三相笼型感应电动机电磁设计

三相笼型感应电动机设计及仿真

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一 课程设计内容：

1．在查阅有关资料的基础上，确定电机主要尺寸、槽配合，定、转子槽形及槽形尺寸。

2．确定定、转子绕组方案。 3．完成电机电磁设计计算方案。 4．画出定、转子冲片图。

5．完成说明书（16开，计算机打印或课程设计纸手写，计算机打印需提供纸质计算原稿）

6.对已经完成的电磁设计方案建立有限元模型，利用ANSOFT软件进行运行性能的仿真计算，给出性能分析图表等。

二 设计基本要求：

1．求每位同学独立完成一种型号规格电机的全部电磁方案计算过程，并根据所算结果绘出定、转子冲片图。

2．要求计算准确，绘出图形正确、整洁。

3．要求学生在设计过程中能正确查阅有关资料、图表及公式。 题目2：Y132M2-6 额定数据与性能指标

1、电机型号Y132M2-6 2、额定功率 PN=5.5kW

3、额定频率fN =50Hz 4、额定电压及接法UN=380 伏 1-Δ 5、极数 2p=6 6、绝缘等级 B

7、力能指标：效率??0.853 8、功率因数COS??0.78

*9、最大转矩倍数TM?2.0

**起动性能：起动电流倍数Ist?6.5,起动转矩倍数Tst?2.0

D1?0.21m主要尺寸Di1?0.148mlZ1Z2?3633?0.18m??0.35mmDi2?d?0.048m

转子外径D2?D?2??0.1473m 定子槽形采用斜肩圆底梨形槽：

b01?3.5mm,h01?0.8mm;bs1?6.8mm,?1?30?,rs1?4.4mm,hs11?hs12?11.5mm转子采用斜肩平底槽：

b02?1mm,h02?1mm;bs21?6.5mm,bs22?2.6mm,?2?30?,hs21?hs22?20mm三 概述

三相异步电机广泛应用于采矿、机械、冶金、油田等领域。三相异步电机在工业中起着重要的作用。与其他机器相比,它具有成本低、结构简单、易于制造等优点。但它也有一些缺点,比如小的起动转矩,表现不佳的速度控制在轻载和低功率因数。Ansoft 作为世界领先的电磁有限元分析软件， Maxwell 已广泛应于电气设备行业，RMxprt作为Ansoft最重要的一个模块，广泛应用在工程电磁场，它可以优化前期项目的设计。然后我们可以生成一个合理的2 d / 3 d有限元分析模型。可自动加载几何和自动定义的各个部分材料,给电动机的边界条件时,励磁电源等等。在本设计报告中,我们利用Ansoft Maxwell 进行建模。详细分析步骤和过程，根据给定的设计参数结合上课所学习的知识，在Ansoft Maxwell 14中进行仿真和计算，来验证电机设计的合理性。

四 设计分析

根据给定的设计数据，经过一系列的计算，为后续进行仿真设计打下了基础，三相异步电动机电机设计是个复杂的过程，需要考虑的因素、确定的尺寸和数据很多。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。根据转子结构分类，可分为笼式和绕线式，本设计选择的是笼型感应电动机设计，其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。

三相感应电动机作电动机运行时，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。电磁设计主要的内容是确定电机的电磁负荷及定子两套绕组的极对数。

仿真设计时需注意以下几点： (1) 负载的性质

明确负载需要恒功率调速或恒转矩调速，或在整个调速范围内部分转速区为恒功率、部分转速区为恒转矩。 (2) 调速范围

确定电机的常用转速区间和最大转速区间，以便选择合适的电机数据 (3) 通风冷却系统

在设计时应兼顾电机各方面性能的要求，根据不同的情况采取不同的方法，整个 电磁计算中的几个主要部分包括：主要尺寸与气隙的确定；定转子绕组与冲片设计；工作性能的计算；起动性能的计算等。

五 仿真设计

双击桌面的Maxwell 16.0，运行Maxwell 软件，进入如下界面，点击菜单栏中

的，新建电机设计

图1 新建电机设计

点击machine，设置电机参数如下

图2 设置电机参数

设置定子slot参数如下:

图3 定子槽型和参数

双击图中Stator 下的Slot，设置定子槽型参数

图4定子槽型参数

双击图中Stator 下的Winding，设置定子绕组

图5 定子绕组和参数设置

双击图中Rotor设置转子参数

图6 转子槽型和参数

双击图中Rotor下的Slot设置转子槽型数据

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