《机电驱动技术》最终作业

《机电驱动技术》课程设计报告题目：三相异步电动机专业：机械设计制造及其自动化班级：机械七班学号：1240840707姓名：沈案指导老师：王旭2014年12月制1.项目介绍固定部分有定子绕组、定子铁心、机壳、端盖、风罩。转动部分有转子铁心、转子鼠笼、转轴、起动开关、轴承、风叶。其他部分有出线盒、铭牌、起动或工作电容器。转子铁心是整个电动机磁路的一部分，一般使用硅钢片DR510-50，DR280-35。转子鼠笼起转子绕组的作用转子的导条均由鼠笼的端环所短路，形成一个多相的电路。鼠笼的材料一般采用高纯铝L01～L05。转轴是作为支撑转子铁心和传递力矩最不可缺少的结构部分。轴承主要是连接转动部分与不动部分。风叶主要是冷却电动机。对于小型异步电动机来说，用途是十分广泛的，常作为各类机械中的主要动力元件。Y系列小型异步电动机根据需要，既可以用于正常的工作环境，又可在潮湿、多尘、湿热、多霉和日晒雨淋、严寒酷暑，冲击波动，有爆炸危险和腐蚀性环境中使用，既可恒速传动，又可变速传动。这类电机既可连续工作，有可断续工作。因此广泛用于各种机床，风机，水泵，压缩机和传输机，农业食品加工等各类机械设备。电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力F，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。2.设计部分转子槽数选择及定转子槽配合问题笼型转子感应电机在选取转子槽数时，必须与定子槽数有恰当的配合。如果配合不当，会使电机性能恶化。下面就槽配合对附加损耗、附加转矩、振动与噪声等的影响作扼要的介绍。（1）槽配合对附加损耗的影响感应电机的附加损耗主要由气隙谐波磁通引起。这些谐波磁通在定转子铁心中产生高频损耗（表面损耗和齿部脉振损耗），在笼型转子中产生高频电流损耗。其中以定、转子齿谐波的作用最为显著。当定、转子槽数相等时，定子齿谐波磁通不会在转子中产生高频电流损耗。当定、转子槽数很接近时，转子齿中由定子齿谐波磁通引起的脉振较小，脉振损耗也就较小。同理，定子齿中由转子齿谐波磁通引起的脉振损耗也较小。（2）槽配合对异步附加转矩的影响异步附加转矩是某一极对数的定子谐波磁场与由它感应于转子中的电流所建立的同一极对数的谐波磁场相互作用而产生的。这两个磁场之间有直接的依赖关系。定子次谐波磁势产生的异步附加转矩最大值与基波磁势产生的起动转矩之比：2max2'221112vmvskvstskTXKKTvRKK。（3）槽配合对同步附加转矩的影响如果定子某一个谐波磁场感应于转子中的电流所建立的某一谐波磁场的极对数，等于另一个定子谐波磁场的极对数，则在某一转速下，这两个极对数相等的定转子磁场可以在空间上同步旋转而相对静止，因此它们相互作用而产生一个象同步电机一样的转矩，称为同步附加转矩。同步附加转矩迭加在电动机的异步转矩上，使电机的转矩特性曲线发生畸变，影响电机的起动性能。其中，由定子齿谐波磁场和转子齿谐波磁场所构成的附加同步转矩最严重。（4）槽配合对振动和噪声的影响当槽配合符合下列条件时，定、转子齿谐波磁场将引起电机振动和噪声：1121ZZ1,2,3......=Z2iiZpi同样，定、转子相带谐波磁场与转子一阶齿谐波引起振动和噪声的条件为：1111211Z2pm0,1,2,3......=2pmkkiZki（5）感应电机定、转子槽配合的选择定、转子槽配合对感应电机附加损耗、附加转矩、振动和噪声等影响很大。通常在选择槽配合时主要考虑下列原则：1）为了减小附加损耗，应采取少槽近槽配合2）为了避免在起动过程中产生较强的异步附加转矩，应使211.25zzp。3）为了避免在起动过程中，产生较强的同步附加转矩、振动和噪声，应避免采用下表1第4项所列的槽配合。表1产生原因不良后果定转子一阶齿谐波转子一阶齿谐波与定子相带谐波定转子二阶齿谐波1、堵转时产生同步附加转矩21zz212zpmk━2、电动机运行时产生同步附加转矩212zzp2122zpmkp21zzp3、电磁制动运转时产生同步转矩212zzp2122zpmkp21zzp4、可能产生电磁振动和噪声21zzi212zzpi212zpmki2122zpmkpi21zzpi2.3.2转子槽形的选择和槽形尺寸的确定（1）转子槽形感应电动机笼型转子槽型种类很多。如下图6图6感应电动机笼型转子常用槽型a）、b）平行齿c）、d）平行槽e）凸形槽f）刀型槽g）、h)闭口槽i）双笼转子槽j）梯形槽（2）转子槽形尺寸的确定转子槽形尺寸对电动机的一系列性能参数如：起动电流、起动转矩、最大转矩、起动过程中的转矩（即T-s曲线的形状）、转差率、转子铜耗、功率因数、效率和温升等有相当打的影响。其中起动转矩、起动电流、最大转矩和转差率与转子槽型尺寸的关系最为密切。此外还要重点考虑起动性能的要求；估算转子导条电流；初步给定导条电流密度；计算导条截面积；由导条截面积、槽形以及转子齿、轭部磁密，确定转子槽具体尺寸，槽口部分主要由工艺确定。（3）端环的设计转子端环的设计与转子槽的设计相类似，在保证是够起动转力的前提下应尽使端环原型小一点，以节约铝材料和提高电动机的品质因数。1）类似槽形尺寸确定2）为利于散热，电流密度低于导条电密图7端环设计尺寸图3.设计心得在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决。由于自己的能力有限，以及这次的时间之紧迫让我懂得了仅仅学习知识，掌握知识是远远不够的，还要懂得如何把所学到的东西进行运用而且要运用好。由此可知，在大学里，还是想干什么干什么，只要你自己肯学，你也能学到很多东西的，不过还是一句话，术业有专攻，既然选择了这条路，不管前面是刀山火海还是布满荆棘，我都会义无反顾的走下去，因为我要对得起自己，对得起良心！在一个就是，咱既然学了东西咱就彻底把他学好，正所谓学以致用，有些东西光靠一些写在纸上的东西是根本不行的，用一句改革开放的老话：实践是检验真理的唯一标准。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。4.设计作品工程图（附图）