目录

中文摘要 .............................................................. 1 英文摘要 .............................................................. 2 1 绪 论 ............................................................... 3 2 Ansoft RMxprt简介 ................................................... 6

2.1 Ansoft RMxprt概述 ............................................. 6 2.2 Ansoft RMxprt使用说明 ......................................... 7 3 异步电机电磁设计 ................................................... 12

3.1 概述 .......................................................... 12

3.2 电磁计算给定值与性能指标 ...................................... 13 3.3 额定数据和主要尺寸 ............................................ 13 3.4 磁路计算 ...................................................... 16 3.5 参数计算 ...................................................... 19 3.6 工作性能计算 .................................................. 23 3.7 起动性能计算 .................................................. 25 4 电机仿真结果 ....................................................... 28

4.1电机总体数据 .................................................. 28 4.2 定子相关数据 .................................................. 28 4.3 转子相关数据 .................................................. 29 4.4 材料消耗 ...................................................... 29 4.5 额定运行数据 .................................................. 30 4.6 空载运行数据 .................................................. 31 4.7 最大转据点数据 ................................................ 31 4.8 堵转数据 ...................................................... 31 4.9 额定工况下的电机参数 .......................................... 32 4.10 电机性能曲线仿真 ............................................. 33 4.11 电机动态有限元分析 ........................................... 35 结论 ................................................................. 38 致谢 ................................................................. 39 参考文献 ............................................................. 41

150Hz三相异步电机设计与实验

摘 要： 异步电机是工农业生产中应用最广泛的电机，其性能的提高具有重要意义.

在文章中简要介绍了异步电机设计的基础知识，阐述中小型电机的设计方法与步骤，介绍了电磁设计的步骤与计算程序，也述及电机的优化设计。

电磁设计是根据设计技术要求确定电机的电磁负荷，计算转子、定子冲片

和铁心各部分尺寸及绕组数据。继而核算电机各项参数及性能，并对设计数据做必要的调整，直到达到设计要求。

本文也简单介绍了ANSOFT RMxprt软件的基础知识。ANSOFT RMxprt。电

机设计领域应用最广泛的软件之一。学会使用ANSOFT RMxprt进行电机的设计与仿真。

关键词：电动机；设计；性能优化；Ansoft RMxprt。

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Abstract: The induction motor is the most widespread electrical machinery in the

industry and agriculture production. Its performance enhancement has the vital significance.In this article,the elementary knowledge of the induction motor designs is briefly introduced.The method and the step of the middle and small scale electrical machinery design is also elaborated.The electromagnetism design step and the design computational procedure is introduced.

The optimized design of the electric motor is also mentioned.Ansoft RMxprt

is the computer-aided design domain applies one of most widespread tools.Its brief uses in the motor design and simulation is introduced in this article.

Keywords:The electric motor;Design;The performance optimizes;Ansoft RMxprt.

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1 绪 论

1.1 异步电动机的用途与分类

异步电机是一种交流电机。根据电机的可逆原理，它可作电动机，也可作发电机。但由于做发电机工作性能较差，故主要作为电动机使用。它可以是三相的，也可以是单相的，前者主要用于工农业生产，后者则广泛用于各种民用电器和电动工具。

异步电机与其他各种电机相比，具有结构简单，运行可靠，价格低兼等优点，所以它的用途十分广泛。在电网的总负荷中，异步电机的用量约占60％以上。但是，异步电机也有一些缺点，主要是：不能经济地在宽广的范围内调速，必须从电网吸取滞后的电流、使电网的功率因数降低。随着电子技术的发展，半导体变流调速系统的出现，异步电机的应用范围进一步扩大，一些采用直流电机的调速系统正在被异步电机所替代。

异步电机运行时，气隙中的旋转磁场与转子绕组之间存在相对运动，依靠电磁感应作用使转子绕组中感应电流．产生电磁转矩，从而实现机电能量转换。由于转子转速与旋转磁场转速之间存在差异，故称异步电机。又因转子电流是靠电磁感应产生的，因此异步电机也称为感应电机。从电磁关系方面看，异步电机和变压器很相似，研究变压器的许多方法可以用于异步电机。

异步电动机的种类很多，从不同的角度考虑，有不同的分类方法。

按照相数来分，有单相异步电动机，三相异步电动机。大功率机械拖动时，一般都用三相异步电动机，又包括单鼠笼式异步电动机、双鼠笼式异步电动机和深槽式异步电动机。

按机壳的保护方式分，有防护式异步电动机、封闭式异步电动机，以及防爆式异步电动机。

按定子频率分，有低频电动机，中频电动机和高频电动机。

本文主要讨论了中频异步电动机的设计，与普通50Hz电机相比，具有转速高、体积小、单位输出功率大、振动小、转速稳定、噪声小并可变频变速等优点。它可用高速钻孔、精密磨削、气流纺纱、激光通讯、测距、水下摄影、驱动分子式真空泵高速叶轮、导航设备和各种驱动装置。

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