异步电机ansoft课程设计报告.docx
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异步电机ansoft课程设计报告
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异步电机ansoft课程设计报告
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《基于ANSOFT的三相异步电机电磁设计（Y280M-4）》
课程设计
学生姓名：
学号：
专业班级：
电气工程及其自动化
指导教师：
2019年11月16日
1.课程设计目的…………………………………………………3
2.课程设计题目描述和报告内容………………………………3
3.课程设计报告内容……………………………………………4
课程设计目的
（1）尝试进行电机设计，将所学知识进行实践
（2）深入了解异步电机内部的结构
（3）学习使用Ansoft，并掌握基本的用法
课程设计题目描述和报告内容
2.1题目描述
课程设计题目：
基于ANSOFT的三相异步电机电磁设计（Y280M-4）
型号：
Y280M-4
使用使用软件：
Ansoft、AutoCAD等
2.2主要步骤
（1）决定额定数据及主要尺寸
（2）将基本参数和主要尺寸导入Ansoft软件进行仿真
（3）从Ansoft软件输出结果
（5）对输出结果进行处理，比对设计要求
（5）总结报告
课程设计报告内容
3.1基本参数
型号：
Y280M-4
额定功率：
额定电压：
绕组连接方式：
三角
极数：
额定转速：
频率：
杂散损耗：
风摩损耗：
运行温度：
75摄氏度
运行方式：
电动机
负载类型：
恒定负载
3.2决定额定数据及主要尺寸并运算
（1）型号：
Y280M-4
（2）输出功率：
（3）外施相电压：
（4）功电流：
==
（5）效率：
（6）功率因数：
（7）极数：
（8）定、转子槽数：
（9）定子每极槽数：
转子每极槽数：
定子、转子冲片尺寸如下图3.2-1，3.2-2：
图3.2-1定子冲片尺寸
单位：
mm比例：
1∶1
图3.2-2转子冲片尺寸
单位：
mm比例：
1∶1
极距：
定子齿距：
转子齿距：
节距：
转子斜槽宽：
每槽导体数：
每相串联导体数：
式中，。
（18）绕组线规：
导线并绕根数与截面积之积
式中，——定子电流初步估算值，且
——定子电流密度，按经验选用，选取
根据值，查表得，选取五根直径为1.3mm导线并绕。
（19）槽满率
槽尺寸示意如下图3.2-3：
图3.2-3槽尺寸示意图
①槽面积
②槽绝缘占面积：
③槽有效面积
④槽满率
式中，绝缘厚度取；
导体绝缘后外径；
槽楔厚度取。
铁芯长度
①铁芯有效长度
②净铁芯长
式中，铁芯压装系数。
绕组系数
①分布系数
式中，
②短距系数
每相有效串联导体数
3.3软件仿真
将以上结果及基本参数导入Ansoft软件进行仿真
如下：
图3.3-1主设计图
图3.3-2基本数据
4极三相感应电机，风摩损耗1000W，杂散损耗1800W。
图3.3-3定子数据
定子外径445mm，内径300mm，槽数60，长度325mm。
图3.3-4定子槽
图3.3-5定子绕组
双层绕组，4条并联支路，跨距为14，
每根导体由5根直径1.3mm，绝缘厚度0.08mm的导线绞合而成。
图3.3-6定子端/绝缘
槽楔厚度为2，槽满率上限选取0.8。
绝缘厚度3mm。
图3.3-7转子数据
转子外径为298.2mm，内径100mm，槽数50，长度325mm。
图3.3-8转子绕组
图3.3-9运行条件
运行方式为电动机，接恒定负载，温度75摄氏度。
图3.3-10接线方式
接线方式为Delta，即三角接线，频率为工频50Hz
3.4软件输出报告
得出以下结果
基本参数
额定功率：
额定电压：
绕组连接方式：
三角
极数：
额定转速：
频率：
杂散损耗：
摩擦损耗：
风阻损耗：
运行方式：
电动机
负载类型：
恒定负载
运行温度：
定子参数
定子槽数：
定子外径：
定子内径：
槽型：
2
定子冲片如图3.2-1所示
顶部齿距：
底部齿距：
定子铁芯长度：
定子铁芯压装系数：
铁芯材料：
分层扇区数1
压板厚度：
0
磁压板无
并联支路数：
线圈类型：
21
线圈节距：
每槽导体数：
每导体导线数：
5
导线直径：
导线绝缘厚度：
槽楔厚度：
槽衬厚度：
0
层间绝缘厚度：
槽面积：
净槽面积：
槽满率：
槽满率上限：
线电阻率：
导线长度调整：
0
端长度校正因数：
1
端漏抗校正因数：
1
转子参数
转子槽数：
气隙宽度：
转子内径：
转子冲片如图3.3-2所示
铸造转子：
是
半槽：
是
转子铁芯长度：
转子铁芯压装系数：
铁芯材料：
斜槽度：
杆端长度：
0
端环高度：
端环宽度：
75摄氏度下转子铁芯电阻率：
75摄氏度下转子环电阻率：
磁力轴：
无
材料消耗
电枢铜密度：
转子棒料密度：
转子环材料密度：
电枢铁芯钢密度：
转子芯钢密度：
电枢铜重：
转子棒料重量：
转子环材料重量：
电枢铁芯重量：
定子芯钢重量：
净总重量：
电枢铁芯用钢量：
转子芯钢消耗量：
额定负载运行参数
定子电阻：
20摄氏度下定子电阻：
定子漏抗：
转子电阻：
20摄氏度下转子电阻：
转子漏抗：
电阻对应
铁芯损耗：
磁化电抗：
定子相电流：
电流对应
铁芯损耗：
磁化电流：
转子相电流：
定子绕组铜耗：
转子绕组铜耗：
铁芯损耗：
风摩损失：
杂散损耗：
总损耗：
输入功率：
输出功率：
机械转矩：
效率：
功率因数：
额定转差率：
额定转速：
空载参数
空载定子电阻：
空载定子漏抗：
空载转子电阻：
空载转子漏抗：
空载定子相电流：
空载铁芯损耗：
空载输入功率：
空载功率因数：
空载转差率：
空载额定转速：
分解操作
最大转差率：
最大转矩：
最大转矩比：
最大相电流：
356.767
转子锁操作
起动转矩：
起动电流：
起动转矩比：
起动电流比：
锁定转子后的定子
电阻：
漏抗：
锁定转子电阻：
锁定转子漏抗：
额定运行详细数据
定子槽漏抗：
定子端部绕组漏抗：
定子差动漏抗：
转子槽漏抗：
转子端部绕组漏抗：
转子差动漏抗：
斜槽漏抗：
定子绕组系数：
定子齿磁通密度：
转子齿磁通密度：
定子磁轭磁通密度：
转子磁轭磁通密度：
气隙磁通密度：
定子齿安匝：
转子齿安匝：
定子磁轭安匝：
转子磁轭安匝：
气隙安匝：
定子磁轭的电路长度磁校正系数：
转子磁轭的电路长度磁校正系数：
齿饱和系数：
齿和磁轭的饱和系数：
诱导电压系数：
定子电密：
比电负载：
定子热负荷：
转子条电流密度：
转子环电流密度：
定子绕组半匝长度：
绕线布置
三相两层绕组可以布置在15个槽中，如下所示：
每槽角度：
A相轴线：
第一槽中心：
暂态FEA输入数据
对于定子绕组的一个相位：
圈数：
并联支路数：
端电阻：
端漏电感：
一侧两杆之间的转子端环：
等效环电阻：
等效环电感：
二维等价值：
等效模型深度：
等效定子叠加系数：
等效转子叠加系数：
估计转子惯性矩：
3.5描述电机性能的图表
图3.5-1相电流与转速
图3.5-2效率与转速
图3.5-3输出机械功率与转速
图3.5-4功率因数与转速
图3.5-5转矩与转速
图3.5-6相电流与输出功率
图3.5-7效率与输出功率
图3.5-8功率因数与输出功率
图3.5-9转差率与输出功率
图3.5-10转矩与输出功率
图3.5-11漏阻抗与转差率
图3.5-12转矩与转差率
图3.5-13输入电流弱磁控制
图3.5-14频率弱磁控制
图3.5-15输出功率弱磁控制
图3.5-16转差率弱磁控制
图3.5-17输出转矩弱磁控制
图3.5-18相电压弱磁控制
3.6部分参数对比
3.7结论与心得
3.7.1数据分析
主要参数如输出功率、效率等基本课程设计符合要求，此次课程设计基本成功。
未达到或不符合预期的参数有：
端环电流、磁化电流
①端环电密比预期大了18.33%，主要原因是端环高度不够，下图为其它条件不变，时的电密参数，表中最后一栏为端环电密，此时，符合课程设计预期。
图3.7-1端环高度时电密输出参数
②磁化电流过小。
可以通过改变定子绕组绕线方式改善。
将全波绕组改为半波绕组后磁化电流显著上升，如图3.7-2：
图3.7-2半波绕组磁化电流
3.7.2总结
此次课程设计，主要目的是回顾之前学习的电机学知识并结合实际进行实践，以加深对于专业知识的理解。
同时学习Ansoft等专业软件的使用方法。
在过程中，我充分回顾了电机学的知识点，在解决问题的过程中，对学过的知识运用得更加熟练
对于如何进行自主学习也有了更深刻的体会。
参考文献：
[1]李发海.电机学[M]，北京：
科学出版社，2004.5
[2]陈世坤.电机设计[M]，北京：
机械工业出版社，2005.9
[3]戴文进.电机设计[M]，北京：
清华大学出版社，2010.6
[4]贾好来.电机CAD技术[M]，北京：
中国电力出版社，2010.2
[5]戴文进.电机设计理论与实践[M]，北京：
清华大学出版社，2013.8
[6]电机工程手册[M]，北京：
机械工业出版社
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