设计中，参考类似规格电机取，则。2)转子槽数 转子槽数应与定子槽数配合确定，定子、转子槽配合的选择应使电机起动正常，转矩转速特性平滑，起动及运转时无显著振动，电磁噪声，杂散损耗较小。推荐槽配合由下表3.2选取，确定定子槽数，转子槽数选,并采用转子斜槽。表3.2 三相笼型转子电动机的槽配合极数定子槽数转子槽数极数定子槽数转子槽数2181663626 33 24205427 44 58 643022 267228 56 58 8

29、636288484442345450 58 6448407256 58 86424221060643626 28 32 344838 449072 80 106 1146038 47 50电动机运转时，转子一阶齿谐波与定子相带谐波作用产生同步转矩。可能产生电磁噪声。电磁制动运转时，定、转子一阶齿谐波作用产生同步转矩，故不宜用于需在电磁制动状态运转的电机。 堵转时可能产生振动。定转子每极槽数 ; 确定电机主要尺寸 电机主要尺寸的基本关系式： 式（3.2）由感应电动机计算功率 式（3.3）及感应电动机额定功率 式（3.4）有等于定子绕组的漏阻抗压降标幺值，则等于满载电势的标幺值，即电势系数，综上，

30、。确定满载电势标么值，由经验公式进行估算，有2极小型电机 非2极小型电机 中型电机 求出计算功率 式（3.5）初选的、等各量一般只在小范围内变化，因此对功率和转速一定的电机，其主要尺寸和基本上将由电磁负荷A和值的大小来确定。设计感应电动机时，电磁负荷A和值是根据制造和运行经验所积累的数据来选取的。对于中小型感应电机通常取线负荷A在范围内，本毕业设计中选取；气隙磁密在范围内，本毕业设计中选取。（单位为） 式（3.6） 式中气隙磁场波形系数，是有效值与平均值之比。本毕业设计中，初选。计算极弧系数，是气隙磁密平均值与最大值之比，。若电机铁心不饱和，气隙磁密分布呈正弦形时，考虑到一般铁心稍有饱和，设计

31、时可初步选取为0.660.71。本毕业设计中初选。定子基波绕组系数，可根据选定的绕组型式、槽数和节距算出；在绕组设计前，对双层短距绕组，可先假定，对于单层绕组，可先假定。本毕业设计中，初选。由设计任务书原始资料，知道,于是下式得表3.3 三相感应电动机主要尺寸比值的范围极对数 电机系列1234Y(IP44)0.530.971.021.901.262.701.552.75根据上表3.3，取 ,代入下式,得按定子内外径比求出定子冲片外径 根据参考类似电机资料，直径最后确定=0.327于是铁心的有效长度 取铁心长度。（按生产要求，铁心通常采用5mm进位）。气隙的确定通常气隙选取得尽可能的小，以降低空

32、载电流，因为感应电动机的功率因素 主要决定于空载电流。但是气隙不能过小，否则除影响机械可靠性外，还会使谐波磁场及谐波漏抗增大，导致起动转矩和最大转矩减小，谐波转矩和附加损耗增加，进而造成较高温升和较大噪音。气隙的数值基本上决定于定子内径、轴的直径和轴承间的转子长度。对于功率较小的电机，由经验公式可求的：于是铁心有效长度转子外径转子内径先按转轴直径决定（以后再校验转子轭部磁密）： 。极距 定子齿距 转子齿距定子绕组采用双层叠绕，线圈节距Y=10，即1-11。为了削弱齿谐波磁场的影响，转子采用斜槽，一般斜一个定子齿距，于是转子斜槽宽。设计定子绕组由下式得每相串联导体数 式（3.7）取并联支路，则每

33、槽导体数 式（3.8）取，于是每线圈匝数为48。每相串联导体数 每相串联匝数绕组线规设计一般对于大、中、小型铜线电机，可在范围内选用，本毕业设计中初选定子电密，由下式计算得导线并绕根数和每根导线截面积的乘积： 式（3.9）其中定子电流初步估计值查附录A表A1选用截面积相近的铜线：高强度漆包线，并绕根数，线径，漆膜厚度，取，故绝缘后直径,截面积,。设计定子槽形感应电动机的定子槽型最常用的有四种，分别是梨形槽、梯形槽、半开口槽和开口槽。梨形槽和梯形槽是半闭口槽，槽的底部比顶部宽，使齿壁基本上平行。这两种槽形一般用于功率在100以下，电压为500以下的感应电动机中，因为这些电机通常采用由圆导线绕成的

34、散嵌绕组。采用半闭口槽可以减少铁心表面损耗和齿内脉振损耗，并使有效气隙长度减小，功率因数得到改善。梨形槽与梯形槽相比，前者的槽面积利用率较高，冲模寿命较长，而且槽绝缘的弯曲程度较小，不易损伤，所以用得比较广泛。因定子绕组为圆导线散嵌，故采用梨形槽，齿部平行。本毕业设计中初步取，由下式估计定子齿宽： 式（3.10）定子齿距。在中求得，为0.01374m; 铁心叠压系数，（涂漆），（不涂漆），本毕业设计中取（不涂漆）。定子齿磁密，多数在之间，本毕业设计中取1.40T。按下式估计定子轭部计算高度 式（3.11）式中，定子轭部磁密；因轭部磁路较长，体积较大，因此一般取得比略低，以保证合理的铁心损耗和空

35、载电流。一般在之间。本毕业设计中初选。计算极弧系数，取。一般取槽口宽。为了嵌线方便，应比线径大1.21.6mm。槽口高度。按齿宽和定子轭部计算高度的估算值作出定子槽形如图3.1，槽形尺寸参考类似产品决定，取，。齿宽计算如下：图3.1定子槽型图 齿部基本平行，齿宽（平均值）。槽满率,槽面积 按表3.4槽绝缘采用DMDM复合绝缘, ,槽楔为h=2mm层压板,槽绝缘占面积槽有效面积槽满率 符合要求 式（3.12） 表3.4 槽绝缘采用复合绝缘材料电机中心高mm槽绝缘形式及总厚度/mm槽绝缘均匀伸出铁心二端长度mmDMDMDMD+MDMD80-1120.250.25(0.20+0.05)0.256-7

36、132-1600.300.30(0.25+0.05)7-10180-2800.350.35(0.30+0.05)12-15绕组系数 其中 每相有效串联导体数设计转子槽形与转子绕组按下式预计转子导条电流: 式（3.13）其中由表3.5查出. 。表3.5 与的关系0.650.700.750.800.850.900.950.740.770.820.850.900.950.985初步取转子导条电密,于是导条截面积初步取,估算转子齿宽初步取,估算转子轭部计算高度 为获得较好的起动性能,采用平行槽,作槽形图如图3.2所示,取槽口尺寸,。齿壁不平行的槽形的齿宽计算如下: 导条截面积(转子面积)估计端环电流

37、式（3.14）端环所需面积 其中端环电密，按照工艺要求由所需面积确定端环内外径及厚度得端环面积。3.3.2 磁路计算计算满载电势初设,由下式,得计算每极磁通初设,由图3.3查得,由下式得图3.3 感应电机的及曲线 式（3.15）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:每极下齿部截面积 定子轭部计算高度转子轭部计算高度轭部导磁面积 一极下空气隙截面积 式（3.16）磁路计算所选的是通过磁极中心线的闭合回路,该回路上的气隙磁密是最大值。由此计算极弧系数,此求得波幅系数。计算气隙磁密 式（3.17）对应气隙磁密最大值处的定子齿部磁密 转子齿部磁密对应上述磁密的磁场强度; 有效气隙长度

38、其中气隙系数按下式计算 式（3.18） 齿部磁路计算长度按下式计算按下式计算轭部磁路计算长度m 式（3.19）计算气隙磁压降 式（3.20）齿部磁压降 饱和系数按下式计算 式（3.21）与初设值相比较,误差，合格。定子轭部磁密转子轭部磁密对应上述磁密强度：计算轭部磁压降,其中轭部磁位降校正系数如图3.4所示。，于是 ，于是图3.4 4极轭部校正系数每极磁势 式（3.22）按下式计算满载磁化电流 式（3.23）磁化电流标幺值励磁电抗按下式计算 式（3.24） 式（3.25）3.3.3 参数计算线圈平均半匝长（如图3.5所示）定子线圈节距图3.5 定子线圈图其中节距比 。直线部分长度 其中，是线圈

39、直线部分伸出铁心的长度，取1030mm，本毕业设计中选取0.02m。平均半匝长： 其中是经验系数，2极取1.16，4、6极取1.2，8极取1.25。端部平均长 计算感应电机定子绕组的漏抗为 式（3.26）除以阻抗基值,便可得定子漏抗标幺值 式（3.27）式中,为漏抗系数,等于 式（3.28） 按图3.6计算定子槽磁导。作为双层叠绕，节距漏抗系数。图3.6 定子槽的比漏磁导其中；。只在铁心部分有槽漏抗，因而计算槽漏抗时要乘上；考虑到饱和的影响，定子谐波漏抗计算 其中由，可查表得。双层线圈端部轴向投影长： 式（3.28）定子端部漏抗： 定子漏抗标幺值 式（3.29） 转子漏抗标幺值的计算与定子漏抗

40、标幺值的计算相似，但要将转子漏抗折算到定子边。将转子数据，代入式中，乘以阻抗折算系数和除以阻抗基值，便有 转子槽比漏磁导的计算如图3.7所示图3.7 转子槽的比漏磁导 其中 ，由查图3.8得。图3.8 圆底槽下部比漏磁导转子槽漏抗标幺值 考虑饱和影响的谐波比漏磁导可由下式求出,于是转子谐波漏抗标幺值 式（3.30） 其中由表以及查出。转子绕组端部比漏磁导按下式计算，于转子绕组端部漏抗标幺值 式（3.31） 转子斜槽漏抗按下式计算 式（3.32） 转子漏抗标幺值 式（3.33） 定转子漏抗标幺值之和 式（3.34）定子绕组直流电阻按下式计算 式（3.35）其中为B级绝缘平均工作温度75时铜的电阻

41、率。定子绕组相电阻标幺值 有效材料的计算感应电机的有效材料是指定子绕组导电材料和定转子铁心导磁材料，电机的成本主要由有效材料的用量决定。定子铜的重量 式（3.36） 其中C是考虑导线绝缘和引线重量的系数，漆包圆铜线C=1.05， 是铜的密度。硅钢片重量 式（3.37） 其中是冲剪余量; 是硅钢片密度。按下式折算至定子边便可计算转子电阻的折算值 式（3.38） 其中因考虑铸铝转子因叠片不整齐,造成槽面积减小,导条电阻增加,通常取. 其中是B级绝缘平均工作温度时铝的电阻率。 定子电流有功分量标幺值按下式计算 式（3.39）转子电流无功分量标幺值按下式计算 其中系数。定子电流无功分量标幺值按下式计算 式（3.40）满载电势标幺值按下式计算 式