毕业设计(论文)-Y100L-2 3kW三相鼠笼式异步电动机设计.doc
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1、 本科生本科生毕业设计任务书毕业设计任务书 (工科及部分理科专业适用) 题目:Y100L-2 3 kW 三相鼠笼异步电动机的设计三相鼠笼异步电动机的设计 题目来源:省部级以上 市厅级 横向 自选 题目性质:理论研究 应用与理论研究 实际应用研 究 学 院: 信息工程 系: 电气工程及其自动化 专业班级: 电机与电器 071 班 学生姓名: 学号 起讫日期:2011.03.072011.06.09 指导教师: 职称: 副教授 指导教师所在单位: 南昌大学 学院审核(签名): 审核日期: 二 0 一一年制 说说 明明 1. 毕业设计任务书由指导教师填写,并经专业学科组审定,下达到 学生。 2. 进
2、度表由学生填写,至少每两周交指导教师签署审查意见,并作 为毕业设计工作检查的主要依据。进度表中的周次是指实际的毕 业设计进程中的周次。 3. 学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告,于 3 周内提 交给指导教师批阅。 4. 本任务书在毕业设计完成后,与论文一起交指导教师,作为论文 评阅和毕业设计答辩的主要档案资料,是学士学位论文成册的主 要内容之一。 一、毕业设计的主要内容和基本要求一、毕业设计的主要内容和基本要求 a) 原始数据 型号: Y 200L1-6 额定功率:PN=18.5kW 额定电压: 额定转速:VUN380min/1000rnN 额定频率:HzfN50 b) 主要性能指标
3、 效率:=89% 功率因数: cos=0.83 最大转矩倍数:倍 2 N m T T 起动转矩倍数:倍 起动电流倍数:倍2 N st T T 5 . 6 N st I I c) 设计中选用的基值 电压基准值: 为电动机额定相电压 380 N U 功率基准值:PN=18.5kW 为电动机额定功率 电流基准值:,为电动机每相的功电流 kw IA Um P I N N kW 228.16 1 阻抗基准值: 416.23 kW N N I U Z 转矩基准值:为电动机额定转矩 N TmN n P T N N N 675.176 1000 5 . 18 95509550 d) 设计指标要求 效率: 计算
4、值,修改值 005.0 饱和系数:01. 0 T TT F FF FT修改值, F计算值, 满载电势标么值: 005 . 0 1 )1 ()1 ( L LL (1-l)修改值, (1-L)计算值 起动电流倍数: Ist修改值,Ist计算值 0.01 0.03 stst st II I e) 电磁设计中若干参数的选择及经验数据 f) 槽满率: sf=75% 80% 6 槽绝缘厚:采用聚脂薄膜和聚脂无纺布复合材料(DMD,DMD+M和DMDM) H80H112 Ci=0.25(mm) H132H160 Ci=0.3(mm) H180H280 Ci=0.35(mm) 槽楔厚 h: 槽楔采用新型软槽楔
5、和 3240 环氧玻璃布压板,计算时厚度 h=2mm: 叠压系数:H80-H160 定子冲片不涂漆时 =0.95 H180-H280 定子冲片涂漆时 =0.92 冲剪余量:=0.5cm 转子斜槽:为一个定子齿距 定子绕组型式:H160 及以下全部采用单层软绕组;H180 及以上采用双层迭绕组 硅钢片材料:采用 D23 硅钢片, 导电材料:定子绕组采用 QZ-2 型高强度聚脂漆包圆铜线; 转子铸铝,采用 AL-1; 线径为 0.63-1.0(mm)时,漆膜双面厚度计算时取 0.06mm; 线径为 1.0-1.6(mm)时,漆膜双面厚度计算时取 0.08mm; 设计时杂散损耗假定值: g) 设计要
6、求 复算原设计方案; 上机设计三个方案: 在原复算方案的基础上节省材料; 在原复算方案的基础上提高性能; 在原复算方案的基础上既节省材料,又提高性能; 将最好的一个方案的全部设计步骤、计算过程写出来(要有文档、电子版本及幻 灯片) ; 将三个方案进行比较,并用已学过的理论进行分析。 7 二、毕业设计图纸内容及张数二、毕业设计图纸内容及张数 1、三相异步电动机总装备图 1 张 2、定子冲片图 1 张 3、绕组联接图(只画一相) 1 张 三、毕业设计应完成的软硬件的名称、内容及主要技术指标三、毕业设计应完成的软硬件的名称、内容及主要技术指标 (例如:软件、电路板、机电装置、新材料、新制剂、结构模型
7、或其他) (1) 三相异步电动机手算设计程序,主要是根据电机的额定数据及主要尺寸进行电机 基本的磁路计算和参数计算及起动性能计算,要求计算结果误差在允许范围内。 (2) 编制程序进行调试并在此基础上综合设计。 (3) 提出电动机的效率优化设计方案,采用程序进行优化。 (4) 绘制电机定子冲片图,定子绕组图,电机总装配图纸。 8 四、毕业设计进度计划四、毕业设计进度计划 序号各阶段工作内容起讫日期实施地点 1 选择课题,查阅资料,撰写开题 报告 2 复算原设计方案,反复检查设计 中存在的问题 3设计调试三个新方案 1.省材料 2.提高性能 3.最优化 4AutoCAD 绘图 5整理资料,完成毕业
8、论文 6 毕业答辩 五、主要参考资料五、主要参考资料(备注:供参考,可根据自己的实际情况填写)(备注:供参考,可根据自己的实际情况填写) :电机设计清华大学出版社 戴文进等编著 :中小型三相异步电动机电磁计算程序 第一机械工业部上海电器科学研究所 :三相异步电动机设计原理与实验 沈阳工业大学电机系 :电机学 航空工业出版社 戴文进等 编著 :电机设计 机械工业出版社 陈世坤 主编 :电机设计与计算 龙门联合书局 程福秀译 :中小型三相异步电动机电磁设计手算程序 南昌大学电气自动化系 电机教研室 :电机绕组手册 辽宁科学技术出版社 彭友元主编 :中小型电机设计手册 机械工业出版社 上海电器科学研
9、究所编著 (10)小型三相异步电动机技术手册 机械工业出版社 季杏法 主编 9 六、毕业设计进度表六、毕业设计进度表(本表至少每两周由学生填写一次,交指导教师签署审查意见) 第一、二周 ( 月 日至 月 日) 学生主要工作: 指导教师审查意见: 签名: 年 月 日 第三、四周 ( 月 日至 月 日) 学生主要工作: 指导教师审查意见: 签名: 年 月 日 第五、六周 ( 月 日至 月 日) 学生主要工作: 指导教师审查意见: 签名: 年 月 日 10 第七、八周 ( 月 日至 月 日) 学生主要工作: 指导教师审查意见: 签名: 年 月 日 第九、十周 ( 月 日至 月 日) 学生主要工作:
10、指导教师审查意见: 签名: 年 月 日 第十一周至毕业 设计工作结束 ( 月 日至 月 日) 学生主要工作: 指导教师审查意见: 签名: 年 月 日 11 七、其他(学生提交)七、其他(学生提交) 1开题报告 1 份 2外文资料译文 1 份(2000 字以上,并附资料原文) 3论文 1 份(8000 字以上) 指 导 教 师: 学科组负责人: 学生开始执行 任务书日期: 学 生 姓 名 : 送交毕业设计日期: 12 本科生本科生毕业设计(论文)开题报告毕业设计(论文)开题报告 题 目:Y100L-2 3 kW 三相鼠笼异步电动机的设计三相鼠笼异步电动机的设计 学 院: 信息工程学院 系 电气工
11、程及其自动化 专 业: 电机电器 班 级: 电机电器 071 学 号: 6100307111 姓 名: 陈 巍 指导教师: 杨 莉 填表日期: 2011 年 3 月 日 13 一、选题的依据及意义 现在社会中,电已经和空气一样,融入到我们的日常生活中。在日常生活 中,我们不仅使用电灯照明,还使用如空调、冰箱、洗衣机等众多家用电器。 最近,随着生活中自动化技术应用的发展,越来越多的产品和设备作用使用了 电机。电机在国家经济建设,节约能源、环保和人民生中起着十分重要的作用。 发电机主要用于移动电源、风力发电、小型发电设备中;电动机在生产和交通 运输中得到广泛使用,电动机主要用于驱动水泵、风机、机床
12、、压缩机、冶金、 石化、纺织、食品、造纸、建筑、矿山等机械产品上。随着科学技术的不断创 新和工农业的迅猛发展,电气化与自动化水平不断提高,国民经济各部门对异 步电动机的需求量日益增加,对其性能,质量,技术经济指标也相应地提出了 越来越高的要求。因此,对异步电动机品种,必须适时实地做出更新与发展, 以适应各个新兴工业领域不同的特殊要求,特别是对需求量最大的中小型异步 电动机,在保证其质量运行,寿命长和能满足使用要求的同时,进一步节约铜、 铁等材料,提高效率和功率因数,以提高其经济技术指标与降低耗电量,是具 有十分重要的意义。 由于 Y 系列异步电动机具有体积小,重量轻,运行可靠,结构坚固耐用,
13、外形美观等特点,具有较高的效率,有良好的节能效果,而且噪音低,寿命长, 经久耐用。作为普遍用于拖动各种机械的动力设备,其用电量在总的电网的总 的负荷中占有重要的一席。Y 系列共有两个基本系列、十六个派生系列、九百 多个规格,能满足国民经济各部门的不同需要。所以设计研究三相异步电动机 意义重大。 二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述) 电机研究现状 电动机是作为使用电能的动力源进步和发展起来的,在今天,电动机技术 仍然是支撑人们日常生活的关键技术。电动技术机械设备的关键组成部分。 随着使用领域的发展和进步,对电动机的要求越来越搞高,电动机作为许 多机器的内部动力源,电机的性能越来越受到重视。
14、对电动机的恒速特性、调 速特性、控制特性、振动、噪音、电气噪音、寿命、可靠性、多功能化、精密 控制、节能、维护方便等指标。稳定并且高可靠性地满足用户的需求。这都是 电动机现在技术的评价基准。同时,设计、评价技术、测量技术,半导体、半 导体控制技术,轴承、绝缘材料技术,制造、加工技术等所有技术都等到了提 高和进步。与这些提高相关联的电机小型轻量化、高效率化,大转矩、低价格、 14 低噪音等技术的进步,使电机向高效率、精密控制、高性能的发展及利用可再 生材料等技术成为社会的需求。 电机发展趋势 纵观世界电机产品的发展历程,它始终跟随着工业技术的发展,在相互竞 争、相互促进中完善着 自身,发生着变革
15、。电机产品的发展过程大约可以划分 为四个发展阶段。从 19 世纪 30 年代到 80 年代为直流电机时代,19 世纪末叶, 出现了交流电,随之交流电动传动在工业中逐步得到了广泛应用,20 世纪 50 年代以后,随着电力电子学理论、微电子技术和现代控制理论的发展,使电机 产品进入快速发展时期,先进的制造技术使传统的电机产业焕发出了勃勃生机, 交流电机代替直流电机也成为必然的趋势。随着电机理论的不断完善,高新技 术的快速发展,可以预言:未来的电机产品将朝着高性能化、智能化、微型化 和网络化的方向发展。 高性能化 社会的高速发展要求未来的电机产品不仅要具备宽调速范围、高 稳速精度和快速动态响应及四象
16、限运行等 良好的技术性能,而且要具备优 良 的动、静态品质 。 智能化 随着模糊控制技术、专家系统技术、神经网络技术和智能工程技术 的发展,电机产品智能必将取得重大的突破,未来的电机产品必将能够 自行进 行 自我诊断、参数识别和 自动设置,其功能更高,适应性更强。 微型化 现代的机电一体化产品发展的趋势向着微型机器和微观领域发展, 其最小体积正在向着纳米、微米的范畴进发,作为其传动部件的电机,也必然 向着微型化的方向发展。现在已有超小型静电电机产生,其直径仅 14 m,轴 颈 10 m,长约 l0 m,转速达 lOOrrain;转速可达 240000rmr 的 70ram3v:d-静电电机 已
17、经投入使用 ,微型电机已在许多科学领域发挥着巨 大作用。 网络化 计算机网络技术的推广和应用,必将把所有的单个电机与计算机网 络相连接,并通过网、络进行远程控制,使 电机资源得到更加合理的有效利用。 三、本课题研究内容 本课题主要是研究设计 Y200L1-6 三相鼠笼式异步电动机-设计计算. 首 先根据给定的功率,功率因数,相数,频率及额定相电压确定异步发电机的主 要规格。 本课题的主要计算过程如下: 15 1.额定数据及主要尺寸计算 2.磁路计算 3.参数计算 4.起动计算 根据 Y200L1-6 三相鼠笼式异步电动机各性能指标:效率,功率因数 ,最大转矩倍数 ,起动转矩倍数 ,起动电流倍数
18、 计算出 cos N T Tmax N ST T T N ST I I 各个参数。 四、本课题研究方案 (1) 核算原设计方案; (2) 上机调整以上两种方案: 节省材料 提高效率 五、研究目标、主要特色及工作进度 研究目标: 应用中小型三相鼠笼式感应电动机电磁计算程序来设计三相异步电 动机的,以求得更优方案。 主要特色:在各项性能指标都满足的前提下,利用计算机进行辅助设计和绘图. 第 1 周:收集有关的参考文献,了解各方面的有关资料,完成开题报告。 根据你们学校的安排填写时间安排 第 24 周:经过初步计算,确定完成初始设计数值。 第 59 周:进行优化方案的设计,节省材料和提高性能。 第
19、1011 周:用绘图工具绘制各部件图。 第 12 周:总结设计过程,完成实习报告。 第 12 周(约在 6 月 20 日):写出毕业论文并答辩。 六、参考文献 1 杜志俊 机电产品市场 2000 2 海老原大树 电动机技术 2006 3 陈世坤 电机设计 2000 4 李发海 电机学 1995 16 目 录 摘要摘要I I ABSTRACTABSTRACTIIII 前前 言言1 1 第第 1 1 章章 概概 述述2 2 1.11.1 我国电机制造工业发展近况与发展趋势我国电机制造工业发展近况与发展趋势2 2 1.21.2 异步电机在国外的发展状况异步电机在国外的发展状况 3 3 1.31.3
20、电机的分类电机的分类 4 4 1.41.4 三相异步电动机的结构和原理三相异步电动机的结构和原理5 5 1.4.1.1.4.1.定子的结构组成定子的结构组成5 5 1.4.2.1.4.2.转子的结构组成转子的结构组成5 5 1.4.31.4.3 工作原理工作原理 6 6 1.51.5 异步电动机存在的缺点异步电动机存在的缺点6 6 1.5.2.1.5.2.绕线型感应电动机绕线型感应电动机7 7 1.61.6 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性8 8 1.71.7 三相异步电动机的起动与调速三相异步电动机的起动与调速 9 9 1.81.8 感应电动机的主要性能指标和额定参数感应电动
21、机的主要性能指标和额定参数 1010 第第 2 2 章章 三相异步电机的基本结构与工作原理三相异步电机的基本结构与工作原理1212 2.12.1 电机的分类电机的分类 1212 2.22.2 三相异步电动机的结构和用途三相异步电动机的结构和用途1212 2.32.3 三相异步电动机的基本工作原理和运行特性三相异步电动机的基本工作原理和运行特性1313 2.42.4 三相异步电动机的起动与调速三相异步电动机的起动与调速 1515 第第 3 3 章章 三相鼠笼式电动机电磁设计与方案调整三相鼠笼式电动机电磁设计与方案调整1717 3.13.1 鼠笼式电动机电磁方案的设计鼠笼式电动机电磁方案的设计17
22、17 3.23.2 电机调整方案电机调整方案3737 3.33.3 方案结果分析方案结果分析 3939 3.43.4 提高电机工作性能的其他措施提高电机工作性能的其他措施 4141 总结总结4242 致致 谢谢4343 参考文献参考文献4343 I Y100L-2Y100L-2 3kW3kW 三相鼠笼式异步电动机设计三相鼠笼式异步电动机设计 专 业: 电机电器 071 学 号:6100307111 学生姓名: 陈巍 指导教师:杨莉 摘要 本文介绍了 Y 系列三相鼠笼异步电动机的一些基本情况及其设计方法和优 化方案。文章首先从异步电机的基本理论及工作特性着手,简单介绍了异步电 机的发展近况、基本
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