三相异步电动机电磁计算

1、.WORD 完美格式 .三相电机 额定电压 U=380V， f=50HZ, 机座号 Y132，输出 P2=8KW， p=4 极1. 型号： Y132M2. 输出功率： PN=8KW3. 相数： m1=34. 接法：5.相电压：U=380V6.功电流：IP2103Iwm1U81038331080 = 7.018A7.极对数：p=28. 定子槽数： Z1=369. 转子槽数： Z2=3210. 定子每极每相槽数：Qp1Z1 = 36 = 32pm122311. 定子外径： D1=21cm定子内径： Di1=13.6cm 气隙长度： =0.4mm转子外径： D2=13.52cm 13.6-0.04*

2、2=13.52cm 转子内径： Di2=4.8cm 定子槽型：半闭口圆底槽定 子 槽 尺 寸 ： bo1=0.35cm b1=0.67cm ho1=0.08cm R1=0.44cm h 12=1.45cm专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .转子槽形：梯形槽转 子 槽 尺 寸 ： bo2=0.1cm ho2=0.05cm h r12 =2.3cmbr1=0.55cmbr2=0.3cmDi1 3 .1415 13.612. 极距： = Di1 = = 10.681cm2p 4Di1 3.1415 13.613. 定子齿距： t1 = i1 = = 1.187cm1 Z136D2 3.1415

3、13.5214. 转子齿距： t2 = 2 = = 1.327cm2 Z23215. 气隙长度： = 0.04cm16. 转子斜槽距： bsk=t1=1.187cm17. 铁芯长度： l=16cm18. 铁芯有效长度：无径向通风道： lef=l+2=16.08cm19. 净铁芯长：无径向通风道： lFe=KFel=0.95*16=15.2cmK Fe=0.95 （不涂漆）专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .20.绕组型式：单层交叉式21.并联支路数： a1=122.节距： 1-9,2-10,11-1823.每槽导线数：由后面计算的数据根据公式计算为：每极磁通 1=0.00784wb波幅系数

4、：KA=1.46绕组系数：Kdp1=0.96每相串-2 1.21380 10- 21.460.00784 - 2联 有 效 导 线 数 ： N1Kdp1 = KzUK1 105500 = 401.70 Kz取1.21每相串联导线数： N1= NK1Kdp1 = 4001.9.670 = 418Kdp10.9650=f1每槽导线数： N4181 = 418 = 34.83 取整数： N1=351224. 线规：导线并饶根数与截面积之积（式中的值由其后的公 式算得）：I1 = 9.1627 = 1.7655mm 2 a1J115.19由此可通过查表知线规为： 2-1.06 （N-）25.每根导线截

5、面积： Acl=0.00882cm 226.h) + 2R2Ai= Ci ( 2hs12 +R)Ci-绝缘厚度h-槽楔厚度Ci=0.08mm27.槽满率： ksNs1Ncl dAe2100%=2350.013213.514404.013 = 79.5%槽有效面积： Ae=As-Ai=1.1444cm 22R+ bs12R+2bs1 ( h s-d- 绝缘导线外径 d=1.14mm专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .28.每相串联导线数： N1= Zm1Nas11 = 35336 = 42029.绕组分布系数： Kd1sin(2q1) = 0.96q1sin(2)30.31.32.q1Z12

6、pm2p=Z143 = 322180= 20 36绕组短距系数： Kp1 = sin( 90) = 1= myq1绕组系数： Kdp1 = Kd1 Kp1 = 0.96二磁路计算每极磁通： ?1 = 2.22fKNE?U1?Kdp1 = 0.00784Wb =3800.9232.22 50 4200.96KE=0.923 K E 范围 0.85-0.9533.定子齿截面积 :At1 =bt1lFeZ12p = 76.05cm234.转子齿截面积： At2 =bt22lFpeZ2= 75.95cm2b t1,b t2-定，转子齿宽35.定子轭部截面积： Aj1= hjlFe = 1.877 15

7、.2 = 28.53cm 23.7- (0.08+ 1.45+ 0.44)+ 0.344hj= D1-2Di1 - hs+ 31R=36.1.877转子轭部截面积： Aj2 = hj2 lFe = 30.65cm 2 D2- Di22hj2 = 2 - hR - 3 dk = 2.016专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.因无通风孔 dk=0空气隙面积： A= elf = 10.681 16.08 = 171.8cm 2波幅系数： KA=1.46 K S=1.276KA 由饱和系数 KS查得，开

8、始计算时先假定 KS 定子齿磁密： Bt1 = KA ?1 104 = 1.46 0.00784 104 =At176.051.505T转子齿磁密： Bt2 = KA ?1 104 = 1.46 0.00784 104 =t2A At275.951.507T定子轭磁密： Bj1 = 12A?1 104= 21 0.2080.75834 104 = 1.37T2 Aj12 28.53转子轭磁密： Bj2 = 1?1 104= 1 0.00784 104 = 1.28T2 Aj22 30.65RhT1 = hs1 + hs2 + 3 = 1.597cmhT2 = hR1 + hR2 = 2.3cm

9、 （ Di1- hj1 ）lj1 = 7.51cmj1 4p气隙磁密： B= KA A?1 104 = 1.460.107017.884 104= 0.666T 定子齿磁场强度： HT1=20.58A/cm （查表硅钢片磁化曲线） 转子齿磁场强度： Ht2=20.79A/cm （查表硅钢片磁化曲线） 定子轭磁场强度： Hj1=11.44A/cm （查表硅钢片磁化曲线） 转子轭磁场强度： Hj2 =8.43A/cm （查表硅钢片磁化曲线）定子齿磁路计算长度：转子齿磁路计算长度：定子轭磁路计算长度：转子轭部磁路计算长度： lj2 = （Di2+hj2） = 2.67cm4p气隙磁路计算长度： e

10、= Kc1Kc2 = 0.41.308 1.031 10 = 0.05393cm专业知识编辑整理53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.WORD 完美格式 .Kc2 =t2t2- r2t- 齿距 b 0-槽口宽定子齿磁位降：转子齿磁位降：Ft1 = Ht1 ht1 = 32.86AFt2 = Ht2 ht2 = 47.81A定子轭部磁位降： Fj1 = C1Hj1 lj1 = 43.31AC1=0.504 定子轭部磁路校正系数C2=0.41转子轭部磁路校正系数转子轭部磁位降： Fj2 = C2Hj2 lj2 = 9.23A气隙磁位降： F= 0.8Be 104 = 0

11、.8 0.666 0.05393 104 = 287.34A饱和系数：K = Ft1 + Ft2 + F = 32.86+ 47.81+ 287.34 = 1.28Ks = F = 287.34= 1.28与 38 项比对总磁位降： F = Ft1 + Ft2 + Fj1 + Fj2 + F= 32.86 +47.81 + 43.31 + 9.23+ 287.34 = 420.55A4.44pF4 .44 2420 .55励磁电流： Im = = 3.087Am mN ?1Kdp13 420 0.96励磁电流标幺值： I?m = IIm = 37.001887 = 0.4399Iw 7.018

12、励磁电抗标幺值： X?m = I1? = 0.41399 = 2.2732Im 0.4399参数计算线圈平均半匝长度： lc1 = le + 2(d+ lE) = 31.22cmd=1.5cm( 直线部分伸出长 ) lE = kck对 2,4 极取 0.58 c-平均节距 c = 10.54cm专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .64. 线圈端部平均长度： lE = 2(lE+ d) = 15.22cm65. 线圈端部轴向投影长度： fd = lEsin = 3.77cm 266. 阻抗折算系数： Kz = m1(N?1Kdp1)2 = 15241m2( N?2Kdp2 )式中：对笼型转子

13、 m2=Z2， N?2 = 1，Kdp2=167.1.61 1-导线电阻率68.标幺值：R1? = R1Iw = 0.0297 U?定子相电阻：R1 =1N?1lc1a1Nc1Ac1转子导条电阻：RB = KzKBBlBAB1.1407 式中： KB=1.04（ 对铸铝转子 ） B-导条电阻率 l B=16cm（ 转子导条长度 ）AB=0.965cm 2（每根导条截面积 ）标幺值： R?B = RB UI2? = 1.1407 73.08108 = 0.021169. 转子端环电阻：RR =RZzDR2p2 AR= 0.3467 专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .R-端环电阻系数 DR-

14、端环平均直径( 10.7cm )AR- 端环截面积( 2.6cm 2)标幺值： R?R= RRIw = 0.3467 7.018 = 0.006RR U?38070. 转子电阻标幺值： R?2 = R?B + R?R = 0.0211 + 0.006 =0.027171. 漏抗系数：Cx = 0.42flef ( pNq?1) (UIw?) 10- 5 = 0.4 3.14152 5024202 7.018 - 816.08 () () 10- 8 = 0.0172323 38072. 定子槽漏磁导： s1 = KU1U1 + Kc1 c1 = 1.2431KU1=1 K c1=1 U1=0.

15、4097 c1=0.833473. 定子槽漏抗： Xs?1 = ( ll1) c1Cx = ( 161.608) 0.8334 0.01723 = 0.01429l1= l1 (对无径向通风道 )74. 定子谐波漏磁导： d1=0.0129 对60相带整数槽绕组，且 32 132 1 c 2 2 1c32( 5q 21+ 1)-( 41qc1+32c2- 14qc1)2d1 = 18 34qq112 3 4q1 - Kd2式中:c- 短距槽数， c=8q1(1-p)75. 定子谐波漏抗： x?d1 = m21q1Kd1Cx = 1.8243 0.01723 = 0.0314376. 定子端部漏

16、磁导： E1=0.67(l E-0.64 c)=5.677877. 定子端部漏抗： X?E1= (lq1) E1Cx = ( 163.08) 5.6778 E1lef E1 x 16.080.01723 = 0.01825专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .78. 定子漏抗标幺值： X?1 = Xs?1 + X?d1 + X?E1 = 0.01429 + 0.03142 + 0.01825 = 0.0639779. 转子槽漏磁导： s2= U2+ c2 = 2.1754U2 = hR0 = 0.5(槽上部漏磁导 ) b02L2=1.6754( 槽下部漏磁导 )80. 转子槽漏抗： Xs?2

17、= ( ll2) K2dp1 ( ZZ1) s2Cx = 0.03862 = 2.2413 0.01723l2= l2181. 转子谐波漏磁导：对笼型转子： d2 = Z 1 2 = 0.013 ( kZp21 )K=1， 2,382. 转子谐波漏抗： X?d2 = m12q1Kdp1 d2Cx = 1.6757 0.01723 = efKs0.0288783. 转子端部漏磁导： E2= 0.757(l1B.-13l2+ 2DpR) = 2.025(对笼型 转子)84. 转子端部漏抗： X?E2= lqe1f Kd2p1E2Cx = 0.3478 0.01723 = 0.005992285.

18、转子斜槽漏抗： Xs?k = 0.5(bsk) Xd?2 = 0.5 (1.187) skt2d2 1.3270.02887 = 0.0115586. 转子漏抗标幺值： X?2 = Xs?2 + Xd?2 + X?E2 + Xs?k = 0.0850387. 运行总漏抗： X? = X1? + X2? = 0.06397 + 0.08503 = 0.149专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .四运行性能计算88. 满载电流有功分量： I?p = 1 = 0.188 = 1.136 0.88设=0.88- 效率89. 满载电抗电流： Ix? = 1X?I?p2 1 + (1X?Ip?)2 =

19、1.0281 0.1491.13621+ (1.0281 0.1491.136)2 = 0.2037 式中：1 = 1+ I?mX1? = 1+ 0.4399 0.06397 = 1.028190. 满载电流无功分量： I?Q = I?m + Ix? = 0.4399 + 0.2037 =0.643691. 满载电动势比值： KE= 1- ( Ip?R1? + I?QX1?) = 1(1.136 0.0297 + 0.6436 0.06397) = 0.925与 32 项进行比对92. 定子电流： I?1 = I?p2 + I?Q2 = 1.1362 + 0.64362 = 1.3056?I1

20、 = I?1Iw = 1.3056 7.018 = 9.1627A93. 转子导条电流： I2? = I?p2 + Ix?2 = 1.1362 + 0.20372 =1.154?I2 = I?2IwK1 = 1.154 7.018 37.8 = 306.13AK1-电流折算系数m1N?1Kdp1K1 =1Z234200.96= 37.83294. 转子端环电流： IR = 2Z2pI2 = 23.1342152306.13 = 779.58A95.定子电密：J1 =I19.16272=a1Nc1Ac110211.764235.19A/ mm 296.线负荷：A1 =m 1Z?1 I134209

21、.1627270.22ADi13.1415 13.6cm专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .97. 热负荷： AJ1=A1J1=1402.4498. 转子导条电密： JB = I2 2 = 306.13 2 = 3.17A/ mm 2 AB102 0.965 10299. 转子端环电密： JR = IR 2 = 779.58 = 2.998A/ mm 2 R AR10 2 2.6100100.空载电动势比值：KE0 =1- I?mX?1= 1-0.43990.06397 = 0.9719101.空载定子齿磁密：Bt10KKEE0Bt1 =0.97190.9251.505= 1.5813T1

22、02.空载定子轭磁密：Bj10KKE0 Bj1 =KE j10.97190.9251.37 =1.4395T103. 定子齿单位铁损耗： pt1由Bt10查表得 44.0210-3W/cm3104. 定子轭单位铁损耗： pj1由 Bj10查表的 36.710- 3W/cm3105.定子齿体积：Vt1= 2pAt1 ht1 =485.68cm 3106.定子轭体积：Vj1= 4pAj1 lj1 =1713.73cm3107.铁损耗： PFe= k1pt1 Vt1 + k2pj1Vj1对半闭口槽： k1=2.5,k 2=2PFe = (2.544.02485.68+ 236.71713.73) 1

23、0-3 = 179.24W标幺值： P?Fe = PFe 3 = 0.0224PN10108. 基本铁耗：P?Fe1 =pt1 Vt1 + pj1 Vj1PN 103- 3 -344.02 10- 3 485.68 + 36.710-31713.738000= 0.01053109. 定子电阻损耗： Pc?u1 = I?12R1? = 1.30562 0.0297 = 0.0506专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .?3Pcu1= Pc?u1PN 103 = 0.0506 8000 = 404.8W110. 转子电阻损耗： Pc?u2 = I2?2R?2 = 1.1542 0.0271 =

24、 0.0361Pcu2 = Pc?u2PN 103 = 288.8W111. 风摩损耗： Pfv*参考试验值确定为 0.01?3Pfv = Pf?v PN 103 = 0.01 8000 = 80W112. 杂散损耗： Ps*对铸铝转子可取 0.02?3Ps= Ps?PN103 = 0.02 8000 = 160W113. 总 损 耗 ： P? = Pc?u1 + Pc?u2 + P?Fe + Pf?v + Ps? = 0.0506 +0.0361 + 0.0224 + 0.01+ 0.02 = 0.1391114.输入功率：P?1 = 1+ P? = 1.1391115.满载效率：P = 1

25、 - PP?11- 10.11339911 = 0.8781.1391116.117.118.- 0.8780.8780.88= - 0.0023与 88 项假定值比对1功率因数： cos = ?1I1?满载转差率： SN = Pc?u2PemPem*-气隙电磁功率- 0.0051.30560.878= 0.87210.0.07376917 = 0.03351.07797Pem = P1 - Pcu1 - PFe1 = 1.07797额定转速： nN = 60f(1- SN)6050(1- 0.0335 )p= 1449 .75 r/min119. 最大转矩倍数：1- 0.0335T?max

26、=1- SNmax ? ?2 ?22(R1?+R?12+X?2)2(0.0297+ 0.02972+0.1492)= 2.66专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .五起动性能计算?Ist = (2.53.5)Tmax Iw = 61.8A120. 起动时槽磁动势：Fst = 0.707Ist Na?1 ( KV1 + Kdp1Kd1 ZZ1) KE0= 3071.09Aa1Z2121. 虚拟磁密： BL = Fst 10 = 5.0241TL1.6cL = 0.64+ 2.5 = 0.955Lt1+ t2122. 起动漏磁饱和系数： Kas=0.418123. 定子槽口宽增大：?b01= (

27、t1 -b01 )( 1 -kas) =0.4874124. 转子槽口宽增大：?b02= (t2-b02 )( 1 -kas) =0.7141125. 定子槽上部漏磁导减少： ?U1 = hr0-b0.58hr1( ?b ?+b101.5b ) =b01?b01+1.5b010.1836126. 转子槽上部漏磁导减少： ?U2 = hR0 ( ? b?b+02b ) = 0.4397U2 b02 ?b02+ b02127. 起动定子槽漏磁导： s1st = KU1( U1 - ? U1) + Kc1c1 =1.0596128. 起动定子槽漏抗标幺值： Xs?1st = s1st Xs?1 =

28、1.0596 s11.24310.01429 = 0.01218129. 起动定子谐波漏抗标幺值： Xd?1st = kasX?d1 = 0.01218130. 定子起动漏抗标幺值： X?1st = Xs?1st + X?d1st + X?E1 =0.01218 + 0.01313 + 0.01825 = 0.04356131. 挤流转子导条相对高度： = 2hBbB f 9 = 1.551bs B109专业知识编辑整理.WORD 完美格式 .hB- 转子导条高度( cm ) 铝转子为 1bbRS-转子导条宽与槽宽之比，对铸B-转子导条电阻率 h B=2.35cm132. 导条电阻等效高度： hR= h(B)ka = 2.35 1 = 1.621 ( )1.45133. 槽漏抗等效高度： hx= hB( ) ka = 2.350.781 = 1.833134. 挤流电阻增大系数：KR =(1+ a)2() =1+a2()- 11.308a=b1b2135. 挤流漏抗减少系数：Kx =b2(1+a)2()2 bpx(1+a)( KKrr11) =Kr10.88