电机设计试卷
1.若有两台电机的规格、材料、结构、绝缘等级与冷却条件均相同，若电机1的线负荷
A选的比电机2的高，则两台电机的导体电流密度能否选一样，为什么？（10分）
2.将一台感应电机的定子绕组匝数增加5%，同时将其铁心长度减少5%，其余尺寸皆不变，
试分析其空载电流、基本铁耗、性能指标的变化情况。（20分）
答：空载电流下降；基本铁耗减少；定子电抗、转子电抗、励磁电抗增加，定、转子电密增加；效率降低，功率因数增加，最大转矩倍数、起动转矩倍数、起动电流倍数减小。
3.
4.（10
5.
15分）而
N。
6.
7.
K是因槽口影响使气隙磁阻增加而引入的系数。假定其他条件相同，而把答：气隙系数
δ
K增大。
电枢槽由半闭口槽改为开口槽，则
δ
8.在下表中填入“增大”、“减少”、“基本不变”字样，以正确反映感应电机设计数据与
参数之间的关系。（15分）
1. 感应电机满载时及空载时的磁化电流是怎样计算的？它们与哪些因素有关？若它们的
N N ，
2. 3. 4. （10
5. 答：要求维持原设计的冲片及磁化电流不变，即是要每极磁通Φ不变。 根据fN
K K E
dp Nm 4=
Φ, 当E 改变时，要保持每极磁通Φ不变，需要改变每相串联匝数N 。
当额定电压为380V 、星形接法的感应电动机改为三角形接法时，其相电势E 近似变为
E E 3'=,要保证其冲片尺寸及磁化电流不变，可将每相串联匝数N 变为N N 3'=。
6. 要减少感应电机负载时的附加损耗，一般采取那些措施？（10分）
7. 槽数越多，为什么每相漏抗变小?试从物理概念上进行说明。（10分）
答：根据漏抗计算公式λμπσ∑?=ef l pq N f X 2
04，可知漏抗大小与每极每相槽数q 有关，若
槽数Z 越多，则每极每相槽数q =Z/(2pm )越大，故每相漏抗变小。
8. 三相感应电动机的电磁计算中应考核哪些性能指标？如果计算结果发现功率因数
?cos 太低，不能满足技术中规定的指标，应从哪些方面着手调整？（10分）
9. 正常的三相感应电机中，对于采用双层绕组的电机，通常选什么样的节距来削弱磁势的5次和7次谐波分量。（10分）
电机设计方法
第2章电磁场有限元分析简介 电磁场的边值问题实际上是求解给定边界条件下的麦克斯韦（Maxwell）方程组及由方程组深化出的其他偏微分方程问题。从求解问题的技术手段上来说，它可以分为解析求解和数值求解两大类。对于简单模型，有时可以得到方程的解析解。若模型复杂度增加，则往往很难获得模型的解析解。随着计算工具，特别是高速大容量电子计算机的发展，电磁场数值分析已深入到工业生产各个领域，解决问题的面越来越广，分析的问题也日趋复杂。电磁场数值分析是一门综合性的学科，涉及电磁场理论、数值分析、计算方法、计算机基础知识及高级语言等多个方面，但在计算上存在着共性。有限元法是一种常用的数值方法，并有相应的电磁软件问世，其中ANSOFT公司的Maxwell 3D/2D就是非常优秀的电磁分析软件。 本章将对电磁场的基本理论、电磁场有限元的求解及ANSOFT公司的Maxwell 3D/2D 作简单的介绍。至于完整的电磁理论描述，读者可以参考许多教科书。如果读者已熟悉电磁理论，完全可以略过本章，直接从第2章开始学习如何使用Maxwell电磁软件。 1.1电磁场基本理论 1.1.1麦克斯韦方程组 在19世纪中叶，麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出了适用于所有宏观电磁现象的数学模型，称之为麦克期韦方程组。它是电磁场理论的基础，也是工程电磁场数值分析的出发点。 麦克斯韦方程组包括微分和积分两种形式，在此仅给出它们的微分形式，通过它们可以导出能用有限元处理电磁问题的微分方程。 麦克斯韦方程组为 法拉第电磁感应定律 麦克斯韦-安培定律 高斯电通定律 高斯磁通定律 电荷守恒定律
式中，E为电场强度，V/m；D为电通量密度，C/m；H为磁场强度，A/m；B为磁通量密度，T；J为电流密度，A/㎡；P为电荷密度C/m3。 上面5个方程中包含两个旋度方程式（1.1）、式（1.2）和3个散度方程式（1.3）、式（1.4）和式（1.5）。
关于电机的毕业设计
关于电机的毕业设计 【篇一：电机设计毕业论文】 目录 摘 要 ....................................................................................................... .. (1) abstract ............................................................................................. . (1) 第一章中小型电机设计概 述 ....................................................................................................... . (2) 1.1设计技术要 求 ....................................................................................................... .. (2) 1.2电机主要尺 寸 ....................................................................................................... .. (2) 1.3 绕组构及成原 理 ....................................................................................................... (4) 1.4主磁 路 ....................................................................................................... .. (4) 1.5电 抗 ....................................................................................................... (6) 1.6损耗与效 率 ....................................................................................................... (7) 1.7通风散 热 ....................................................................................................... . (7) 第二章三相异步电动机设计（y180l- 6/15kw） (9)
电机设计计算常用公式
电机设计计算常用公式 1．输出功率2P 2P 2．外施相电压1U 1U 3．功电流KW I 1 13 210U m P I KW ??= 4．效率η' η' 5．功率因数?'cos ?'cos 6．极数p p 7．定子槽数1Q 1Q 转子槽数2Q 2Q 8．定子每极槽数 p Q Q P 1 1= 转子每极槽数 p Q Q P 2 2= 9．定转子冲片尺寸见图 10．极距P τ p D i P 1 ?= πτ 11．定子齿距1t 1 1 1Q D t i ?= π 12．转子齿距2t 2 2 2Q D t ?= π 13．节距y y 14．转子斜槽宽SK B SK B 15．每槽导体数1Z 1Z 16．每相串联导体数1φZ 1 11 11a m Z Q Z ??= φ 式中： 1a =
17．绕组线规（估算） ?η' ?'= ' ' ??'= ' ?'cos 11 11 11KW I I a I S N 式中：导线并绕根数·截面积 '?'11S N 查表 取' ?'11S N 定子电流初步估算值 ?η' ?'= 'cos I I KW 1 定子电流密度' ?1 '?1 18．槽满率 （1）槽面积 2 2221R h h b R S S S S π+ ??? ??-'+= （2）槽绝缘占面积 ?? ? ??+++' =122S S i i b R R h C S π （3）槽有效面积 i S e S S S -= （4）槽满率 e f S d Z N S 2 11??= 绝缘厚度i C i C 导体绝缘后外径d d 槽契厚度h h 19．铁心长l 铁心有效长 无径向通风道 g l l eff 2+= 净铁心长 无径向通风道 l K l Fe Fe ?= 铁心压装系数Fe K Fe K 20．绕组系数 111p d dp K K K ?= （1）分布系数 2sin 2sin 111 αα???? ???= q q K d 式中： p m Q q ?= 11 1
电机常用计算公式及说明
电机常用计算公式及说 明 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
电机电流计算： 对于交流电三相四线供电而言，线电压是380，相电压是220，线电压是根号3相电压 对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压，导线的电压是线电压（指A相B相 C相之间的电压，一个绕组的电流就是相电流，导线的电流是线电流当电机星接时：线电流＝相电流；线电压＝根号3相电压。三个绕组的尾线相连接，电势为零，所以绕组的电压是220伏 当电机角接时：线电流＝根号3相电流；线电压＝相电压。绕组是直接接380的，导线的电流是两个绕组电流的矢量之和 功率计算公式 p=根号三UI乘功率因数是对的 用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流 极对数与扭矩的关系 n=60f/p n: 电机转速 60： 60秒 f: 我国电流采用50Hz p: 电机极对数 1对极对数电机转速：3000转/分；2对极对数电机转速： 60×50/2=1500转/分 在输出功率不变的情况下，电机的极对数越多，电机的转速就越低，但它的扭矩就越大。所以在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距。 异步电机的转速n=(60f/p)×(1-s)，主要与频率和极数有关。 直流电机的转速与极数无关，他的转速主要与电枢的电压、磁通量、及电机的结构有关。n=(电机电压-电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数*磁通)。 扭矩公式
T=9550*P输出功率/N转速 导线电阻计算公式： 铜线的电阻率ρ＝， R＝ρ×L/S (L＝导线长度，单位：米，S＝导线截面，单位：m㎡) 磁通量的计算公式： B为磁感应强度,S为面积。已知磁场定律为：Φ=BS 磁场强度的计算公式：H = N × I / Le 式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。 磁感应强度计算公式：B = Φ/ (N × Ae)B=F/IL u磁导率 pi= B=uI/2R 式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。 感应电动势 1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝ 变化率=磁通量变化量/时间磁通量变化量=变化后的磁通量-变化前的磁通量 2)E＝BLV垂(切割磁感线运动)｛L:有效长度(m)｝ 3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝ 4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m /s)｝ 三相的计算公式： P＝×U×I×cosφ
串激电机基本原理
概述: 串励电动机作为电机家族的一员,它以自身的诸多特点而普遍应用于家用电器及电动工具中.随着家用电器的普遍应用,它的前景越来越广大. 1.1串励电动机的定义: 定子励磁绕组和电枢(转子)绕组为串联,既可通直流又可通交流电,具有换向器换向的电动机. 1.2串励电动机的基本结构: 串励电动机主要是由定子,转子,前、后端盖(罩)及散热风叶组成.定子由定子铁芯和套在极靴上的绕组组成,其作用是产生励磁磁通,导磁及支撑前后罩;转子由转子铁芯,轴,电枢绕组及换向器组成,其作用是保证并产生连续的电磁力矩,通过转轴带动负载做功,将电能转化为机械能; 前后罩起支撑电枢,将定、转子连结固定成一体的作用. 其中转轴,前、后罩要有足够的强度,以防电枢与罩发生共振现象,引起振动和危险.一般前、后罩内有滚动或滑动轴承. 1.3串励电动机的特点: 1.3.1它对于外接电源有广泛的适应性: 不论是交流电还是直流电;不论是60Hz还是50 Hz;不论12V、24VDC还是110V、220V、240V ;总之它可设计成适应任一外接电源的电机. 1.3.2它的转速高,调速范围广: 它的转速范围为3000~40000RPM,在同一电机上采用多个抽头可得到较宽的调速范围.家用电器正需要这种高转速、宽调速范围的电机. 因感应电机达不到高转速(不大于3000 RPM).例如吸尘器,它需要高转速在容器内外形成负压,以产生吸力. 1.3.3启动力矩大,体积小: 当负载力矩增大时, 串励电动机能调整自身的转速和电流,以增大自身的力矩. 1.4串励电动机的设计特点: 串励电动机一般依据客户对电气性能要求及外部结构的需要而设计.一个设计优良的串励电动机,不仅达到客户对电气性能及外部尺寸的要求,还要在绝缘、结构、安全、成本等方面上 优化,既使电机能通过相关的实验考核,符合Array相间的标准,又节省材料和工时. 二、串励电动机基本工作原理 2.1基本原理: 如左图一,它是串励电动机的基本工作 原理图.电流流经上部定子线圈,产生一定方 向的磁场;然后经碳刷进入换向器(铜头),再 在转子绕组中分成上、下并联支路流过,导流 的转子线圈在外部磁场作用下产生力,从而
电机计算公式
序号 名称 公式/代号 单 位 备 注 1 负载电流 H H H H U P I ?ηcos ??= A 2 转子绕组线规 2 `2 d d mm ` 2 d 绝缘导线外径，2d 铜线直径 3 转子绕组截面 S 2= 2m m 4 转子绕组电密 2 22S I = ? 2mm A 2?间歇工作取10～14 5 转子线负荷 A= A/cm A=100～160(P88) 6 转子总导线数 I A D N 22π= 7 转子每槽线数 z N N S = 8 转子槽满率 ()()()2 12 2 `257.12222110?-+?--?? ?????-+?= -R h h R b d N f i S s Δ=槽绝缘厚度+间隙(cm) 一层槽绝缘的间隙为0.005cm s f 不大于0.76，自动绕线机不 大于0.65 9 转子绕组平均 22D K L l e += cm e K =0.95 当2D 小于4cm 时；e K =1当2D 小于4cm 时 10 转子绕组电阻 52 2 21035.5-?= S Nl r Ω 11 损耗比例系数 H H H P I r I a ηη-???? ? ?++=1034.04.23.222 仅用于初算内功率 12 内功率 ()[]H H H i a P P ηη--= 11 W 13 旋转电势 I P E i = V 14 电机常数 i H P Ln D C 22= 15 极距 2 2 D πτ= cm 16 极弧系数 a=极弧长度/极距 a=0.6～0.7 17 计算极距 ττa =0 cm 18 实槽节距 ε-=2Z y s Z 为单数时ε=0.5 Z 为偶数时ε=1 19 短矩系数 ?? ? ???=?180sin z y K s P 20 磁通 N n K E H p d 260= φ Wb 21 虚槽节距 ε?-= z K K y 21 Z 为单数时ε=0.5 Z 为偶数时ε=1 22 前节距 112-=y y
电机常用计算公式及说明
电机电流计算： 对于交流电三相四线供电而言,线电压就就是380，相电压就就是220，线电压就就是根号３相电压 对于电动机而言一个绕组得电压就就就是相电压,导线得电压就就是线电压（指A相B 相Ｃ相之间得电压,一个绕组得电流就就就是相电流,导线得电流就就是线电流当电机星接时：线电流＝相电流;线电压=根号3相电压。三个绕组得尾线相连接,电势为零,所以绕组得电压就就是２20伏 当电机角接时:线电流＝根号3相电流;线电压＝相电压。绕组就就是直接接3８0得,导线得电流就就是两个绕组电流得矢量之与 功率计算公式ｐ=根号三ＵI乘功率因数就就是对得 用一个钳式电流表卡在Ａ B C任意一个线上测到都就就是线电流 极对数与扭矩得关系 n＝6０f/p n: 电机转速 60： 60秒 f: 我国电流采用50Hz ｐ: 电机极对数 1对极对数电机转速:3000转/分；２对极对数电机转速:60×５0／2=1500转/分在输出功率不变得情况下,电机得极对数越多，电机得转速就越低,但它得扭矩就越大。所以在选用电机时,考虑负载需要多大得起动扭距。 异步电机得转速ｎ=(60f/p)×(1-s),主要与频率与极数有关。 直流电机得转速与极数无关,她得转速主要与电枢得电压、磁通量、及电机得结构有关。n=(电机电压－电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数＊磁通)。 扭矩公式 Ｔ=９５5０*P输出功率/N转速 导线电阻计算公式: 铜线得电阻率ρ=0、０１72, R=ρ×L/S （L＝导线长度,单位：米,Ｓ＝导线截面,单位:ｍ㎡) 磁通量得计算公式: Ｂ为磁感应强度,S为面积。已知高斯磁场定律为:Φ=BS 磁场强度得计算公式:H = Ｎ×I ／Lｅ 式中:H为磁场强度，单位为Ａ/m;Ｎ为励磁线圈得匝数;I为励磁电流（测量值),单位位A；Le为测试样品得有效磁路长度，单位为m。 磁感应强度计算公式:B ＝Φ / (N × Ae）B=F／IＬｕ磁导率 pi=3、14 Ｂ=uI/2R 式中:B为磁感应强度，单位为Wb/ｍ^2;Φ为感应磁通(测量值），单位为Wb;N为感应线圈得匝数；Ae为测试样品得有效截面积,单位为m^2。 感应电动势 1）E＝ｎΔΦ/Δt(普适公式)｛法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n：感应线圈匝数,ΔΦ／Δt:磁通量得变化率} 磁通量变化率=磁通量变化量/时间磁通量变化量＝变化后得磁通量-变化前得磁通量 ２)Ｅ=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)｝ ３)Em=ｎＢＳω（交流发电机最大得感应电动势）{Ｅm:感应电动势峰值｝
电动机的选择及设计公式
一、电动机的选择 1、空气压缩机电动机的选择 1.1电动机的选择 （1）空压机选配电动机的容量可按下式计算 P=Q(Wi+Wa) ÷1000ηηi2 (kw) 式中P——空气压缩机电动机的轴功率，kw Q——空气压缩机排气量，m3/s η——空气压缩机效率，活塞式空压机一般取0.7~0.8（大型空压机取大值，小型空压机取小值），螺杆式空压机一般取0.5~0.6 ηi——传动效率，直接连接取ηi=1；三角带连接取ηi=0.92 Wi——等温压缩1m3空气所做的功，N·m/m3 Wa——等热压缩1m3空气所做的功，N·m/m3 Wi及Wa的数值见表 Wi及Wa的数值表（N·m/m3） 1.2空气压缩机年耗电量W可由下式计算 W= Q(Wi+Wa)T ÷1000ηηiηmηs2 (kw·h) 式中ηm——电动机效率，一般取0.9~0.92 ηs ——电网效率，一般取0.95 T ——空压机有效负荷年工作小时
2、通风设备电动机的选择 （1）通风设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KQH/1000ηηi (kw) 式中K——电动机功率备用系数，一般取1.1~1.2 Q——通风机工况点风量，m3/s H——通风机工况点风压轴流式通风机用静压，离心式通风机用全压，Pa η——通风机工况点效率，可由通风机性能曲线查得 ηi——传动效率，联轴器传动取0.98，三角带传动取0.92 （2）通风机年耗电量W可用下式计算 W=QHT/1000ηηiηmηs 式中ηm——电动机效率， ηs ——电网效率，一般取0.95 T ——通风机全年工作小时数 3、矿井主排水泵电动机的选择 （1）电动机的选择 排水设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KγQH/1000η (kw) 式中K——电动机功率备用系数，一般取1.1~1.5 γ——矿水相对密度，N/m3 Q ——水泵在工况点的流量，m3/s H ——水泵在工况点的扬程，m
电机设计
电机设计课后答案陈世坤第二版电机的主要尺寸是指什么它们由什么决定答 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。它们由计算功率P’决定。2电机的主要尺寸间的关系是什么根据这个关系式能得出哪些重要结论答电机的主要尺寸间的关系是D2lefn/P’=6.1/(αp’KNmKdpABδ).根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速n之比P’/n或计算转矩T所决定;②电磁负荷A和Bδ不变时相同功率的电机转速较高的尺寸较小尺寸相同的电机转速较高的则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时若直径不变而采取不同长度则可得到不同功率的电机。④由于极弧系数αp’、KNm与Kd的数值一般变化不大因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A和Bδ有关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。3磁路计算的目的? 答磁路计算的目的在于确定产生主磁场所必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是否合适。4磁路计算所依据的基本原理答磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理。积分路径沿着磁场强度矢量取向磁力线则。等式左边为磁场H在dl方向上的线积分所选择的闭合回路一般通过磁极的中心线等式右边为回路包围的全电流即等于每对极的励磁磁势。5电机的磁路可分为几段进行为什么气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例答电机的磁路可分为如下各段空气隙定子齿或磁极转子齿或磁极定子轭转子轭。因为空气隙的磁导率比铁的磁导率小得多所以气隙磁阻比铁心磁阻大得多,又因为Um=ΦmRm.所以气隙磁压降比铁心磁压降大得多,故气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例. 6在电机设计时通常对铁心磁密BFe取硅钢片磁化曲线的饱和点,为什么? 答:铁心磁密的饱和点为BFe=1.5T.当BFe小于1.5T时,材料利用不够.当BFe 大于1.5T时,过饱和点,上升幅度不大.而且又需要更大的励磁电流、损耗和成本都会增加.所以应取BFe=1.5T. 7计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时一般取什么磁密为计算磁密?为什么引入轭部磁压降校正系数Cj这一概念? 答:计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时,一般取轭部切向最大磁密Bj作为计算磁密.因为齿联轭磁密分布不均匀,齿联轭磁路全长上的磁压降为了简化计算,引用一个等效的均匀磁场代替不均匀磁场 和Hj存在值不同,引入磁压降校正系数Cj=HjjavH来修正. 8在磁路计算中,当齿部磁密超过1.8T时,为什么要进行修正? 答:齿部磁密超过1.8T,此时齿部磁密比较饱和,铁的磁导率μ.比较低,使齿部的磁阻和槽部相比差别不是很大.这样,一个齿距内的磁通大部分将由齿部进入轭部,部分磁通通过槽部进入轭部.因而齿部中的实际磁通密度B 比通过公式Bδleft/(KeFbltt')小些.即实际的磁场强度及磁压降也会小一些,所以要进行修正. 9异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成? 答:异步电机:槽漏抗,谐波漏抗,端部漏抗,斜槽漏抗. 同步电机:槽漏抗,谐波漏抗,齿顶漏抗,端部漏抗. 10交流电机定子单层整距绕组每槽漏感Ls'如何计算? 答:高度h.范围内全部槽中电流产生的漏磁链Ψs1=Ns(Bs1S)=Ns*S*μ.2INs/bs=N2s2Iμ.h.lef/bs.高度h1范围内距槽底X处高dx的范围内产生的漏磁链dΨs2=(Ns*x/h1)dΦx=(Ns*x/h1)22Iμ.lefdx/bs.高度h1范围内由槽中电流产生的漏磁链为槽漏磁链总和Ψs=Ψs1+Ψs2=N2s2μ。Lef(h./bs+h1/(3bs)).即每槽漏感为 为槽宽电机的损耗分别为哪几种?哪些损 耗是不变损耗?哪些损耗是可变损耗哪些损耗是主要损耗哪些损耗是次要损耗答 电机的损耗分别为①定子转子铁心中的基本铁耗②空载时铁心中的附加杂散损耗③电气损耗④负载时的附加杂散损耗⑤机械损耗。其中①②⑤为不变损耗③④为可变损耗。①③⑤为主要损耗②④为次要损耗。12为什么所有电机的机械损耗都为
三相异步电机闭环调速设计
《控制系统设计》课程设计报告 学院：信息工程学院 姓名： 班级：11自动化 学号： 题目：三相异步电动机闭环调速系统设计与实践指导老师： 完成时间：2014年6月20日
目录 摘要............................................................... I 1概述.. (1) 1.1三相异步电动机的调速方法 (2) 1.2调压调速的简介 (3) 1.3课程设计的要求 (5) 2三相异步电动机调压调速系统的组成 (5) 3三相异步电动机调压调速系统的设计和实现 (8) 3.1三相异步电动机调压调速系统的电路 (8) 3.2闭环调速结构图 (10) 3.3 系统各部分参数的计算 (10) 4三相异步电动机调压调速系统的仿真 (13) 4.1MATLAB仿真的介绍 (13) 4.2电路的建模和参数设置........................ 错误！未定义书签。 4.3异步电机调压调速系统仿真模型................ 错误！未定义书签。 4.4仿真效果图 (17) 总结 (22) 参考文献 (23)
摘要 异步电动机具有结构简单、制造容易、维修工作量小等优点，早期多用于不可拖动。随着电力电子技术的发展，静止式变频器的诞生，异步电动机在可拖动中逐渐得到广泛的应用。实现电机调速有不少方法。研究电机调速，找出符合实际的调速方法能最大限度的节约能源，所以研究调压调速就显得很有必要。异步电机调压调速控制系统是一种比较简单实用的调速系统，该系统具有良好的运行、控制及经济性能，显示出巨大的发展潜力。 本课程设计介绍了异步电动机调压调速系统的几大组成部分，并着重讲述了三相异步电动机(M)、测速发电机(TG)、晶闸管交流调压器(TVC)的简单的工作原理。在了解异步电动机调压调速的基本原理的基础上，设计了异步电动机单闭环调压调速系统的结构原理图。还将调压调速与其他的调速方法相比，所具有的优点以及不足之处。 以转速单闭环调压调速系统为例，电机调速开环控制系统调速范围较小，采用速度作为负反馈的闭环控制系统解决了这个问题,使调速性能得到改善。 最后，经过理论分析建立模型后，基于Matlab语言开发仿真软件，并进行仿真实验，并且对仿真结果进行了一定的分析及改进。 关键词: 调压调速MATLAB三相异步电动机转速调节器
AFPM电机设计
DESIGN AND TEST OF VERY LARGE DIAMETER, BRUSHLESS PERMANENT MAGNET TORQUE MOTORS FOR THE VERY LARGE TELESCOPE M.Venturini, A.Vismara PHASE MOTION CONTROL via Lungobisagno Istria 27 a,b/R 16141 - Genova - ITALY e-mail: andrea.vismara@phase.it Paper presented at POWERSYSTEMS WORLD ‘96, 1996, Las Vegas, USA ABSTRACT This paper describes the design and test of the drive systems for the four Very Large Telescopes (VLT) of the European Southern Observatory (ESO), currently under construction on Cherro Paranal, Chile. These huge and complex machines have exceptional requirements on movement smoothness and controllability. Direct drive was deemed necessary to get the best dynamic performance; an ad-hoc design was developed. In this design, the Azimuth axis is powered by a 10 m diameter dual axial gap, brushless permanent magnet motor, with the design target of 250000 Nm peak torque and 210 Nm (less than 0.1% to peak) cogging torque. With the same architecture, the Altitude (elevation) axis is powered by two coupled 2.5 m diameter motors, with the design target of 72000 Nm peak torque and 60 Nm cogging torque. The first fully operational telescope is nearing completion in Milan, Italy, where operational tests are being performed. The motor tests fully confirmed the expected performances, within 1% from specifications. A new version of the motor was also mounted on a large milling head for machine tool, now completing the first year of continuous operation. Direct drive proved to be applicable to any motor size, guaranteeing high performance and elegant machine architecture, while also reducing overall system cost. A full line of large diameter torque motor was developed and full production is starting. 1. I NTRODUCTION The Very Large Telescope (VLT) project, operated by the European Southern Observatory, will consist of four of the largest optical telescopes ever built, each with a monolithic 8 m diameter primary mirror, which will also be able to combine their light output in a coherent optical path, to operate in interpherometric mode with the resolution of a telescope as large as the distance between the farthest units. This extremely ambitious project, whose ultimate goal is to increase of an order of magnitude the size of the known universe, represents the utmost technical challenge in the motion control field as well. Traditionally, large optical telescopes could never attain a very high angular resolution (at best in the 0.1 arcsec range), mostly due to optical aberration of the large primary mirrors and to atmospheric turbulence. In general, an increase in size would only worsen those plagues, so that the largest telescopes were often disparagingly referred to as “light buckets”. The advent of novel techniques, such as active optics and adaptive control of the light path, with the promise to nullify atmospheric turbulence, put the possibility of a stunning 0.01 arcsec in imaging and an order of magnitude less in interpherometry resolution within reach. The impact of this potential on telescope attitude control can be appreciated considering that one of the VLT telescopes, with 20 m diameter and 400 metric tons mass, must be controlled within less than 0.4 m m increments on the 10 m diameter tracks just to achieve a 0.01 arcsec resolution. For an observatory on a mountain top, wind gusts could be a cause of major concern, producing variable frequency disturbances on the telescope structure. As the maximum availability of this very expensive machines is of utmost importance, the observation performances must be maintained even while sustaining rapidly varying winds. Furthermore, the controllability at extremely low speeds is particularly important while performing long exposure observation.
三相电机电流计算公式I
三相电机电流计算公式 I TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
三相电机电流计算公式I=P/1.732/U/cosΦ，cosΦ是什么，为什么有个cosΦ。 I=P/1.732/U这个公式是对的还是错的？什么情况下会用到cosΦ。 I=P/1.732/U这个公式是错的，正确应是I=P/(1.732*U*cosΦ)。 cosΦ是在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。追问 cosΦ=P/S中的S表示什么。 还有你前面提到的计算三相电流，意思要考虑到用电单位的功率因素所以才要用到cosΦ那如果cosΦ为1是不是不要也没关系呢 本人确实不怎么懂还请大哥耐心解答。 回答 S表示有功功率，有功功率又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，对电动机来说是指它的出力。 计算三相电流，要考虑到用电单位的功率因数，所以功率因数用cosΦ表示。 如果cosΦ为1，公式中可以不考虑。 追问 假如是一个1P的电动机，功率在一个周期内的平均值时多少，怎么算 S具体的数值时多少，怎么去算呢 回答 假如是一个1P的电动机，S=1P/cosΦ 追问 假如是一个1P的电动机，S=1P/cosΦ,那cosΦ得数值等于多少啊，你不要告诉我是这个cosΦ=P/S 大哥麻烦了，我真的很笨。 回答 cosΦ（即是功率因数）析译： 电动机的功率因数不是一个定数，它与制造的质量有关，还与负载率的大小有关。为了节约电能，国家强制要求电机产品提高功率因数，由原来的0.7到0.8提高到了现在的0.85到0.95，但负载率就是使用者掌握的，就不是统一的了。过去在电机电流计算中功率因数常常取0.75，现在也常常是取0.85。 电流为144.34A，需要选择多大的铜芯电缆?计算公式是什么 浏览次数：173次悬赏分：0 | 提问时间：2011-6-4 13:38 | 提问者：马臣水
串激电机电设计程序
串激电机电磁设计程序 一、程序简介 1．本程序适用于电动工具、家用电器等以输入功率或输入电流作为额定指标的串激电机设计，也可以作为机车牵引串激电机的设计参考。 2．本程序适用于初学者手工设计的初步计算,设计时需要一定经验数据做参考,请结合最后所列参考资料同时使用。 3．本程序追求的计算精度为10%，需要提高计算精度，则应采用计算机软件计算。 4．对本程序有任何疑问，请在https://www.360docs.net/doc/c717313170.html,论坛公开交流。突破个人经验的局限，播撒文明传承的火种，完成从“钻木取火”到“气体打火机”的跨越，需要我们共同努力。 二、电磁设计程序 （一）额定参数和工作条件(核算时只要前面1.2.4项即可) 1额定电压 (V) 2额定频率 (H Z) （直流串激电动机可按频率为0Hz计算） 3额定输入功率 (W) 4额定电流 （A）(其中Cos直流为1,交流取0.9) 5额定转速 （r/min）(应按要求的转速提高10%来设计)
6额定输出功率 (W) 7额定输出转矩 (N.m) (输出功率和转矩为最重要工作条件，有条件时应对负载特性进行实际测试，作出曲线，负载特性曲线和电机特性曲线的交点，即为工作点。) 8绝缘等级，工作制，使用环境等 (此相关项目与发热温升有关，非常重要，但对核算性能无影响。)
（二）定子冲片尺寸及计算 (设计新电机应尽可能的选择现有冲片，便于自动化生产；一般冲片一致工装模具可以通用。) 1定子外径 （cm） 2定子外形X方向 （cm） 3定子外形Y方向 （cm） 4定子轭高 （cm） 5定子内圆半径 （cm） 6定子内圆半径偏心距 （cm） 7定子极弧宽度 （cm） 8定子极身宽度 （cm） 9线槽半径 （cm） 计算： 10定子轭磁路长度（cm） (为轭部中心之长度，此公式应按照实际适当修正。) 11定子极身高度（cm）12定子线槽有效面积
串激电机设计03
家用电器及电动工具用串激电机设计----2002.2
第一章 概述
1-1 单相串激电机设计进展
1． 单相串激电机的设计研究概述： 为适应电动工具以及小型家用电器之应用需要， 串 激电机设计得到了长足进步。 2． 电磁设计上的进展：据估计每隔十年，单位重量出力提高 20%~30%，可归纳如下： (1) 提高电机转速; (2) 增 大 转 子 直 径 ， 提 高 定 子 / 转 子 外 径 比 D2 D1 。 由 0.52~0.56 提 高 到 0.54~0.59 ，使定转子温升趋于平衡； (3) 采用深槽定子，得益于采用了自动绕线机，可以采用较大的转子外经并缩短定 子匝长。可提高电机效率 10%~20% ； (4) 提高电磁密度，适当提高激磁安匝。可以缩小结构尺寸，有利换向，提高电机 硬度； (5) 减少冲片规格，提高通用性。降低成本，适应自动化批量生产；
1-2 单向串激电机的设计要求
1． 电机设计的基本要求 （1） 功率要求，适当选取功率，综合平衡效率、温升、及体积之要求； （2） 效率和攻率因数的要求； （3） 其它额定指标，包括启动转矩，最小转矩，最大转矩等； 2． 单相串激电机的设计特点及要求 （1） 额定工作点，额定输出转矩时电机应不低于额定转速； （2） 控制换向火花，因换向无法计算，故要求严格控制火花相关的各设计参数； （3） 其它设计要求；
第二章 主要尺寸及电磁参数选取
2-1 主要要尺寸及电磁负荷
1．主要尺寸 D1 ,D2 及 L 2 确定电机主要尺寸，一般从计算 D2 L 入手：
? ——极弧系数，取 0.6~0.7
Pi ? 6 ? 2 ? 104 （cm3 ） D L? ?B? An Pi ——电磁内功率（即通常所说的电磁功率） ，可有后式估算
2 2
B? ———气隙磁密（T） ，可按（图 1—2）选取
A ——线负荷（A/cm） ，可按（图 1—2）选取
n ——转速(r/min) 从上式看出， AB? 取值越大，电机尺寸越小，但 AB? 取值受其他因素制约，详见 后述。转速 n 越大，电机尺寸也越小，电机转速同样受到机械，换向等因素的制约。在此处， 可用额定转速代入式中作计算。电磁功率 Pi 为通过气隙磁场，从定子侧传递到转子的功率
可用下面经验公式计算：
?1?? ? Pi ? PH ? ? 2? ? ? ? ? ? 4 ? 5? ? Pi ? PH ? ? 9? ? ? ? ?
当η ≤0.5 当η ＞0.5
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电机设计知识点公式总结材料整理 陈世坤
电机设计陈世坤版知识点、公式总结整理
目录 第一章感应电动机设计 (1) 第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算 (4) 附录参考文献 (27)
第一章感应电动机设计 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（如效率、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，正确处理设计是遇到的各种矛盾，从而设计出性能良好、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、感应电机设计时给定的数据 （1）额定功率 （2）额定电压 （3）相数及相间连接方式 （4）额定频率 （5）额定转速或同步转速 （6）额定功率因数 三、电机设计的过程和内容
1、准备阶段 通常包括两个方面的内容：首先是熟悉相关打国家标准，手机相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见和要求；其次是在国家标准及分析有过资料的基础上编制技术任务书或技术建议书。 2、电磁设计 本阶段的任务是根据技术任务书的规定，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的尺寸和数据，选定有关材料，并和算其电磁性能。 3、结构设计 结构设计的任务是确定电机的机械结构、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。 结构设计通常在电磁设计之后进行，但有时也和电磁设计平行交叉的进行，以便相互调整。
第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算 一、额定数据及主要尺寸 1、输出功率 N P =5.5kW 2、外施相电压 N U φ=N U =380V （?接） 3、功电流 KW I =1N N P mU φ =35.5103380??=4.82A 4、效率 N η=85.3% 5、功率因数 cos N ?=0.78 6、极对数 p=3 7、定转子槽数1Z =36。2Z =33 8、定转子每极槽数 1p Z = 12Z p =366=6。 2p Z =22Z p =336=51 2 9、定转子冲片尺寸 1D =210mm 。1i D =148mm 。 2i D =48mm 。 2D = 1i D -2δ=148-2?0.35=147.3mm 定子采用梨型槽，尺寸如下：11b =6.8mm 、21r =4.4mm 、01h =0.8mm 、 11h +21h =11.5mm 、 01b =3.5mm 定子齿宽计算如下：