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电机学课程设计word精品

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_________ 电气学科大类 _______ 级 课程设计 电机学 学号： _____________ 姓名： _____________ 班级： _____________ 日期： _____________ 1

目录 1、 课程设计目的 .......................................... 2 2、 课程设计题目及分析 ................................... 2 2.1 题目及要求2 2.2 题目分析3

3、 .................................................. 设计过程 3 3.1 P2 =0 时的 V 型曲线3 3.1.1 计算过程3 3.1.2 列点举例4 3.1.3 V 型曲线4 3.2 P2 =22500kW 时的 V 型曲线5 3.2.1 计算过程,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 5 3.2.2 列点举例6 3.2.3 V 型曲线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 3.3 P2 =52500kW 时的 V 型曲线7 3.3.1 计算过程,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 7 3.3.2 列点举例8 3.3.3 V 型曲线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 3.4 P2 =62500kW 时的 V 型曲线9 3.4.1 计算过程9 3.4.2 列点举例10 3.4.3 V 型曲线10 3.5 总的 V 型曲线11

4、 分析与小结 ............................................. 12

5、 参考文献 .............................................. 12 2

1、课程设计目的 本次课程设计旨在考查同学们对同步电机相关特性的理解和掌握。通过求解不 同输出功率下的水轮发电机的V型曲线，进一步了解凸极同步电机的特点和相关特 性，熟悉不同类型的同步电机的相量图的区别，掌握不同参数之间的关系。同时借 此课程设计巩固课堂上的理论知识并加深理解，学习和掌握分析问题、解决问题的 方法和能力。

2、课程设计题目及分析 2.1题目及要求 一台50000 kW、13800V （丫联接）、额定功率因数cos 0.8（滞后）的 水轮发电机并联于一无穷大电网上，其参数为 R^ 0，X「= 1.15,xq二0.7，并 假定其空载特性为一直线，试求： 1） 输出功率为0时的V型曲线； 2） 输出功率为22500 kW时的V型曲线； 3） 输出功率为52500 kW时的V型曲线； 4） 输出功率为62500 kW时的V型曲线。 要求：①P2 =0时的V型曲线每人必须完成； ② 在P/e （0,1］中任取三个值（必须包含Pf = 1

），作3条V型曲线；

③ 每条V型曲线中cos' =1的点要给出计算过程； ④ 每条V型曲线中欠励和过励情况下也各至少给出一个点的计算过程； ⑤ 每条V型曲线上至少要有七个点。 3

2.2题目分析 水轮发电机属于凸极同步电机，并联于一一无穷大电网上，说明端电压U恒定, 由于本题的参数均以标幺值形式给出，故可以设 U ” =1，然后进行分析和计算。所 谓“v型曲线”，是指发电机输出功率P2恒定时，同步电机定子电流I与励磁电流| f 之间的内在联系，以关系曲线| = f (I f)表示，所得曲线形似字母“ V”，故称之为

同步电机的V型曲线。由题意有Ra 0 ,所以下面计算可能用到的公式有

I E *

E。=U cos-I Xd si n‘ ，lf 二卩二亍二耳

I f0 U

3、设计过程 3.1 F2 =0时的V型曲线(F2 =0) 3.1.1计算过程 首先，我们可以设U “ =1。根据题意有，PN =50000kW 由PN珥cosN得:

正常励磁情况下，由于 & = o，所以有：P2二0

PN fcos d P2普, SN

P2 =U I cos 二 I cos，

=arcta n I Xq U sin U ^cos^

S = PN

N cosN

50000

0.8 =62500kVA 4

「孟0 E)二U cos I Xd sin 二 cos =1 I LL = EL 二 E 1 f I 11 0 f0

3.1.2列点举例 (1) 欠励举例： 取u滞后I 90计算，即，=-90。此时--90 o

v --0 l「= E*Ucos + r X/sin =1-1.15 (2) 过励举例： 取u超前I 90计算，即，=90。此时叩V -90 o

V -—— -0 if—EJUcos + rxjsin =1+1.1犷

3.1.3 V型曲线 计算数据如下表:

I Xq U sin U cos =arctan(tan )= 5 欠励 正常 过励 I * 0.87 0.6 0.2 0 0.2 0.6 0.8 0 0.31 0.77 1 1.23 1.69 1.92 所以，根据计算数据可以作 £ = 0时的V型曲线如下:

图1 P2*=0时的V形曲线 3.2 P2 =2250CkW 时的 V 型曲线（=0.36） 3.2.1计算过程 由于F^2250CRW

，所以有：巳送=謐=0.36

取cos' =1,即'=0，得： I ”.36

Cretan1 議 Ush—ctanO.36 °7 1 °）十14 U cos n - - -14.14 -0 =14.14 E）性 UcoS + rX,sin =1coS4.14+0.361.15si n14.141.07 6

If ¥ =兽.1.07 f0

3.2.2 列点举例 (1)欠励举例:

取U滞后160计算'即'-60。此时宀悬=0.72。

二=60 - 35.9 = 24.1

If 二耳=U cos I Xd Sin =0.43 (2)过励举例: 取U超前I60计算，即=60。此时「I72

。

'=arctan0.72 忆1 3/2)= 69.95

' 1P5 ’

v - - - 39.95 If 二耳二U cos I Xd sin =1.54 3.2.3 V型曲线 计算数据如下表: 欠励 正常 过励 cos® 0.4 0.5 0.8 1 0.8 0.5 0.4

I * 0.9 0.72 0.45 0.36 0.45 0.72 0.9 f 0.26 0.43 0.78 1.07 1.37 1.54 1.99 所以，根据计算数据可以作 号二22500kW时的V型曲线如下:

二 arctan 0・72 0.7-1 3/2 9

195 7 图2 P2*=0.36 时的V形曲线

3.3 P2 = 5250CkW 时的 V 型曲线(P2 = 0.84) 3.3.1计算过程 由于沪5250讪，所以有：巴唱=mo4 取cos = 1,即=0，得： \ = F2 =0.84

coS

rtar^Us^arctan0^^ 30.46

J - - -30.46 -0 = 30.46 E/-U cos I xd sin =1 COSJ0.46 0.84 1.15sin30.46l.35 If J 七 ％T.35 f0 8

日=屮_护=16.24 If 二耳=U cos I Xd sin =2.84 3.3.3 V型曲线 计算数据如下表: 欠励 正常 过励 cos® 0.5 0.6 0.8 1 0.8 0.6 0.5

I * 1.68 1.4 1.05 0.84 1.05 1.4 1.68 f 0.99 0.81 0.89 1.35 1.96 2.48 2.84 所以，根据计算数据可以作 号二52500kW时的V型曲线如下:

332列点举例 (1)欠励举例: 取U滞后I 60

计算,

即® = -60 二此时 r =旦=

1

68。

coSP

二 arctan .68 0.7-1 32）弋1.8

1 0.5

“60 31.8 =91.8 If 二耳=U cos I Xd sin -0.99 (2)过励举例: 取U超前I

60计算，即一 60。此时，县九68。

二 arctan 叫宀76.24

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电机学课程设计

电机学课程设计

2008 级电机学课程设计姓名MXL学号所在院系电气工程及其自动化班级日期2011.2.23同组人员作业评分评阅人目录一、参数及要求 (3)二、设计过程 (3)三、设计结果 (4)四、实验总结及感想 (9)五、附录 (9)一、参数及要求1.设计交流绕组，画出绕组的展开图2.编程计算单相绕组的磁动势基波和各次谐波（谐波次数要求计算到100次以上）3.根据单相磁动势的表达式，呼出磁动势曲线（用计算机绘图）二、设计过程：1.计算极对数根据式子1160f n p =应该略大于1470转/min,则12,1500p n ==转/min2.槽距角（相邻两槽之间的机械角度）1360360660Z α︒︒===︒槽距电角（相邻两槽之间的电角度）136026=12p p Z αα⨯︒===⨯︒︒3.极距Z 60=15222p τ==⨯节距11311215y =-=<τ<1y 为短距4.每极每相槽数6052223Z q pm ===⨯⨯5.单相绕组总串联匝数60660332c ZN N a ⨯===⨯三、结果（一）绕组展开图图1.三相异步电机绕组展开图（二）计算单相绕组的磁动势基波和各次谐波（谐波次数要求计算到100次以上）)2sin(1πτνy k yv = )2sin()2sin(11νανανq q k q =νννy q N k k k =I Nk pF N Ay νπν22=用matlab 编程计算tao=15;%极距 y1=12;arfa1=12*pi/180;%槽距电角 q=5;N=60;p=2;U=380;P=90000;cosfai=0.88;%功率因数角yn=0.925;%效率In=P/(sqrt(3)*U*cosfai*yn);i=1;kyv=zeros(51,1);kqv=zeros(51,1);knv=zeros(51,1);Fay=zeros(51,1);%各次谐波磁动势F=zeros(51,1);%谐波磁动势与基波磁动势之比for v=1:2:101%基波和谐波kyv(i,1)=sin((v*y1*pi)/(2*tao));kqv(i,1)=sin(q*arfa1*v/2)/(q*sin(arfa1*v/2)); knv(i,1)=kyv(i,1)*kqv(i,1);Fay(i,1)=2*sqrt(2)*N*knv(i,1)*In/(pi*v*p);F(i,1)=Fay(i,1)/Fay(1,1);i=i+1;end（三）画单相磁动势曲线]cos 1[22)(,...5,3,1νθνπθννN A k p NI f ∑∞==用matlab 编程tao=15;%极距 y1=12;arfa1=12*pi/180;%槽距电角 q=5; N=60; p=2; U=380; Pn=90000;cosfai=0.88;%功率因数角 yn=0.925;%效率I=Pn/(sqrt(3)*U*cosfai*yn); i=1;kyv=zeros(1001,1); kqv=zeros(1001,1); knv=zeros(1001,1);Fay=zeros(1001,1);%各次谐波磁动势F=zeros(1001,1);%谐波磁动势与基波磁动势之比 sita=[pi/2:0.001:5*pi/2]; f=0;for v=1:2:2001%基波和高次谐波kyv(i,1)=sin((v*y1*pi)/(2*tao));kqv(i,1)=sin(q*arfa1*v/2)/(q*sin(arfa1*v/2)); knv(i,1)=kyv(i,1)*kqv(i,1);Fay(i,1)=2*sqrt(2)*N*knv(i,1)*I/(pi*v*p); f=f+Fay(i,1)*cos(v*sita); i=i+1; endplot(sita,f)%合成磁动势曲线 hold on gridplot(sita,Fay(1,1)*cos(1*sita))%基波磁动势曲线 axis([pi/2 5/2*pi -5000 5000])%横纵坐标变化范围 title('单相绕组磁动势曲线')234567-5000-4000-3000-2000-1000010002000300040005000单相绕组磁动势曲线图2.单相磁动势曲线四、实验总结及感想本次电机课设主要研究的是电机的内部构造，第一个要求是画电机绕组，这也是本次课设耗费时间最长的地方。

电机与拖动课程设计

电机与拖动课程设计

电机与拖动课程设计背景本篇文档将介绍一个针对电机和拖动的课程设计，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生加深对于电机和拖动系统的理解，以及培养其解决问题的能力。

目标通过本次课程设计，学生将能够：1.掌握电机的基础知识，包括工作原理、类型、参数等；2.熟悉拖动系统的组成和原理；3.锻炼学生应用所学知识解决问题的能力；4.提高学生的实验设计和实验技能。

设计内容电机理论部分1.介绍电机的分类和工作原理；2.详细介绍直流电机和交流电机的特点和差异；3.解析电机参数，如电压、电流、功率、效率等；4.简述电机的控制方法，如调速和保护策略。

拖动部分1.介绍拖动的基本组成结构；2.分析各种拖动系统的构成和工作原理；3.讲解拖动系统的性能参数和变量；4.简述拖动系统的控制方法，如速度和力矩控制。

实验设计部分在理论学习的基础上，设计以下实验，让学生通过实践了解并理解所学知识：1.用万用表测试直流电机的电压、电流和转速，进而得出电机的性能参数；2.测试不同直流电压对直流电机的转速的影响；3.构建一个简单的拖动系统，测量系统的性能参数，如速度、功率、效率等；4.让学生自己设计一个拖动系统，测量系统的性能参数，运用所学知识进行调节和控制。

教学方法本课程设计既有理论学习，也有实验操作。

在理论部分，推荐使用PPT，讲解电机和拖动系统的基础知识，让学生熟悉系统的组成和工作原理。

在实验操作中，老师可以带领学生完成实验设计和操作，提高学生的实验技能。

考核方式本课程设计是一个综合性的项目，考核方式主要包括以下环节：1.课堂参与和出席率（10%）；2.实验报告（20%），要求学生在报告中详细说明实验的目的、方法、结果和分析；3.仿真设计报告（30%），要求学生自己设计一个拖动系统，并利用仿真软件进行仿真设计和模拟；4.大作业（40%），要求学生在实验室或者工厂的场景中，自主设计控制电机和拖动系统的方案，并实现控制效果。

总结本次课程设计旨在帮助学生加深对于电机和拖动系统的理解，培养其应用所学知识解决问题的能力。

电机设计课程设计

电机设计课程设计

电机设计课程设计简介在电机设计课程设计中，学生需要学习电机的基本知识，并且使用理论知识设计一个简单的电机。

在本文中，我们将介绍电机设计课程设计的第一部分，即电机设计。

需求说明电机设计要求学生按照给定的要求设计一个简单的电机。

电机需要满足以下需求：•转矩大于10N.m•转速在500~1000rpm之间•电机重量不超过5kg•电机效率大于80%设计流程1.确定电机类型：在电机设计之前，需要先确定电机类型，常见的电机类型有直流电机、交流电机、步进电机等。

根据要求，本次设计使用直流电机。

2.确定参数：在确定电机类型之后，需要确定电机的参数，包括电机电压、电机电流、电机功率、电机扭矩等等。

根据要求，本次设计将使用12V 直流电机，电流为8A，功率为96W，扭矩为11.2N.m。

3.计算匝数：电机匝数的选择会影响电机的转矩、功率、效率等性能。

在计算电机匝数时，需要参考电机设计手册或者电机设计软件，根据电机的参数计算电机的匝数。

根据电机所需的电流和电压，我们可以计算得到电机的匝数为20匝。

4.计算电机尺寸：根据电机匝数和电机功率，可以计算出电机的尺寸。

根据电机设计手册或者电机设计软件，我们可以计算得到电机的直径为100mm，长度为100mm。

5.选定电机材料：电机材料的选择会影响电机的性能和成本。

根据电机设计手册或者电机设计软件，我们可以选择适合电机参数的材料，通常电机的转子采用磁性材料，电机定子采用绝缘材料。

6.绘制电机图纸：在确定电机类型、参数、匝数和材料之后，需要绘制电机图纸。

电机图纸包括电机的三维图、正视图、侧视图等。

根据电机设计软件，我们可以绘制得到电机图纸。

7.制作电机样机：在绘制电机图纸之后，可以使用数控机床、3D打印等工具制作电机样机，检验电机的性能和结构是否符合设计要求。

结论通过电机设计课程设计，学生可以掌握电机设计的基本知识，了解不同类型的电机，学会电机的参数计算、电机材料选择、电机图纸绘制和电机样机制作。

电机技术课程设计

电机技术课程设计

电机技术课程设计任务目的本课程设计旨在让学生掌握电机技术的基本原理，能够使用软件进行电机设计及模拟，并具有一定的电机故障分析能力。

任务背景电机是现代工业中的重要动力设备，在机械、电子、能源等领域都有着广泛的应用。

电机技术作为一门基础课程，在现代工业中占据着重要地位，因此对于电机技术的学习是必不可少的。

任务内容本课程设计分为三个阶段：电机设计、电机模拟和电机故障分析。

1. 电机设计选定一种高速永磁同步电机作为研究对象，进行电机设计。

从电机类型、电机参数、电机配合件等方面进行分析和设计。

具体步骤如下：步骤一：确定电机类型按照功率和转速等参数的要求，选择高速永磁同步电机作为研究对象。

根据电机转速，可以确定电机类型，也可以给后续的电机参数选择提供帮助。

步骤二：确定电机参数通过电机的设计和模拟计算，确定电机各项参数，包括电机的定子和转子结构、定子和转子材料、波形、尺寸等。

步骤三：确定电机配合件根据电机的各种参数，确定电机配合件，包括定子和转子的支撑结构、定子和转子的加强件、轴承、垫片、密封圈、机械密封件等。

2. 电机模拟使用电机设计软件，对所设计的电机进行模拟，验证电机性能，包括：步骤一：搭建电机模型利用电机设计所用的软件，按照实际的电机结构和参数，搭建出电机模型并输入参数。

步骤二：设置仿真条件设置适当的仿真条件，包括电机速度、负载、转矩及其他模拟参数等。

步骤三：进行仿真分析进行仿真分析，获取电机的转速、输出功率、效率和电磁特性等参数，验证电机性能是否符合设计要求。

3. 电机故障分析对电机运行中可能出现的多种故障进行分析，包括：步骤一：电机故障分析分析电机故障的可能原因和发生机理，了解电机故障发生的特点和表现。

步骤二：仿真分析搭建电机模态，并在模拟软件中对电机故障进行仿真分析。

仿真分析结果可以有效地解释故障表现，找出故障原因，并制定相应的维修方案。

任务总结通过本次电机技术课程设计，学生可以深入了解电机的各项参数，提高电机设计和故障分析能力，掌握一定的电机软件应用技能，能够独立进行电机设计和故障分析。