1、.題 目 (算例 )： Y132M-4額定數據與性能指標1、電機型號 Y132M -42、額定功率PN=7.5 千瓦3、額定頻率 f N =50 赫4、額定電壓及接法UN =380 伏5、極數2P=46、絕緣等級B7、力能指標：效率0.8530.878、功率因數 coso.840.859、最大轉矩倍數 TM2.210、起動性能：起動電流倍數I st7 ,起動轉矩倍數Tst2.2算例（一）額定數據和主要尺寸：1. 額定功率： Pn 7.5KW2.額定電壓： U NU N380V （接）3.功電流： I kWPN7.5103A6.58AmU N33804. 效率： ' 0.875. 功率因

2、素： cos ' 0.856. 極對數： p 27. 定轉子槽數每相每極槽數取整數q13則 Z12mpq1232336Z232 并采用斜肩平底槽8. 定轉子每極槽數;.Z p1Z13692 p4Z p2Z 23282 p49確定電機電機主要尺寸主要尺寸來確定D i l 和 l ef'K E0.0108ln PN0.013p0.9310.927計算功率P'K E''PN'cos7.51030.9270.870.859.4KW初選 a p'0.68 ， K Nm'1.095 ， K dp'0.96 可取 A'25600

3、 A，取 B'0.67T ，1m假定n'1440rmin 。V6.11?p''''? ''n'ap K Nm K dpA B10.686.10.96?10.67? 9.4 1031.0952560014400.00324m3取1.5則 D il' 32p V340.00324 m0.141m1.5;.按定子內外徑比求出定子沖片外徑D1'D i10.1410.2203mD i 1 / D0.64取 D1 0.22mD i1D1( D i1D )0.22/ 0.640.141m鐵心的有效長度： lefV0.00

4、3240.163mD i210.1412取鐵心長 li0.160m10氣隙的確定0.3(0.47Di1l i )10 30.3(0.470.1410.160)10 3 m0.410 3 m于是鐵心有效長度 lefl i2(0.160 2 0.0004) m 0.161m轉子外徑 D 2Di12(0.141 2 0.0004)m 0.140 m轉子內徑先按轉軸直徑： D i 20.048m11極距D i10.1412p40.111m12定子齒距t1D i10.141Z1360.0123m轉子齒距t2D 20.140Z2320.0161m13定子繞組采用單層繞組，交叉式，節距1-9 ，2-10 ，

5、11-1214為了削弱齒諧波磁場的影響，轉子采用斜槽，一般斜一個定子齒距.t1 ，于是轉;.子斜槽寬 bsk0.0130m15. 設計定子繞組并聯支路 a11. 每槽導體數 N s13216. 每相串聯匝數N s1 Z13236384N 1m1a131每相串聯匝數N1 384192N 12217. 繞組線規設計初選定子電密J1'4.0 A mm2 ，計算導線并繞根數和每根導線截面積的乘積。N i 1 Ac'1I 1'8.902.22mm2a1 J1'14.0其中定子電流初步估計值'I KW6.58I 1'cos '0.878.90A0.8

6、5選用截面積相近的銅線：高強度漆包線，并繞根數N i12 ，線徑 d1 1.18mm ，絕緣后直徑 d1.25mm，截面積 A'1.0936 mm2， NA'2.1872mm2c1i1c118. 設計定子槽形 Di 12(h01hs11 )b1bi1minZ1 0.140 2(0.8 0.924) 10 3 6.7 10 3365.910 3 m;.D i12(h 01h22 ) bi1minZ12r1 0.141 2(0.8 14.5) 10 3 2 4.4 103366.1710 3 m取 bi16.0410 3 m19. 槽在面積2r1bs1'h)r12As2(h

7、s2224.46.7(14.50.5)4.42DMDM復合絕緣，2按槽絕緣采用2138.910 6 m2i 0.3mm ，槽楔為 h 0.5mm，復合板，槽絕緣占面積。Aii ( 2h12 ri )0.0003 (2 0.01450.0044)12.810 6 m2槽滿率N i1 N s1d 22 32 1.252Sf79.4%Aef126.120. 繞組系數 K p1 1sin qasin 3 20220.9598K d13sin 20q sin a22其中 a p 22 36020Z136;.K dp1K d 1K p110.95980.9598每相有效串聯導體數N 1K dp13840.

8、959836821. 設計轉子槽形與轉子繞組預計轉子導條電流：'' 3N 1kdp13368AI 2k1 I1Z 20.90 8.90A 245.6436其中 k10.90 由資料查出。初步取轉子導條電密 Jb'3.5 A mm2 ，于是導條的截面積： AB'I 2'245.64 mm270.18mm2J B'3.5 D22(hs21hs02 )bi 2 maxZ2bs21 0.142 (1.30 0.5) 10 3 103m5.5327.8910 3 m D22( hs 21hs02hs22 )bs 22bi 2 minZ 20.142 (23

9、0.5)10 33 10 3 m326.1310 3 m;.1bi 2 bi 2 1bi 2 max3(bi 2max bi 2min )36.1310 31 (7.8910 36.13 10 3 )m36.7210 3 m導條截面積（轉子槽面積）AB( b02bs12 )hs12( bs12bs 22 )hs2222(1 55)1.30(355 )( 231.30) m22296.4510 6 m2估計端環電流I R'I2' Z2245.6432 A625.5A2p4端環所需面積'I R'625.522ARJ R'mm297.9mm2.1其中 端環電密

10、 J R'0.6JB'2.1 A mm2 得端環所需面積為 AR 250 10 6 m2（二）磁路計算22. 滿載電勢初設 kE'(1L')0.940E(1'UVV1L )N0.940 380357.223. 每極磁通初設 ks' 1.25由圖 3-5 查得 k Nm1.090;.E14kNm kdp1 fN1357.2Wb41.0900.959850 1920.00889Wb為計算磁路各部分磁密，需先計算磁路中各部分的磁導截面24. 每極下齒部截面積Ai1kFe li bi1Z p10.950.1606.0410 398.2610 3 m2Ai

11、 2kFe li bi 2Z p20.950.1606.7210 388.1710 3 m225. 定子軛部高度h'j1D1Di 2hs2rs1230.220.141(0.814.54.4)10 34.410 3 m2319.310 3 m轉子軛部高度hj'2D2 Di 2hs20.1400.048(230.5) 10 322.5 10 3 m22軛部導磁截面積Aj1kFeli hj'10.950.16019.310 3 m22.93410 3 m2Aj 2kFeli hj'20.950.16022.510 3 m23.42103 m226. 一極下空氣隙截面積

12、A lef 0.111 0.163m2 0.01809m227. 波幅系數B111.47Fsa p'0.68B av;.28. 氣隙磁密計算Fs1.47 0.00889 TTB0.722A 0.0180929. 定子齒部磁密：Fs1.470.00889 TTBi18.2610 31.561Ai130. 轉子齒部磁密Fs1.470.00889 TTBi 28.1710 31.578Ai 231. 從 D23磁化曲線找出對應上述磁密的磁場強度：H i 132.6 A cmH i 237.8 A cm32. 有效氣隙長度efk1.0250.4 10 3 m0.41 10 3 m其中氣隙系數為

13、k 1t1 (4.40.75b01)t1 (4.40.75b01 ) b0120.0123(4.40.410 30.753.510 3)0.0123(4.40.4 10 30.753.510 3)(3.5 10 3)21.023k2t2 (4.40.75b02 )t 2 ( 4.40.75b02 ) b0220.0161 ( 4.4 0.410 30.75 110 3)0.0161(4.40.4 10 30.75110 3)(1 10 3)21.0025k k 1 k 1 1.023 1.0025 1.02533. 齒部磁路計算長度;.L(hh1 r1m15.97 103 mi 11121 )

14、32114.54.43Li 2(h12h22 )1 r2123 10 3 m334. 軛部磁路計算長度( D1'3L'h j1 )1(0.2219.310) m 378.8710 3 m 3j 12 p28'( D1h'j1 ) 1(0.2219.3103 )378.87103m3Lj 12 p28m35. 氣隙磁壓降Fk B1.025 0.7220.4 103235.57A0.410 6A036. 齒部磁壓降Fi 1H i 1Li132.610215.97 10 3 A 52.06AFi 2H i 2 Li 22310 237.8103A86.94A37. 飽

15、和系數ksF Fi 1Fi 2235.5752.0686.941.258F235.57誤差 =1.2581.250.63%1% ，合格1.25838. 定子軛部磁密10.00889T1.450TB j1Aj12 2.934 10 3239. 轉子軛部磁密10.00889T1.242TB j 2Aj 22 3.42 10 3240. 從 D23磁化曲線找出對應上述磁密的磁場強度：;.H j115.5 A cmH j 273.8 A cm41. 軛部磁壓降：其中軛部磁位降校正系數由資料的附圖查出hj'119.3 1031.450T 于是 C j1 0.4100.1110.174 , Bj

16、1F j1C j1 H j1L' j10.41015.510278.81 10350.08Ahj'122.5 1031.242T 于是 C j 20.4100.1110.203 ， B j 2F j 2C j 2 H j 2 L' j 2 0.4107.3810227.69 1038.991A42. 每極磁勢FFFi1 Fi 2 F j1 F j 2(22.74133.8654.5150.088.99) A374.85A43. 滿載磁化電流：I m2 pF4374.85A 3.014 A0.9m1 N1kdp10.9 3192 0.959844. 磁化電流標么值I m*

17、I m3.0140.458I kW6.5845. 勵磁電抗X ms4 fm1 ( N1kdp1 )2l ef0ks pef4 50 0.4 10 6 3 (192 0.9598)2 0.167 0.1111.258 2 0.41 10 3146.46;.X ms*X msI kW146.46 6.582.536U N380（三）參數計算46. 線圈平均半匝長單層線圈lcl BK c y =0.195+1.2 ×0.09929=0.314ml Blt2d1 =0.165+2×0.015=0.195my = Di12( h0h11)h21r21 / 2 p= 0.141+2(0

18、.8+0.924)+(14.5-0.924) × 10-3 +4.4 × 10-3 /2 ×2=99.29×10-3 m節距比2/3 1, 取=0.8其中 d1 是線圈直線部分伸出鐵心的長度，取1030mm。kc 是經驗系數取 1.247單層線圈端部平均長l E2d1 K c y2×0.015+1.2 ×0.0993=0.150m48漏抗系數Cx =4 f 0 ( N21K dp1 ) 2 l ef PN / m1 pU N= 4××50×0.4 × 10-7 （0.9598 ×192

19、） 2×0.163 ×7.5 ×10-3 /3 ×2×3802=0.0378749定子槽比漏磁導s1K u1 u1K L1L1=1×0.410+1 ×0.830;.=1.24h012h11u1b01(b01b11 )= 0.8 2 0.9243.5 3.5 6.7=0.410L 1 = 0.830因 h21(14.50.924) =1.5432r2124.4b116.7=0.762r2124.4其中 Ku1=KL1=150定子槽漏抗* 2m1 plt1 s1CXX s12 lefZ1K dp1= 2 3 2 0.160 1.

20、24 C X36 0.95982 0.163=0.440 Cx51定子諧波漏抗X*m1SCX122K sef K dp13 0.111 0.009CX= 2 0.41 10 3 0.95982 1.368 =0.5877Cx其中S=0.00952定子端部漏抗單層交叉式繞組的端部漏抗與分組的單層同心式繞組相近;.則：*0.47(l E 0.64 y )C XX E12l efK dp1= 0.47(0.150 0.64 0.0993)CX0.163 0.95982=0.270 Cx53定子漏抗*X 1X s1X 1X E1=（ 0.440+0.5877+0.27 ）Cx=1.2977Cx=0.0

21、49154轉子槽比漏磁導s2u 2L 20.5 1.73 2.23u2h020.50.5b021L 22h12(b02b12 )L=21.30=1.735.5)(11.330h/b 2=7.6 ， b 1/b 2=1.83查表得 L=1.33055轉子槽漏抗X s 2*2m1 pl t 2 s1C XZ 2 lef= 230.1602.23CX320.163=0.821 Cx;.56轉子諧波漏抗X 2*m12RCXef K s= 3 0.111 0.0150C X2 0.41 10 3=0.9023 Cx查表得R=0.01557轉子端部漏抗*l條lt 2DR)C X*X E 20.757(2

22、pl efXE21.13= 0.757 0.132C X0.163 4=0.150 Cx58轉子斜槽漏抗X sk*)2*0.5(bskX 2t2=0.5(0.0130.0161) 2 0.9023C X=0.29 Cx59轉子漏抗*X 2X s2X 2X E2X sk=(0.821+0.9023+0.15+0.29)Cx=2.1633 Cx=0.081960總漏抗X*X1*X2*=0.13161定子直流電阻;.R 12N 1l c=N t 1 Ac11= 0.021710 621920.31421.093610 61=1.19662定子相電阻標幺值R1* =R1I kwU N= 1.196 6

23、.58380=0.020763有效材料定子導線重量GWCl C N s1Z1N t1 Ac1=1.05 × 0.314 ×32×36×1.0936 × 10-6 ×8.9 ×103=7.393 kg式中 C 為考慮導線絕緣和引線重量的系數，漆包圓銅線取1.05為導線密度硅鋼片重量GFe = K fe lt ( Dl ) 2Fe=0.95 ×0.163 ×（ 0.22+0.005 ）2× 7.8 ×10-3=61.897kg式中為沖剪余量，取5×10-3 m64轉子電阻導條電阻

24、折算值;.RB=K B LB 4m1 (N1 K dp1 )2AB Z2= 0.043410 61.040.19543(1920.9598) 296.4510632=1.162式中 KB 是疊片不整齊造成導條電阻增加的系數端環電阻折算值DR Z2m1 (N1 Kdp1 )2RR=p2ARZ22= 0.043410 6320.13243(1920.9598) 223.14425010 632=0.03716導條電阻標幺值RB* = RB I kw=1.16 6.58 =0.02012U N380端環電阻標幺值*=RRI KW=0.3716 6.58=0.00643RRU N380轉子電阻標么值*

25、R2 = RB + RR =0.02655（四）工作性能計算65. 滿載時定子電流有功分量標么值I*= 111.12361p0.8966. 滿載時轉子電流無功分量標么值*= 1 X* I*21+(1X *I*)2I x1p1p;.=1.0216 ×0.1 3944×(1.1 236) 2×1+(1.02 16×0.1 394×1.1 236) 2=0.1811 =1+X 1* = 1 0.04912.536=1.0216X ms67滿載時定子電流無功分量標么值I*I*+I*=0.469+0.143=0.651Q=mx68 滿載電勢標么值KE=1

26、LI*R*I*(+X1 )=11p11Q=1(1.1236 ×0.0 207+0.65×0.0 491)=0.942與 22 項初設值 KE 相符69. 空載時電勢標么值*10 =1I mX 1 =10.309 ×0.0 419 =0.97670. 空載時定子齒磁密10) Bt1 =(0.976) 1.58=1.637Tt10B = (0.9421L71. 空載時轉子齒磁密Bt20 = (10) Bt 2( 0.976 ) 1.60 =1.658T1L0.94272 空載時定子軛磁密j1010) Bj 1(0.976 ) 1.45=1.502TB= (0.9421

27、L73. 空載時轉子軛磁密;.Bj20 = (10) Bj 2( 0.976 ) 1.242 =1.287T1L0.94274. 空載時氣隙磁密B 0=( 10)B(0.976) 0.722 =0.748T1L0.94275. 空載時定子齒部磁壓降Ft10 = Ht10 Lt1 =46.8 × 102×15.97 ×10-3 =74.74A76. 空載時轉子齒部磁壓降Ft20 =Ht20 Lt2 =53.4 ×102×23×10-3 =122.82A77. 空載時定子軛部磁壓降Fj10 =Cj1 Hj10 Lj1 =0.40 

28、5;20.1 × 102× 78.81 ×10-3 =63.36A78. 空載時轉子軛部磁壓降Fj20 =Cj2 Hj20 Lj2 =0.43 ×8.90 × 102× 27.69 ×10-3 =10.597A79. 空氣隙磁壓降F 0K B 01.025 0.7480.4 10 3=244.05A00.410 680. 空載總磁壓降F00Ft10 Ft 20 Fj 10 F j 20 F 0=74.74+122.82+63.36+10.597+244.05=504.97A81. 空載磁化電流I m02pF000.9m1N1

29、 K dp1=22504.970.93 1920.9598=4.06A;.（四）工作性能計算82. 定子電流標么值*( I* 2I* 222I 1 =1 p1Q ) = (1.12360.65 ) =1.249定子電流實際值*I 1I 1 I kw1.249 ×6.58=8.51A83. 定子電流密度J1I18.512=a1N t 1 Ac113.89 A mm1.093684. 線負荷A =m1 N 1 I 13320 8.51Am221321Di 13.14 0.14185. 轉子電流標么值*= ( I * 21 pI*2X )I 2= (1.12362 0.18432 )=1.

30、139轉子電流實際值I 2 = I 2* I kw m1 N 1 K dp1Z 2=1.1396.58=258.96A端環電流實際值33840.959832I RI2Z2258.9632659.4A=2 p2 3.14286. 轉子電流密度;.導條電密J BI 2258.962.685 A mm2AB96.45端環電密J RI R659.42.64 A mm2AR25087. 定子電氣損耗Pcu1*I 1*2 R1*=1.294 2×0.0207=0.0347Pcu1Pcu1* PN0.0347 × 7.5 ×103=260.25W88. 轉子電氣損耗PAl 2

31、*I 2* 2 R2* =1.139 2×0.0 2655=0.0344P Al2 = P Al2 * P N=0.0344× 7.5 ×103=258W89. 附加損耗銅條轉子*Ps =0.02P s= P s* P N=0.02 ×7.5 ×103=150W90. 機械損耗二級封閉自扇冷式Pf w= (3/p)2(D1 ) 4×104 = (3/2) 2×(0.2 2) 4×104=52.7 W機械損耗標么值Pfw*=Pf w / P N×3=52.7/7.510 =0.0070391. 定子鐵耗(1

32、) 定子軛重量tt1 t1-3-33GpA LFe =4×2×2.934 × 10×78.81 ×10 ×7.8 ×10 =14.43=4(2) 定子齒重量;.GjpAj1 Lj1× ××-3 ×15.97×-3×7.8×103=4.116=28.261010Fe =4 2(3) 損耗系數P het =6.8P hej =5.1(4) 定子齒損耗PFet = K1 P het Gt =2× 5.10 ×14.43=147.2 W(5)

33、定子軛損耗PFej = K2Phej Gj =2.5 ×6.80 ×4.116=69.97 W(6) 定子鐵耗PFe= P Fet + PFej =147.2+69.97=217.17 W對于半閉口槽按經驗取K1=2 K2 =2.5鐵耗標么值*PFe/ P N×3PFe=217.17/7.510 =0.02992. 總損耗標么值*=*+*+*+*+*pP cu1PAl2PsPfwPFe=0.0347+0.0344+0.02+0.00703+0.029=0.125193. 輸出功率*=1+*=1+0.1251=1.1251PN1p94. 效率*/*=10.1251/

34、1.1251=0.869%=1 pPN1(87%86.9%)/87%=0.115%<0.5%95. 功率因數*/ I 1*=1.1249/1.294=0.87cos =I 1p96. 轉差率;.SNPAl *=*Ps*PFer *Pfw*1 PAl 2=0.03441 0.0344 0.02 0.0154 0.007 =0.0319PFer* = PFetrPFeirPN= (1 0.5) 147.2 (1 3 0.4) 69.97 7.5 10=0.015497. 轉速nN=(60f/p)(1 SN)=60×50/2 ×(1 0.0319) =1452r/min98

35、. 最大轉矩倍數*=1 SNTm* 2X *2)2(R1( R1=10.03192 (0.0207 ( 0.02072 0.1312 ) ) =2.74( 五 ) 起動性能計算99. 起動電流假設值I st *××=(2.53.5)Tm I kw3.1576.58=59.1A=3100. 起動時定轉子槽磁勢平均值Fst=I st Ns1/a 1Ku1+Kd12Kp1(Z 1/Z 2 )(10)()0.707=59.1×32×0.707 ×1+0.95982×1×(36/32) × 0.976;.=2836.5A10

36、1 空氣隙中漏磁場的虛擬磁密BL=0 Fst /2C=0.4 × 10-6 ×2836.5 /2 ×0. 4×10-3 ×0.9 367 =4.757TC=0.64+2.5t1 t 2=0.64+2.50.412.316.1=0.9367由 BL 查得漏抗飽和系數Kz=0.44102 齒頂漏磁飽和引起的定子齒頂寬度的減少CS1=( t 1b01)( 1 Kz )=(12.3-3.5) ×(1 0.44)=4.93 ×10-3 m103. 齒頂漏磁飽和引起的轉子齒頂寬度的減少CS2=( t 2b02)(1 Kz )=(16.1

37、 1) ×(1 0.44)=8.456 ×10-3 m104. 起動時定子槽比漏磁導u1(u1L1S1( St) =Ku1 )+ KL1= (0.410-0.185)+ 0.83 =1.055u 1 ( h01 0.58h11 )(C S1)b01C S1 1.5b01;.= ( 0.8 0.58)(4.93 ) 0.924 4.93 1.5 3.5=0.185105. 起動時定子槽漏抗*= (S1( St)*Xs1(st)S1 ) Xs1=(1.055/1.24) ×0. 440CX=0.3743CX106. 起動時定子諧波漏抗*=*X 1(st)KZ X 1=0.44 ×0. 5877 CX=0.2586