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华科电机学课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电机的基本工作原理，掌握电机的主要结构和功能。
2. 学生能够掌握电机类型及各自的特点，了解其在工程实践中的应用。
3. 学生能够解释并计算电机的基本参数，如电压、电流、功率、效率等。
技能目标：1. 学生能够运用电机的基本原理，分析和解决实际电机运行中的一般问题。
2. 学生能够设计简单的电机实验，通过实验操作来验证理论知识。
3. 学生能够使用适当的工具和技术，对电机系统进行故障诊断和维护。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机学领域的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 强化学生的团队合作意识，通过合作学习培养沟通协调能力。
3. 增强学生的环保意识，理解电机在节能减排中的重要作用，培养其社会责任感。
课程性质：本课程为专业性较强的技术课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，使学生深入理解电机的工作原理和工程应用。
学生特点：假设学生为高中年级，已具备基本的物理知识和一定的数学基础，对电机有一定的好奇心，但实践经验不足。
教学要求：课程需结合理论讲解与实验操作，注重培养学生的实践能力。
课程目标具体、可衡量，以便在教学过程中不断评估学生的学习成果，并根据实际情况调整教学策略。
二、教学内容1. 电机的基本原理与结构- 磁场与电磁感应的基本概念- 电机的主要类型及其工作原理- 电机的基本结构组成与功能2. 电机参数与性能分析- 电机电路的基本方程与参数计算- 电机的功率、效率、转速等性能指标- 电机特性曲线及其在实际应用中的意义3. 电机应用与案例分析- 常见电机类型在工业、生活中的应用案例- 电机选型原则与方法- 电机系统故障分析与维护4. 电机实验与操作- 设计简单电机实验，如电机启动、制动、调速等- 实验操作指导与安全规范- 实验数据分析与处理教学内容安排与进度：第1-2周：电机的基本原理与结构第3-4周：电机参数与性能分析第5-6周：电机应用与案例分析第7-8周：电机实验与操作教材章节关联：第1章：电机概述与基本原理第2章：电机结构与设计第3章：电机性能分析第4章：电机应用与实验教学内容根据课程目标制定，保证科学性和系统性。
《电机学》课程设计单绕组变极双速异步电机学院电气与电子工程学院专业电气工程及其自动化班级学号U*********姓名日期2014年2月20日成绩指导教师周理兵电机学课程设计任务书（201107班-周理兵组19位同学用）2014.1.10课题：单绕组变极双速三相交流绕组设计说明：一台三相鼠笼型交流异步电动机，定子一套绕组，若采用绕组（引出线）改接变极调速实现双速运行，则称为单绕组变极双速交流绕组。
任务要求：（1）定子48槽，4/8极，采用双层叠绕组，支路数、相带和节距自选；（2）绕组引出线6根；（3）画出两种极数下对应的槽电势星型图和三相绕组联接图；（4）根据所选节距和绕组方案，分析两种极对数下气隙基波磁密关系；（5）计算两种情况下相应的绕组系数，并分析谐波情况。
***每位同学必须独立完成设计和提交报告；设计报告必须在下学期开学第一周五下午5点钟之前交到电机楼202；若设计报告出现雷同（含部分雷同），则相互雷同的同学均取消成绩目录【题目分析】 (1)【变级原理】 (1)【接线方式】 (2)【绘制槽电动势星型图】 (3)【分相】 (4)【节距的分析与确定】 (4)【绘制绕组展开图】 (5)【分析气隙基波磁密】 (8)【绕组系数与谐波分析】 (9)【小结】 (9)【题目分析】三相鼠笼型交流异步电动机，转子是鼠笼型，其相数、极对数自动与定子保持一致，异步电动机的转差率s =n 1−n n 1，又因为s 很小，这样n ≈n 1＝60f 1p。
由此可见，当极对数改变后，异步电动机的转速会发生改变。
【变级原理】参见课本《电机学（第三版）》中P262-P263有如下的变极原理。
如图1.1有一个四级电机的A 像绕组示意图，在如图的电流方向a1→x1→a2→x2下，它产生了磁动势基波级数2p=4。
如图1.2 改接，即a1与x2连接作为首端A ，x1与a2相连接，作为末端X ，则它产生的磁动势基波极数2p=2，这样就实现了单绕组变极。
电机学课程设计任务书一、课程设计目的和要求1 目的通过设计实践，培养学生查阅专业资料、工具书或参考书，掌握现代设计手段和软件工具，并能以仿真程序及仿真结果表达其设计思想的能力。
2 要求1）搭建系统仿真电路还或者搭建实际电路；2）提供仿真系统参数，（可自行设计或使用题目提供相关参数）；3）绘制相关参数曲线；4）分析对比相关控制参数，给出相应结论。
二、原始资料1 直流开环调速（可在实验台上自行搭建）依据上图建立的直流开环调速系统仿真模型；电动机额定参数:UN =220V,IN=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。
励磁电压Uf =220Ⅴ ,励磁电流If=1.5A。
采用三相桥式整流电路,设整流器内阻R=0.05Ω。
平波电抗器Ld=20mH。
题中仅给出电动机额定参数，电源、变压器等参数必须根据电动机要求进行设计和计算。
观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的控制角a=30°，45°，60°，75°时转速、转矩和电流变化，总结开环直流调速系统特点。
2 转速闭环控制的直流调速系统（可在实验台上自行搭建）依据上图建立转速闭环控制的系统仿真模型；电动机额定参数:UN =220V,IN=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。
励磁电压Uf =220Ⅴ ,励磁电流If=1.5A。
采用三相桥式整流电路,设整流器内阻R=0.05Ω。
平波电抗器Ld=20mH。
题中仅给出电动机额定参数，电源、变压器等参数必须根据电动机要求进行设计和计算。
分别采用比例调节，比例-积分调节，带电流截止负反馈调节三种方法观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的转速响应、电压响应和电流响应变化，总结转速闭环控制直流调速系统特点。
3 直流双闭环调速系统（可在实验台上自行搭建）依据上图建立的直流双闭环调速系统仿真模型；电动机额定参数:UN =220V,IN=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。
华中科技⼤学版【电机学】（第三版）电⼦讲稿【第四章】第四章：交流绕组及其电动势和磁动势主要内容：交流绕阻的构成，即绕阻连接规律及电势和磁势。
交流电机分：同步：主要作为发电机，也可作为电动机和补偿机异步：主要作为电动机，有时也作发电机上述两⼤类交流电机虽然激磁⽅式和运⾏特性有很⼤差别，但电机定⼦中发⽣的电磁现象和机电能转换的原理却基本上是相同的，因此存在许多共性问题，可统⼀进⾏研究，这就是本章所要研究的交流电机的绕组，电势，磁势问题。
这些问题对于以后分别研究异步电机和同步电机的运⾏性能有着重要意义。
4-1交流绕组的构成和分类本节介绍交流绕组的连接⽅法。
电磁作⽤都与绕组有关，绕组构成了电机的电路部分，是电机的核⼼，必须对交流绕阻的构成和连接有⼀个基本了解。
⼀、交流绕组的构成原则虽然绕组的型式各不相同，但它们的构成原则基本相同，基本要求是：（1）电势和磁势波形要接近正弦波，数量上⼒求获得较⼤基波电势和基波磁势。
为此要求电势和磁势中谐波分量尽可能⼩。
（2）对三相绕组各相的电动势，磁动势必须对称，电阻电抗要平衡。
（3）绕阻铜耗⼩，⽤铜量少。
（4）绝缘可靠，机械强度⾼，散热条件要好，制造⽅便。
⼆、交流绕阻的分类按相数分：（1）单相（2）多相（两相，三相）按每极每相槽数分：（1）整数槽（2）分数槽按槽内层数分：（1）单层（2）双层（3）单、双层按绕阻形状分：（1）叠绕（双层）（2）波绕（双层）（3）同⼼式（单层）（4）交叉式（单层）（5）链式（单层）本章主要介绍三相整数槽绕阻4-2三相双层绕阻本节介绍三相双层绕组展开图。
对于10kw以上的三相交流电机，其定⼦绕组⼀般均采⽤双层绕组。
双层绕组每个槽内有上、下两个线圈边，每个线圈的⼀个边放在某⼀个槽的上层，另⼀个边则放在相隔节距为y1槽的下层，如图5-1所⽰，见P 136 P113绕阻的线圈数正好等于槽数在介绍双层绕组之前，⾸先介绍⼀些有关的知识⼀、双层绕组的优点1、可选择最有⼒的节距，以改善电势、磁势波形；2、线圈尺⼨相同便于制造；3、端部形状排列整齐，有利于散热和增加机械强度。
电气与电子工程学院《电机学》课程设计设计题目异步电动机的调速与仿真指导老师杨凯班级电气1201班姓名H X学号U2012XXXXX完成日期2015 年 3 月 2 日目录一、课程设计题目 (3)二、设计过程与结果 (4)异步电动机调速基本原理： (4)条件中的参数计算： (4)任务一： (5)任务二： (9)任务三： (13)用SIMULINK设计调压调速仿真模型 (21)误差分析： (28)三、实验总结 (29)四、参考文献 (30)一、课程设计题目一台绕线式异步电动机，Y/y连接，已知数据为：额定功率P N = c0 kW，f = 50 Hz，2 p = c1，U n = 380 V，n N = c2 r/min，R1 = R2' = 4Ω，x1σ = x2σ'= 6Ω，x m = 120Ω，k i = k e = 0.02，忽略铁耗。
各参数为：c0 =1.1c1 =4c2 =1440c6 =500任务要求：①若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6r/min，采用调压调速方式并计算其参数，做出机械特性图，分析能量的传递。
②若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6 r/min，采用变频调速方式并计算其参数，做出机械特性图，分析能量的传递。
③若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6r/min，要求最大转矩不超过1.5 T n，采用转子绕组串电阻调速，计算其级数及其它参数，做出机械特性图，分析能量的传递。
④用Matlab中的SIMULINK设计调压调速仿真模型(其余仿真参数可自行设定) ，并仿真调速前后定子电流与转子转速波形。
⑤对仿真结果和计算结果进行分析。
二 、设计过程与结果异步电动机调速基本原理：根据异步电机的转速公式：n =(1−s )n 1=60f 1p(1−s) 异步电动机的调速方式有以下三种： （1） 变极调速，即改变极对数2 p 调速； （2） 变频调速，即改变频率f 1调速；（3） 改变转差率s 调速，题目中的变压调速与转子绕组串电阻调速都属于改变转差率调速。
电机学的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握电机的基本结构、工作原理及分类。
2. 学生能够描述并解释电机在不同应用领域的功能及作用。
3. 学生能够掌握电机的主要性能参数，并运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 学生能够运用电机学知识，分析并解决实际电路中电机相关问题。
2. 学生能够正确使用实验仪器，进行电机性能测试，并处理实验数据。
3. 学生能够设计简单的电机控制系统，实现电机的启动、停止和调速。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电机学，培养对物理学科的热爱和兴趣，增强探究精神。
2. 学生能够认识到电机在日常生活和国家发展中的重要作用，提高社会责任感和使命感。
3. 学生通过合作学习，培养团队协作能力和沟通交流能力，形成积极向上、互帮互助的学习氛围。
课程性质：本课程为电机学基础知识课程，旨在帮助学生建立电机学的基本概念，提高解决实际问题的能力。
学生特点：初三学生具备一定的物理基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：结合学生特点，采用讲解、实验、讨论等多种教学方法，注重理论联系实际，提高学生的知识运用能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的学习积极性。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 电机的基本概念：介绍电机的定义、分类及用途，重点讲解电机在日常生活和工业中的应用。
教材章节：第一章 电机概述2. 电机的工作原理：详细讲解电机的工作原理，包括电磁感应、电磁力等基本概念。
教材章节：第二章 电机的工作原理3. 电机结构及参数：介绍电机的主要结构，如定子、转子、绕组等，以及电机的主要性能参数。
教材章节：第三章 电机结构及参数4. 电机启动、运行和调速：讲解电机的启动方法、运行特性及调速原理。
教材章节：第四章 电机启动、运行与调速5. 电机应用实例：分析电机在不同领域的应用，如家用电器、工业生产等。
目录华中科技大学电机学目录下页第一篇12第二篇3第三篇4第四篇5第五篇目录 1 绪论下页�电机在国民经济中的作用�电机的分类�电机学课程性质和学习方法�电机学中常用的电工定律目录电机在国民经济中的作用下页�电能是现代社会最主要的能源，并对人类文明的发展起到了重要的推动作用。
�电机是和电能的生产、输送与利用密切相关的能量转换机械 。
�电机不仅是国民经济各行业中的重要或关键设备，而且在人们日常生活中的应用也越来越广泛。
目录电机的用途下页发电机电机的主要类型变压器电动机下页目录发电机的用途火电厂：将燃料燃烧的热能转换为电能。
水电厂：将水流的势能转换为电能。
核电厂：将原子核裂变的原子能转换为电能。
风电场：将风能转换为电能。
�用于发电厂�用于独立系统中的用于独立系统中的发电机发电机发电机。
目录火力发电厂原理图下页火力发电厂原理图火力发电厂原理图目录变压器的用途下页�主要用于各级变电站中。
�改变交流电能的电压，实现交流电能的经济输送和合理分配。
下页目录电力系统示意图水力发电厂110kV220kV110kV调相机220kV6kV35kV380/220V220k V 220k V110kV水力发电厂220k V110kV10.5kV火力发电厂火力发电厂110kV照明电动机图例发电机双绕组变压器三绕组变压器自耦变压器=GSGSGS GS GSM 3~M 3~GS GSGSGSGS目录电动机的用途下页�作为原动机，拖动各种机械设备。
�据统计，我国电动机的耗电量约占发电量的60% 。
�工业�农业�交通运输业�航天、航空、航海行业�国防、文化教育、医疗卫生、IT等行业�日常生活目录电动机的用途下页�工业机床、机器人、轧钢机、纺织机、造纸机、风机、水泵、压缩机、吊车、卷扬机、传送带等。
�农业电力排灌设备、脱粒机、碾米机、榨油机、粉碎机等。
�交通运输业电气机车、磁悬浮列车、城市轨道列车、无轨电车、电动汽车等。
目录电动机的用途下页�航空和航海业有特殊要求的航空电机、船用电机和推进电机等。
2010 级《电机学》课程设计组员张丰伟、彭永晶彭鸿昌、邱天、李彦青所在院系电气与电子工程班级电气1004班日期 2013年3月作业评分评阅人一、设计题目题目：铁心磁路计算铁心磁路如图所示，磁路尺寸为：1δ=3mm 、2δ=2mm 、w=125mm 、h=150mm 、N 1=2N 2=100匝，铁芯宽度l=50mm 、铁心厚度d=50mm 。
铁芯宽度和厚度均匀，忽略铁芯磁场边缘效应。
1．假设铁芯的磁导率为无穷大，（1）若I 2=0，Φ1=6mWb ，求I 1（2）若I 1=10A ，I 2=20A ，求Φ1和Φ2。
2．若铁芯材料为DR510钢片（磁化曲线见教材），若I 2=0，Φ1=6mWb ，求I 1和Φ1。
3．若I 1=10A ，I 2=20A ，编写程序，求Φ1和Φ2。
二、设计过程由磁路基尔霍夫第一定律∑φ=0，可得213φφφ-=，由于铁芯宽度和厚度均匀，截面积相等，则321B B B -=由磁路基尔霍夫第二定律∑∑∑∑===m R Hl Ni F φ，得:[]()[]()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-+-++=-+++-++=⋅⋅l h H B l h w H I N l h H B l h w H I N 30222222301111113232μμδδδδ磁场关系:H B μ= 则方程为：[]()[]()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-=+-+-++=-+++-++=⋅⋅i Fe i H B B B B l h H B l h w H I N l h H B l h w H I N μμμ21330222222301111113232δδδδ1．假设铁芯的磁导率为无穷大，（1）若I 2=0，Φ1=6mWb ，求I 1（2）若I 1=10A ，I 2=20A ，求Φ1和Φ。
铁芯的磁导率为无穷大，则铁芯磁路H=0，方程化简为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=022*******μμδδB I N B I N （1）将I 2=0，Φ1=6mWb 带入上式方程，得I 1=57.2958A（2）将I 1=10A ，I 2=20A 带入上式方程，得B 1=0.418879T ，B 2=-0.628319T ，则Φ1=B 1ld=1.04720mWb ，Φ2=B 2ld=-1.57080mWb2．若铁芯材料为DR510钢片（磁化曲线见教材），若I 2=0，Φ1=6mWb ，求I 1和Φ1。
电机学课程设计论文一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握电机的基本原理、结构、性能和应用，培养学生具备电机设计和维护的基本技能，提高学生对电机技术的认识和兴趣。
知识目标：了解电机的基本概念、分类和特点；掌握电机的工作原理、运行特性、参数计算和转子电路设计；熟悉电机的应用领域和维护方法。
技能目标：能够分析电机的工作性能和故障原因；具备电机安装、调试和维修的能力；能够运用电机原理图和参数表进行设计。
情感态度价值观目标：培养学生对电机技术的热爱和敬业精神；培养学生具备创新意识和团队合作能力；培养学生关注电机技术的发展和应用，提高综合素质。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括电机的基本原理、结构、性能和应用。
1.电机的基本原理：介绍电机的工作原理、电磁场分析、转子电路设计等。
2.电机的结构与分类：讲解各种类型的电机结构、特点和应用范围。
3.电机的运行特性：分析电机的启动、制动、调速和反转特性。
4.电机参数计算：学习电机的主要参数及其计算方法。
5.电机应用领域：介绍电机在工业、农业、交通等领域的应用实例。
6.电机维护与维修：讲解电机的日常维护、故障分析和维修方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程采用多种教学方法相结合，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解电机的基本原理、结构和应用，使学生掌握电机的核心知识。
2.讨论法：学生针对电机技术的重点和难点进行讨论，提高学生的思考和分析能力。
3.案例分析法：分析电机实际应用案例，使学生能够将理论知识运用到实际工作中。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，培养学生的动手能力和实践技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电机学教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供电机技术相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，辅助讲解电机的基本原理和应用。
第二章：变压器主要内容：变压器的工作原理，运行特性，基本方程式等效电路相量土，变压器的并联运行及三相变压器的特有问题。
2-1变压器的工作原理本节以普通双绕组变压器为例介绍变压器的工作原理，基本结构和额定值。
一、 基本结构变压器的主要部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。
除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等部件。
主要介绍铁心和绕组的结构。
1、铁心变压器的铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架。
铁心分：心柱：心柱上套装有绕组。
铁轭：形成闭合磁路为了减少铁心损耗，通常采用含硅量较高，厚度为0.33mm 表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。
铁心结构的基本形式分心式和壳式两种心式：铁轭靠着绕组的顶面和底面。
而不包围绕组侧面，见图2-2特结构较为简单，绕组的装配及绝缘也较为容易，所以国产变压器大多采用心式结构。
（电力变压器常采用的结构）壳式：铁轭不仅包围顶面和底面，也包围绕组的侧面。
见图2-3，这种结构机械强度较好，但制造工艺复杂，用材料较多。
铁心的叠装分为对接和叠接两种对接：将心柱和铁轭分别叠装和夹紧，然后再把它们拼在一起。
工艺简单。
迭接：把心柱和铁轭一层一层的交错重叠，工艺复杂。
由于叠接式铁心使叠片接缝错开，减小接缝处的气隙，从而减小了励磁电流，同时这种结构夹紧装置简单经济可靠性高，多采用叠接式。
缺点：工艺上费时2、绕组绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。
接入电能的一端称为原绕组（或一次绕组）输出电能的一端称为付绕组（或二次绕组）一、二次绕组中电压高的一端称高电压绕组，低的一端称低电压绕组高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗。
因为不计铁心的损耗，根据能量的守恒原理S I U I U ==2211 （s 原付绕组的视在功率）电压高的一端电流小所以导线细从高低压绕组的相对位置来看，变压器绕组可以分为同心式和交叠式两类同心式：高低压绕组同心的套在铁心柱上。
学号U200912039
专业班号电气0910
姓名刘浩田
指导教师杨凯
日期2011年12月30日报告成绩
一、设计题目
一台绕线式异步电动机，Y/y 连接，已知数据为：额定功率P N =
120kW ，f = 50 Hz ，2p =4，U n = 380 V ，n N = 1440r/min ，R 1 =0.02Ω，
R 2 ‘=0.04 Ω，x 1σ = x 2σ’=0.06Ω，x m = 3.6Ω，k i = k e = 0.02，忽略铁耗。
试求：
若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到1000 r/min ，采用转子绕组串电阻调速，计算电阻及其它参数，做出机械特性图，分析能量的传递。
用Matlab 中的SIMULINK 设计调速仿真模型(其余仿真参数可自行设定)，并仿真调速前后定子电流与转子转速波形。
二、设计过程
1.原理描述
交流电动机调速的主要理论依据是： ()()
160f
n n 1s p 1s =-=-
式中： f ： 电源频率
P ： 电动机的极对致
s ：转差率
要实现调速主要就是通过改变上述三个参量f 、p 、s ，本次设计要阐述的串电阻调速属于改变转差率调速中的一种。
该方案主要原理就是在电动机转子侧串接不同阻值的电阻，使得电动机运行在不同的给定特性曲线上（如下图1）。
其主要优缺点在于：
1 ．对电网的容量、电压波动等要求不高；
2 ．起动特性较好，可以控制起动电流，但不影响起动转矩；
3 ．控制方案简便易行，系统造价较低，前期投入小；
4 ．有级调速。
电阻设计一旦确定，则速度档不易改变；
5 ．低速时，机械特性较软。
转速受转矩变化影响很大，效率较低。
图1 绕线式异步电动机转子串电阻调速的机械特性
2.参数计算
绕线式异步电动机T形等效电路如下
图2绕线式异步电动机T 形等效电路图
转子电感 1110.06
0.0001912100s x L H f σππ
=
== 定子电感 ''
2110.06
0.0001912100r x L H f σππ
===
励磁电感 1 3.6
0.01152100m m x L H f ππ
=== 额定负载转矩 N n N P 120000
T 795.8m 2n 21440
6060
N ππ=
==⋅⨯
同步转速 0160/6050/21500/min n f p r ==⨯= 额定转差率 N 15001440
s 0.041500
-=
=
调速前的电磁转矩 '
2211
em '
2'221112R m pU
s T R
2f [(R )(X X )]
s
σσπ==+++876.3N m ⋅ 调速后的转差 1150010001
s 15003
-==
要求为恒转矩调速，则有：
''22N 1
R R R s s Ω
+=
由上式可得 'R 0.29Ω=Ω
转子串电阻过程中，只要负载转矩不变，电机的定、转子电流也不变，在串电阻调速过程中，电机电流均为额定电流。
转子电流：
2
210.14
I A
'===；
'
60.11
I A
===
定子电流：''
102
218.56 5.536
I I I A
=+=∠-。
3.机械特性图
下面用matlab画出其机械特性图：
编程如下：
>> s=0.01:0.01:0.99;
>> p=2;m1=3;
>> u=380/sqrt(3);
>> f=50;
>> R1=0.02;
>> R2=0.04;
>> X1=0.06;
>> X2=0.06;
>> Tem=p.*m1.*u.^2.*R2./s./2./pi./f./((R1+R2./s).^2+(X1+X2).^2);
>> plot(Tem,s);
>> ylabel('转差率s');
>> xlabel('电磁转矩Tem/N*m');
>> Tem1=p.*m1.*u.^2.*(R2+0.29)./s./2./pi./f1./((R1+(R2+0.29)./s).^2+((X1+X2)).^2);
>> hold on;
>> legend('调速前','调速后');
图3 调速前后的机械特性
4.能量传递分析：
调速前的电磁功率 02/60132.1em em P T n kW π=⨯= 损耗为 132.112012.1p kW ∆=-= 调速后电磁功率不变，输出功率
212/60795.821000/6083.34N P T n kW ππ=⨯=⨯⨯= 调速后损耗 '132.183.3448.76p kW ∆=-=
下面分析损耗去向：
调速前：
定子铜耗： 2
1111 5.73cu m I R kW p ==
转子铜耗： 2221223*210.14*0.04 5.3Cu P m I R kW ''=== 电磁功率： 132.1emN P kW =；
500
1000
1500
200025003000
3500
4000
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91转差率s
电磁转矩T em/N*m
总机械功率：(1)0.96*132.1126.8mec emN P s P kW =-==；
忽略铁耗，总输入功率：11 5.73132.1137.83Cu emN P P P kW =+=+=； 空载损耗： 02126.8120 6.8mec ad mec N P p p P P kW =+=-=-= 调速后：2I '、'0I 、定子电流、定子铜耗、电磁功率都不变 定子铜耗不变： 2
1111 5.73cu m I R kW p ==
电磁功率不变：132.1emN P kW =；
转子铜耗增加：21132.144.033
Cu emN P s P kW =⋅=⨯=； 总机械功率减少：2(1)*132.188.073
mec emN P s P kW =-==； 忽略铁耗，总输入功率不变：11137.83Cu emN P P P kW =+=； 空载损耗减少：0288.0783.34 4.73mec ad mecN P p p P P kW =+=-=-=
转子串电阻调速，由于等效电路不变，从定子传送到转子的电磁
功率不变，但机械功率m P 和铜耗2Cu P 却发生了变化： 2(1)em mec Cu em em P P P s P sP =+=-+
转速越低时s 越大，那么机械功率部分m P 变小，而转子铜耗2Cu P 增大。
所以这种调速方法在低速运行时，损耗大，效率低，不宜长期运行。
5．Simulink 仿真：
图3 绕线式异步电机串电阻调速模型 图中封装模块为
图4 绕线式异步电机串电阻调速模型图中封装模块为
图5封装模块图
电机参数设置如下
图6 电机参数设置
仿真后示波器结果为：
图7 仿真结果
从上到下，依次为转子电流、定子电流、转速、转矩em T的波形图。
放大图如下：
图8 转子电流和定子电流放大图
我们可以从上图8得到0.5280198*2r A A I ≈≈, 0.5300212.2*2s A I ≈≈A
图9转速和转矩放大图
从上图可知，在t=1.0s 时，转速从1440r/min 下降到1020r/min ， 转矩em T 保持在801N*m 。
6.结果
由仿真结果可知，转子串入电阻后，转速从1440r/min下降到1020r/min，转子电流先变小再增大，周期变小，频率升高；定子电流大小不变，频率不变；电磁转矩先下降再上升，稳定在原电磁转矩大小，实现恒转矩调速。
三、设计总结
本次设计采用绕线式异步电动机转子电路外串电阻的调速方法，不可否认，其在运输起重机械、冶金机械和鼓风机等场合有很广泛的应用，这种调速方法具有调速线路简单, 初投资小的优点,但其一个很大的缺点是经济性不高,转子外串电阻的能耗大, 转速越低,外串电阻的数值就越大, 电机效率也越低。
如果能够找到降低能耗的方法其应
用必将更广泛。
这次课程设计距上电机课过了一个寒假，如果没有这次课程设计，所学的电机知识可能很快就会忘掉很多。
通过做这个课程设计，课本知识得以巩固和加强，我对绕线式异步电动机的调速方法、异步电动机的能量传递了解进一步加深。
在做这个设计中，由于要用Simulink 仿真，对matlab中各元器件的名称不是很熟，得到了其他同学的帮助，在这里，非常感谢老师和同学的帮助！
参考文献:
（1）电机学/辜承林陈乔夫熊永前编/华中科技大学出版社/ 2005
(2) MATLAB电机仿真精华50例/ 潘晓晟，郝世勇编/ 电子工业出版社/ 2007。
