电动机毕业论文

1、摘摘 要要本文主要针对 Y2-200L-4 型电机进行了电磁设计和计算。首先基于设计任务书给定的参数并结合相关的技术条件确定了与 Y2-200L-4 电机的电磁性能有关的主要尺寸，选择定、转子的槽数及槽配合，用 CAD 绘制出定、转子的槽型和线圈尺寸图，槽型分布图及绕组分布图。计算出每相串联导体数，串联匝数，槽满率等基本量，然后据此选定有关的材料。再在 MATLAB 中编程进行该电机的电磁计算，反复调整有关参数，使其技术指标符合任务书的要求，最终设计出符合任务书规定技术要求的电机。关键词关键词：Y2-200L-4Y2-200L-4;定转子定转子;绕组分布绕组分布;电磁设计计算电磁设计计算兰州交

2、通大学毕业设计（论文）AbstractAbstractThis article mainly about electromagnetic design and calculation of Y2-200L-4 motor. First it determined the main dimensions related to the electromagnetic properties of the Y2-200L-4 motor based on the parameters of dsign task and technical conditions. Then it selected th

3、e number of slots of stator and rotor and right slots. I not only used CAD to draw size chart of stator, rotor and coil but also draw distribution of groove and winding. I calculated some basic amount such as the number of conductors in series per phase and slot fill factor. Then I selected the rela

4、ted materials. I have completed the electromagnetic calculations of this motor in MATLAB. Then I adjusted the parameters repeatedly. I did a lot of work to make its technical indicators meet the requirements of the mission statement. In the last I designed the motor that meet the requirements of the

5、 mission statement.Key Words: Y2-200L-4, stator and rotor, winding distribution, electromagnetic兰州交通大学毕业设计（论文）摘摘 要要 .0ABSTRACT .11 绪论绪论 .41.1 工程背景.41.2 设计范围.41.3 设计依据.41.4 设计目标.41.5 本文的主要工作.42 三相异步电动机主要参数的确定三相异步电动机主要参数的确定.52.1 主要尺寸及气隙长度的确定.52.2 定、转子槽形及槽配合的确定.52.2.1 定、转子槽形的选择 .52.2.2 定、转子槽形尺寸的确定.62.2

6、.3 槽配合的选取 .62.3 绕组型式及节距的选择.62.3.1 绕组型式的选择 .62.3.2 绕组节距的选择 .73 电磁计算电磁计算.73.1 额定数据及主要尺寸.73.2 磁路计算.93.3 参数计算.123.4 性能计算.143.4.1 工作性能计算 .143.4.2 起动性能计算 .183.5 程序流程图.20结结 论论 .22致致 谢谢 .22兰州交通大学毕业设计（论文）参考文献参考文献.23附录附录 A.24源程序.24运行结果.33附录附录 B.33附录附录 C.36兰州交通大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 工程背景三相异步电动机具有结构简单，价格低廉，维修方便等优点，在

7、电网的总负载中，异步电动机的容量约占整个动力负载的 85%，是目前工农业生产中使用最广泛的一种电动机，可见其使用的广泛性和重要性1。此外，异步电动机还派生出了各种防护型式以适应不同环境条件的需要，也具有较高的效率和较好的工作特性。异步电动机可分为鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机，两者相比，鼠笼式异步电动机在运行、维护及成本方面都比绕线式异步电动机更有优势。因此本设计对 Y2-200L-4 型电机进行了电磁设计计算。1.2 设计范围包括根据相关技术手册确定与电机的电磁性能有关的主要尺寸、槽形及槽配合、绕组型式和节距、线规和材料等，用 MATLAB 编程进行电磁计算，用 CAD 画出定、转子冲片

8、图及绕组分布图。1.3 设计依据(1) 类似电机的电磁设计资料。(2) 国家现行有关设计规程、技术手册，主要包括： 实用电机设计计算手册（黄坚，郭中醒主编）Y2 系列三相异步电动机技术条件(JB/T8680.1-1998) 用户提出的产品规格（功率、电压、转速等）及技术要求（如效率、温升等）。1.4 设计目标设计出电机的主要性能指标，如起动转矩、最大转矩、起动电流倍数、效率和功率因数等要满足设计任务书的要求。在此基础上，部分性能指标最好有所改善。1.5 本文的主要工作(1) 三相鼠笼式异步电动机主要参数的确定根据设计任务书的要求，结合相关的技术手册，确定出与电机电磁性能有关的主要尺寸、槽形及槽

9、配合、绕组型式及节距、线规和材料。(2) 电磁计算兰州交通大学毕业设计（论文）根据所确定出的主要参数，编程进行电磁计算，计算可分为四个模块，包括额定数据及主要尺寸计算、磁路计算、参数计算和起动计算。在计算过程中需要反复调整相关参数，直到计算出的主要性能指标达到设计任务书的要求。(3) MATLAB 编程本设计的电磁计算部分工作量大，采用 MATLAB 编程使得计算量大大减小，同时计算的精确度也得到提高。(4) CAD 画图本设计中使用 CAD 画出定、转子冲片图，槽形尺寸图和定子绕组分布图。2 三相异步电动机主要参数的确定三相异步电动机的主要参数是电机电磁计算的数据依据，只有在选择了合适的主要

10、参数的前提下，才能够正确地进行电磁计算。主要参数的选择是以经验公式计算出的数据为基本依据，结合相关的技术手册进行选择。2.1 主要尺寸及气隙长度的确定电机的主要尺寸包括定子内径和铁芯有效长度，只要确定了这两个参数，其i1DeffL他的尺寸（包括定、转子内外径、铁芯长度和气隙长度）就可以以此为根据，参阅相关的技术手册得到。但在一般情况下，定子内径和铁芯有效长度的计算比较麻烦，通常采用类比i1DeffL法来确定电机的主要尺寸，参照已生产过的同类型相近规格电机的设计和实验数据，直接初选电机的主要尺寸。在本设计中，以厂家已经生产过的 Y2 系列的相近电机作为参考，结合相关技术手册得到本台电机的主要尺寸

11、。本台电机主要尺寸结合文献2中附录 A 进行选取，详见附录 C 和附录 D。2.2 定、转子槽形及槽配合的确定2.2.1 定、转子槽形的选择(1) 定子槽形的选择小型三相异步电动机的定子槽形，一般采用斜口圆底槽3。槽口斜角统一规定如下： 160 机座及以下为；30 180280 机座：2 极为，4 极为，6、8 极为；203035兰州交通大学毕业设计（论文） 315355 机座：2 极为，410 极为。2030因本台电机机座号为 200，极数为 4 极，所以定子选圆底槽，槽口角度选。详见30附录 C。(2) 转子槽形的选择转子采用平底槽、圆底槽、梨形槽、凸形槽（对称和不对称）、刀形槽等 6 种

12、槽形，槽口斜角对梨形槽和刀形槽为，其他槽形为。采用凸形槽可以在起动转矩和运行性030能两方面都有所兼顾，所以 Y2 系列电动机在大机座号中采用凸形槽较多。本台电机的机座号较大，因此转子选凸形槽（不对称），槽口斜角为，详见附录30D。2.2.2 定、转子槽形尺寸的确定定子的槽形尺寸不仅影响槽满率，而且还影响定子齿部和轭部的磁密，一般在设计时要求齿部和轭部有适当的磁密，齿部有足够的机械强度，轭部有足够的刚度。转子的槽形尺寸对电机的各项性能指标，包括起动转矩、起动电流倍数、最大转矩、转差率、效率和功率因数等都有非常大的影响；此外，槽的各部分尺寸对这些性能指标又有不同程度的影响。在实际设计中，一般采用

13、类比法来确定电机定、转子的槽形尺寸。本台电机定、转子槽形尺寸详见附录 C 和附录 D。2.2.3 槽配合的选取槽配合就是在电机选取转子槽数时，必须与定子槽数有恰当的配合。选择合理的槽配合对于降低电磁噪声，进而降低电动机负载噪声具有特殊的意义4。槽配合对电机的性能有很大的影响，若选取不当，可能会导致附加损耗、附加转矩、振动与噪声增加，从而使效率降低，起动性能变差。采用定、转子槽数接近的槽配合，可减小附加损耗。4极电机一般采用 24/22，36/28、48/38、60/50、72/64。本台电机所选取的槽配合是48/38。2.3 绕组型式及节距的选择2.3.1 绕组型式的选择考虑到目前的传统生产工

14、艺和机械化下线的可能性，除 71 机座 6 极和 80、90 机座8 极采用双层绕组外，对 160 及以下的机座仍采用单层绕组。对 180 及以上机座，为了提高电机性能和降低电机噪声，在设计时全部采用双层叠绕组。本台电机因机座号为 200，所以选用双层叠绕组。兰州交通大学毕业设计（论文）2.3.2 绕组节距的选择对双层绕组应从电机具有良好的电气性能和节约导线材料两方面来考虑节距的选择。在正常三相异步电动机中，通常选以便消弱磁势的 5 次和 7 次谐波分量。对于 2p56y极电机，为了便于嵌线和缩短端部长度，除铁芯长度很长的以外，一般取左右5。p23y因本设计是 2 极电机，所以取。p1318y

15、3 电磁计算3.1 额定数据及主要尺寸(1) 输出功率。30NPkW(2) 相电压因为该电机为接法，所以相电压。380NUV(3) 功电流33KW1030 1026.316( )33 380NNPIAU(4) 效率标准值。0.913(5) 功率因数标准值。cos0.86(6) 极数对数。2p (7) 频率。50Hzf (8) 定、转子槽数定子槽数，转子槽数。148Z 238Z (9) 定、转子每极槽数定子每极槽数：11481224pZZp转子每极槽数：2p23819/ 224ZZp(10) 定、转子冲片尺寸兰州交通大学毕业设计（论文）定子外径，定子内径，气隙长度，转子外径1327Dmmi121

16、0Dmm0.7mm，转子内径。2208.6Dmmi275Dmm定子槽形尺寸（见附录 C）：，。010.38bmm011hmm16.3Sbmm=4.5mmR21215 mhms130Z转子槽形尺寸（见附录 D）：，021.5 mbm123.5bmm224.8bmm322.4bmm020.8 mhm1212.2 mhm，。2222.6 mhms230Z(11) 极距1210164.8524iDmmp(12) 定、转子齿距定子齿距：11121013.7448iDtmmZ转子齿距：222208.617.2438DtmmZ(13) 绕组节距。11 110y (14) 每相串联导体数111126 4820

17、833 2SNZNa其中，每槽导体数每圈匝数；并联支路数。12SN2 132612a (15) 绕组线规根据经验，一般按类比法选取线规，本文中选取的线规为。绝缘后直31.108mm径 d=1.27mm,截面积。211.108()cAmm(16) 槽满率槽面积：22621ss22 4.56.34.521.52181 10 m2222SRbRAhh其中，槽楔高度按文献6中表 2-7 选取，取。0.2cmh 对于双层叠绕组，槽绝缘所占面积为：62iiss1220.32 21.54.52 4.56.321.73 10AhRRbm 兰州交通大学毕业设计（论文）其中，槽绝缘厚度按表文献6中 2-7 查取。

18、i槽有效面积：6262efsi(181 21.73) 10159.27 10 mAAAm槽满率：23 211f6ef3 26 (1.27 10 )79%159.27 10iSNNdSA其中，导体并饶根数；导体绝缘后外径。13tN 1.27 mdm(17) 铁芯长铁芯有效长：219.52 0.7209 meftLlm 净铁芯长：FeFe=0.95 19.5=185.25mmtLKl 其中，铁芯叠压系数取。Fe0.95K(18) 每相有效串联导体数1dp1208 0.9251192N K其中，绕组系数的计算详见附录 B 中(1)。dp1K3.2 磁路计算(1) 每极磁通设负载电势系数初值，,参考资

19、料得，则每极磁通为：0.931EK 1.183SK 1.095NmKdp11353.780.0162544 1.095 0.9577 50 104ENNmKUWbKKf N (2) 齿部截面积定子齿截面积：2621110.95 0.195 0.00727 1216161 10 miFetipAKl bZm 转子齿截面积：2622220.95 0.195 0.009282 9.516335.2 10 miFetiPAKl bZm 2622220.95 0.195 0.012039 9.521187.1 10 miFetiPAKl bZm 其中，为定子齿部计算宽度；、为转子齿部计算宽度，一般取靠近

20、齿最狭小的i1b2ib2ib处的宽度。1/ 3兰州交通大学毕业设计（论文）(3) 轭部截面积定子轭部截面积：3262110.95 0.195 33 106113 10 mjFetjAKl hm 转子轭部截面积：3262220.95 0.195 31.2 105780 10 mjFetjAKl hm 其中，定、转子轭部磁路计算高度和的计算详见附录 B 中(2)。1 jhj2h(4) 空气隙截面积2620.16485 0.20934453 10 mefAlm(5) 波幅系数从这里开始进行饱和系数计算，一般需要进行多次的循环。这里先假设饱和系数，对应的波幅系数。1.268SK S1.427F (6)

21、 定子齿磁密i1S6i10.016791.45981.516716161 10BFTA(7) 转子齿磁密2S620.016791.45981.500521187.1 10tiBFTA2S620.016791.45981.156921187 10tiBFTA(8) 定子轭磁密1610.016790.51.373426113 10jjBTA(9) 转子轭磁密2620.016790.51.452525789 10jjBTA(10) 空气隙磁密S620.016791.45980.711516161 10iBFTA(11) 各部分磁路的磁场强度根据计算出的各部分磁密，按照磁化曲线可查出各部分磁场强度如下

22、：21.9A/cm，20.1A/cm，5.792A/cm，11.42A/cm，15.66A/cmi1H2tH 2tHj1Hj2H。兰州交通大学毕业设计（论文）(12) 有效空气隙长度33ef1.2540.7 100.878 10 mK其中气隙系数计算详见附录 B 中(3)。K(13) 定、转子齿部磁压降定子齿部磁压降：23i1i1i114.5 1023 1033.35FHLAA转子齿部磁压降：i2222232.86iiiiFHLHLA其中，定、转子齿部磁路计算高度、和的计算详见附录 B 中(4)。1 iL2iL2iL(14) 定、转子轭部磁压降定子轭部磁压降：1j11j1j10.523 11.

23、42 115 1068.686jFCHLAA转子轭部所需安匝数：1j22j2j20.348 15.66 41.7 1022.7317jFCHLAA其中，定、转子轭部磁路计算长度和的计算详见附录 B 中(5)；定、转子轭部磁路j1Lj2L长度校正系数、按文献6中图 2-15 查取。1 jC2jC(15) 空气隙磁压降3601.254 0.7115 0.7 104970.410KBFAAu(16) 饱和系数i1i249750.3737.61191.177497SFFFKF由于上述计算出的饱和系数值与假设值较为接近，即满足，故可以继0.01SSSKKK续计算，否则必须返回重新计算直至满足要求。(17

24、) 每极磁势0i1i2j1j249750.3737.61268.68622.732676.399FFFFFFA(18) 满载磁化电流0mdp122 2 676.399610.415A0.9110.9 3 104 0.9251p FIAmNK (19) 满载磁化电流标幺值兰州交通大学毕业设计（论文）*mmKW10.4150.3957826.316III(20) 励磁电抗标幺值*mS*m112.5270.39578XI3.3 参数计算(1) 定子槽漏抗标幺值*1122112 12 3 2 0.195 1.08120.2946848 0.92510.209tSSxxXdpefmp lXCCCZKl

25、其中，漏抗系数详见附录 B 中(6)；定子槽比漏磁导详见附录 B 中(7)。XCs1(2) 定子谐波漏抗标幺值*1X22232dp113 0.16485 0.005920.335420.878 100.92511.177xxefSmSXCCCKK 其中，定子谐波单位漏磁导可查文献6中表 2-12 得到：=0.00592 S(3) 定子端部漏抗标幺值*E1X22ef150.57 0.16485 (31)0.57316=0.3940C20.209 0.92512xxdpXCClK(4) 定子漏抗标幺值*1111(0.29470.33540.3940)0.054165SExXXXXC(5) 转子槽漏

26、抗标幺值*s2S2X22 12 3 2 0.195 4.3824=1.291238 0.209txxefmp lXCCCZl 其中，为转子铁芯长度，因本台电机无径向通风道，故有；转子槽比漏磁导2L2LL的计算详见附录 B 中(8)。s2(6) 转子谐波漏抗标幺值*2X22313 0.16485 0.0070.339420.878 101.177xxefSmRXCCCK 其中，转子谐波单位漏磁导可查文献6中表 2-13 得到：。 0.007R (7) 转子端部漏抗标幺值兰州交通大学毕业设计（论文）*E2Xef0.7570.757 0.1600.1448820.209 4RxxDXCCClp其中，

27、转子导条长度；端环直径。BLLR2r1.518.5 1.5 3.613.1(cm)DDh(8) 转子斜槽漏抗标幺值22*SKSK220.01731240.50.50.339420.171140.01724xxbXXCCt其中，斜槽度详见附录 B 中(9)。SKb(9) 转子漏抗标幺值*2S22E2SK1.946640.10296xXXXXXC(10) 定、转子总漏抗标幺值*120.0541650.102960.1571227XXX(11) 定子绕组直流电阻6161112 10.0217 102 104 0.42780.290453.324 102ctcNlRNAa 其中，导线电阻系数按文献6中

28、表 2-9 查取；线圈平均半匝长详见附录 B 中(10)； cl(12) 定子相电阻标幺值*KW110.29045 26.3160.0201145380NIRRU(13) 有效材料用量定子铜的重量：Cu1111631.05 0.4278 26 48 3.324 108.9 1016.584kgcSctCuGC lNZAN其中，为考虑导线和引线质量的系数，漆包圆铜线C=1.05；为C328.9 10/kg m铜的密度。硅钢片的重量：223FeFe1()0.95 0.195 (0.3277)7.8 10161.19FeGKlDkg (14) 转子电阻导条电阻：62B60.0434 101.04 0

29、.244 3 (104 0.9251)0.25524124.06 1038R 兰州交通大学毕业设计（论文）端环电阻：62R260.0434 100.16 4 3 (104 0.9251)0.04645622660.628 10R 其中， ；对于铸铝转子。60.043 10mB1.04K 导条电阻标幺值：*KWBB26.3160.255240.01768380NIRRU端环电阻标幺值：*KWRR26.3160.0464560.00322380NIRRU转子电阻标幺值：*2BR0.017680.003220.020897RRR3.4 性能计算3.4.1 工作性能计算(1) 满载电流有功分量标幺值从

30、这里开始进行效率的计算，一般需要进行多次的循环。这里先假定效率初值，则0.92 *1P111.086960.92I(2) 满载电抗电流标幺值 22*X11P11P2211.02144 0.15712 1.0869611.02144 0.15712 1.086960.19538IXIXI其中，。*11*0.054165111.021442.5267mSXX (3) 满载电流无功分量标幺值*1QmX0.395780.195380.59116III(4) 满载电势系数*1P111111.08696 0.02011450.59116 0.0541650.59116EQKIRIX (5) 空载电势系数兰

31、州交通大学毕业设计（论文）*0m111 0.39578 0.0541650.9786EKIX (6) 空载定子齿磁密010i10.97861.51671.56870.9461EiEKBBTK(7) 空载转子齿磁密E02020.97861.50051.55200.9461iiEKBBTKE02020.97861.15691.19660.9461iiEKBBTK(8) 空载定子轭磁密0j10j10.97861.37341.42060.9461EEKBBTK(9) 空载转子轭磁密0j20j20.97861.45251.50240.9461EEKBBTK(10) 空载气隙磁密000.97860.711

32、50.73590.9461EEKBBTK根据上述计算出的各部分空载磁密，按照文献6中附表 3 的热轧硅钢片 DR510 牌号磁化曲线，查取各部分磁路所对应的磁场强度，然后继续进行计算。所查得的结果为：A/cm，A/cm，A/cm，A/cm，i1030.153H2027.06iH206.444iHj1013.636HA/cm。j2020.364H(11) 空载时定子齿部磁压降23i10i10130.153 1023 1069.35iFHLA(12) 空载时转子齿部磁压降i2020202022021(27.06 12.26.44 22.6) 1047.5766iiiiiiFHLHLHLA(13)

33、空载时定、转子轭部磁压降1j101j10j10.43977 13.636 115 1068.9621jFCHLA1j202j20j20.3158 20.364 41.7 1020.817jFCHLA(14) 空载气隙磁压降兰州交通大学毕业设计（论文）300601.254 0.7 100.7359516.09860.410KBFAu(15) 空载时每极磁势00i10i20j10j20069.3547.576668.962120.8171 516.0986722.80FFFFFBA(16) 空载磁化电流00m0dp122 2 722.8011.1299A0.9 110.9 3 104 0.9251

34、p FImNK (17) 定子电流* 2* 22211P1Q1.086960.591161.2373III*11KW1.2373 26.31632.5608AIII(18) 定子电流密度211i1132.56084.8978A/mm2 3.324cIJa NA(19) 线负荷111i113 208 32.5608307.97A/cm18.7mNIAD(20) 转子电流导条电流：* 2* 22221PX1.086960.195381.10438III1dp1*22KW213 208 0.92511.10438 26.316441.497A28mNKIIIZ端环电流：2R238441.497133

35、5.06A22 3.14 2ZIIp(21) 转子电流密度导条电密：22BB441.4973.5587 A/mm124.06IJA端环电密：兰州交通大学毕业设计（论文）2RR1335.06221.9498A/mm684.71BIJA(22) 定子铜耗*2*2cu1111.23730.02011450.03079PIR*3cu1cu10.03079 30 10923.7WNPPP(23) 转子铝耗*2*2Al2221.104380.0208970.0254871PIR*3Al2Al20.0254871 30 10764.613WNPPP(24) 杂散损耗杂散损耗的大小与设计参数和工艺情况有关，目

36、前尚难以准确计算，故以推荐值为主。这里推荐：=0.02*sP*3ss0.02 30 10600WNPPP(25) 机械损耗根据经验，一般按类比法选取机械损耗。这里参照文献6中表 2-15 选取，其取值如下：244fw124431030.32710257.262PDpW*fwfw3257.260.008575430 10NPPP(26) 铁耗定子轭部铁耗：Fej22 4.3624 43.8669382.7299hejjPKPGW定子轭部重量：633j1j144 2 6113 10115 107.8 1043.8669jGp ALFeKg 定子齿部铁耗：Fei12.5 5.9618 11.5971

37、72.847WheiiPKPG定子齿部重量：611222 16161 23 7.8 1011.597iiiFeGp ALKg 兰州交通大学毕业设计（论文）其中， 和可根据和查资料可得，按经验取=2.5，=2。hejPheiP10jB10iB1K2K(27) 总铁耗Fe382.7299 172.847555.5774WFejFeiPPP (28) 总铁耗标幺值FeFe3555.57740.0185230 10NPPP(29) 总损耗标幺值*cu1Al2sfwFe0.031430.02332380.020.00857540.01852=0.10185PPPPPP(30) 输入功率标幺值*N111

38、0.101851.10185PP (32) 效率*10.10185110.911.10185NPP 由于上述计算出的效率值与假设的效率初值相差很小，即满足，故可0.005继续计算，否则需要重新假设初值，直到满足要求为止。(33) 功率因数*1*11.0989cos0.88541.24993pII(34) 转差率旋转铁耗：3FejrFeir*Fer(0.5 382.730.6 172.85) 100.00983630NPPPP*Al2*Al2fwSFer0.02332380.018711 0.02332380.0098360.020.0085NPSPPPP(35) 转速60 501 0.0187

39、60(1)1471r/min2NNfnSp(36) 最大转矩倍数*2*2221111 0.01873.4946220.02011450.02011450.10296NmSTRRX兰州交通大学毕业设计（论文）3.4.2 起动性能计算(1) 起动电流假定初值从这里开始进行电流的循环计算，一般需进行多次的循环，起动电流假定初值为：*siKW(2.5 3.5)=3 3.912 26.316308.8AmITI (2) 起动时定子槽漏抗标幺值s1(si)*s1(si)s1s10.891060.29470.24291.0812xxXXCC其中，起动时定子槽比漏磁导详见附录 B 中(11)。s1(si)(3

40、) 起动时定子谐波漏抗标幺值*1(si)Z10.417 0.33540.13986xxXKXCC其中，起动时漏磁路饱和系数取 0.417。ZK(4) 定子起动漏抗标幺值*1(si)s1(si)1(si)E1(0.24290.139860.394)0.776760.04108xxXXXXCC(5) 起动时转子槽漏抗标幺值s2(si)*s2(si)s2s23.01561.29120.88854.3824xxXXCC其中，起动时转子槽比漏抗详见附录 B 中(12)。s2(st)(6) 起动时转子谐波漏抗标幺值*2(si)Z20.417 0.33940.1415xxXKXCC(7) 起动时转子斜槽漏抗

41、标幺值*(si)Zsk0.417 0.171140.07137kxxXKXCC(8) 转子起动漏抗标幺值*2(si)s2(si)2(si)sk(si)E2(0.88850.14150.071370.14488)1.24620.0659xxXXXXXCC(9) 起动时定、转子总漏抗标幺值*(si)1(si)2(si)0.041080.06590.10699XXX(10) 转子起动电阻标幺值*2(si)BR4.79 0.017680.003220.0879FRKRR其中，电阻增加系数取 4.79。FK兰州交通大学毕业设计（论文）(11) 起动总电阻标幺值*si12(si)0.02011450.08

42、790.1080RRR(12) 起动总阻抗标幺值*2*222sisi(si)0.1080.106990.152ZRX(13) 起动电流KWsi*si26.316185.1A0.14217IIz起动电流倍数：sisi1185.15.6332.89IiI由于上述计算出的起动电流倍数与假设的初值相差很小，即，故可以0.01sisisiIII继续计算，否则需要重新假设起动电流倍数的初值，直至满足要求。(14) 起动转矩*2(si)*si*22si0.055611 0.0222.690.14217NRTSZ表 3.1 将计算出来的本台电机的主要性能指标与文献4中附录 A 给出的主要性能指标做了比较，结果

43、表明该台电机各项性能指标均符合技术要求，并且最大转矩、起动电流倍数得到了明显地改善。表 3.1 主要性能指标对比主要性能指标标准值计算值效率0.92230.9100功率因数0.8680.885最大转矩2.883.49起动电流倍数6.667.68起动转矩2.413.673.5 程序流程图因电动机的电磁计算是一个比较复杂的过程。首先，磁路参数是非线性参数；其次，计算程序中有些公式是经验公式。因此计算中有些参数需先依据经验公式假设，然后再兰州交通大学毕业设计（论文）核算。如计算结果和假设及技术要求不符，需重新调整参数反复计算。因此本文按照“中小型三相感应电动机电磁计算程序”，用 MATLAB 语言编

44、写了中小型三相感应电动机电磁计算程序，程序及运行结果见附录 A。前面所带数据是调整好的数据，程序流程图如图 3.1 所示。兰州交通大学毕业设计（论文） 开始额定数据和主要尺寸假设电势系数 和饱和系数EKSF() /0.001SSSFFF阻抗计算假设效率 的值() /0.001EEEKKK效率计算() /0.001 计算*cos ,NNmSnT假设起动电流倍数 初值siI起动阻抗计算起动电流计算() /0.001sisisiIII起动转矩计算结束磁路计算是否是是是否否否图 3.1 程序流程图兰州交通大学毕业设计（论文）结 论三相鼠笼式异步电动机的电磁设计是决定该电机电磁性能好坏的重要因素，也是整

45、个电机设计中最重要的环节。电机的电磁设计不同于结构设计，首先，需要确定电机的主要参数，参数的确定对整个电磁设计很重要，决定电机主要性能指标。其次，应该严格按照电磁计算步骤进行计算，在计算过程中，反复调整相关参数，使性能指标满足要求。本设计是对 Y2-200L-4 型异步电动机的电磁设计。通过查阅相关技术手册，确定该电机的主要参数，包括定、转子内外径，气隙和铁心长度，节距和绕组型式，槽形、槽形尺寸和槽配合，以及所需材料等。设计结果表明，所确定的主要参数和选用的材料均符合设计要求。由于本设计的计算量大，为了减少人工计算带来的误差，所以计算过程采用 MATLAB 编程，使计算量大大减小。通过电磁计算

46、得到的该电机的主要性能指标，包括起动转矩、最大转矩、起动电流倍数、效率和功率因数等均符合设计任务书的要求。其中，起动转矩、最大转矩、起动电流倍数和功率因数均得到了改善。为了使定、转子冲片图和绕组分布图清晰美观、尺寸标注准确，本次设计使用 CAD 画图。致 谢本设计（论文）的工作是在田莉老师的悉心指导下完成的，田莉老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢田莉老师对我的关心和指导。在长达三个月的毕业设计期间，很庆幸能身处于一个团结友善的团队中，正是因为在本次设计中，大家集思广益、刻苦钻研，才能使毕业设计顺利完成。非常感谢我们组内同学在设计期间给我的热情帮助和诚挚建议。

47、在即将毕业之际，借此机会也向四年大学生活中教育、帮助和关心过我的各位领导、任课教师以及同学表示由衷的感谢，谢谢你们陪我度过了一段充实、美好、难忘的大学生活。这段美好时光将成为我人生中最珍贵的记忆。同时，也要感谢我的父母，是你们给予了我生命，抚育我成长，谢谢你们多年来对我的支持与鼓励。在撰写毕业设计（论文）期间，韩登存、杨小荣、杨秋明、马淑倩等同学对我设计工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。兰州交通大学毕业设计（论文）参考文献1 汤藴璆,史乃.电机学M.北京:机械工业出版社,2007:125-387.2 彭友元.电机绕组手册M.辽宁:辽宁科学技术出版社,1995:38-56.3 关恩

48、禄.计算机辅助电机设计M.北京:机械工业出版社,1990:21-48.4 戴文进,张景明.电机设计M.北京:清华大学出版社,2010:53-160.5 陈世坤.电机设计M.西安:西安交通大学出版社,1982:1-280.678兰州交通大学毕业设计（论文）附录 A源程序%第一部分 额定数据和主要尺寸PN=30000; UN=380; UNf=UN;f=50; cosf1=0.86; eta1=0.913 ; m1=3; p=2;Z1=48; Z2=38; q1=4; q2=54/6; %基本数据Zp1=12; Zp2=9.5;IKW=PN/(m1*UNf); %功电流D1=0.327 ; Di1

49、=0.210;D2=0.2086; Di2=0.075; %定转子内外径lt=0.195; drta=0.0007; %铁心长度及气隙值lef=lt+2*drta;tao=pi*Di1/(2*p); % 极距t1=pi*Di1/Z1; t2=pi*D2/Z2; %定转子齿距bsk=1.26*t1; A_1=30000;Nf1_1=(eta1*cosf1*pi*Di1*A_1)/(m1*IKW); a1=2; Ns1_1=(m1*a1*Nf1_1)/Z1; Ns1=26; Ndrta=Ns1/2;Nf1=(Ns1*Z1)/(m1*a1); %每相串联导体数N1=Nf1/2; %每相串联匝数I1_

50、1=IKW/(eta1*cosf1); % 定子电流初步估计值 J11=5.0; Ni1Ac11=I1_1/(a1*J11); %导线并绕根数和每根导线截面积的乘积Bdrta1=0.78; Kfe=0.95; Bj1_1=1.38; h01=0.001; h11=0.0011; h21=0.0215; hs1=0.026;hs2=0.0356; h02=0.0008; h12=0.0012; h22=0.0011;b01=0.0038; b02=0.0015; b11=0.0063; b12=0.0035; b22=0.0035; r21=0.0045;bt11=pi*(Di1+2*h01+2

51、*h11+2*h21)/Z1-2*r21; bt12=pi*(Di1+2*h01+2*h11)/Z1-b11;bt1=(bt11+bt12)/2; %定子齿宽drtai=0.0003; hs_1=0.0215; h=0.002;兰州交通大学毕业设计（论文）As=(2*r21+b11)*(hs_1-h)/2+pi*r21*r21/2; %定子槽面积Ai=drtai*(2*hs_1+pi*r21+2*r21+b11); %绝缘占的面积Aef=As-Ai; %槽有效面积Nt1=3; d=0.00127; Sf=Nt1*Ns1*d*d/Aef; %槽满率Kp1=sin(10*pi/(m1*q1*2);

52、erfa=p*2*pi/Z1; bta=10/(m1*q1);Kd1=sin(q1*erfa/2)/(q1*sin(erfa/2); Kdp1=Kd1*Kp1; %绕组系数N2=Nf1*Kdp1; %每相有效串联导体数Ki=0.91; I2_1=Ki*I1_1*3*Nf1*Kdp1/Z2; %转子导条电流JB_1=3.5; AB=(0.0048+0.0024)*0.0226/2+0.0035*(0.012-0.0011547)+0.0025*0.0011547; %转子槽面积 IR_1=I2_1*Z2/(2*pi*p); %端环电流JR_1=0.6*JB_1; AR=IR_1/JR_1; %端

53、环所需面积 Bt2_1=1.525; Bdrta_1=0.7797; bt2_1=t2*Bdrta_1/(Kfe*Bt2_1); %转子上部齿宽 ap_1=0.701; Bj2_1=1.4579; Bt2_2=1.1758; bt2_2=t2*Bdrta_1/(Kfe*Bt2_2); %转子下部齿宽 %第二部分 磁路计算KE_1=0.946;KE=0.931;while (KE_1-KE)/KE0.001E1=KE_1*UNf;Ks_1=1.149587; Knm=1.0906; W1=10;while W11兰州交通大学毕业设计（论文）fei=E1/(4*Knm*Kdp1*f*N1);ap=

54、0.681;Ai1=Kfe*lt*bt1*Zp1;Ai2_1=Kfe*lt*bt2_1*Zp2; %每极下齿部截面积Ai2_2=Kfe*lt*bt2_2*Zp2;hj1_1=(D1-Di1)/2-hs1+r21/3; %定转子轭部计算高度hj2_1=(D2-Di2)/2-hs2;Aj1=Kfe*lt*hj1_1; %轭部导磁截面积Aj2=Kfe*lt*hj2_1;Adrta=tao*lef ; %一极下空气隙截面积Fs=1/ap; %波幅系数Bdrta=Fs*fei/Adrta; %气隙磁密Bi1=Fs*fei/Ai1; %定子齿磁密Bi2_1=Fs*fei/Ai2_1; %转子上部磁密 Bi

55、2_2=Fs*fei/Ai2_2; %转子下部磁密Hi1=1432.654; Hi2_1=2188.04; Hi2_2=597.771; %查表可得 Kdrta1=t1*(4.4*drta+0.75*b01)/(t1*(4.4*drta+0.75*b01)-b01*b01);Kdrta2=t2*(4.4*drta+0.75*b02)/(t2*(4.4*drta+0.75*b02)-b02*b02);Kdrta=Kdrta1*Kdrta2;drtaef=Kdrta*drta; %有效气隙长度Li1=h11+h21+r21/3; %定子齿部磁路计算长度Li2_1=0.0122; Li2_2=0.0

56、226; %转子齿部磁路计算长度Lj1_1=pi*(D1-hj1_1)/(2*2*p);Lj2_1=pi*(Di1+hj2_1)/(2*2*p); %轭部磁路计算长度u0=0.4*pi*10(-6);Fdrta=Kdrta*Bdrta*drta/u0; %气隙磁压降Fi1=Hi1*Li1; %定子齿部磁压降Fi2=Hi2_1*Li2_1+Hi2_2*Li2_2; %转子齿部磁压降 Bj1=fei/(2*Aj1); %定子轭部磁密Bj2=fei/(2*Aj2); %转子轭部磁密Hj1=1005.155; Hj2=1617.976; %查资料可得x=hj1_1/tao;兰州交通大学毕业设计（论文）

57、Cj1= 0.572 ; %由 x 和 Hj1 查表可得Fj1=Cj1*Hj1*Lj1_1; %定子轭部磁压降y=hj2_1/tao;Cj2= 0.298 ; %由 y 和 Hj2 查表可得Fj2=Cj2*Hj2*Lj2_1; %转子轭部磁压降F0=Fdrta+Fi1+Fi2+Fj1+Fj2; %每极磁势Ks=(Fdrta+Fi1+Fi2)/Fdrta; %饱和系数W1=(Ks_1-Ks)*100/Ks; %误差率Ks_1=Ks-(Ks-Ks_1)/3;end;Im=2*p*F0/(0.9*m1*N1*Kdp1); %满载磁化电流Im_=Im/IKW; %满载磁化电流标幺值Xms=4*f*u0

58、*(m1/pi)*(N1*Kdp1)2/(Ks*p)*lef*(tao/drtaef); %励磁电抗Xms_=Xms*IKW/UNf; %励磁电抗标幺值%第三部分 参数计算taoy=pi*(Di1+2*(h01+h11)+h21+r21)*bta/(2*p); %定子线圈节距d1=0.0225; %查资料得lB=lt+2*d1; %直线部分长度Kc=1.2; %经验系数lc=lB+Kc*taoy; %平均半匝长lE=2*d1+Kc*taoy; %端部平均长Cx=4*pi*f*u0*N1*N1*Kdp1*Kdp1*lef*PN/(m1*p*UNf*UNf); %漏抗系数Kv1=(3*bta+1)

59、/4; KL1=(9*bta+7)/16;lamdav1=h01/b01+2*h11/(b01+b11); lamdaL1=1.243;lamdas1=Kv1*lamdav1+KL1*lamdaL1; %定子槽比漏磁导Xs1_=2*m1*p*lt*lamdas1*Cx/(Z1*Kdp1*Kdp1*lef); %槽漏抗 sz=0.00592; %由 q1 和 bta 查资料可得Xdrta1_=m1*tao*sz*Cx/(pi*pi*drtaef*Kdp1*Kdp1*Ks); %定子谐波漏抗兰州交通大学毕业设计（论文）XE1_=0.57*tao*(3*bta-1)*Cx/(lef*Kdp1*Kdp

60、1*2); %端部漏抗XO1_=Xs1_+Xdrta1_+XE1_; %定子漏抗标幺值lamdav2=h02/b02; lamdah12=2*h12/(b02+b12);lamdah22=2*h22/(b12+b22);lamdah32=0.2261;lamdaL2=lamdah12+lamdah22+lamdah32;lamdas2=lamdav2+lamdaL2; %转子槽比漏磁导Xs2_=2*m1*p*lt*lamdas2*Cx/(Z2*lef); %转子槽漏抗标幺值Rz=0.007; %由 Z2/2P 查资料可得Xdrta2_=m1*tao*Rz*Cx/(pi*pi*drtaef*Ks