电气装备CAD技术修改.pptx

一、概述1.1 课程目的1、掌握电机设计的实施过程2、掌握电机性能分析的基本方法3、初步掌握电机CAD软件编制4、了解电机设计分析的相关软件5、了解电机机械CAD相关软件1.2 中小型电机发展趋势uu调整产品结构，扩大派生产品规模uu以节能、环保为目标更新产品uu扩大产品出口uu技术改造，组合兼并1.3 1.3 微特电机微特电机uu传统微特电机传统微特电机1 1、小功率感应电机、小功率感应电机2 2、永磁电机、永磁电机3 3、低速电机、低速电机uu机电一体化微特电机机电一体化微特电机1 1、变频感应电机、变频感应电机2 2、无刷直流电机、无刷直流电机3 3、步进电机、步进电机4 4、开关磁阻电机、开关磁阻电机5 5、低速大转矩调速电机、低速大转矩调速电机uu新原理微特电机1、超声波电机2、超微静电电机3、鞭毛电机1.4 电机设计与制造现状uu电机电磁CADuu电机机械CADuu电机制造三、电机的主要参数 之间的关系3.1 电机设计流程确定主要尺寸磁路计算参数计算性能计算开始3.2 电机的主要参数之间的关系式1 1、主要尺寸、主要尺寸2 2、关系式（输出方程）、关系式（输出方程）建立主要尺寸与电磁参数之间的关系。建立主要尺寸与电磁参数之间的关系。1 1）直流电机）直流电机 2 2）交流电机）交流电机3.3 电磁负荷的选择一、电磁负荷对电机性能和经济性的影响（一）线负荷（一）线负荷A A高，磁负荷高，磁负荷B B 不变不变（1 1）电机体积减小，节约材料）电机体积减小，节约材料（2 2）B B 一定时，由于铁心重量减小，铁耗减小一定时，由于铁心重量减小，铁耗减小（3 3）绕组用铜量增加）绕组用铜量增加（4 4）增大电枢单位表面上铜耗，绕组温升增高）增大电枢单位表面上铜耗，绕组温升增高（5 5）影响电机参数和电机特性）影响电机参数和电机特性（二）磁负荷（二）磁负荷B B 高，线负荷高，线负荷A A不变不变（1 1）电机体积减小，节约材料）电机体积减小，节约材料（2 2）基本）基本铁耗增大铁耗增大（3 3）磁路饱和程度增大）磁路饱和程度增大（4 4）影响电机参数和电机特性）影响电机参数和电机特性二、线负荷A和磁负荷B的选择3.4 电机主要尺寸比的选择及确定主要尺寸的一般方法一、主要尺寸比的选择二、确定主要尺寸的一般方法四、磁路计算主要目的：确定产生主磁路所必须的磁化力或励磁磁动势（简称磁势），校核铁心各部分磁通密度的合理性，计算励磁电流以及电机的空载特性曲线。4.1 概述 4.1.1 磁路计算的基本原理全电流定律（安培环路定律）全电流定律（安培环路定律）：磁场强度：磁场强度向量沿任一闭合回路的线积分等于该回路所包向量沿任一闭合回路的线积分等于该回路所包围的全电流（电流代数和），围的全电流（电流代数和），如果积分路径沿着磁场强度向量取向（即如果积分路径沿着磁场强度向量取向（即沿着磁力线），则沿着磁力线），则铁心各部分的磁场化为等效的各段磁路。各段磁铁心各部分的磁场化为等效的各段磁路。各段磁路磁通沿截面均匀分布，路磁通沿截面均匀分布，B=ConstB=Const，由，由B=B=H H，=各段中磁场强度各段中磁场强度H=ConstH=Const，故，故即即各类电机磁路可分为各类电机磁路可分为5 5段：段：空气隙；定子齿（或磁极）；转子齿（或空气隙；定子齿（或磁极）；转子齿（或磁极）；定子轭；转子轭磁极）；定子轭；转子轭4.2 空气隙磁压降的计算4.2.1 4.2.1 计算极弧系数计算极弧系数 p p 的确定的确定4.2.2 4.2.2 电枢或气隙的轴向计算长度电枢或气隙的轴向计算长度l lefef4.2.3 4.2.3 气隙系数气隙系数K K 4.2.4 4.2.4 极轭间隙气隙磁压降的计算极轭间隙气隙磁压降的计算4.3 齿部磁压降的计算4.3.1 4.3.1 齿磁密齿磁密B Bt t的计算的计算1 1）B Bt t1.8T=每极每相槽数每极每相槽数q q1 1，q q1 1大小对电机的参数、附大小对电机的参数、附加损耗、温升及绝缘材料消耗等都有影响。加损耗、温升及绝缘材料消耗等都有影响。当采用较大的q1值时：1 1、定子谐波磁场减小，使附加损耗降低，谐波、定子谐波磁场减小，使附加损耗降低，谐波漏抗减小。漏抗减小。2 2、每槽导体数减少，使漏抗减小；另一方面槽、每槽导体数减少，使漏抗减小；另一方面槽数增加，槽高与槽宽的比值相应增大，使槽漏数增加，槽高与槽宽的比值相应增大，使槽漏抗增大，但这方面影响较小。抗增大，但这方面影响较小。3 3、槽中线圈边总散热面积增加，有利于散热。、槽中线圈边总散热面积增加，有利于散热。4 4、绝缘材料用量和加工工时增加，槽利用率降、绝缘材料用量和加工工时增加，槽利用率降低低对一般感应电动机，对一般感应电动机，q q1 1可在可在2626之间，极数少、之间，极数少、功率大的电机，功率大的电机，q q1 1可取得大些。可取得大些。7.3.2 定子绕组形式和节距的选择（一）单层绕组优点：槽利用率高；嵌线方便；槽内不会相间击穿。缺点：不易做成短距，磁势波形较双层绕组差；嵌线困难。单层同心式单层链式单层交叉式（二）双层绕组（三）单双层绕组 q1=3，p=1，y=8/9=8改为单双层后（四）绕组节距的选择7.3.3 每相串联导体数，每槽导体数的计算7.3.4 电流密度、线规、并绕根数、并联支路对数的确定7.3.5 定子冲片的设计7.4 转子绕组与铁心的设计7.4.1 笼型转子的设计计算（一）转子槽数选择及定转子槽配合问题（1）槽配合对附加损耗的影响感应电机附加损耗主要由气隙谐波磁通引起，在感应电机附加损耗主要由气隙谐波磁通引起，在定转子铁心中产生高频损耗（表面损耗和齿部脉振损定转子铁心中产生高频损耗（表面损耗和齿部脉振损耗），在笼型转子中产生高频电流损耗。其中以定转耗），在笼型转子中产生高频电流损耗。其中以定转子齿谐波的作用最为显著。子齿谐波的作用最为显著。n n直槽直槽n n斜槽斜槽（2）槽配合对异步附加转矩的影响异步附加转矩是某一极对数的定子谐波磁场与由异步附加转矩是某一极对数的定子谐波磁场与由它感应于转子中的电流所建立的同一极对数的谐波磁它感应于转子中的电流所建立的同一极对数的谐波磁场相互作用而产生的。场相互作用而产生的。这两个磁场之间有直接的依赖这两个磁场之间有直接的依赖关系。关系。定子定子 次谐波磁势产生的异步附加转矩最大值与基波磁势次谐波磁势产生的异步附加转矩最大值与基波磁势产生的起动转矩之比：产生的起动转矩之比：（3）槽配合对同步附加转矩的影响如果定子某一个谐波磁场感应于转子中的电流所如果定子某一个谐波磁场感应于转子中的电流所建立的某一谐波磁场的极对数，等于另一个定子谐波建立的某一谐波磁场的极对数，等于另一个定子谐波磁场的极对数，则在某一转速下，这两个极对数相等磁场的极对数，则在某一转速下，这两个极对数相等的定转子磁场可以在空间上同步旋转而相对静止，因的定转子磁场可以在空间上同步旋转而相对静止，因此它们相互作用而产生一个象同步电机一样的转矩，此它们相互作用而产生一个象同步电机一样的转矩，称为同步附加转矩。同步附加转矩迭加在电动机的异称为同步附加转矩。同步附加转矩迭加在电动机的异步转矩上，使电机的转矩特性曲线发生畸变，影响电步转矩上，使电机的转矩特性曲线发生畸变，影响电机的起动性能。机的起动性能。其中，由定子齿谐波磁场和其中，由定子齿谐波磁场和转子齿谐波磁场所构成的附加同转子齿谐波磁场所构成的附加同步转矩最严重。步转矩最严重。八、电机计算机辅助工程制图（二维工程制图）8.1 AutoCAD 2000用户界面8.2 设置图层、线型及颜色8.3 绘图基础8.3.1 绘制直线(1)(1)输入点的坐标画线输入点的坐标画线采用绝对坐标（直角坐标、极坐标）采用绝对坐标（直角坐标、极坐标）采用相对坐标（直角坐标、极坐标）采用相对坐标（直角坐标、极坐标）(2)(2)使用对象捕捉精确画线使用对象捕捉精确画线(3)(3)利用正交模式辅助画线利用正交模式辅助画线(4)(4)结合极轴追踪、自动追踪功能画线结合极轴追踪、自动追踪功能画线(5)(5)剪断直线剪断直线(6)(6)删除线条删除线条(7)(7)综合练习：绘制支架综合练习：绘制支架8.3.2 作平行线(1)(1)用用OFFSETOFFSET命令绘制平行线命令绘制平行线(2)(2)用平行捕捉用平行捕捉“PAR”PAR”绘制平行线绘制平行线8.3.3 环行阵列8.3.4 镜象对象8.3.5 倒角（圆角、斜角）8.3.6 绘制样条曲线8.3.7 画剖面线8.4 编辑及显示图形8.4.1 选择实体8.4.2 移动及复制对象8.4.3 旋转及对齐图形（例）8.5 冲片图绘制九、电机计算机辅助工程制图（三维建模）9.1 SolidWorks 20019.1 SolidWorks 2001用户界面用户界面9.2 9.2 实例实例9.2.1 9.2.1 例题例题1 1：拉伸简单零件：拉伸简单零件9.2.2 9.2.2 例题例题2 2：生成旋转零件：生成旋转零件9.2.3 9.2.3 例题例题3 3：装配零件：装配零件9.2.4 9.2.4 例题例题4 4：生成工程图：生成工程图9.2.5 9.2.5 例题例题5 5：端盖：端盖