30KW出口三相异步电机设计

毕业设计学生姓名：学号：学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化题目：30KW出口三相异步电动机的设计指导教师：王素芝（讲师）评阅教师：2013年6月河北科技大学毕业设计成绩评定表姓名学号成绩专业电气工程及其自动化题目30KW出口三相异步电机的设计指导教师评语及成绩指导教师：年月日评阅教师评语及成绩评阅教师：年月日答辩小组评语及成绩答辩小组组长：年月日答辩委员会意见学院答辩委员会主任：年月日注：该表一式两份，一份归档，一份装入学生毕业设计说明书中。毕业设计中文摘要电机是我国电工产品中出口创汇的主要产品之一，30KW出口三相异步电机是一种传统的Y2系列电机，它广泛应用于工业、农业生产的各个场所，因此提高他的性能有着重要的意义。依照中小型电机的设计方法与步骤进行电机设计，其中最重要的是部分电磁设计，它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，直到达到设计要求。在计算机辅助设计方面，通过基于VB程序的电磁设计，进行电机性能的优化设计并提出四套符合要求的方案，通过比较分析得出最佳设计方案，完成电机设计全部内容。关键词出口电机电磁设计VB语言毕业设计外文摘要TitleTheDesignforExportMotorsof15KWand60HzAbstractMotorisoneofthemainexportproductsintheelectricalproductsinChina.Thethree-phaseasynchronousmotorof30KWand60HzisatraditionalY2seriesmotor,itiswidelyusedinindustrial,agriculturalproductioninvariousplaces,anditisimportanttoimprovehisfunction.Accordingtothesmallandmedium-sizedmotordesignmethodsandprocedures,themostimportantpartistheelectromagnetic,whichisbasedontechnicalrequirementsforthedesignoftheelectromagneticloadofthemotor,calculateseachpartofsizesoftherotor、thestatorpieceandironcoreandthewindingdata,thencalculateseachparameterandtheperformanceoftheelectricalmachinery,andtomaketheessentialadjustmenttothedesignsdata,untilmeetstherequ-irements.Inthepartofthecomputer-aideddesign,theelectromagneticdesignbasedontheVBprogramcanhelpthemotorperformanceoptimizationdesign,andthenweputforwardfoursetstomeettherequirementsoftheprogram.Throughacomparativeanalysisoftheoptimumdesign,wefinishedallthedesignforexportmotors.KeyWordsExportmotorsElectronmagnetismdesignVisualBasic本科毕业设计第I页共I页目录1引言·····························································11.1三相感应电机概述················································11.2国内外电机制造工业发展状况······································21.3出口电机························································22毕业设计课题任务及设计过程·······································42.1课题设计任务内容及要求··········································42.2设计过程························································42.3电磁计算程序·····················································73计算机辅助程序··················································303.1VB简介························································303.2程序说明·······················································313.3设计方法·······················································313.4程序流程图·····················································343.5计算程序及计算结果·············································373.6方案比较及优选·················································513.7程序变量对照表·················································55结论·······························································59致谢·······························································60参考文献···························································61附图1定子冲片图附图2转子冲片、端环图附图3绕组展开图副本计算机辅助设计本科毕业设计第1页共62页1引言电机在国民经济中发挥着巨大的作用，它是一种能把能量或信号进行转换的电磁装置，现已广泛应用于电力工业、机械行业、交通运输等国民经济的各个领域。从能量转换的角度来看，电机可分为两大类。第一类是发电机，它把机械能转换为电能，首先通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，然后通过发电机把机械能转换为电能，再经输配电线路供给用户使用。第二类是电动机，它把电能转换为机械能，用来驱动各种用途的生产机械和其他装置，以满足人们不同的需求。本次设计的电机为电动机，根据所应用的场合和电源的不同，电动机有直流电动机、交流同步电动机、交流感应电动机，以及满足不同需求的特种电动机]1[。三相异步电动机是电动机的一种，它是人们常用的动力工具，广泛应用于各个领域，它结构简单，制造、使用、维护方便，价格便宜，运行可靠，效率较高，具有直流电机所不具有的优势。随着电机产品国外市场的进一步拓宽，中小型电机在出口数量、品种、产品档次、创汇额上将会有重大突破]2[。未来出口电机产量增长主要外部原因在于世界经济稳定增长，促进了行业贸易产量的增长。内因是国内出口退税率改革导致企业加快出口步伐，及国内外资企业规模的不断扩大和数量的快速增加，产品竞争提高，在国内形成巨大的效益，也刺激了出口上升]3[。30KW60Hz出口三相异步电机体积小、重量轻、电气性能良好、经济指标先进。1.1三相感应电机概述三相感应电机也称做三相异步电动机，当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同]4[。三相异步电动机是应用最广泛的电动机，它的转子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，并与磁场相互作本科毕业设计第2页共62页用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料，它具有优质高效的特点，三相异步电动机可用于驱动各种通用机械如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及其他机械设备，在矿山、机械、冶金、石油、化工、电站等各种工矿企业中作原动机用。1.2国内外电机制造工业的发展状况20世纪40年代以前，由于我国工业起步较晚，电机制造工业十分落后。新中国成立后，电机工业才获得了迅速发展，产品的品种、数量不断增加，技术水平逐步提高。50年代以仿制国外产品为主，60年代起即走上自行设计的道路。50年代初只能生产一般中小型电机。不久即能制造大型发电设备和特殊用途电机。与此同时，新技术、新材料、新结构和新工艺的应用日益广泛]5[。从仿制阶段到自行设计阶段一直到研究、创新阶段，经过50年的努力，我国已经建立起自己的电机工业体系，有了统一的国家标准和统一的产品系列，建立了全国性的研究实验基地和研究、工程技术人员队伍。我国电机工业迅猛发展，取得了可喜的成绩。但是，由于我国工业基础比较薄弱，电机产品品种还不能完全满足国民经济的需要；在产品质量方面，除了少数达到世界先进水平外，多数与国外先进水平相比还存在一定的差距；在产品、单机容量、新材料供应和劳动生产率等方面，和国外先进水平的差距也较大。改变这一落后面貌，我们要付出艰苦的努力]6[。国外电机制造公司注重新产品研发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级，而且也考虑电机制造成本的降低。1.3出口电机目前，全国减速机标准化委员会讨论通过了全国减标委十二五工作规划，明确十二五规划纲要：切实贯彻执行国民经济十二五发展规划纲要和我国装备制造业发展振兴目标，努力提升全国减速机企业乃至全行业的标准化管理水平，使国产传动设备适应我国重点和重大装备制造业在现代国民经济建设中的发展需要，为我国装备制造业实施由生产大国过渡到研发与制造强国保驾护航。本科毕业设计第3页共62页电机作为实现电能转换或传递的重要电磁装置，主要作用是产生驱动，是减速机的动力源。电机的好坏直接关系到减速机的能耗和使用寿命。我国十二五十大重点节能工程也将电机系统节能工程列入其中，在今年三月份召开了全国高效电机推广会议。从目前来看，我国的电机设计技术已经达到成熟，是电机出口大国。由于美国等发达国家电机的生产企业越来越少，基本上都靠进口，这给我国电机行业带来了巨大的市场潜力，我国电机行业的出口前景十分广阔]7[。我国电机生产商因为国内市场的需求，所设计的电机从外观上来看体积都比较大。与国外大型电机相比，耗费的原材料多，生产成本自然就高上去了。现在国际上的大型电机的发展趋势是轻便化、简约化，我国大型电机在体积上和价格上都不具备竞争优势，因此我国在大型电机的的设计能力上还有待提升。只有增强我国本土电机制造企业的国际竞争力，我国电机制造业才会成为全球电机的供应商。未来我国电机行业应加大设计制造能力的统筹管理，强化自主创新研发的标准化工作。要围绕能源高效利用重点开展大型电机的的节能环保的工作，规范电机行业的发展目标和技术要求，才能够适应市场经济与国家产业发展的