电机设计第十章

新型电动机设计实用技术手册作者：蒋方山出版社：3册opy出版日期：2009年8月开本：16开册数：3册光盘数：0定价：798元优惠价：368元进入20世纪，书籍已成为传播知识、科学技术和保存文化的主要工具。

随着科学技术日新月异地发展，传播知识信息手段，除了书籍、报刊外，其他工具也逐渐产生和发展起来。

但书籍的作用，是其他传播工具或手段所不能代替的。

在当代, 无论是中国，还是其他国家，书籍仍然是促进社会政治、经济、文化发展必不可少的重要传播工具。

详细介绍：新型电动机设计实用技术手三册第一章多速异步电动机设计第一节概述第二节单绕组多速异步电动机的变极原理第三节用安导调制法设计反向变极绕组第四节用“槽号相位图法”设计反向变极绕组第五节用“槽号相位图法”设计换相变极绕组第六节单绕组三速电动机变极绕组设计第七节双绕组四速电动机变极绕组设计第八节变极绕组磁动势的谐波分析第九节单绕组双速异步电动机的设计特点第二章锥形异步电动机设计第一节概述第二节锥形异步电动机的类型和使用特点第三节额定数据和要求第四节设计分析与计算第五节电磁设计要点第六节锥形算步电动机电磁计算程序和算例第七节双速锥形异步电动机的设计第三章潜水异步电动机设计第一节潜水电动机的类型第二节潜水异步电动机的结构第三节井用潜水三相异步电动机设计计算第四节通用潜水电动机设计计算第五节矿用隔爆型潜水电动机设计计算第六节潜水单相异步电动机设计新型电动机设计实用技术手第四章实心转子与复合转子异步电动机设计第一节概述第二节实心转子异步电动机的等效电路第三节实心转子异步电动机的转子参数第四节实心转子异步电动机的磁场分析第五节实心转子异步电动机的派生结构及性能改进第六节双层转子异步电动机第七节复合转子异步电动机第八节实心转子和复合转子三相异步电动机的设计计算第五章三相盘式异步电动机设计第一节概述第二节盘式异步电动机结构型式和生产工艺第三节三相盘式异步电动机的主要尺寸和设计的基本关系式第四节盘式异步电动机的磁路特点和计算方法第五节盘式异步电动机的绕组设计第六节盘式异步电动机的参数、损耗和性能计算第六章直线异步电动机设计第一节概述第二节直线异步电动机的结构第三节直线异步电动机的工作原理第四节直线异步电动机的气隙磁场第五节直线异步电动机的等效电路第六节直线异步电动机的设计要点新型电动机设计实用技术手第一章特种电机概述第一节特种电机的定义与类型第二节特种电机的应用第三节特种电机的发展方向第二章无刷直流电动机及其控制系统第一节无刷直流电动机组成与特点第二节三相无刷直流电动机的主电路及其工作方式第三节无刷直流电动机的电枢反应第四节无刷直流电动机的基本公式第五节无刷直流电动机的运行特性第六节无刷直流电动机的转矩脉动第七节无刷直流电动机转子位置信号的检测第八节无刷直流电动机的控制原理及其实现第九节无刷直流电动机控制专用集成电路及其应用第十节无刷直流电动机的单片机控制第十一节基于,- 的无刷直流电动机无位置传感器控制第三章开关磁阻电机及其控制系统第一节开关磁阻电动机传动系统的组成与特点第二节开关磁阻电机的基本方程与性能分析第三节开关磁阻电动机的控制原理.第四节开关磁阻电动机的功率变换器第五节开关磁阻电动机传动系统的反馈信号检测第六节开关磁阻电动机的控制系统原理及其实现第七节基于./ 单片机的开关磁阻电动机控制器第八节基于01,.23. ,- 的开关磁阻电动机控制器第九节开关磁阻发电机新型电动机设计实用技术手第四章步进电动机及其控制第一节步进电动机的结构与工作原理第二节反应式步进电动机的特性第三节步进电动机驱动控制器的构成第四节步进电动机的功率驱动电路第五节步进电动机的角度细分控制第六节步进电动机的单片机控制第五章直线电动机第一节直线电动机概述第二节直线感应电动机第三节直线直流电动机第六章盘式电机第一节盘式电机概况第二节盘式直流电机第三节盘式永磁同步电机的结构和特点第七章超声波电动机第一节超声波电动机概况第二节超声波电动机的常见结构与分类第三节行波型超声波电动机的运行机理第四节行波型超声波电动机的驱动控制第一章励磁控制方式的演进与发展第一节励磁控制方式概述第二节线性多变量综合控制器第三节非线性我变量励梯控制器第四节电力系统电压调节器,-./第二章励磁系统性能的评价第一节励磁系统的静态特性第二节励磁系统的暂态响应第三章励磁系统的设计第一节励磁系统的控制特性第二节励磁系统的设计第三节励磁系统的规范第四节励磁装置与高次谐波新型电动机设计实用技术手第四章三相桥式整流线路的基本特性第一节概述第二节三相桥式整流器工作原理第三节第种换相状态第四节换相角第五节整流电压平均值第六节整流电压瞬时值第七节元件电流有效值第八节交流电流基波及谐波值第九节整流装置的功率因数第十节第种换相状态第十一节第种换相状态第十二节整流外特性曲线第十三节三相桥式逆变线路的工作原理第五章无刷励磁系统设计第一节无刷磁系统的发展第二节无刷励磁机组的结构第三节无刷励磁系统的技术规范第四节无刷励磁系统的组成第五节交流励磁机的电压响应特性牲第六节无刷励磁系统的控制放特性第七节无刷励磁系统的数学模型第八节发电机励磁参数的检测及故障报警第六章他励晶闸整流器励磁系统第二节他励晶闸管整硫器励磁系统的物征第三节谐波电流负载对辅助发电面电磁特性的影响第四节他励晶闸管整流器励磁系统参数计算第五节具有离、低压桥式整流器的他励晶闸管励磁系统第六节高、低压桥式整流线路参数的计算第七节他励昌闸管整流器励磁系统的暂态过程新型电动机设计实用技术手第七章静止晶闸管整流器自励励磁系统第一节概述录第二节自励晶闸管励磁系统的特征第三节自励晶闸管励磁系统的轴电压第四节低励限制与失磁保护的整定配合第五节励磁变压器的保护方式第八章自动励磁调节器第一节概述第二节数字控制的理论基础第三节数字采样与信号变换第四节控制运算第五节标么值的设定第六节数字式移相触发器第七节三相全控桥式整流线路的外特性第八节数字式励磁系统的描述第九章励磁变压器第一节概述第二节环氧干式励磁变压器的结构特征第三节环氧干式励磁变压器技术规范第四节励磁变压器的交流阻容保护新型电动机设计实用技术手第十章同步发电机的灭磁及转子过电压保护第一节概述第二节灭磁系统性能的评价第三节灭磁系统的特征第四节饱和对灭磁的影响第五节阻尼绕组回路对灭磁的影响第六节灭磁电阻的选择第七节灭磁方式的展望第八节发电机转子回路的过电压保护第九节过电压保护回路的设计原则新型电动机设计实用技术手开关磁阻调速电动机的设计与控制第一章开关磁阻调速电动机的基本原理第一节系统组成及工作原理第二节常用分析与计算方法第二章开关磁阻调速电动机的控制策略第一节起动控制第二节换相控制第三节固定导通角,-. 调速控制第四节变导通角调速控制第五节制动控制第六节正、反转对称控制第三章开关磁阻电动机的电磁设计第一节主要技术指标第二节主要参数及尺寸与电磁转矩的关系第三节主要尺寸的确定第四节定子绕组设计,第五节设计步骤及实例,新型电动机设计实用技术手第四章开关磁阻调速电动机功率变换器设计- 第一节功率变换器主电路的选用原则-第二节功率开关器件的选用及驱动电路设计第三节功率变换器设计方法,第四节低压供电功率变换器设计实例,-第五章开关磁阻电机操作应用实例第一节工矿电机车传动系统第二节高速传动系统-第三节通用传动系统-第四节发电机系统--第六章开关磁阻调速电动机系统设计-第一节主要功能-第二节软件结构第一章超声波电机基础第一节超声波基础第二节驻波和行进波第三节瑞利波与弯曲波.第四节机械摩擦第五节压电陶瓷和振动子.,新型电动机设计实用技术手第二章振动方向变换型超声波电机第一节概述第二节楔子型超声波电机第三节扭转耦合子型超声波电机第三章行进波型超声波电机,第一节波的基本方程式,第二节弦的振动、驻波和行进波第三节行进波参数.第四节行进波的产生及梁的波动方程式第五节梁的振动和椭圆运动的形成第六节回转体上的行进波第七节行波型超声波电机的设计与试制第四章对称型超声波电机第一节电机结构与驱动原理第二节试验方法、试验结果及分析第三节特点及结论新型电动机设计实用技术手第五章纵扭复合型超声波电机第一节概述第二节运行原理第三节试验方法及其结果第六章超声波直线电机第一节概述第二节结构及驱动原理第三节设计方法第四节工作特性和结论第七章超声波悬浮直线电机第一节概述第二节浮动物体的平衡原理第三节振动源第四节平衡力的数值分析第五节实测与结论第八章超声波电机的应用第一节概述第二节超声波电机的应用第三节超声波电机技术展望第六篇防爆电机的设计与安全控制系统第一章国际防爆电机的发展趋势第一节国外防爆电动机品种第二节国外防爆电动机企业和市场第三节行业活动第四节防爆电动机研究和发展情况第五节防爆技术水平第六节防爆电动机发展趋势第二章防爆电机结构设计特点第一节火灾与爆炸危险环境的划分第二节防爆基本知识第三节隔爆型防爆电机结构设计特点第四节增安型防爆电机设计特点第三章影响防爆电机长周期运行的因素第一节电机运行的现状及问题第二节电机设计方面存在的问题第三节电机制造工艺方面存在的问题第四节电机检修拆装方面存在的问题新型电动机设计实用技术手第四章为防爆电机长周期运行而进行改造的几个实例第五章科研及其应用第一节有关爆炸性物质的性质的研究第二节有关防爆电气设备的研究7第三节大型防爆电动机箱体环流引起爆炸事故及其研究8 第六章国际防爆检验研究机构第一节联邦德国物理技术研究院第二节英国电气设备认证中心第三节挪威电工材料试验所第四节日本产业安全研究所第五节美国保险商试验所第六节美国工厂联研会第七节加拿大标准协会第八节澳大利亚煤矿安全试验和研究站新型电动机设计实用技术手第一章共振式直线电机模型的机电分析第一节双质体振动机械在机电共振状态下的力学分析第二节共振式直线电机初级模型的机电分析第三节共振式直线电机中级模型的机电分析第四节共振式直线电机高级模型的机电分析第二章电机参数的优化设计3第一节多数模接续和多因素递增的优化算法3第二节电机结构参数的计算3第三节电机高级模型优化设计的目标函数第四节显化参量逐次逼近算法第五节电机优化设计的程序框图第六节实验结果分析第三章共振式直线电机电磁场与电磁力的有限元分析第一节直线电机磁场的数值计算第二节直线电机电磁吸力特性的数值计算第三节实例计算分析第四章忽略铁磁阻时共振式直线电机高级模型的机电分析第一节求解主磁通和磁压降的边值问题第二节求磁通链与电流的关系第三节电流与电压的关系第四节电磁力的分析和推理第五节电机优化设计的目标函数新型电动机设计实用技术手第五章共振式直线电机及其变流器的总体功率因数研究第一节直线电机的功率因数分析第二节变流器的视在功率传输比第三节电网侧总体功率因数分析第四节实验结果及结论第一章微特电机的分类与发展趋势第一节微特电机的基本用途第二节微特电机的分类第三节微特电机的基本要求第四节微特电机的发展概况和发展趋势第二章伺服电动机与伺服系统第一节概述第二节直流伺服电动机第三节直流力矩电动机第四节交流异步伺服电动机第五节交流同步伺服电动机第六节数字化交流伺服系统第七节伺服电动机应用举例第三章测速发电机第一节概述第二节直流测速发电机第三节交流异步测速发电机第四节测速发电机的应用举例新型电动机设计实用技术手第四章自整角机第一节概述第二节力矩式自整角机第三节控制式自整角机第四节差动式自整角机第五节其它型式的自整角机第六节多台自整角接收机的并联运行第七节自整角机应用举例第五章旋转变压器第一节概述第二节正余弦旋转变压器第三节线性旋转变压器第四节旋转变压器的误差及其改进措施第五节双通道测角系统与多极旋转变压器第六节感应移相器第七节感应同步器第八节数字式旋转变压器第九节旋转变压器产品的选择与使用第十节旋转变压器的应用举例新型电动机设计实用技术手第六章单相交流串励电动机第一节概述第二节单相串励电动机的基本结构和工作原理第三节单相串励电动机的工作特性第四节单相串励电动机的调速第五节单相串励电动机产生的干扰及其抑制措施第六节单相串励电动机的应用新型电动机设计实用技术手新型电动机设计实用技术手新型电动机设计实用技术手册新型电动机设计实用技术手册新型电动机设计实用技术手册新型电动机设计实用技术手三册第一章多速异步电动机设计第一节概述第二节单绕组多速异步电动机的变极原理第三节用安导调制法设计反向变极绕组第四节用“槽号相位图法”设计反向变极绕组第五节用“槽号相位图法”设计换相变极绕组第六节单绕组三速电动机变极绕组设计第七节双绕组四速电动机变极绕组设计第八节变极绕组磁动势的谐波分析第九节单绕组双速异步电动机的设计特点第二章锥形异步电动机设计第一节概述第二节锥形异步电动机的类型和使用特点第三节额定数据和要求第四节设计分析与计算第五节电磁设计要点第六节锥形算步电动机电磁计算程序和算例第七节双速锥形异步电动机的设计第三章潜水异步电动机设计第一节潜水电动机的类型第二节潜水异步电动机的结构第三节井用潜水三相异步电动机设计计算第四节通用潜水电动机设计计算第五节矿用隔爆型潜水电动机设计计算第六节潜水单相异步电动机设计新型电动机设计实用技术手第四章实心转子与复合转子异步电动机设计第一节概述第二节实心转子异步电动机的等效电路第三节实心转子异步电动机的转子参数第四节实心转子异步电动机的磁场分析第五节实心转子异步电动机的派生结构及性能改进第六节双层转子异步电动机第七节复合转子异步电动机第八节实心转子和复合转子三相异步电动机的设计计算第五章三相盘式异步电动机设计第一节概述第二节盘式异步电动机结构型式和生产工艺第三节三相盘式异步电动机的主要尺寸和设计的基本关系式第四节盘式异步电动机的磁路特点和计算方法第五节盘式异步电动机的绕组设计第六节盘式异步电动机的参数、损耗和性能计算第六章直线异步电动机设计第一节概述第二节直线异步电动机的结构第三节直线异步电动机的工作原理第四节直线异步电动机的气隙磁场第五节直线异步电动机的等效电路第六节直线异步电动机的设计要点新型电动机设计实用技术手第一章特种电机概述第一节特种电机的定义与类型第二节特种电机的应用第三节特种电机的发展方向第二章无刷直流电动机及其控制系统第一节无刷直流电动机组成与特点第二节三相无刷直流电动机的主电路及其工作方式第三节无刷直流电动机的电枢反应第四节无刷直流电动机的基本公式第五节无刷直流电动机的运行特性第六节无刷直流电动机的转矩脉动第七节无刷直流电动机转子位置信号的检测第八节无刷直流电动机的控制原理及其实现第九节无刷直流电动机控制专用集成电路及其应用第十节无刷直流电动机的单片机控制第十一节基于,- 的无刷直流电动机无位置传感器控制第三章开关磁阻电机及其控制系统第一节开关磁阻电动机传动系统的组成与特点第二节开关磁阻电机的基本方程与性能分析第三节开关磁阻电动机的控制原理.第四节开关磁阻电动机的功率变换器第五节开关磁阻电动机传动系统的反馈信号检测第六节开关磁阻电动机的控制系统原理及其实现第七节基于./ 单片机的开关磁阻电动机控制器第八节基于01,.23. ,- 的开关磁阻电动机控制器第九节开关磁阻发电机新型电动机设计实用技术手第四章步进电动机及其控制第一节步进电动机的结构与工作原理第二节反应式步进电动机的特性第三节步进电动机驱动控制器的构成第四节步进电动机的功率驱动电路第五节步进电动机的角度细分控制第六节步进电动机的单片机控制第五章直线电动机第一节直线电动机概述第二节直线感应电动机第三节直线直流电动机第六章盘式电机第一节盘式电机概况第二节盘式直流电机第三节盘式永磁同步电机的结构和特点第七章超声波电动机第一节超声波电动机概况第二节超声波电动机的常见结构与分类第三节行波型超声波电动机的运行机理第四节行波型超声波电动机的驱动控制第一章励磁控制方式的演进与发展第一节励磁控制方式概述第二节线性多变量综合控制器第三节非线性我变量励梯控制器第四节电力系统电压调节器,-./第二章励磁系统性能的评价第一节励磁系统的静态特性第二节励磁系统的暂态响应第三章励磁系统的设计第一节励磁系统的控制特性第二节励磁系统的设计第三节励磁系统的规范第四节励磁装置与高次谐波新型电动机设计实用技术手第四章三相桥式整流线路的基本特性第一节概述第二节三相桥式整流器工作原理第三节第种换相状态第四节换相角第五节整流电压平均值第六节整流电压瞬时值第七节元件电流有效值第八节交流电流基波及谐波值第九节整流装置的功率因数第十节第种换相状态第十一节第种换相状态第十二节整流外特性曲线第十三节三相桥式逆变线路的工作原理第五章无刷励磁系统设计第一节无刷磁系统的发展第二节无刷励磁机组的结构第三节无刷励磁系统的技术规范第四节无刷励磁系统的组成第五节交流励磁机的电压响应特性牲第六节无刷励磁系统的控制放特性第七节无刷励磁系统的数学模型第八节发电机励磁参数的检测及故障报警第六章他励晶闸整流器励磁系统第一节概述第二节他励晶闸管整硫器励磁系统的物征第三节谐波电流负载对辅助发电面电磁特性的影响第四节他励晶闸管整流器励磁系统参数计算第五节具有离、低压桥式整流器的他励晶闸管励磁系统第六节高、低压桥式整流线路参数的计算第七节他励昌闸管整流器励磁系统的暂态过程新型电动机设计实用技术手第七章静止晶闸管整流器自励励磁系统第一节概述录第二节自励晶闸管励磁系统的特征第三节自励晶闸管励磁系统的轴电压第四节低励限制与失磁保护的整定配合第五节励磁变压器的保护方式第八章自动励磁调节器第一节概述第二节数字控制的理论基础第三节数字采样与信号变换第四节控制运算第五节标么值的设定第六节数字式移相触发器第七节三相全控桥式整流线路的外特性第八节数字式励磁系统的描述第九章励磁变压器第一节概述第二节环氧干式励磁变压器的结构特征第三节环氧干式励磁变压器技术规范第四节励磁变压器的交流阻容保护新型电动机设计实用技术手第十章同步发电机的灭磁及转子过电压保护。

电机设计计算流程说明：本例为陈世坤老师的《电机设计》（第二版）第十章第264至280页的算例。

技术指标：输出功率 P N =2.2kW ，电压 U N =220V （接），相数 m 1=3，频率 f=50Hz ， 极对数 p=2，B 级绝缘，连续运行，封闭型自扇冷式，主要性能指标按技术条件JB3074-82的规定。

一 额定数据和主要尺寸1、额定功率P N 2.2103⨯:= 2、额定电压U N 220:= f 50:= U N ϕU N:=3、功电流相数m 13:=I KW P Nm 1U N ϕ⋅ 3.3333=:=4、效率按照技术条件规定选取 η'81%:=5、功率因数按照技术条件规定选取 cos φ'0.82:=6、极对数p 2:=7、定转子槽数q 13:=每极每相槽数选取 定子槽数 Z 12m 1p ⋅q 1⋅:=根据近槽配合原则，转子槽数选取： Z 232:=采用转子斜槽8、定转子每极槽数Z p1Z 12p 9=:=Z p2Z 22p 8=:= 9、确定电机主要尺寸满载电势标幺值由经验公式 K'E 0.0108ln P N1000⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅0.013p -0.931+:=计算功率P'K'E P N η'cos φ'⋅⋅ 3.0258103⨯=:=α'p 0.68:=K'Nm 1.10:= K'dp10.96:=B'δ0.67:=n'1450:=根据标准直径最后取 D 10.155:=于是 D i1D 10.64⋅:=取D i10.0992:=取铁心长l t 0.105:=10、气隙的确定取 δ0.3103-⋅:=铁心有效长度 l ef l t 2δ+0.1056=:=转子外径D 2D i12δ-0.0986=:=转子内径先按转轴直径确定 D i20.038:=11、极距τπD i12p ⋅0.0779=:=12、定转子齿距t 1πD i1⋅Z 18.6568103-⨯=:= t 2πD 2⋅Z 29.68103-⨯=:=13、定子绕组采用单层绕组，交叉式，节距1~9，2~10，11~18 14、为了削弱齿谐波磁场的影响，转子采用斜槽，斜一个定子齿距b sk 0.009:=15、设计定子绕组每相串联导体数 N'ϕ1η'cos φ'⋅π⋅D i1⋅A'⋅m 1I KW⋅538.1877=:=取并联支路数 a 11:=可得每槽导体数N's1m 1a 1⋅N'ϕ1⋅Z 144.849=:=为方便?取N s141:=于是每线圈匝数4116、每相串联导体数N ϕ1N s1Z 1⋅m 1a 1⋅492=:=每相串联匝数N 1N ϕ12246=:=17、绕组线规设计初选定子电密J'15106⋅:=定子电流初步估计值I'1I KWη'cos φ'⋅:=导体并绕根数和每根导体截面积的乘积 A's I'1a 1J'1⋅1.0037106-⨯=:=采用高强度漆包线： 并绕根数N i12:=绝缘后直径 d 0.77103-⋅:=A'c1 3.959107-⋅:=18、定子槽形设计采用梨形槽，齿部平行，初步取： B't1 1.4:=铁心叠压系数 K Fe 0.95:=估计齿宽b't1t 1B'δ⋅K Fe B't1⋅ 4.361103-⨯=:=初步取：B'j1 1.25:=估计轭部计算高度 h'j1τα'p ⋅B'δ⋅2K Fe B'j1⋅0.0149=:=按齿宽和轭部计算高度的估算值作出定子槽形，槽口尺寸按类似产品决定r 21 3.3103-⋅:=b 110.0045:= h 010.8103-⋅:=h's 0.0116:=b 012.8103-⋅:=h 110.0005:=h s1h's h 01+r 21+:= h 210.01160.0005-0.0111=:=b t21πD i12h 01+2h's+()⋅Z 12r 21- 4.221103-⨯=:=b t11πD i12h 01+2h 11+()Z 1b 11- 4.3837103-⨯=:=b t1b t21b t11+()24.3024103-⨯=:=19、槽满率槽楔厚h 0.002:=槽绝缘层厚∆i 0.25103-⋅:=槽绝缘占面积 A i ∆i 2h's πr 21+()⋅8.3918106-⨯=:=槽面积A s 2r 21b 11+2h's h -()⋅πr 212⋅2+7.0386105-⨯=:=A ef A s A i - 6.1994105-⨯=:=槽满率s f N i1N s1⋅d 2⋅A ef0.7842=:=槽满率一般为百分之七十m上述的参符合要求20、绕组系数 αp 2πZ 1⋅:=q 3:=K d1sin q α⋅2⎛⎝⎫⎪⎭q sin α2⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅0.9598=:=K p11:=K dp1K d1K p1⋅0.9598=:=每相有效串联导体数N ϕ1K dp1⋅472.2192=21、设计转子槽形与转子绕组根据cos 由表10-10查得 K I 0.88:=预计转子导条电流I'2K I I'1⋅3N ϕ1K dp1⋅Z 2⋅195.5138=:=初步取转子导条电密J'B 3.5106⋅:=A'B I'2J'B 5.5861105-⨯=:=初步取B't2 1.3:=估算转子齿宽 b't2t 2B'δ⋅K Fe B't2⋅ 5.2515103-⨯=:=初步取B'j2 1.25:=估算转子轭部计算高度h'j2τα'p ⋅B'δ⋅2K Fe ⋅B'j2⋅0.0149=:=为获得较好的起动性能，取给定槽尺寸h 020.0005:= h 120.001:= h 220.0143:= b 120.0045:=b 220.002:=b 020.001:= h's2h 12h 22+0.0153=:=a 0.02:=b 0.011:=齿壁平行的槽型的齿宽计算如下b t2πD 2h 02-h's2-()⋅Z 212b 12b 22+()- 4.8789103-⨯=:=导条截面积（转子槽面积）A Bb 02b 12+2⎛ ⎝⎫⎪⎭h 12⋅b 22b 12+2⎛ ⎝⎫⎪⎭h 22⋅+ 4.9225105-⨯=:=估计端环电流 I'R I'2Z 22π⋅p ⋅⋅497.8718=:=端环电密J'R 0.6J'B :=端环所需面积 A'R I'R J'R 2.3708104-⨯=:= 端环平均直径 D R 0.0788:=按照工艺要求取端环面积约为 A R 12a b +()D 2D R-()⋅ 3.069104-⨯=:=二 磁路计算22、计算满载电势初设K'E 0.9002:= ε'L 1K'E -:=E 11ε'L -()U N ϕ⋅198.044=:=23、计算每极磁通初设K's 1.235:=由图3-5查得K Nm 1.11:=ΦE 14K Nm ⋅K dp1⋅f ⋅N 1⋅ 3.7783103-⨯=:=于是导条截面积为计算磁路各部分磁密，需先计算磁路中各部分的导磁截面 24、每极下齿部截面积A t1K Fe l t ⋅b t1⋅Z p1⋅ 3.8625103-⨯=:= A t2K Fe l t ⋅b t2⋅Z p2⋅ 3.8933103-⨯=:=25、定转子轭部计算高度及其导磁面积h'j1D 1D i1-2h s1-r 213+0.0133=:=h'j2D 2D i2-2h's2-0.015=:=A j1K Fe l t ⋅h'j1⋅ 1.3267103-⨯=:=A j2K Fe l t ⋅h'j2⋅ 1.4962103-⨯=:=26、一极下空气隙截面积A δτl ef⋅8.2275103-⨯=:=27、波幅系数α'p 0.67:=F s 1α'p1.4925=:=28、气隙磁密B δF s Φ⋅A δ0.6854=:=29、对应于气隙磁密最大值处的定子齿部磁密B t1F s Φ⋅A t11.46=:=30、转子齿部磁密B t2F s Φ⋅A t21.4484=:=31、从D23磁化曲线上查得对应上述磁密的磁场强度p403H t11974:= H t21853:=32、有效气隙长度K δ1t 14.4δ⋅0.75b 01⋅+()⋅t 14.4δ0.75b 01⋅+()⋅b 012- 1.3602=:=K δ2t 24.4δ⋅0.75b 02⋅+()⋅t 24.4δ0.75b 02⋅+()⋅b 022- 1.0525=:=K δK δ1K δ2⋅ 1.4316=:=δef K δδ⋅ 4.2949104-⨯=:=33、齿部磁路计算长度L t1h 11h 21+()13r 21⋅+0.0127=:=L t2h 12h 22+()0.0153=:=34、轭部磁路计算长度L'j1πD 1h'j1-()⋅2p 12⋅0.0556=:=L'j2πD i2h'j2+()⋅2p 12⋅0.0208=:=35、计算气隙磁压降μ04π107-⋅:=F δK δB δ⋅δ⋅μ0234.2604=:=36、计算齿部磁压降F t1H t1L t1⋅25.0698=:= F t2H t2L t2⋅28.3509=:=37、计算饱和系数K s F δF t1+F t2+Fδ1.228=:=K''s K s K s K's -3- 1.2304=:=由此经验公式重新计算饱和系数，代入第23步重新计算，直至相对误差小于1%σs K's K s -K s:=σs 5.6677103-⨯=由上可知，计 1%，符38、定子轭部磁密B j112ΦA j1⋅ 1.424=:=39、转子轭部磁密B j212ΦA j2⋅ 1.2626=:=40、从D23磁化曲线上查找上述磁密对应的磁场强度H j11100:= H j2995:=41、按式（3-42）计算轭部磁压降 h'j1τ0.1707=B j11.424=据图附1-3b 查轭部磁位降校正系数C j10.3917:= h'j2τ0.1925=B j21.2626=据图附1-3b 查轭部磁位降校正系数C j20.4232:=F j1C j1H j1⋅L'j1⋅23.976=:= F j2C j2H j2⋅L'j2⋅8.764=:=42、每极磁势F 0F δF t1+F t2+F j1+F j2+320.4211=:=43、计算满载磁化电流I m 2pF 0⋅0.9m 1⋅N 1⋅K dp1⋅ 2.0105=:=44、磁化电流标幺值I mj I mI KW0.6031=:=45、计算励磁电抗及其标幺值X ms 4f μ0⋅m 1π⋅N 1K dp1⋅()2K s p ⋅⋅l ef ⋅τδef ⋅104.3537=:=X msj X ms I KW U N ϕ⋅ 1.5811=:=三 参数计算46、线圈平均半匝长节距比β28⋅17⋅+39⋅0.8519=:=0.852为其近似值，τy πD i12h 01h 11+()+h 21+r 21+⎡⎣⎤⎦⋅2p β⋅0.0777=:=直线部分长度 d 10.015:= l B l t 2d 1+0.135=:= 直线部分长度 K c 1.2:=l c l B K c τy ⋅+0.2283=:=47、端部平均长l E 2d 1K c τy ⋅+0.1233=:=48、漏抗系数C x 4πf ⋅μ0⋅N 1K dp1⋅()2⋅l ef ⋅P N ⋅m 1p ⋅U N ϕ2⋅0.0352=:=阻抗基值Z KW U N ϕI KW66=:=49、定子槽比漏磁导λL10.978:=K U1 1.0:= K L1 1.0:=查λU1h 01b 012h 11⋅b 01b 11++0.4227=:=λs1K U1λU1⋅K L1λL1⋅+ 1.4007=:=50、槽漏抗标幺值X s1j 2m 1p ⋅Z 1K dp12⋅l tl ef ⋅λs1⋅C x ⋅0.0177=:=51、定子谐波漏抗标幺值由图4-10查得 Ξs 0.0129:=定子谐波漏磁导λδ1m 1q 1⋅τ⋅Ξs ⋅π2δef ⋅K s⋅ 1.7377=:=X δ1j m 1π2τδef ⋅Ξs K dp12K s ⋅⋅C x ⋅0.0221=:=52、端部漏抗标幺值定子端部漏磁导 λE10.47q 1l ef l E 0.64τy -()⋅0.9819=:=X E1j 0.47l E 0.64τy-()⋅l ef K dp12⋅C x ⋅0.0125=:=53、定子绕组漏抗及其标幺值Ξλ1λs1λδ1+λE1+ 4.1202=:=X σ14πf μ0⋅N 12pq 1⋅⋅l ef ⋅Ξλ1⋅ 3.4649=:=X σ1j X s1j X δ1j +X E1j+0.0524=:=54、阻抗折算系数K 4m 1N 1K dp1⋅()2⋅Z 2 2.0905104⨯=:=55、转子槽比漏磁导b 22b 120.4444=h 12h 22+b 123.4=由图附1-6b 查得λL 2.364:=则有λU2h 02b 020.5=:=λL22h 12b 02b 12+λL + 2.7276=:=λs2λU2λL2+ 3.2276=:=56、转子槽漏抗标幺值X s2j 2m 1p ⋅Z 2l tl ef ⋅λs2⋅C x ⋅0.0424=:=57、转子谐波漏抗标幺值（考虑饱和影响）因 Z 22p 8=由图4-11查得 ΞR 0.0135:= X δ2j m 1τ⋅ΞR ⋅π2δef ⋅K s⋅C x ⋅0.0213=:=58、转子绕组端部漏抗标幺值X E2j 0.757l ef D R 2p ⋅C x ⋅ 4.9728103-⨯=:= 59、转子斜槽漏抗标幺值X skj 0.5b sk t2⎛ ⎝⎫⎪⎭2⋅X δ2j ⋅9.2257103-⨯=:=60、转子漏抗标幺值X σ2j X s2j X δ2j +X E2j +X skj +0.0779=:=61、定转子漏抗标幺值之和X σj X σ1j X σ2j +0.1303=:=62、定子绕组直流电阻ρwCu2.17108-⋅:= N t12:=R 1ρwCu 2N 1l c⋅N t1A'c1⋅a 1⋅⋅ 3.0782=:=63、定子绕组相电阻标幺值R 1j R 1I KWUN ϕ⋅0.0466=:=64、有效材料的计算定子铜重量C 1.05:=ρCu 8.9103⋅:=G Cu C l c ⋅N s1⋅Z 1⋅A'c1⋅N t1⋅ρCu ⋅ 2.4933=:=硅钢片重量δ00.005:=ρFe 7.8103⋅:= G Fe K Fe l t ⋅D 1δ0+()2⋅ρFe ⋅19.9181=:=65、转子电阻的折算值ρwAl4.34108-⋅:=K B 1.04:= L B 0.135:=R'B ρwAl K B L B ⋅A B ⋅4m 1N 1K dp1⋅()2⋅Z 2⋅ 2.5878=:=R Bj R'B I KWU N ϕ⋅0.0392=:=R'R ρwAl Z 2D R ⋅2π⋅p 2⋅A R ⋅⋅4m 1N 1K dp1⋅()2⋅Z 2⋅0.2966=:=R Rj R'R I KW U N ϕ⋅ 4.4941103-⨯=:=R'2R'B R'R + 2.8844=:= R 2j R Bj R Rj +0.0437=:=66、定子电流有功分量标幺值η''0.815:=I 1Pj 1η''1.227=:=67、转子电流无功分量标幺值σ11X σ1jX msj+ 1.0331=:=系数I Xj σ1X σj ⋅I 1Pj 2⋅1σ1X σj ⋅I 1Pj ⋅()2+⎡⎣⎤⎦⋅0.2082=:=68、定子电流无功分量标幺值I 1Qj I mj I Xj +0.8114=:=69、满载电势标幺值K Ej 1I 1Pj R 1j ⋅I 1Qj X σ1j ⋅+()-0.9003=:=70、空载电势标幺值ε0I mj X σ1j⋅0.0316=:=1ε0-0.9684=71、空载时定子齿部磁密及磁场强度（假定饱和系数Ks 和波幅系数Fs 不变）εL 10.904-:=B t101ε0-1εL-B t1⋅:=B t10 1.564= H t104618:=72、空载时转子齿部磁密及磁场强度B t201ε0-1εL-B t2⋅:=B t20 1.5516= H t203500:=73、空载时定子轭部磁密及磁场强度B j101ε0-1εL-B j1⋅:=B j10 1.5254= H j101624:=74、空载时转子轭部磁密及磁场强度B j201ε0-1εL-B j2⋅:=B j20 1.3525= H j201304:=75、空载气隙磁密B δ01ε0-1εL -B δ⋅0.7342=:=76、空载时定子齿部磁压降F t10H t10L t1⋅58.6486=:=77、空载时转子齿部磁压降 F t20H t20L t2⋅53.55=:=78、空载时定子轭部磁压降此时 C j10.3271:=F j10C j1H j10⋅L'j1⋅29.5594=:=79、空载时转子轭部磁压降此时 C j20.3609:=F j20C j2H j20⋅L'j2⋅9.7949=:=80、空载时气隙磁压降F δ0K δδ⋅B δ0⋅μ0250.9479=:=81、空载时每极磁势F 00F δ0F t10+F t20+F j10+F j20+402.5008=:=82、空载磁化电流I m02pF 00⋅0.9m 1N 1⋅K dp1⋅ 2.5255=:= 感应电机空载电流可近o四 工作性能计算83、定子电流标幺值I 1j I 1Pj 2I 1Qj 2+ 1.471=:=定子电流实际值I 1I 1j I KW ⋅ 4.9033=:=84、定子电流密度J 1I 1a 1N i1⋅A'c1⋅ 6.1927106⨯=:= 85、定子线负荷A 1m 1N ϕ1⋅I 1⋅πD i1⋅ 2.3223104⨯=:=86、转子电流标幺值I 2j I 1Pj 2I Xj 2+ 1.2445=:=导条电流实际值 I 2I 2j I KW ⋅m 1N ϕ1⋅K dp1⋅Z2⋅183.6546=:=端环电流实际值 I R I 2Z 22πp ⋅467.6726=:=87、转子电流密度导条电密 J B I 2AB 3.7309106⨯=:=端环电密 J R I R AR 1.5239106⨯=:=88、定子铜耗标幺值p Cu1m 1I 12⋅R 1⋅222.0269=:=P N m 1I KW 2⋅Z KW ⋅ 2.2103⨯=:= p Cu1j p Cu1P N 0.1009=:= 89、转子铝耗标幺值p Al2j I 2j 2R 2j ⋅0.0677=:=p Al2p Al2j P N ⋅148.9194=:=90、负载时的附加损耗按规定4极电机取 p sj 0.02:=p s p sj P N ⋅44=:=91、机械损耗及其标幺值p fW 3p⎛ ⎝⎫⎪⎭2D 14⋅104⋅12.987=:=p fWj p fW PN 5.9032103-⨯=:=92、铁损耗k 1 2.5:= k 22:=经验系数 根据 B j10 1.5254=从附录六查得轭部铁耗系数p hej 4.693:=根据B t10 1.564= 从附录六查得齿部铁耗系数 p het 6.699:=G j 4p A j1⋅L'j1⋅ρFe ⋅:= G t 2p A t1⋅L t1⋅ρFe ⋅:=定子轭部重量 定子齿部重量 p Fej k 2p hej ⋅G j ⋅:=pFet k 1p het ⋅G t ⋅:=定子轭部铁耗 定子齿部铁耗 p Fe p Fej p Fet +68.8688=:=全部铁耗及其标幺值 p Fej.p FeP N0.0313=:=93、总损耗标幺值Ξp j p Cu1j p Al2j +p sj +p fWj +p Fej.+0.2258=:=94、输入功率标幺值P N1j 1Ξp j + 1.2258=:=95、核算效率η1Ξp jP N1j -0.8158=:=96、功率因数cos φI 1PjI 1j0.8341=:=97、额定转差率p Fejr 11k 2-⎛ ⎝⎫⎪⎭p Fej ⋅21.6187=:=p Fetr 11k 1-⎛ ⎝⎫⎪⎭p Fet⋅15.3789=:=p Ferj p Fejr p Fetr+P N 0.0168=:=s N p Al2j 1p Al2j +p Ferj +p sj +p fWj+0.061=:=98、额定转速n 160f p 1.5103⨯=:=n N n 11s N -()⋅ 1.4086103⨯=:=99、最大转矩倍数T mj 1s N-2R 1j R 1j 2X σj 2++⎛⎝⎫⎭⋅:= 四 起动性能计算100、按照式（10-56）假设起动电流I'st 2.8T mj ⋅I KW ⋅:=101、按照式（10-59）计算起动时产生漏磁的定转子槽磁势平均值F st I'st N s1a 1⋅0.707⋅K U1K d12K p1⋅Z 1Z 2⋅+⎛ ⎝⎫⎪⎭1ε0-⋅⎡⎢⎣⎤⎥⎦⋅:=βo 0.642.5δt 1t 2+⋅+0.9598=:=由此磁势产生的虚拟磁密按照（10-60）计算B L μ0F st⋅2δβo⋅ 3.0017=:=102、起动时的漏抗饱和系数由图（10-18）查得K z 0.6560:=1K z -0.344=103、漏磁路饱和引起的定子齿顶宽度的减小c s1t 1b 01-()1K z -()⋅ 2.0148103-⨯=:=104、漏磁路饱和引起的转子齿顶宽度的减小c s2t 2b 02-()1K z -()⋅ 2.9859103-⨯=:=105、按照式（10-68）计算起动时转子槽比漏磁导∆λU1h 010.58h 11+b 01c s1c s11.5b 01⋅+⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅0.1262=:=λs1.st K U1λU1∆λU1-()⋅K L1λL1⋅+ 1.2745=:=106、起动时定子槽漏抗X s1j.st λs1.stλs1X s1j ⋅0.0161=:=107、起动时定子谐波漏抗X δ1j.st K z X δ1j ⋅0.0145=:=108、起动时定子漏抗X σ1j.st X s1j.st X δ1j.st +X E1j +0.0432=:=109、考虑集肤效应的转子导条相对高度b 22b 120.4444=导条高度h B h 12h 22+0.0153=:=ξ 1.987103-⋅h B⋅f0.0434106-⋅⋅ 1.0319=:=110、集肤效应引起的电阻增加系数和漏抗减小系数可从图4-24查出K F 1.1:=K x 0.96:=111、转子槽比漏磁导起动时转子槽比漏磁导的减小∆λU2h 02b 02c s2c s2b 02+⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅0.3746=:=112、起动时转子槽漏抗X s2j.st λs2.stλs2X s2j ⋅0.036=:=113、起动时转子谐波漏抗X δ2j.st K z X δ2j ⋅0.014=:=114、起动时转子斜槽漏抗X skj.st K z X skj ⋅ 6.0521103-⨯=:=115、起动时转子漏抗X σ2j.st X s2j.st X δ2j.st +X skj.st +X E2j +0.0611=:=116、起动时总漏抗X σj.st X σ1j.st X σ2j.st +0.1042=:=117、起动时转子电阻R 2j.st K F R Bj ⋅R Rj +0.0476=:=118、起动时总电阻R stj R 1j R 2j.st +:=119、起动时总阻抗Z stj R stj 2X σj.st 2+0.1405=:=120、起动电流I st I KW Z stj 23.7182=:=误差 err I.st I st I'st -Ist 1.5882103-⨯=:= 如果过大，回到第100项重新假设起动电流从上述计算可知，121、起动电流倍数i st I st I 14.8372=:=122、起动转矩倍数T stj R 2j.st Z stj 21s N -()⋅ 2.2642=:=。

电机设计方案一、引言在现代工业生产中，电机作为重要的动力源之一，被广泛应用于各个领域。

本文旨在设计一种高效可靠的电机方案，以满足特定的需求和要求。

二、需求分析1. 功率要求：根据使用场景和需要驱动的设备，确定电机的功率需求为XX W。

2. 转速要求：根据工作要求和设备特性，确定电机的额定转速为XX rpm。

3. 尺寸要求：由于安装空间的限制，电机的外形尺寸应符合特定的要求。

4. 效率要求：为了提高能源利用效率，电机的效率要求达到XX%以上。

三、方案设计1. 电机类型选择：根据需求分析，选择适合的电机类型。

经过综合考虑，本设计采用永磁直流电机(Permanent Magnet DC Motor)作为设计方案，该电机类型具有高效率、高转矩和可靠性强的特点。

2. 铁芯设计：针对所需功率和转速，选用合适的铁芯材料和尺寸，以达到较低的能量损耗和较好的磁通传导性能。

3. 绕组设计：根据电机的额定转速和功率需求，合理设计绕组的匝数、线径和并联串联的方法，以实现较高的功率密度和电流承载能力。

4. 磁铁设计：选用高性能的永磁材料，经过精确计算和优化设计，使得电磁场分布均匀，并保证磁铁在长期使用过程中不易磁化衰减。

5. 散热设计：根据电机的功率和效率要求，设计合理的散热结构和冷却方式，以确保电机在长时间运行中保持合适的温度。

6. 控制系统设计：为了实现对电机的精确控制和保护，设计合理的控制系统，包括电机驱动器、传感器和控制算法等。

四、方案验证1. 动态性能测试：通过对设计的电机样机进行动态性能测试，验证其转速、功率和效率等性能指标是否满足需求。

2. 负载承载能力测试：在设计的电机上加载不同负载，测试其承载能力和输出稳定性。

3. 散热性能测试：测试电机在长时间运行下的散热性能，确保其温度不超过允许范围。

4. 控制系统测试：对设计的控制系统进行功能和稳定性测试，确保其能够准确控制电机并保护电机运行安全。

五、结论本设计方案基于需求分析，通过合理的电机类型选择、铁芯、绕组和磁铁设计，以及优化的散热和控制系统等，满足了电机功率、转速、尺寸和效率等要求。

电机及电力拖动课程《教案》第一章：电机的基本概念与分类1.1 电机的定义与作用解释电机的概念阐述电机在电力系统中的重要性1.2 电机的分类交流电机和直流电机的区别同步电机、异步电机、变压器等的主要特点1.3 电机的基本原理电磁感应原理电机的能量转换过程1.4 电机的主要性能参数功率、电压、电流、转速等参数的定义及计算效率、转矩、功率因数等性能指标的含义第二章：直流电机2.1 直流电机的基本结构与工作原理分析直流电机的主要组成部分解释直流电机的工作原理2.2 直流电机的类型及特点直流发电机、直流电动机的区别与联系串励直流电机、并励直流电机、复励直流电机的特点2.3 直流电机的换向与实现方法换向的概念及换向过程换向装置的类型及作用2.4 直流电机的调速方法串电阻调速、电枢电流调速、脉冲宽度调速等方法的原理及特点第三章：交流电机3.1 交流电机的基本结构与工作原理分析交流电机的主要组成部分解释交流电机的工作原理3.2 交流电机的类型及特点异步电机、同步电机、变压器等的主要特点及应用领域3.3 交流电机的运行特性启动、制动、调速等运行特性的定义及分类交流电机在不同运行状态下的性能表现3.4 交流电机的控制方法磁场控制、电压控制、频率控制等方法的原理及应用第四章：电力拖动系统4.1 电力拖动系统的组成及分类电动机、传动装置、控制器等组成部分的作用电动机拖动系统、液压拖动系统、气压拖动系统的特点4.2 电动机的基本控制电路启动、制动、调速等基本控制电路的原理及应用4.3 电力拖动系统的设计与选择电动机选型、传动装置选型、控制器选型的依据及方法4.4 电力拖动系统的运行与维护系统运行中的监测与故障诊断系统维护与保养的重要性及方法第五章：电机及电力拖动的保护与节能5.1 电机保护的原理与措施过载保护、短路保护、过电压保护等保护方式的原理及应用5.2 电机故障诊断与维修故障诊断的方法及步骤维修技术及注意事项5.3 电力拖动系统的节能措施优化控制策略、改进传动装置、提高电动机效率等节能方法5.4 电机及电力拖动技术的最新发展趋势高效节能电机、智能电机、电动汽车等领域的研发动态第六章：电机及电力拖动的应用案例分析6.1 电机在工业生产中的应用案例电机在机械制造、冶金、化工等行业中的应用实例6.2 电机在交通运输领域的应用案例电机在汽车、电车、船舶等交通工具中的应用实例6.3 电机在生活中的应用案例电机在家用电器、医疗器械等日常用品中的应用实例6.4 电机在新能源领域的应用案例电机在风力发电、太阳能发电、电动汽车等新能源领域的应用实例第七章：电机及电力拖动的试验与检测7.1 电机试验的目的与方法阐述电机试验的重要性介绍电机试验的常用方法及设备7.2 电机性能检测功率、效率、转速等性能指标的检测方法及设备7.3 电机故障检测与诊断介绍电机故障检测与诊断的方法及设备7.4 电力拖动系统的试验与检测电力拖动系统的性能试验、适应性试验等方法及设备第八章：电机及电力拖动的仿真与优化8.1 电机及电力拖动仿真的意义与方法解释电机及电力拖动仿真的作用介绍电机及电力拖动仿真的常用方法及软件8.2 电机参数的优化与设计优化电机参数的方法及目的8.3 电力拖动系统的优化与控制优化电力拖动系统控制策略的方法及目的8.4 电机及电力拖动系统的计算机辅助设计介绍计算机辅助设计在电机及电力拖动领域的应用第九章：电机及电力拖动的实训操作9.1 电机的基本操作与维护电机的安装、调试、运行、停机等基本操作电机维护与保养的方法及注意事项9.2 电力拖动系统的实训操作电力拖动系统的接线、调试、运行等实训操作9.3 电机及电力拖动的故障排除与维修分析电机及电力拖动系统的常见故障介绍故障排除与维修的方法及技巧9.4 电机及电力拖动的实训项目案例分析电机及电力拖动实训项目案例，提高实际操作能力第十章：电机及电力拖动的评价与展望10.1 电机及电力拖动的评价指标阐述评价电机及电力拖动性能的指标及方法10.2 电机及电力拖动技术的展望分析电机及电力拖动技术的发展趋势10.3 电机及电力拖动技术的市场前景分析电机及电力拖动技术在各个领域的市场需求10.4 电机及电力拖动教育的改革与发展探讨电机及电力拖动教育在人才培养、课程设置等方面的改革与发展方向重点和难点解析一、电机的基本概念与分类：理解电机的工作原理和电机分类是学习电机及电力拖动的基础。

电机设计期末复习总结第二章电机的主要参数之间的关系电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度,直流电机中,电枢直径指的是转子外径,对于一般结构的同步电机和感应电机,则是指定子内径。

2-1 电机的主要参数之间的关系式1、电机进行能量转换时,能量都是以电磁能的形式通过定、转子之间的气隙进行传递的,对应的功率称之为电磁功率。

P’=mEI2、1)直流电机：P’=EαIα2)电机常数C A的表达式：电机常数大致反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料的体积,结构材料的耗用量。

3、根据以上两个式子得出的重要结论：(1)电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速之比P’/n或计算转矩T’所决定。

功率较大、转速较高的电机有可能和功率较小、转速较低的电机体积接近。

(2)电磁负荷A和Bδ不变时,相同功率的电机,转速较高的,尺寸较小；尺寸相同的电机,转速较高的,则功率较大。

这表明提高转速可减小电机的体积和重量。

(3)转速一定时,若直径不变而采用不同的长度,则可得到不同的功率的电机。

(4)系数的数值一般变化不大,因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A、Bδ有关。

电磁负荷越高,电机的尺寸就越小。

2-2电机中的几何相似定律1、几何相似定律：表明：在B和J的数值保持不变时,对一系列功率递增、几何形状相似的电机,每单位功率所需要有效材料的重量、成本及产生的损耗,均与功率的1/4次方成反比,即随着电机容量的增大,其有效材料的利用率和电机的效率均将提高。

2-3电机负荷的选择由于正常电机系数实际变化不大,因此在计算功率P’与转速n一定时,电机的主要尺寸决定于电磁负荷和A、Bδ电磁负荷越高,电机的尺寸将越小,重量就越轻,成本越低。

从而,一般选取较高的A和Bδ值。

1、电磁负荷对电机性能和经济性的影响1)线负荷A较高,气隙磁密Bδ不变。

(1)电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。

(2) Bδ一定时,由于铁心重量减小,铁耗随之减少。

(3)绕组用铜量将增加,这是由于电机的尺寸小了,在Bδ不变的情况下,每极磁通将变小,为了生产一定的感应电势,绕组匝数必须增多。

电机设计手册1. 引言电机是现代工业中常见的设备之一，广泛应用于机械、电子、汽车等领域。

电机的设计是一个复杂的过程，需要考虑多种因素和参数。

本手册旨在为电机设计者提供全面的指导和帮助。

2. 电机设计流程电机设计一般可以分为以下几个阶段：2.1 需求分析在电机设计之前，需要进行需求分析。

了解电机的使用环境、工作要求、负载特性等，明确设计目标。

2.2 参数选取根据需求分析的结果，选择合适的电机类型和相关参数。

考虑功率、转速、扭矩、效率等因素。

2.3 确定结构和尺寸根据选取的电机类型，确定电机的结构和尺寸。

考虑铁芯形状、线圈布置、转子类型等因素。

2.4 磁路设计进行电机的磁路设计，包括磁路线圈的计算、磁场仿真等。

2.5 绕组设计设计电机的绕组，包括导线选择、匝数计算、绝缘设计等。

2.6 散热设计考虑电机的散热问题，选择合适的散热方式和材料。

2.7 电机控制设计电机的控制系统，选取合适的控制器和信号处理方法。

3. 电机设计基础在进行电机设计时，需要掌握一些基础知识和常用的计算方法。

以下是一些常见的电机设计基础：3.1 电磁场理论了解电磁场理论，包括电磁感应、电磁力、磁场分布等。

3.2 磁路分析掌握电机磁路分析方法，如磁通图法、磁路方程法等。

3.3 绕组计算学习绕组计算方法，包括匝数计算、导线选择、绝缘设计等。

3.4 功率计算掌握电机功率计算方法，包括输入功率、输出功率、效率等。

3.5 散热设计了解电机的散热原理和散热设计方法，避免电机过热。

4. 电机设计实例为了更好地理解电机设计流程和方法，本手册还提供了一些电机设计实例。

这些实例涵盖了不同类型的电机，包括直流电机、交流电机等。

4.1 直流电机设计实例介绍了直流电机的设计方法和实例，包括电机参数选取、绕组设计、磁路设计等。

4.2 交流电机设计实例介绍了交流电机的设计方法和实例，包括感应电机、同步电机等。

5. 总结电机设计是一个复杂而重要的过程，需要掌握一定的电机知识和计算方法。

电机及电力拖动课程《教案》第一章：电机的基本概念1.1 电机的定义与分类1.2 电机的工作原理1.3 电机的性能参数1.4 电机的优缺点分析第二章：直流电机2.1 直流电机的基本结构2.2 直流电机的工作原理2.3 直流电机的特性2.4 直流电机的应用实例第三章：交流电机3.1 交流电机的基本结构3.2 交流电机的工作原理3.3 交流电机的特性3.4 交流电机的应用实例第四章：电力拖动系统4.1 电力拖动的基本原理4.2 电力拖动系统的分类4.3 电力拖动系统的性能分析4.4 电力拖动系统的应用实例第五章：电机与电力拖动的控制技术5.1 电机控制技术的基本概念5.2 电机控制技术的分类5.3 电机控制技术的应用实例5.4 电机控制技术的发展趋势第六章：电机的设计与制造6.1 电机设计的基本原则6.2 电机参数的计算与选择6.3 电机制造工艺及流程6.4 电机性能的测试与检测第七章：电机故障诊断与维修7.1 电机故障的类型及原因7.2 电机故障诊断的方法7.3 电机维修的基本工艺7.4 电机故障案例分析与维修实例第八章：电力电子技术在电机控制中的应用8.1 电力电子器件及其特性8.2 电力电子变换器及其控制8.3 电力电子技术在电机调速中的应用8.4 电力电子技术在电机节能中的应用第九章：电机及电力拖动的保护与节能9.1 电机保护的原理与方法9.2 电机保护装置及其应用9.3 电力拖动的节能技术9.4 电机节能案例分析与应用第十章：电机及电力拖动在现代工业中的应用10.1 电机及电力拖动在制造业中的应用10.2 电机及电力拖动在交通运输中的应用10.3 电机及电力拖动在电力系统中的应用10.4 电机及电力拖动在新能源领域的应用重点解析本教案涵盖了电机及电力拖动课程的十个章节，全面介绍了电机的基本概念、结构、工作原理、性能参数、优缺点、控制技术、设计制造、故障诊断与维修、保护与节能以及在现代工业中的应用等方面的知识。

电机设计第一章1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。

2.电机设计过程分为哪几个阶段？答：电机设计的过程可分为：①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。

②电磁设计：本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。

③结构设计：结构设计的任务是确定电机的机械结构，零部件尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。

3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据：(1)额定功率(2)额定电压(3)相数及相同连接方式(4)额定频率(5)额定转速或同步转速(6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)； 直流电机通常给定(1)(2)(5)第二章1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。

K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。

2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：δαAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1p l D =，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ˊ和转速n之比n p '或计算转矩T ˊ所决定；②电磁负荷A 和B δ不变时，相同功率的电机，转速较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。

机械设计课程设计电机一、教学目标本课程旨在通过电机的设计与分析，使学生掌握电机的基本原理、结构特点和设计方法，培养学生的工程思维能力和创新意识，提高学生的实践动手能力。

1.了解电机的基本原理和分类。

2.掌握电机的结构特点和主要参数。

3.熟悉电机的设计方法和步骤。

4.能够分析电机的运行原理和性能指标。

5.能够运用电机设计软件进行电机的设计与仿真。

6.能够进行电机故障诊断和维修。

情感态度价值观目标：1.培养学生的工程伦理观念和责任感。

2.激发学生对电机设计与创新的兴趣和热情。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括电机的基本原理、结构特点、设计方法和步骤。

1.电机的基本原理：介绍电机的运行原理和性能指标，包括电磁感应原理、电动势和电流的关系、转矩和功率的计算等。

2.电机的结构特点：介绍不同类型电机的结构组成和特点，包括直流电机、交流电机、变压器等。

3.电机的设计方法：介绍电机的设计方法和步骤，包括电磁场分析、参数计算、设计软件的应用等。

4.电机的设计实例：通过实际电机设计案例的分析，使学生掌握电机设计的整个过程和方法。

三、教学方法为了提高教学效果和学生的参与度，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握电机的基本原理和设计方法。

2.讨论法：通过小组讨论和课堂讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。

3.案例分析法：通过分析实际电机设计案例，使学生了解电机设计的整个过程和方法。

4.实验法：通过实验操作和观察，使学生了解电机的工作原理和性能指标。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《电机学》等权威教材，作为学生学习的主要参考资料。

2.参考书：提供电机设计相关的参考书籍，供学生深入学习和研究。

3.多媒体资料：制作教学PPT和视频资料，通过动画和图像等形式，直观地展示电机的原理和结构。

4.实验设备：提供电机实验设备和仿真软件，让学生能够进行实际操作和仿真实验。

电机设计电机设计电机设计第一章电机设计概述 (5)§1-1 电机制造工业的近况与发展趋势 (5)§1-2 电机设计的任务与过程 (6)§1-3 1-4 国家标准国际标准 (7)第二章电机的主要参数之间的关系8§2-1 电机的主要参数之间的关系式 (8)§2-2 电机中的几何相似定律概述 (14)§2-3 电磁负荷的选择 (16)§2-4 电机主要尺寸比的选择及确定主要尺寸的一般方法 (19)§2-5 系列电机及其设计特点 (22)第三章磁路计算24§3-1 概述 (24)§3-2 空气隙磁压降的计算 (25)§3-3 齿部磁压降的计算 (33)§3-4 轭部磁压降的计算 (37)第四章参数计算42§4-1 绕组电阻的计算 (43)§4-2 绕组电抗的一般计算方法 (46)§4-3 主电抗计算 (47)§4-4 漏电抗计算 (51)§4-5 漏抗标么值 (64)§4-6 集肤效应对电机参数的影响 (66)§4-7 饱和对电机参数的影响 (67)§4-8 斜槽漏抗计算 (69)第五章损耗与效率 (71)§5-1 概述 (71)§5-2 基本铁耗 (72)§5-3 空载时铁心中的附加损耗 (74)§5-4 电气损耗 (79)§5-5 负载时的附加损耗 (80)§5-6 机械损耗 (87)§5-7 效率 (89)第六章电机的冷却 (90)§6-1 电机的冷却方式 (90)§6-3 风扇 (91)§6-4 径向通风系统中转子上其他风压元件参数的近似计算法 (93)第七章发热计算 (93)§7-1 电机允许的温升限度 (93)§7-2 传热的基本定律 (95)§7-3 电机稳定温升的计算 (99)第八章结构设计和机械计算104§8-1 电机的基本结构型式（自学） (104)§8-2 结构设计的基本内容、原则和方法. 105 第十章感应电机的电磁设计 (106)§10-1 概述 (106)§10-2 主要尺寸与气隙的确定 (108)§10-3 定子绕组与铁心的设计 (111)§10-4 转子绕组与铁心的设计 (115)§10-5 工作性能的计算 (118)§10-6 起动性能的计算 (120)第十一章电子计算机在电机设计计算中的应用 (125)§11-1 概述 (125)§11-2 曲线和图表的数学处理方法之一——插值法 (126)§11-3 曲线和图表的数学处理方法之二——公式法 (128)§11-4 机辅设计中常用的数值计算方法. 129 §11-5 设计分析程序 (129)§11-6 设计综合程序 (130)第一篇旋转电机设计第一章电机设计概述§1-1 电机制造工业的近况与发展趋势一、单机容量迅速增长1．为什么单机容量要增加？从制造角度看，功率大，材料越省，效率高，电机材料选用率提高；从运行角度看，功率大，机组数目少，运行人员少，维修费用减小。

电机设计第一章1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。

2.电机设计过程分为哪几个阶段？答：电机设计的过程可分为：①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。

②电磁设计：本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。

③结构设计：结构设计的任务是确定电机的机械结构，零部件尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。

3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据：(1)额定功率(2)额定电压(3)相数及相同连接方式(4)额定频率(5)额定转速或同步转速(6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)； 直流电机通常给定(1)(2)(5)第二章1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。

K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。

2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：δαAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1p l D =，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ˊ和转速n之比n p '或计算转矩T ˊ所决定；②电磁负荷A 和B δ不变时，相同功率的电机，转速较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。

电机设计电机设计电机设计第一章电机设计概述 (5)§1-1 电机制造工业的近况与发展趋势 (5)§1-2 电机设计的任务与过程 (6)§1-3 1-4 国家标准国际标准 (7)第二章电机的主要参数之间的关系8§2-1 电机的主要参数之间的关系式 (8)§2-2 电机中的几何相似定律概述 (14)§2-3 电磁负荷的选择 (16)§2-4 电机主要尺寸比的选择及确定主要尺寸的一般方法 (19)§2-5 系列电机及其设计特点 (22)第三章磁路计算24§3-1 概述 (24)§3-2 空气隙磁压降的计算 (25)§3-3 齿部磁压降的计算 (33)§3-4 轭部磁压降的计算 (37)第四章参数计算42§4-1 绕组电阻的计算 (43)§4-2 绕组电抗的一般计算方法 (46)§4-3 主电抗计算 (47)§4-4 漏电抗计算 (51)§4-5 漏抗标么值 (64)§4-6 集肤效应对电机参数的影响 (66)§4-7 饱和对电机参数的影响 (67)§4-8 斜槽漏抗计算 (69)第五章损耗与效率 (71)§5-1 概述 (71)§5-2 基本铁耗 (72)§5-3 空载时铁心中的附加损耗 (74)§5-4 电气损耗 (79)§5-5 负载时的附加损耗 (80)§5-6 机械损耗 (87)§5-7 效率 (89)第六章电机的冷却 (90)§6-1 电机的冷却方式 (90)§6-3 风扇 (91)§6-4 径向通风系统中转子上其他风压元件参数的近似计算法 (93)第七章发热计算 (93)§7-1 电机允许的温升限度 (93)§7-2 传热的基本定律 (95)§7-3 电机稳定温升的计算 (99)第八章结构设计和机械计算104§8-1 电机的基本结构型式（自学） (104)§8-2 结构设计的基本内容、原则和方法. 105 第十章感应电机的电磁设计 (106)§10-1 概述 (106)§10-2 主要尺寸与气隙的确定 (108)§10-3 定子绕组与铁心的设计 (111)§10-4 转子绕组与铁心的设计 (115)§10-5 工作性能的计算 (118)§10-6 起动性能的计算 (120)第十一章电子计算机在电机设计计算中的应用 (125)§11-1 概述 (125)§11-2 曲线和图表的数学处理方法之一——插值法 (126)§11-3 曲线和图表的数学处理方法之二——公式法 (128)§11-4 机辅设计中常用的数值计算方法. 129 §11-5 设计分析程序 (129)§11-6 设计综合程序 (130)第一篇旋转电机设计第一章电机设计概述§1-1 电机制造工业的近况与发展趋势一、单机容量迅速增长1．为什么单机容量要增加？从制造角度看，功率大，材料越省，效率高，电机材料选用率提高；从运行角度看，功率大，机组数目少，运行人员少，维修费用减小。