精品毕业论文设计 - 三相单鼠笼异步电动机的设计

攀枝花学院专科毕业设计 目 录

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攀枝花学院专科毕业设计 1 绪 论

1 绪 论

随着四个现代化的发展，工业生产的自动化程度提高，还需要大量各种各样具有高性能的控制电机作为自动化系统的控制元件或执行元件。在生活各个行业中，电机的应用也越来越广泛。

电机是各个行业生产过程及日常生活中普遍使用的基础设备，它是进行电能量和机械能量转换的主要器件。它在现代工业、现代农业、现代国防、交通运输、科学技术、信息传输和日常生活中都得到最广泛的应用。随着电机设计的日益成熟，以及冷却方式、材料和制造工艺的改进，作为电力生产和使用的主要设备，起单机容量呈现增大的趋势。随着单机容量的增大，电机对人们的日常生活、社会经济活动的影响作用日益增大，人们对电机的安全、可靠和经济运行提出了越来越高的要求。对电机运行行为的研究已逐步成为电机学科领域里的重要课题。

随着电气化和自动化程度的不断提高，异步电动机将占有越来越重要的地位。而随着电力电子技术的不断发展，由异步电动机构成的电力拖动系统也将得到越来越广泛的应用。异步电动机与其它类型电机相比，之所以能得到广泛的应用是因为它具有结构简单、制造容易、运行可靠、效率较高、成本较低和坚固耐用等优点。

众所周知，电机单机容量的增加，主要是通过大幅度提高电机电磁负荷和改善冷却条件来实现的。随着现代计算机技术的迅猛发展和新型计算机技术的不断涌现，应用现代电磁场数值计算方法解决电机运行中存在的一系列重要理论和技术难题已成为可能。现代电磁场数值技术的出现已有30多年的历史，现已逐步发展成为一个独立的学科分支。该学科分支之所以能够迅速发展，主要基于以下两个重要事实：一方面是电磁场数值计算能从定量角度解决经典电磁学所无法解决的电机内部复杂电磁场计算问题，在对实际问题的计算上可以得到相当高精度的解，能为提高和改善电机运行性能提供重要的理论参考依据，从而满足实际工程应用的需要；另一方面，随着计算机技术迅速发展、应用与普及，应用现代物理场数值计算方法可以仿真电机的性能，缩短研制周期，减少试制成本。

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攀枝花学院专科毕业设计 2 异步电机在国内外的发展状况

2 异步电机在国内外的发展状况

2.1异步电机在国内的发展状况

随着我国改革开放的进一步深入以及WTO的加入，我国小功率电机又迎来了一个全新的发展阶段，这一阶段大量的外资企业进入我国，在为我们带来先进的管理经验的同时也带来了先进的技术和生产设备。国内企业借机吸收引进国外先进的技术，投入大量资金进行技术改造，引进不少先进制造设备和测试设备，大大提升了国内小功率电机行业的技术水平。

随着CAD/CAM等软件进行计算机辅助设计、辅助制造技术的大量应用以及以计算机控制的柔性制造系统、主体仓库、机器人进行装配等的组合，由计算机控制材料、部件的供应管理达到全厂高效率、高质量的全自动化均衡生产的实现，产品研发和生产周期大大缩短，制造成本显著降低；电子计算机和电力电子技术的发展使小功率电机产品进入了一个新时期，交流变频调速已经逐步取代直流电机调速，逆变器与异步电机结合一体，有标准的电机安装尺寸、调速比10∶1的逆变器电动机已经工业化生产，有程序控制功能的智能电动机、开关磁阻电动机等已经应用于各个领域，显示出显著的技术优势，无刷直流电动机、盘式永磁直流电动机、薄型稳速电动机等产品也以较高速度发展；再加上新型稀土磁钢的使用，使小功率电机本机制作体积越来越小；再则电机与整体结构一体化技术的引入进一步缩小了体积，简化了结构，提高了系统精度和可靠性，集电子技术、微电子技术、传感器技术于一体的小功率电机不仅可实现多功能，而且可借助计算机记忆、运算、处理功能提高电机控制精度和灵敏度，成为智能化产品。所有这些新材料、新技术的应用都不断促使小功率电机日益朝着薄型化、智能化和机电一体化方向发展。

据统计，我国电机耗电占全国耗电量的60%以上，其中小型三相异步电机耗电约占35%，中国各类电动机的装机容量已超过4亿kW，其中异步电动机约占90%，中小型电动机约占80%，拖动风机水泵及压缩机类机械的电动机约1.3亿kW。所以在我国开发推广高效电机是提高能源利用率的重要措施之一，也符合国际发展趋势。

我国目前已具备了生产高效电机的技术条件，但由于市场条件不够成熟，产量和市场容量都较小。1999年高效电机国内市场占有率仅2%，2000年为4.7%；2001年也只有6.5%，其中70%以上为出口。 异步电机的种类：

(1) Y(IP44)系列异步电动机

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攀枝花学院专科毕业设计 2 异步电机在国内外的发展状况

电动机容量从0.55～200kW，B级绝缘，防护等级IP44，达到国际电工委员会(IEC)标准，产品达到20世纪70年代末国际水平，全系列加权平均效率比JO2系列提高0.43%，年产量约2000万kW。 (2) Yx系列高效电动

该类电机由上海电器科学研究所组织电机行业研制成功，容量1.5～90kW，有2，4，6等3种极数。全系列电动机效率平均比Y(IP44)系列高3%左右，接近国际先进水平。适用于单方向运行，年工作时间在3000h以上。负载率大于50%的场合，节电效果显著。该系列电动机产量不高，年产量约1万kW。

近十多年来，国家致力于推广电动机调速技术，各行各业都在一定程度上采用了电动机调速。据石油、电力、建材、钢铁、有色、煤炭、化工、造纸、纺织等部门最近对企业抽样调查结果，石油、建材、化工行业电动机调速应用较好。在目前4亿kW的电机负载中，约有50%是负载变动的，其中的30%可以通过电机调速解决其负载变动问题。因此仅就目前的市场容量考虑，约有6000万kW的调速电机市场。

国家已明令不再生产JO2系列异步电机，“九五”期间将生产Y系列、Yx系列及其它通用或专用高效节能电动机约1.5亿kW(未包括更换现有JO2型用的新型电动机)。估计2000年和2010年Y和Yx系列电机的市场占有率将分别达到50%，90%和10%，30%左右。由高效电机替代JO2电机所形成的节电量将分别为，114亿kW·h和366亿kW·h。

2.2 异步电机在国外的发展状况

欧洲市场的中国电机销售主要以小型电机为主，功率最大是100多千瓦，最小功率甚至还不到1千瓦，而大型电机还是一个空缺。

欧洲市场对电机效率的标准要求高于西亚，东南亚而低于美国，不但适合于我国企业生产和出口，而且在合理和有序开发的前提下还能保证出口企业获得适当的利润，同时该市场多以欧元结算，在目前欧元坚挺的情况下应该是出口企业首选的开发目标。取得了一定的成效。这些节能产品主要分成两大类：一类是提高电动机效率的高效电动机，另一类是调速电动机。调速电动机的代表产品根据其调速方式可以划分为： (1) 变极调速电机

主要产品有已批量生产的YD(90.45～160kW)，YDT(0.17～160kW)，YDB(0.35～82kW)，YD(0.2～24kW)，YDFW(630～4000kW)等8个系列产品，达到国际平均应用水平。

(2) 电磁滑差调速电机

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