YE290S-4型三相异步电动机的制作

学生姓名： 学号：

专业：电气工程及其自动化131 指导教师：许仙明 涂剑鹏 万彬

摘 要

中文摘要：三相异步电动机在人们的生活生产中使用广泛，为此我

们要深刻、细致地了解电机的原理及构造。所以进行了本次的电机实训。

在本次工程实训中，我们主要学习了三相异步电动机的结构、工作原理、交流绕组的基本知识和电动机的绕组嵌线。我们首先学习了三相异步电动机的结构以及观看了该电机的制作工艺视屏，然后，我们到南昌电康富机制造厂实地参观了三相同步发电机的整个生产过程。之后，我们把我们所看到的和我们所学习得理论知识相结合，学习了一些相关电机的基本知识，通过公式计算出相关的参数和有关数据。然后我们学习了三相绕组的嵌线方法，在老师的指导下我们进行了实际动手操作。通过一个星期的学习有关知识，我们已经对电机有了很大的了解，又用了一个星期的实际动手操作，最后我和同伴们一起组装了一个三相异步电动机（型号为：YE290S-4）。我们通过绕三相线圈、嵌线、调试、组装转子和外壳、通电检测。最后老师的问答及总结这次的工程实训最终结束。

关键词：电机 三相对称绕组 定子 转子

英文摘要：Three phase asynchronous motor is widely used i

n people's life in the production, therefore we should deeply, detailed understanding of the principle and structure of motor. So this time the motor training. In the engineering practice, we mainly study the basic knowledge and the motorwinding structure, the working principle of three-phase asynchronous motor, AC windin

g the wire embedding. We first study the structure of the three-phase asynchronous motor and watch the production process of the motor of thescreen, then, we went to Nanchang Kang electric Fuji factory visited the site ofthe whole production process of three-phase synchronous generator. After that,we take what we see and what we learn the theoretical knowledge combined,learning some basic knowledge related motor, calculated by the formula of the related parameters and related data. Then we study the wire embedding method of three-phase winding, under the guidance of the teacher we conductedpractical. After a week's study about the knowledge we have on the motor hasgreat understanding, and with the actual one week of hands-on, finally I and his companions assembled a three-phase asynchronous motor (model: YE290S-4). We passed around the three-phase coil, embedding, debugging, assembly rotor and casing, electricity detection. Finally the teacher's questions and summarizes theengineering training end.

Keywords: motor three-phase symmetric winding stator

rotor

目 录

摘 要 ............................................................................................................................................ 1 第一章 异步电机的基础理论......................................................................................................... 4 1.1 三相异步电动机的结构 ......................................................................................................... 4 1.2 三相异步电动机的工作原理 ................................................................................................. 4 1.3 交流绕组的基本知识 ............................................................................................................. 5 1.4三相异步电动机磁路的计算 .................................................................................................... 6 1.5参数计算 .................................................................................................................................. 10 1.6工作性能计算 .......................................................................................................................... 14 1.7起动性能计算 .......................................................................................................................... 19 第二章 电动机绕组的嵌线......................................................................................................... 21 2.1 绕线工具 ............................................................................................................................... 21 2.2 绕组嵌线及制作工艺 ........................................................................................................... 22 绕组截面图..................................................................................................................................... 22 第三章 三相异步电动机的调试及检测 ................................................................................... 24 3.1 三相异步电动机的调试 ......................................................................................................... 24

1.定子绕组的接线 .................................................................................................................. 24 2.绝缘测试 .............................................................................................................................. 24 3.2 三相异步电动机轴承及外壳的组装 ..................................................................................... 25

1．安装轴承 ........................................................................................................................... 25 2．上端盖 ............................................................................................................................... 25 3.3三相异步电动机的通电检测 .................................................................................................. 25 实训总结及心得体会 .................................................................................................................... 26 参考文献（References） ............................................................................................................... 26

第一章 异步电机的基础理论

1.1 三相异步电动机的结构

异步电机由定子和转子两部分组成，定子和转子之间有气隙，为了减小励磁电流，提高功率因数，气隙应尽可能小。按转子结构不同，异步电动机分为笼型异步电动机和绕线转子异步电动机两种。这两种电机定子结构完全一样，仅转子结构不同。

1．定子的结构

异步电动机定子由定子铁心、定子绕组和机座等组成。定子铁心是电机磁路的一部分，一般由绝缘漆的0.5mm硅钢片叠压而成。定子铁心的内圆上开有很多个定子槽，用来安放三相对称绕组，有引出3根线的，也有引出6根线的，可以根据需要连接成星形或三角形。机座的作用主要是固定定子铁心的，因此除有足够的强度外，还要考虑通风与散热的需要。

2．转子的结构

异步电动机转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢片叠成，铁心与转轴必需可靠的固定，以传递机械功率。转子绕组分绕线型和笼型两种，绕线型转子铁心的外圆周上也布满槽，槽内安放转子绕组。绕线型转子为三相对称绕组，常连接成星形，3条出线通过轴上的3个滑环及压在其上的3个电刷把电路引出。

笼型转子绕组由槽内的导条和端环构成多相对称闭合绕组，有铸铝和插铜条两种结构。铸铝式转子爸导条、端环和风扇一起铸出，结构简单，制造方便，常用于中小型电动机。插铜条式转子把所有的铜条与端环焊接在一起，形成短路绕组。

1.2 三相异步电动机的工作原理

一般三相交流电机的定子铁心表面都开有齿槽，匝数相同的三相绕组均匀的分布在这些槽内，各相绕组串并联后的等效轴线在空间上互差120°，符合上述条件的绕组称为三相对称绕组。

当三相对称绕组接至对称的三相交流电源上时，绕组内部便产生对称的三相对称电流，其瞬时表达式由下式给出：

iA=Imcosωt iB=Imcos(ωt-120°) iC=Imcos(ωt-240°)

三相对称电流随时间变化的

为了定性说明三相对称绕组通以三相对称电流所产生合成磁场的情况，下图分别绘出了对应ωt=0°、ωt=120°、ωt=240°、ωt=360°四个瞬时的合成磁场情况。

仔细观察下图可以发现：随着时间的推移，定子三相绕组所产生的合成磁场是大小不变、转速恒定的旋转磁场。

当某相电流达最大，则定子合成磁场位于该相绕组的轴线上。

由于三相定子电流的最大值是按照A、B、C的时间顺序依次交替变化的，相应合成磁场的旋转方向也是按照A、B、C逆时针方向旋转。

ωt=0° ωt=120°

ωt=240° ωt=360°

对上图所示两极电机而言，每相电流的最大值随时间变化一次，则相应的合成磁场就旋转一周即移动两个极距。考虑到每相电流一秒内变化f次，由此可以获得两极电机旋转磁场的转速为n=60f(r/min)。

若三相绕组为p对极，每相电流的最大值随时间变化一次，则相应的合成磁场将仍移动两个极距或1/p周。考虑到每相电流一秒内变化f次，则相应的合成磁场一秒内旋转f/p周，由此求得合成磁场的转速为n=60f/p(r/min)。

对于极对数确定的电机，由于合成磁场的转速与三相定子绕组的通电频率之间符合严格的同步关系，频率越高则转速越高，因此，旋转磁场的转速又称为同步转速简称为同步速。

1.3 交流绕组的基本知识

绕组是电机结构的重要组成部分，电机的电动势和磁动势特性均与绕组的构成有关。 （一）电角度

在电机理论中导体每转过一对磁极，电动势变化一个周期，

故称一对磁极距对应的角度

为360°电角度，而一个圆周几何上定义为360°机械角度。对于极数为p的电机两者之间的关系为 电角度=p×机械角度 （二）相带

每极面下每相绕组占有的范围称为相带，一般用电角度表示。例如为了获得三相对称绕组，一种方法是在每个极面下均匀分成三个相等的范围，每个相带占有60°电角度；另一种方法是把每对极面所占范围分为三等分，使每个相带占有120°电角度。一般均采用60°相带绕组。

（三）每极每相槽数q q=Z／2pm

式中Z——总槽数 p——极对数 m——相数

q=1称为集中绕组，q≠1称为分布绕组；q为整数称为整数槽绕组，q为分数称为分数槽

绕组。普遍采用的是整数槽分布绕组。 （四）槽距角α

相邻两槽之间的电角度为α= p×360°／Z （五）极距τ

相邻两磁极对应位置两点之间的圆周距离称为极距。有两种表示方法：一种是用每极的对应的定子内圆或转载外圆的弧长来表示 τ=πD／2p D为定子内圆直径或转子外圆直径。 另一种用每极所对应的槽数来表示τ=Z／2p

（六）节距y

槽中线圈的两个元件边的宽度称为节距，其宽度一般用槽数来表示，如y=τ称为整距，y＜τ称为短距，y＞τ称为长距。 交流绕组的基本要求是：

（1）对于三相交流绕组，三相基波电动势和磁动势要对称，即大小相等，相位互差120 （2）力求获得较大的基波电动势和磁动势，尽量减少或消除谐波分量； （3）提高导线的利用率，提高制造的工艺性。

1.4三相异步电动机磁路的计算

1.满载电势 初设

2． 每极磁通

初设

为计算磁路各部分磁密，需先计算磁路中各部分的磁导截面 3. 每极下齿部截面积

4. 定子轭部高度

转子轭部高度

轭部导磁截面积

5. 一极下空气隙截面积

6. 波幅系数

7.气隙磁密计算

8. 定子齿部磁密：

9. 转子齿部磁密

10. 从D23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度：

11. 有效气隙长度

其中气隙系数为

12.齿部磁路计算长度

13.轭部磁路计算长度

14.气隙磁压降

15.齿部磁压降

16.饱和系数

误差

=

17.定子轭部磁密

18.转子轭部磁密

，合格

19.从D23磁化曲线找出对应上述磁密的磁场强度：

20.轭部磁压降：其中轭部磁位降校正系数由资料的附图查出

,

于是

，于是

21.每极磁势

22.满载磁化电流：

23.磁化电流标么值

1.5参数计算

1. 线圈平均半匝长 单层线圈

=0.195+1.2×0.09929=0.314m =0.165+2×0.015=0.195m

τ

y

=

-3

-3

=π[0.141+2(0.8+0.924)+(14.5-0.924)×10+4.4×10]=99.29×10m 节距比 2/3≤

≤1,取

=0.8

-3

/2×2

其中d1是线圈直线部分伸出铁心的长度，取10~30mm。

kc是经验系数取1.2

2．单层线圈端部平均长

3．漏抗系数

2×0.015+1.2×0.0993=0.150m

Cx =

=4×

×50×0.4

×10（0.9598×192）×0.163×7.5×10/3×2×380

-7

2

-3

2

=0.03787

4．定子槽比漏磁导

=1×0.410+1×0.830

=1.24

==0.410

=0.830

因

=1.543

=0.76

其中Ku1=KL1=1 5．定子槽漏抗

=

=0.440 Cx 6．定子谐波漏抗

=

=0.5877Cx

其中S=0.009

7．定子端部漏抗

单层交叉式绕组的端部漏抗与分组的单层同心式绕组相近 则：

==0.270Cx 8．定子漏抗

=（0.440+0.5877+0.27）Cx =1.2977Cx =0.0491 9．转子槽比漏磁导

==1.73

h/b2=7.6， b1/b2=1.83

查表得λL=1.330 10．转子槽漏抗

==0.821Cx 11．转子谐波漏抗

=

=0.9023 Cx

查表得

R=0.015

12．转子端部漏抗

=

=0.150 Cx

13．转子斜槽漏抗

==0.29Cx 14．转子漏抗

X* E2

=(0.821+0.9023+0.15+0.29)Cx =2.1633 Cx =0.0819 15．总漏抗

=0.131

16．定子直流电阻

R1

=

==1.196

17．定子相电阻标幺值

R1*

=

==0.0207

18．有效材料 （1）定子导线重量

=1.05×0.314×32×36×1.0936×10×8.9×10=7.393 kg

式中C为考虑导线绝缘和引线重量的系数，漆包圆铜线取1.05 为导线密度 （2）硅钢片重量

-6

3

GFe =

2

-3

=0.95×0.163×（0.22+0.005）×7.8×10=61.897 kg

式中

为冲剪余量，取5×10m

-3

19．转子电阻 （1）导条电阻折算值

RB′

=

==1.162

式中KB是叠片不整齐造成导条电阻增加的系数

（2）端环电阻折算值

RR′

=

==0.03716

（3）导条电阻标幺值

RB*

=

==0.02012

（4）端环电阻标幺值

RR*

=

==0.00643

（5）转子电阻标么值 R2 =RB +RR=0.02655

*

*

*

1.6工作性能计算

1. 满载时定子电流有功分量标么值 I1p=

*

2. 满载时转子电流无功分量标么值

Ix*=

*

I1p*2[1+(

*

I1p*)2]

2

2

=1.0216×0.13944×(1.1236)×[1+(1.0216×0.1394×1.1236)] =0.181

=1+

=

=1.0216

3．满载时定子电流无功分量标么值

I1Q* =Im*+ Ix*=0.469+0.143=0.65

4. 满载电势标么值

KE=1－

*

*

*

*

=1－(I1pR1 + I1Q )

=1－(1.1236×0.0207+0.65×0.0491)

=0.942

与22项初设值KE相符，若不符，则重新假定

个值），直到计算值与假定定误差不超过0.5%，算到这结束！ 5. 空载时电势标么值 1－

=1－Im

*

*

（设为另外一

=1－0.309×0.0419 =0.976

6. 空载时定子齿磁密 Bt10

=

=

=1.637T

7. 空载时转子齿磁密

Bt20

=

8. 空载时定子轭磁密

=1.658T

Bj10

=

9. 空载时转子轭磁密

=1.502T

Bj20

=

10. 空载时气隙磁密

=

11. 空载时定子齿部磁压降

=1.287T

=0.748T

Ft10 =Ht10Lt1=46.8×102×15.97×10-3=74.74A

12. 空载时转子齿部磁压降

Ft20=Ht20Lt2=53.4×102×23×10-3=122.82A

13. 空载时定子轭部磁压降

Fj10=Cj1Hj10Lj1=0.40 ×20.1×102×78.81×10-3=63.36A

14. 空载时转子轭部磁压降

Fj20=Cj2Hj20Lj2=0.43 ×8.90×102×27.69×10-3=10.597A

15. 空气隙磁压降

=244.05A

16. 空载总磁压降

=74.74+122.82+63.36+10.597+244.05

=504.97A 17. 空载磁化电流

=

=4.06A 18.定子电流标么值 =

=

定子电流实际值

1.249×6.58=8.51A 19. 定子电流密度 J1

=

20. 线负荷

A1

=

21. 转子电流标么值

I* 2=

=

=1.139 转子电流实际值

I2

=

==258.96A

端环电流实际值

IR

=

A

22. 转子电流密度 （1）导条电密

=1.249