(第1讲)电机设计 第一章 电机设计概述-lf

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1、电机设计陈世坤主编电机无处不在一、发电机提供强大的电力二、工业设备需要电机三、家用电器不能没有电机四、时尚尖端数码产品离不开电机五、未来交通动力更有赖于电机电机，它究竟是什么？电机的基本结构与原理直流电机基本原理的公式体现：磁轭（Fe)磁极（Fe)转子铁心（Fe)励磁线圈（Cu)电枢=转子铁心+导体+电刷交流电机交流异步电动机AXBYCZn0n定子=定子铁心（Fe）+线圈(Cu)转子=转子铁心（Fe）+线圈(Cu或Al)电机是：合二为一，各伺其职！合二为一：定子转子各伺其职：定子：产生磁场B转子：产生电流I

2、f=BIL电机设计所要解决的主要矛盾：所用材料（铁与铜）与电机效能之间的矛盾。电机设计课程内容：旋转电机（第一章～第十一章）变压器（第十二章～第十四章）课程安排：理论教学（44学时）实践环节要求：进一步了解电机、变压器的内部结构，理解电磁负荷对电机、变压器的影响，了解电机磁路计算的一般过程和方法，掌握电机、变压器电阻和电抗等参数及各种损耗、温升的计算，比较熟练的掌握感应电机、变压器的设计。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1.2电机设计的任务与过程1.3国家标准1.4国际标准基本要求：了解

3、我国电机行业的发展状况及发展趋势，熟悉有关标准及技术参数，掌握电机设计的一般过程和设计任务。工农业生产的发展速度要与电力工业的发展相适应。电力工业增长速度一般快20％，电机制造业与电力工业密不可分。一、我国电机制造工业的发展概况§1.1电机制造工业的近况与发展趋势1.产品品种、规格不断增加，单机容量迅速增大，技术经济指标逐步提高我国中小型电机系列有72个系列（目前统计约300多个系统，1500多个品种），531个品种基本系列：异步电机：J、JO第一次统一设计；J2、JO2第二次统一设计Y、YO第三次统一

4、设计（性能好，效率高，噪声小）JS2笼型；JR2绕线型；T2同步电机；Z3直流电机派生和专用系列：防爆、船用、潜水单绕组多速、力矩、起重冶金等单机容量迅速增长的原因从制造角度看，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，维修费用减小新技术：利用计算机进行电磁计算、磁场、温度、机械力的计算新材料：F、H级、复合材料（绝缘），无硅低碳无取向材料（导磁）新结构：单绕组多速、星—三角混接；无刷新工艺：级进式冲模；自动绕线机、压铸机2.积极采用新技术、新材料、新结构、

5、新工艺3.标准化、系列化、通用化程度不断提高4.积极开展电机理论、测试技术和新型发电方式的研究对电机绕组、附加损耗、附加转矩、电机冷却、大型电机的端部磁场的研究；磁流体、地热、太阳能、风力和燃气轮机用于发电的研究。1.发电设备汽轮机：核电站150万kW；水轮机：80万kW以上发展趋势：单机容量不断提高；提高电压等级；超导汽轮发电机；新型能源：磁体机、燃料电池、太阳能、地热、潮汐、波浪、风力2.交直流电机1)大型交流电机：系列化同步机：70MW感应电机：120MW2)大型直流电机：晶闸管供电电机与整流装置分离

6、，无换向器3)中小型电机：节能、无公害改进结构，通用化新材料计算机获得最佳方案二、国外电机制造工业的近况与趋势§1-2电机设计的任务与过程一、电机设计的任务及设计时给定的数据1.电机设计的任务与对设计人员的要求2.电机设计时给定的数据和对电机的主要技术要求1）数据2）技术要求1.电机设计的任务与对设计人员的要求电机设计任务：根据用户要求、技术参数，结合国家标准和工艺条件，经过理论计算、工程绘图，设计出性能好、结构简单、质量可靠的产品。对设计人员的要求：1）掌握一定的专业知识2）熟悉有关的国家标准3）了解电机

7、制造的生产状态和工艺条件4）综合判断的能力2.电机设计时给定的数据和对电机的主要技术要求1）给定的数据额定功率额定电压相数及连接方式额定频率额定（或同步）转速额定功率因数2）技术要求国家标准，技术条件二、电机设计的过程和内容1.准备阶段2.电磁设计3.结构设计电机设计的过程和内容1.准备阶段：1）收集资料，即相关的国家标准、相近的电机技术资料包括试验数据。2）编制技术任务书2.电磁设计：1）电磁计算、方案比较2）确定所设计的电机的冲片尺寸、铁心长度及电磁性能。3.结构设计：确定电机的机械结构、零部件尺寸、加

8、工要求与材料的规格等。绘图过程：总体结构→总装配图→部套装配图→零件图说明：上述过程不是孤立的，而是相互渗透。§1-3国家标准国家标准：电机的国家标准是国家有关部门对电机提出一定要求的文件，它是电机生产的依据，也是评定电机质量优劣的准则。生产部门应力求使所设计制造的电机全面满足国家标准规定的要求。有关电机的国家标准有以下几种类型：1.国家颁发的标准，代号为GB，例如，《GB755-87电机基本技术要求》等；2.部