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1、14 许之强 周业南 三相双绕组双速双笼式异步电动机电磁计算程序 2003 年 三相双绕组双速双笼式异步电动机 电磁计算程序 许之强,周业南 (西北煤矿电机厂 设计研究所，宁夏大武口 753001 ) 摘 要：介绍了三相双绕组双速双鼠笼式交流异步电动机电磁计算软件 ，并用框图对程序编制流 程,包括曲线、输入输出处理，槽满率、磁路、参数及运行性能、起动计算，另对双绕组情况下槽漏抗 计算作了说明。本软件特别适用于高起动转矩的矿用隔爆型三相交流异步电机的电磁计算工作 关键词:软件；异步电动机；电磁计算 中图分类号：TD614 3 文献标识码：B 文章编号：1671- 749X(2003) 02- 0
2、014- 03 0引言 利用计算机进行电机的电磁计算 ，实现多方案 选优，缩短设计周期，把电机设计人员从枯燥烦琐的 数学计算中解放出来，是一项很有意义的工作。 西北煤矿电机厂根据市场需要，准备进行双速 隔爆型异步电动机的研制工作 ，2001 年作者在完成 三相双鼠笼式交流电动机电磁计算的计算机程序 的基础上，又研制成三相双绕组双速双鼠笼式异步 电动机电磁计算的计算机程序。一年来，西北煤矿 电机厂设计研究室利用该软件进行 YSB- 22 408 4 等 8 个新品种电机的电磁计算工作 ，有的已试 制出样机，试验数据表明，计算精度完全满足要求, 大大减轻设计人员的劳动量，经济效益明显。 1电动机电
3、磁计算程序 本软件用 VB 语言,共三个程序，即曲线处理辅 助程序(5KB ),铜条转子计算程序 (24KB ),铸铝转 子计算程序(23KB),所采用的槽型见图 1。 双绕组双速电机电磁计算与单速电机最主要的 区别在定子槽漏磁导 Ks1 计算上，由于低速绕组和 高速绕组在槽中嵌放位置不一样(图 1a),二者算法 也不一样，高速时 Ks1,应按图 2a 进行计算，低速时 收稿日期:2002- 12- 26 作者简介：许之强(1963-),男,安徽肥西人，1987年毕业于四川建 筑材料工业学院，学士学位,工程师,主要从事矿用隔爆电动机设计 工作。 K1,则应按图 2b 进行计算。此时，应首先找出
4、两种 绕组在槽中的分界点，即确定 b3 h1、h2 的值。 图1槽形 图2 K1计算法 a-高速；b-低速 经推导，得出： b3 = 2Gi + Gi X Gi + Rs(Rs- 2Ci) - S1 X tan nQ 1 ,. 2R s-_b3 h1 = 2tan nQ 1 式中 S1 = Z11 (N 11 X D11X D11 + N 12 X D 12 X D 12) Sf - n(Rs- Ci)2 2h2 = h - h1 19注20陆 China Academic Jounijl Electronic Publishing Hem眩 A】 rights rtstrved. http:
5、AvwwQikLti社 第2期 许之强 周业南 三相双绕组双速双笼式异步电动机电磁计算程序 15 + 3Rs X Ci 为图 1a 中高速绕组所占梯形部分净面积 ； C i 绝缘厚； Sf槽满率。 Z11、D 11、D 11 、N 12、D 12 为高速绕组每槽导 体数、并绕根数、绝缘直径（可选两种不同的线规）。 此公式是在平行齿的基础上得来的,如果非平行齿, 则nQ 1 应用相应倾角代替。 2主程序总框图 主程序总框图如图 3 所示。 So 图3主程序流程框图 从程序总框图可以看出，双绕组双速电机电磁 计算程序基本上是按两台独立的电机进行的 ，只不 过由于两套绕组处于同一槽中 ，因而某些参数
6、如定 子槽漏抗、槽满率等计算方法不同而已，其余计算公 式及流程则完全同于单绕组单速电机 。 3总框图中各模块的简要说明 曲线处理：电磁计算中有许多曲线，对这些曲线 120 D6 （JhiiiH Jcuftis 1 I1 ii i c I 有两种处理方法，一种是用拟合公式或原有公式代 替，例如鼠笼转子谐波单位漏磁导（E R = f （Q2 P），整数槽定子谐波单位漏磁导 （E S = f （q、B）就利用文献上的计算公式代替 ，波幅系数 （F s = f （Ft），槽形下部单位漏磁导（K = f （b1 b2、h b2）则用拟合公式代替，而对于磁化曲 线、损耗曲线、轭部修正系数曲线等，则采用拉格
7、郎 日插值方法，在主程序运行前，运行一个曲线处理辅 助程序，将各种曲线数据分别放到对应的曲线数据 文件中，在主程序的子程序中安排了插值计算处理 ， 这样处理，主程序运行时仅调入本次计算需用的曲 线值，可节省内存空间，程序可读性也好。 输入处理：由于电机的电磁计算目前主要采用 试探法求解，特别是双绕组双速电机，要得到两种速 度下满意的性能，有时需要进行上百次调整，而且输 入数据较多。为此,主程序安排输入处理，可以调用 磁盘上已有的电机数据，计算完成后还可以将输入 数据存储备用。为了使未读过程序的人使用，所有数 据均用通用符号在屏上显示，操作者只需根据屏上 显示的符号及其对应的数据对要改动的部分进
8、行更 改即可，输入数据分成 A、B、C 三个数组显示，其中 A 数组为共同数据（槽数、铁芯尺寸、导条材料、绝缘 等级、相电压等）,B 数组为高速数据（极数、功率、各 种标准值、绕组数据等）,C 数组为低速数据。这样处 理,在输入数据调整中，只要打入字符 A、B、 C 即可 调整对应数组的相应元素值，清楚方便，输入处理细 框图如图 4 所示。在槽满率验算及调整中，也采用此 图4输入处理流程图 16 陕 西 煤 炭 2003 年 A rights reserved, http:/A第2期 许之强 周业南 三相双绕组双速双笼式异步电动机电磁计算程序 15 法,当所算槽满率不合适时，可键入字符 A、
9、B、C 转 到对应的程序段调整槽形尺寸或高速绕组或低速绕 组数据。 主计算：包括磁路计算、参数计算、运行性能及 最大转矩计算、起动计算几部分。其流程图见图 5。 ,$ 二, 图5主计算流程图 从框图可看出，电磁计算事先必须假定四个值 r、 Ft、Ke、1st,根据计算结果加以调整 ,直到计算值 与假定值误差不超过给定误差范围 （一般取 0 001 -0 005）。安排这部分程序时，要注意：尽量将与 假定值无关的计算部分放在循环外，以免重复，如几 何计算、线圈尺寸计算等。应选用较为合适的初 始假定值，以减少循环次数，误差范围也不宜太小， 由于第一次计算后每次调整都是在上一次计算的基 础上进行，因
10、此，从第二次开始，可以把第一次的四 个计算值r F t、K e 1st作为下次计算的假定值 ，以 减少循环次数。为了保证收 敛，调整公式必须合 适，否则，会出现发散甚至振荡，使程序无法继续运 行。为避免这一现象，在程序中设置了四个循环次数 控制值，当循环次数超过控制值时 ，显示出错信息， 并转入重新运行。 在异步电机电磁设计的整个计算过程中 ，迭代 循环部分占很大份量，这部分程序处理的好坏，直接 影响整个程序的质量，必须着重注意。不少文献介绍 了这方面的经验，这里不多述。 输出处理：从图 3 可看出，双绕组双速电机电磁 计算过程是一个大循环。 为了保证在进行第二种速 度下计算时，前次计算的结果
11、不至冲掉，必须设置一 个暂存数组Res 将其保存，待两种速度下的结果均 求出后，再进行输出处理，一个较好的方案往往要经 过反复调整计算才能求得，许多中间结果无需打印， 因此，程序中安排了屏幕显示及打印两种输出方法 。 同时，还可将输入数据及部分计算结果在磁盘上保 存，以备下次操作用。既节约纸张，又方便简洁。 参考文献： 1 上海电器科学研究所.中小型电机设计手册 编 写组编著.北京：机械工业岀版社，1994 7 2陈俊源，江高举编著.活用V isual Basic 5 0中文 版M .北京：清华大学出版社,1997. 3 王正茂，阎治安，崔新艺，苏少平编著.电机学 M .西安：西安交通大学出版
12、社,2000. 9 4湘潭电机厂设计研究所.交流电机设计手册编 写组编著.1978. (上接第 13 页)2沈旦申.粉煤灰混凝土 M .北京： 3冯乃谦.高性能混凝土 M .北京：中国建筑工业 中国铁道出版社，1989. 11 厂 114. 出版社,1996. 104107 Study on the durability of f ly ash concrete WAN G Ya - ning (X i aiin stitu te of science and techno logy the departm ent of bu ilding engineering , Shannx i X i
13、 a710054) Abstract : T h is paper studies facto rs of influencing fly ash concrete du rability (anti - perm eab ility , resist freezing , resist by carbon izati on , last ch lo rine co rroding ), and po ints ou t that the fly ash improves the du rability of the concrete. T hree kinds of basic effect
14、s of the fly ash (the form effect ,A ctive effect , co llect m aterial effect) are m po rtan t reason in raising the du rab ility of fly ash concrete. Keyword : fly ash concrete ; du rability ; w ater to the gray; m ain tenance C1 1994-2006 China Acadeink Jourtial Hectionic Publishine Al rights i tstrved. http:. at車亢合消吗丁 砖血;匚耶口 I