三相异步电动机的设计计算

Equation Chapter 2 Section 1.

题目：Y160-M4型三相异步电动机设计

姓名 ___ __ _ __

学号_ __ __

年级 ____ _

专业 _电气工程及其自动化

目录

目录 ......................................................................................................................................... I 摘要 ..............................................................................................................................................II 第一章异步电动机的概述 . (1)

1.1异步电动机的用途及分类 (1)

1-2.定子的结构组成及工作原理 (1)

1.3电机设计的过程 (2)

1.4异步电动机主要性能指标 (3)

第二章电机设计计算准备 (4)

2.1电机主要尺寸，绕组构成和原理 (4)

2.2主磁路 (5)

2.3电抗 (6)

2.4损耗与效率 (7)

2.5通风散热 (8)

2.6电机设计要求 (8)

第三章电机设计计算程序 (11)

3.1额定数据和主要尺寸 .............................................................................. 错误！未定义书签。

3.2磁路计算 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

3.3参数的计算 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

3.4启动性能的计算 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

3.5电机设计的分析比较 .............................................................................. 错误！未定义书签。第四章总结 . (36)

参考文献 (37)

摘要

三相异步电动机又称为三相感应电动机。感应电动机是基于气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的一种交流电动机。由于转子绕组电流是感应产生的，因此称为感应电动机。与其它电动机相比，感应电动机具有结构简单，制造、使用、维护方便，运行可靠及重量轻成本低等优点。此外，感应电动机还还便于派生各防护型式以使用不同环境条件的需要，也有较高的效率和较好的工作特性。由于感应电动机具有上述许多优点，它是工业领域中应用最广泛。在中小型轧钢设备、矿山机械、机床、起重运输机械、鼓风机、水泵和农副产品加工机械大多采用三相异步电动机来拖动。

三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。

相比于单相异步电动机，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

关键词：三相异步电机感应电动机电机设计

第一章异步电动机的概述

1.1异步电动机的用途及分类

根据电机的可逆原理，异步电机既可用作电动机，也可用作发电机。但其作发电机运行时性能较差，故很少采用。而用作电动机时具有较好的工作特性，故其主要用作电动机。异步电动机结构简单，价格低廉，运行可靠，坚固耐用，易于控制，因而是电动机中应用得最为广泛的一种。异步电动机是一种交流电机，主要用作电动机，拖动各种生产机械，广泛应用于交通运输、农业生产以及国防、文教、医疗和日常生活中。

异步电动机具有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电动机还便于派生成各种防护型式，以适应不同环境条件的需要。随着电力电子器件以及交流变频调速技术的发展，由异步电动机和变频调速器组成的交流调速系统的调速性能以及经济性已可与直流调速系统相媲美，且使用维护简便，因而应用愈来愈广泛。

由于异步电动机在运行过程中必须从电网吸收感性无功功率，因此其功率因素较差，总是小于1，此外，异步电动机空载电流大，起动和调速性能都不够理想，是异步电机的主要缺点[2]。

异步电动机的种类很多，从不同的角度考虑，有不同的分类方法。

按照相数来分，有单相异步电动机，三相异步电动机。大功率机械拖动时，一般都用三相异步电动机，日常生活和工业控制装置则多用单相异步电动机。

按转子结构分，有鼠笼试异步电动机和绕线式异步电动机两种，其中，鼠笼式异步电动机，又包括单鼠笼式异步电动机、双鼠笼式异步电动机和深槽式异步电动机。

按机壳的保护方式分，有防护式异步电动机、封闭式异步电动机，以及防爆式异步电动机[3]。

1-2.定子的结构组成及工作原理

三相异步电动机由定子和转子两个基本部分构成。转子按其结构可分为鼠笼型和绕线型两种。

定子由定子铁心、机座、定子绕组等部分组成，定子铁心是异步电动机磁路的一部分，一般由0.5毫米厚的硅钢片叠压而成，用压圈及扣片固紧，各片之间相互绝缘，以减少涡流损耗。

定子绕组是由带有绝缘的铝导线或铜导线绕制而成的，小型电机采用散下线

圈或称软绕组，大中型电机采用成型线圈，又称为硬绕组。

转子由转子铁心、转子绕组、转子支架、转轴和风扇等部分组成，转子铁心和定子铁心一样，也是由0.5毫米硅钢片叠压而成。鼠笼型转子的绕组是由安放在转子铁心槽内的裸导条和两端的环形端环连接而成，如果去掉转子铁心，绕组的形状象一个笼子；绕线型转子的绕组与定子绕组相似，做成三相绕组，在内部星型或三角型。

当定子绕组接至三相对称电源时，流入定子绕组的三相对称电流，在气隙内产生一个以同步转速n

1

旋转的定子旋转磁场，设旋转磁场的转向为逆时针，当旋

转磁场的磁力线切割转子导体时，将在导体内产生感应电动势e

2

，电动势的方向根据右手定则确定。N极下的电动势方向用⊕表示，S极下的电动势用⊙表示，

转子电流的有功分量i

2a 与e

2

同相位，所以⊕和⊙既表示电动势的方向，又表示

电流有功分量的方向。转子电流有功分量与气隙旋转磁场相互作用产生电磁力

f

em

,根据左手定则，在N极下的所有电流方向为⊕的导体和在S极下所有电流流

向为⊙的导体均产生沿着逆时针方向的切向电磁力f

em

,在该电磁力作用下，使转

子受到了逆时针方向的电磁转矩M

em

的驱动作用，转子将沿着旋转磁场相同的方向转动。驱动转子的电磁转矩与转子轴端拖动的生产机械的制动转矩相平衡，转子将以恒速n拖动生产机械稳定运行，从而实现了电能与机械能之间的能量转换，这就是异步电动机的基本工作原理。

1.3电机设计的过程

按照一般工业界的编程电机设计的过程可分为三个阶段：准备阶段、电磁设计与结构设计。

准备阶段：通常抱过两方便内容：首先是熟悉国家标准，收集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，编制技术任务或技术建议书。

电磁设计：本阶段的任务是跟据技术任务书的规定，参相生产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。

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升温计算。

1.4异步电动机主要性能指标

异步电动机性能指标有：

（1）效率：电动机输出机械功率与输入电功率之比。

（2）功率因素：电动机输入有效功率与视在功率之比。

（3）起动电流：电动机在额定电压、额定频率和转子起动时从供电回路输入的最大稳态方均根电流。

（4）起动转矩：电动机在额定电压、额定频率和转子起动时说产生的转矩的最小测得值。

（5）最小转矩：电动机在额定电压、额定频率下，在零转速与对应于最大转矩的转速之间所产生的稳态异步转矩的最小值。

（6）最大转矩：电动机在额定电压、额定频率下说能产生的最大稳态异步转矩。

（7）噪声：电动机在空载稳态运行时A计权声功率级（dB)，以及在额定负载运行是时超过空载运行的噪声声功率级增量。

（8）振动;电动机在空载稳态运行时振动速率有效值。

第二章 电机设计计算准备

首先应根据产品通用标准、技术条件设计原始数据，然后进行电磁设计和结构设计。电磁设计是根据设计技术要求确定电机的电磁负荷，计算转子、定子冲片和铁心各部分尺寸及绕组数据，进而核算电机各项参数及性能，并对设计数据做必要的调整，直到达到要求，提出电磁设计单。结构设计是根据设计技术要求及电磁设计确定的有关数据，确定电机总体结构、零部件尺寸、材料及加工要求，绘制总装图及零部件图，进行必要的机械计算及热计算，提出全套生产图样。

电机设计要进行多种方案的分析、比较，或采用优化设计方法，以权衡电机性能、运行费用、制造成本、运行可靠性等因素，决定最优的设计。中小型电机生产量大，使用面广，品种规格繁多，一般都成系列设计及制造。设计时，应充分考虑到标准化、通用化、系列化的要求。

2.1电机主要尺寸，绕组构成和原理

主要尺寸指定子铁心外径1D 、内径1i D 以及铁心长度。在已知电机的视在功率及转速情况下，可借助利用系数的经验值或通过适当地选择电磁负荷，由式（2.1）计算的21i ef D l 分别求得主要尺寸1i D 与ef l 。参照定子内外径比的经验值可估算定子外径1D 。

21ef '

N 6.1

p Nm dq D l n P K K AB δ

α= (2.1)

对应于系列电机的每一机座中心高，根据合理利用机座径向空间及考虑硅钢片的合理套裁等要求，确定合理的定子冲片外径1D 。设计时按1D 估算值或直接按电机功率及转速，选定某一中心高的机座及与之相适应的外径。

电机绕组要求各并联支路具有相同的电动势及阻抗。三相交流绕组要求各相相轴在空间互差0120电角度，并有相同的有效匝数，以保正各相电动势对称（即大小相等、相位互差0120电角度）。同时要求绕组感应电动势和产生磁动势的基波分量尽可能大，而谐波分量尽可能小。

交流绕组有多种分类方法，按绕组布置分类，有集中绕组及分布绕组；按相带分类，有0120、060、030相带绕组及混相绕组；按每极每相槽数q 分类，有整数槽绕组及分数槽绕组（q 为整数或分数）；按槽内线圈边层数分类，有单层绕组、双层绕组及单双层绕组；按线圈形状和端部连接方式分类，有叠绕组、波绕组以及同心式、链式、交叉式绕组。

直流电枢绕组一般按绕组元件与换向片之间连接规律不同而分为叠绕组、波绕组和蛙绕组。绕组由多个按一定规律连接的线圈构成，每一线圈包括置于于槽中的有效部分及端接部分。若各相带的某些槽的线圈有规则地改属另一相，即为混相绕组。

双层绕组每槽分上下两层放两个线圈边，双层绕组所有线圈的形状、几何尺寸相同，端部排列整齐，可选择有利节距以改善电动势和磁动势波形。

2.2主磁路

空载气隙磁场在直流电机和同步电机中由磁极绕组的直流励磁磁动势建立，而在异步电机中则由定子绕组的交流磁动势建立。

直流电机主极极弧形状通常可分为以下三种： （1）均匀气隙；

（2）偏心气隙，极弧与电枢外圆不同心，使气隙从中心至极尖逐渐增大； （3）极尖削角的均匀气隙，气隙从极弧两端约1/6长度处至极尖逐渐增大。后两种电枢形状可抑制电枢反应所引起的气隙磁场畸变。

凸极同步电机的磁极极弧形状大致有两种：

（1）沿极弧范围内气隙是变化的，得到接近正弦的磁场分布； （2）气隙均匀，得到近似矩形的磁场分布。

磁路计算是按给定的电机端电压求得每极磁通，进而求取磁路各部分磁通密度（磁密）和磁位降，计算所需的磁动势、励磁电流以及空载特性。磁路计算方法的 依据是全电流定律，即总磁动势为磁场强度的线积分。实际计算是通过求各段磁路，如气隙、齿、轭、极身等部分磁位降的总和代替积分求得总磁动势。

气隙的一边或两边有齿和槽，因此，实际的气隙磁密分布是不均匀的，气隙磁位降较假定气隙光滑时的大，它的影响用气隙系数k δ对气隙长度δ加以修正，设齿宽为t,槽口宽为0b ，则气隙系数

t

k t δγδ

=

- (2.2)

式中 γ——对开口槽，2

002/5b b γδδ????=+ ? ????

?

； 对半闭口或半开口槽，2

002/[4.40.75]b b γδ

δ????=+ ? ?????

径向通风道使磁通通过气隙的轴向长度减小，计算气隙磁密时的实际长度为铁心的有效长度ef t v v v l l k N b =-，式中t l 为铁心总长，v N 及v b 为通风道数及其宽度， /(5/)

v v v b k b δ

δ=

+。

如定转子均有通风道，两者交错时应分别考虑；两者对齐且相等时，v k 式中应以2v b 代替v b 。

沿齿部磁路不同位置的齿宽t b 一般是变化的，不同截面处磁密及磁场强度是不同的。计算齿磁位降时，沿齿高分段越多，计算结果也越准确。实际计算时常加以简化，取靠近齿部最窄的1/3齿高处的磁场强度为t H 。若齿宽不连续变化，则应在不连续处分段计算。

根据不同电机的磁路结构，由各部分磁位降之和求取所需的励磁磁动势。 隐极同步电机及异步电机

1122t j t j F F F F F F δ=++++

(2.3)

式（2.3）中，tc F 为主极补偿齿磁位降，j F δ为磁极装配间隙磁位降。对直流励磁的电机，励磁绕组匝数为f W 时，空载励磁电流F

If Wf

=（A ）对异步电动机，励磁电流

2m dp

pF

I mWK π

=

（A ）

(2.4)

2.3电抗

与初、次级交链的基波互感主磁通在绕组中感应电动势，直接参与能量转换，与基波主磁场相对应的电抗称为主电抗。多相交流绕组的每相主电抗

2

0ef

's ef

()4()dp m WK f l Xm p K μτπδ=?Ω

(2.5)

式中：'s K ——电机磁路总磁位降与气隙磁位降之比；

0μ——气隙磁导率。

对异步电机，主电抗即为励磁电抗；对同步电机，主电抗为电枢反应电抗。

/N N U I 为基准值的主电抗标么值

0*'2dp m

s ef

K A X K B δ

μτ

πδ=

?

(2.6)

从上式可知，主电抗与

A

B δ

成正比，而气隙长度增大，则主电抗减小。 漏磁通是绕组产生总磁通的一部分，一般只与初、次级中一侧交链，不参与能量转换。它能在绕组中感应电动势，该电动势频率与产生该磁通的电流频率相同，通常用漏抗压降表示，因而每种漏抗都与某一部分漏磁通相对应，相应的有槽漏抗、端部漏抗、齿端漏抗。设计中常把某种与初、次级都交链的互感磁通也归入漏抗，如谐波漏抗。

不同的漏抗有不同的来源。例如槽漏抗由横向穿过槽壁的漏磁通引起；端部漏抗由端部漏磁通引起，与绕组端部结构及尺寸有关，端部越长，和附近的磁性金属构件越靠近，则端部漏磁导愈大。

齿端漏抗是由齿端漏磁通引起，它是从一个齿顶出发，沿气隙到相邻的另一个齿顶的漏磁通，齿端漏抗随槽口宽度与气隙长度比值的增大而减小。对气隙较小的电机，如异步电机可忽略齿端漏抗。谐波漏抗由气隙中高次谐波磁通引起。有时把谐波漏抗划分为齿谐波漏抗及相带谐波漏抗。

2.4损耗与效率

损耗包括铜耗、铁耗、铜耗、风摩损耗和杂散损耗等。其中铜耗是电流流过绕组产生的焦耳热损耗，按我国标准规定绕组电阻应折算到与绕组绝缘等级相对应的基准工作温度。若电流通过电刷与集电环或换向器，则应包括电刷接触损耗。对直流电机，除电枢绕组的电阻损耗外，还应包括与之串联的换向极绕组及补偿绕组的电阻损耗。对带励磁绕组的同步电机或直流电机，应计入励磁绕组的电阻损耗。

基本铁损耗是铁心中主磁通交变引起磁滞及涡流损耗。计算时应分别计算定子或电枢铁心的齿、轭部铁损耗，然后相加。正常运行时，同步电机的磁极主磁通不变，异步电机转子的磁通变化频率也很低，基本铁耗均可忽略。

风摩损耗包括风扇及通风系统的损耗，电机转子表面与冷却介质的摩擦损耗、轴承摩擦损耗、电刷摩擦损耗等。

杂散损耗包括表面损耗和脉振损耗。前者是由气隙谐波磁通相对与齿或磁极铁心表面移动而在其表面产生的涡流损耗；后者是该谐波磁通相对于齿移动，使进入齿中的谐波磁通脉动，因而在齿中产生的涡流及磁滞损耗。

效率由输出功率2P 及在该功率下各种损耗总和P ∑求得

2

1P P P

η=-

+∑∑ (2.7)

一般考核在额定输出功率N P 下的额定效率，当电机运行在不变损耗和可变损耗相等的负载时，电机运行效率最高。

2.5通风散热

电机冷却过程是把电机损耗产生的热量首先传递给一次冷却介质，已升高温度的一次冷却介质，由新的低温冷却介质不断替换，或者通过某种形式的冷却器由二次冷却介质加以冷却。常用冷却方式有：表面冷却、通风冷却、循环冷却、管道通风冷却等。

风扇常作为驱使冷却介质循环所需要的动力，它应能产生足够的压力以克服电机冷却通道中的压力降落，并输送足够的介质流量通过电机。常用的风扇有离心式和轴流式两种。

电机绝缘结构按其耐热性分为A 、E 、B 、F 、H 五个等级，不同耐热等级的极限温度如下表： 耐热等级

A

E B

F H 极限温度（℃） 105

120

130

155

180

电机绕组温升限值基本上取决于其绝缘结构耐热等级及环境温度，同时与温度测量方法有关，常用的方法有电阻法、温度计法及埋置检温法[4]。

2.6电机设计要求

Y 系列电动机为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，是按照国际电工委员会(IEC)标准设计的，具有国际互换性的特点。用于空气中不含易燃、易炸或腐蚀性气体的场所。适用于无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械等。也用于某些需要高起动转矩的机器上，如压缩机。通用Y 系列的设计数据如表2-1所示。

表2—1 Y 系列电动机的技术数据

电动机型号

额定功率 KW

满载转速（r/min ）

堵转转矩/额定转矩 最大转矩/额

定转矩

同步转速1500r/min ，4极 Y801-4

Y802-4 Y90S-4

0.55 0.75 1.1 1390 1390 1400

2.2

2.2 2.2 2.2 2.2 2.2

Y90L-4

Y100L

1

-4

Y100L

2

-4 Y112M-4 Y132S-4 Y132M-4 Y160M-4 Y160L-4 Y180M-4 Y180L-4 Y200L-4 Y225S-4

1.5

2.2

3

4

5.5

7.5

11

15

18.5

22

30

37

1400

1420

1420

1440

1440

1440

1460

1460

1470

1470

1470

1480

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.0

2.0

2.0

1.9

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

此外，国际电工委员会还设计的相应的安装代号，如表2-2所示。

表2—2Y系列电动机安装代号

安装型式基本安装型由B3派生安装型

B3 V5 V6 B6 B7 B8

示意图

中心高

(mm)

80～280 80～160

安装型式基本安装型由B5派生安装型基本安装型由B35派生安装型B5 V1 V3 B35 V15 V36

示意图

中心高

(mm)

80～225 80～280 80～160 80～280 80～160

综上所述，本文设计的Y160-M4型三相异步电动机基本数据如下：

额定功率P

N

=4kW（似乎没有对上，下文应当以11KW的额定功率重新计算）（若待设计电机的额定功率为4KW，Y112M-4型中心高112mm，推荐气隙为0.3mm

而非下文的0.5mm），额定相电压U

N =380V，相数m=3，额定频率f

N

=50Hz，极对

数p=2，额定转速n=1460r/min，B级绝缘，连续运行，封闭自冷式。输出功电流（相）: KW

I=3.51A。下文将根据标准确定定转子铁芯主要尺寸。

由《Y系列(IP44)三相异步电动机技术条件(H80-280毫米)》（JB3074-82），待设计电机型号是Y160M-4。Y系列的这种三相异步电动机中心高H是160mm[1]。

查表知道定子外径D

1=260mm,内径D

il

=170mm。转子内径D

i2

=60mm，气隙长度

g=0.5mm。定、转子槽配合Q1/Q2为36/28，绕组形式是单层绕组【1】

第三章 电机设计计算程序

3.1额定数据和主要尺寸

1. 额定功率：KW P N 0.4=

2. 额定电压：V U U N N 380==Φ （?接）

3. 功电流：A A mU P I N N kW

51.3380

3100.43=??==Φ 4. 效率：效率标准值84.0=η

5. 功率因素：功率因素标准值82.0cos =?

6. 极对数：2=p

7. 定转子槽数

定子槽数Q 1=36 转子槽数Q 2=26 8. 定转子每极槽数 1823611===

p Q Q p 132

2622===

p Q Q p 9．确定电机电机主要尺寸 定、转子冲片尺寸

定子外径D 1 =260mm=26cm 定子内径1i D =170mm=17cm

转子外径=-=-=5.0*217*212g D D i 16cm 转子内径D i2=6cm

z s

1

R1

bs1

bs2

h s 12

b01

hs0

图3—1 三相异步电动机的定子槽型[1]

中小型异步电机定子槽型通常采用半闭口梨形槽。较小的槽开口可以减少铁芯表面损耗和齿部脉振损耗，并使气隙系数较小，以减小励磁电流；同时使得槽面积利用率高，冲模寿命较长；槽绝缘的弯曲程度较小，不易磨损，如图3-1所示。

定子槽尺寸有 01b =0.32cm cm h s 08.00= 301=s Z

cm b s 51.01=

cm b s 73.02= cm h s 29.112=

br2

br1

z s 2

hr12

b02

hr0

图3—2 三相异步电动机的转子圆底槽型[1] 转子槽尺寸有

cm b 1.002= cm h r 05.00= 302=s Z cm b r 57.01= cm b r 22.02=

cm h r 75.112=

R

H ’s

bs1

h

图3—3 槽绝缘结构示意图[1]

10．气隙的确定

气隙长度g =0.5mm=0.05cm 11．极距 cm p

D i p 70.26217

1

=?=

=

ππτ

12．定子齿距 cm Q D t i 48.136

17

1

1

1=?=

=

ππ

转子齿距 cm Q D t 93.126

16

2

2

2=?=

=ππ

13．绕组节距

定子绕组采用单层绕组，交叉式，节距1-9，2-10，18-11 故绕组节距67.73/)788(=++=y

通常，绕组节距y 的取值根据绕组的类型（单层或者双层）确定。 对于本题的单层绕组，在计算时绕组短距系数1p K 时去整数，即1p K =1.0 14．转子斜槽度

为了削弱齿谐波磁场的影响，转子采用斜槽，一般斜一个定子齿距1t ， 转子斜槽度SK b 一般以与定子齿距t 1的比值来表示，转子斜槽尺寸SK B 如下： cm t b B SK SK

07.248.14.11=?=?=

15.定子绕组每槽导体数

并联支路11=a .对于单层绕组，此题每槽导体数521=Z

16. 每相串联导体数 6241

352

3611111=??==?Φa m Z Q Z 17.绕组线规设计

根据经验，一般按照类比法选取线规。当不合适时，应进行多次选取，直至所选取的线规满足效率，启动性能和满槽率的要求等。计算本例所选取的线规为0.11Φ-。 18.槽满率的计算 先计算槽面积

2

22

121885.02365.0)2.029.1(251.0365.022)(22cm R h h b R S s s s =?+-?+?=+

-?+=ππ

式中，槽楔高度按表选取的，h=0.2cm 。 对于单层绕组，槽绝缘所占面积

2

120931.0)365.029.12(025.0)

2(cm R h C S s i i =?+??=+=ππ 式中，槽绝缘厚度按表选取，cm C i 025.0=

槽满率 %59.79100

7919.008.15212

211=???=?=

?e f S d Z N S 19.铁心长

铁心有效长cm g L L eff 1.1205.02122=?+=+= 净铁心长cm L K L Fe Fe 4.111295.0=?==? 20.绕组系数

对于单层绕组，其绕组的短距系数1p K 恒等于1，即 11=p K

96.02)20sin(3)

2203sin()2sin()2sin(11=?=??= ααq q K d 其中

2036

360221=?==Q p πα

所以绕组系数 96.00.196.0111=?=?=p d dp K K K 每相有效串联导体数

3689598.0384111=?=?=ΦΦN K N dp 21.每相有效串联导体数

59996.06241111=?=?=ΦΦdp dp K Z K Z

3.2磁路的计算

22. 满载电势

设设负载电势系数初值9061.01'

'1=-=L e k ε

Wb

Wb k Z f U k dp e 58

1

18

1110175.59598.06245022.2103809061.022.210?=?????=????=

ΦΦ

通常从这里开始进行负载电势系数的循环计算，一般需要进行多次的循环。 23. 每极下齿部截面积

定子齿截面积1T S ：

22114.962

364.11471.0cm p Q L b S Fe T T =??=?

?= 转子齿截面积

22220.902

264.11607.0cm p Q L b S Fe T T =??=?

?= 24.定子、转子轭部磁路计算高度 定子轭部计算高度

cm

cm R

h D D h s i C 89.23365.0735.1217263211'1=+--=+--=

转子轭部计算高度

cm

r h D D h r i C 13.3311.091.126163

22

22'2=+

--=+--=

25. 轭部导磁截面积

定子轭部导磁截面积21'195.324.1189.2cm L h S Fe C C =?=?= 转子轭部导磁截面积22'268.354.1113.3cm L h S Fe C C =?==? 26. 一极下空气隙截面积

2207.3231.1270.26cm m L S eff p g =?=?=τ 27. 波幅系数

从这里开始进行饱和系数的循环计算，一般需进行多次的循环。先假定饱和系数30.1'=T F ，则波幅系数查表为【2】 451.1=s F 28. 气隙磁密计算

2324.02.232407.32310175.5451.15

==??=?=Gs Gs S F B g s g φ

29. 定子齿部磁密：

T

Gs Gs S F B T s T 7789.03.77894.9610175.5451.15

11==??=?=φ 30.转子齿部磁密

T Gs Gs S F B T s T 8343.03.83430

.9010175.5451.15

22==??=?=φ

31. 定子轭磁密T Gs Gs S B C C 7853.08.785295.3210175.55.0215

11==??=Φ?= 32. 转子轭磁密T Gs Gs S B C C 7253.09.725168

.3510175.55.0215

22==??=Φ?= 33. 各部分磁路所需单位安匝数：

根据上述计算出的B T1、B T2、B C1、B C2，按所采用硅钢片DR510牌号的磁化曲线分别查取各部分磁路每厘米单位长度所需的安匝数 at T1和at T2即为【3】 64.271=T at 92.262=T at 0.121=C at 17.102=C at 34. 有效气隙长度

定子为半闭口槽，其卡式系数为

618

.132.0)32.075.005.04.4(48.1)

32.075.005.04.4(48.1)75.04.4()

75.04.4(2

2

01

0110111=-?+???+??=

-++=b b g t b g t K C

转子为半开口槽，其卡式系数为

0179

.11

.0)1.075.005.04.4(93.1)1.075.005.04.4(93.1)75.04.4()

75.04.4(2

2

02

0220222=-?+???+??=

-++=b b g t b g t K C

有效空气气隙长度

0823.00179.1618.105.021=??=??=C C e K K g g

35.齿部磁路计算长度 定子齿部磁路计算长度1'T h

cm

cm R h h h s s T 41.1365.031

235.1055.031211'=?++=++= 转子齿部磁路计算长度2

'T h