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1、Y801-2 0.75kW 三相鼠笼式异步电动机的电磁设计 答 辩 人:蔡柳芳 指导老师:王腊节 Y801-2 0.75kW Electromagnetic Design of Three-phase Squirrel Cage Asynchronous Motor 二零一零年五月,摘要,三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。特别是三相鼠笼式异步电动机，由于其结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、惯量小、运行效率高、适用面广等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也正在发挥着越来越重要的作用。,课题内容以及研究方向,本文主要研究 Y系列小型三相鼠笼式异步电动机Y801-2
2、0.75kW的电磁设计。设计主要包括手工复算设计和优化设计两步。首先按照中小型三相感应电动机电磁计算程序采用手算方法对鼠笼异步电机各个部分的数据进行核算，直到每一项指标都符合要求。然后改变某些参数来进行优化，一共进行三套优化方案： （1）在原计算方案基础上节省材料； （2）在原计算方案基础上提高性能； （3）在原计算方案基础上既节省材料又提高性能； 最终从中选出最佳方案,前言,小型Y系列三相异步电动机，具有效率高、耗电少、性能好、噪声低、振动小、体积小、重量轻、运行可靠、维护方便等优点。功率等级与安装尺寸关系符合国际通用标准，便于外贸出口和进口设备的配套。由于电动机具有较好的起动性能，因此，也
3、适用于某些对起动转矩有较高要求的机械，如某些压缩机等。,现状,随着能源的紧缺，目前各国都在研究和推广高效率的三相鼠笼式异步电动机。 1992年美国能源部发布了新的能源法规，提出了高效率三相异步电动机的效率标准（即EPACT指标），并规定从1997年10月24日开始，凡制造和进口一般用途电动机效率必须符合这一标准。 在我国的中小型电机制造方面，自从进行了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。,生产需要以及发展趋势,随着三相鼠笼式异步电动机被广泛的应用与生产与生活的各个方面，其生产量也产生了巨大的跨越。与此同时随着世界能源的日益紧缺对其节能、高效提
4、出了更高的要求。 近十年来，国外中小型异步电机的发展方向大致可归纳为八个字：高效、低噪、调速、智能。由于人类社会必须直面能源危机和解决环境污染问题，开发并使用高效率电机已逐渐成为全球的共识。 面对市场的要求，各大生产商在保证其运行可靠性的前提下，对其生产和运行要求节约材料，提高效率，以提高其技术经济指标和降低消耗的电能。是其能够在生产中发挥更大的效力，为人们的生产生活做出更多的贡献。,目录,第一章 概 述 1-1 电机设计的任务与过程 1-2 电机设计的原理 第二章 电磁方案的设计与计算 第三章 优化方案 3-1 设计数据的调整方法 3-2 优化方案的设计 第四章 Auto CAD制图,第一章
5、 概 述,1-1 电机设计的任务与过程 一、电机设计的任务 电机设计的任务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、参数、温升限度、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。,二、电机设计的过程,（一）准备阶段 通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集相近电机的产品样本（或样机）和技术资料（包括试验数据），并听取生产和使用单位的意见与要求，然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书 。,本
6、阶段的任务是根据技术条件或技术任务书（技术建议书）的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关资料，并核算其电磁性能。,（二）电磁设计,（三）结构设计,结构设计的任务是确定电机的机械机构、零部件尺寸、加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算及通风和温升计算。 首先根据技术条件或技术任务书（技术建议书）中规定的防护型式、安装方式与冷却方式，再考虑电磁计算中所选负荷的高低，来选取合适的通风冷却系统；然后安排产品的总体结构，绘制总装配草图。最后分别绘制部件的分装配图和零件图，并对总装配草图进行必要的修改。,1-2 电机设计的原理,电机设
7、计包括电磁设计和结构设计两个部分。 电磁方案的设计是运用电机原理，确定冲片内径和外径、铁心长度、气隙长度、定子和转子槽数、槽形尺寸以及绕组数据等所有设计数据 。 为了决定既符合技术要求、又经济合理的优良设计，往往需要对设计数据进行反复调整以进行多方案比较。设计数据改变，将引起电机电磁参量、计算性能（如效率，功率因数，最大转矩等）及有效材料用量（如定子绕组导体用量、铁心硅钢片用量）发生相应的变化。,第二章 电磁方案的设计与计算,Y801-2 0.75kW Y 三相异步电动机 801机座中心高(mm) 2 磁极数 根据中小型单鼠笼三相异步电动机电磁计算程序: 1、计算额定数据及主要尺寸 2、磁路计
8、算 3、参数计算 4、起动计算,第三章 三相鼠笼式电动机经济指标优化、方案调整,电机优化设计是个复杂而繁琐的过程.由于相关的数据很多,所以需要考虑的因素和确定的尺寸以及数据很多,使得过程相当复杂。因此在优化过程中必须全面地考虑问题,并且能够根据设计任务来针对具体情况采取不同的解决方法。坚决杜绝顾此失彼的情况的发生。例如：电机的各项性能之间以及技术指标与经济指标之间出现矛盾。如果片面地追求电机的体积小和生产过程中节省材料的话，容易导致电机性能降低,特别是效率降低。所以我们必须对设计结果整体进行优化,来达到在符合设计要求下的最佳方案。,优化方案（一）,此优化方案在手算方案的基础上保持电机的各主要尺
9、寸参数都保持不变，只将电机的铁心长度L从65mm减小到60mm, 使得电机的铁心长度减小。优化方案下电机的主要性能指标如下表所示：,优化方案二:,转子槽宽6.8mm减小到6.0mm,槽高11mm增加到13mm。使槽型变深变窄。 优化方案下电机的主要性能参数如下表所示,优化方案三:,转子槽宽由6.8mm减小到6mm,槽高从11m增加到13mm。使槽型变深变窄。将电机的铁心长L从65mm减小到60mm。使得电机的铁心长度减小。优化方案下电机的主要性能参数如下表所示,第四章 Auto CAD制图,一 定子冲片图,二、转子冲片图,结 论,本设计包括手工复算，手工复算可以使设计者对三相鼠笼式异步电动机设
10、计的原理和步骤更加熟悉并加以掌握；由于设计过程中涉及到的参数众多，设计的要求也很高，更加锻炼了我们解决设计工作中遇到的困难的能力。 本设计存在的主要问题有： (1)本人学习很少看到异步电动机实物，所以对实物各个部分的了解极其有限。 (2)个别参考数据的误差存在，所以在学习中不能完全依靠书本，必须保持清醒的头脑，时刻对前人所做出的结论以及经验设计参数抱以怀疑的态度。所谓尽信书不如无书。 (3)此类设计经验十分重要，要想做好这方面的工作，必须多做几个设计从而积累足够的经验。,致 谢,紧张而且充实的大学生涯即将结束，在这大学四年里我得到了很多老师的帮助与支持。 在论文的撰写方面我得到了王腊节王老师的
11、悉心指导。王老师丰富的实践经验让我受益匪浅，为我以后的工作指明了方向-把理论和实践更好的结合起来。用理论去解决实践当中的问题，用实践去弥补理论上知识的不足。老师渊博的学识，丰富的经验，开阔的思维方式，给了我深深的启迪和教诲。开阔了我的视野，扩大了我的知识面；此外，老师们要求严格的学术作风以及对学生的谆谆教导，在精神上也给予了我很大的鼓励，支持着我不断地克服设计过程中的困难。我会努力工作不辜负他们对我的厚爱和期望。衷心的祝愿他们以后的工作和生活更加顺利、幸福。 其次，要感谢设计过程中给予我帮助和建议的朋友以及同学。 最后，谨向大学四年来精心培育过我的南昌大学的所有老师以及其他曾经教育过我的老师表示衷心的感谢！,