三相笼型感应电动机电磁设计解析Word文档格式.docx
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5、极数2p=66、绝缘等级B
7、力能指标:
效率8、功率因数
9、最大转矩倍数
起动性能:
起动电流倍数,起动转矩倍数
主要尺寸
转子外径
定子槽形采用斜肩圆底梨形槽:
转子采用斜肩平底槽:
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2d/3d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AnsoftMaxwell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AnsoftMaxwell14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Maxwell16.0,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
图7转子槽型数据
双击图中Rotor下的Winding设置转子绕组
图8转子绕组设置
图9定、转子冲片
至此电机参数设置完毕
选择菜单栏中的RMxprt→AnalysisSteup→AddSolutionSetup
设置求解器参数
图10求解器参数设置
求解器设置完毕,开始运行仿真,点击工具栏中的运行Validate
图11点击仿真
所有参数均设置正确,可以运行仿真,点击工具栏中的,运行AnalyzeAll
等待运行结束,查看仿真结果,如图12.1-12.3所示:
选择菜单栏中RMxprt→Results→SolutionData→Performance
图12.1查看运行结果
图12.2Designsheets
图12.3Curves(运行特性曲线)
后处理,将RMxprt项目导入到Maxwell2D
图13生成Maxwell2D项目
图14生成3D项目
六仿真结果
Three-PhaseInductionMotorDesign
File:
Setup1.res
GENERALDATA
GivenOutputPower(kW):
5.5
RatedVoltage(V):
380
WindingConnection:
Wye
NumberofPoles:
6
GivenSpeed(rpm):
1462
Frequency(Hz):
50
StrayLoss(W):
71.775
FrictionalLoss(W):
131.076
WindageLoss(W):
30.751
TypeofLoad:
ConstantSpeed
OperatingTemperature(C):
75
STATORDATA
NumberofStatorSlots:
36
OuterDiameterofStator(mm):
210
InnerDiameterofStator(mm):
148
TypeofStatorSlot:
2
StatorSlot
hs0(mm):
0.8
hs1(mm):
0.952
hs2(mm):
10.548
bs0(mm):
3.5
bs1(mm):
6.8
bs2(mm):
8.8
TopToothWidth(mm):
6.42671
BottomToothWidth(mm):
6.27296
LengthofStatorCore(mm):
140
StackingFactorofStatorCore:
0.95
TypeofSteel:
steel_1008
Numberoflaminationsectors1
Pressboardthickness(mm):
0
MagneticpressboardNo
NumberofParallelBranches:
1
TypeofCoils:
11
CoilPitch:
0
NumberofConductorsperSlot:
19
NumberofWiresperConductor:
4
WireDiameter(mm):
0.86
WireWrapThickness(mm):
0.06
WedgeThickness(mm):
SlotLinerThickness(mm):
LayerInsulation(mm):
SlotArea(mm^2):
120.388
NetSlotArea(mm^2):
112.685
SlotFillFactor(%):
57.0852
LimitedSlotFillFactor(%):
WireResistivity(ohm.mm^2/m):
0.0217
TopFreeSpaceinSlot(%):
BottomFreeSpaceinSlot(%):
ConductorLengthAdjustment(mm):
EndLengthCorrectionFactor1
EndLeakageReactanceCorrectionFactor1
ROTORDATA
NumberofRotorSlots:
33
AirGap(mm):
0.35
InnerDiameterofRotor(mm):
48
TypeofRotorSlot:
3
RotorSlot
1
1.58
18.42
6.5
2.6
rs(mm):
CastRotor:
Yes
HalfSlot:
No
LengthofRotor(mm):
StackingFactorofRotorCore:
SkewWidth:
EndLengthofBar(mm):
HeightofEndRing(mm):
31
WidthofEndRing(mm):
13.5
ResistivityofRotorBar
at75Centigrade(ohm.mm^2/m):
0.15873
ResistivityofRotorRing
MagneticShaft:
MATERIALCONSUMPTION
ArmatureCopperDensity(kg/m^3):
8900
RotorBarMaterialDensity(kg/m^3):
2700
RotorRingMaterialDensity(kg/m^3):
ArmatureCoreSteelDensity(kg/m^3):
7872
RotorCoreSteelDensity(kg/m^3):
ArmatureCopperWeight(kg):
3.37533
RotorBarMaterialWeight(kg):
1.13184
RotorRingMaterialWeight(kg):
0.811494
ArmatureCoreSteelWeight(kg):
13.7141
RotorCoreSteelWeight(kg):
12.812
TotalNetWeight(kg):
31.8447
ArmatureCoreSteelConsumption(kg):
29.4887
RotorCoreSteelConsumption(kg):
18.0115
RATED-LOADOPERATION
StatorResistance(ohm):
0.5
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- 三相 感应 电动机 电磁 设计 解析
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