新型电机的定子与转子结构优化设计

建筑结构优化设计建议-侯善民

建筑结构优化设计建议侯善民 201305 2013.05

第一章第章基础 1、基础类型： ? 天然地基基础 ?复合地基→天然地基+增加体（柔性桩、刚性桩）? 桩基：常规桩基后处理加强的后注浆钻孔灌注桩先处理加强的劲性复合予制静压桩

第一章第章基础 ? 天然地基承载力不宜低于预期复合地基承载力的百分之四十软土地基上采用复合地基要慎重组成复合地基的增采用复合地基应注意：十，软土地基上采用复合地基要慎重。组成复合地基的增强体桩基，应具备一定刚度，并且不能是端承桩；随着复合地基承载力需求增大增强体桩基的支承刚度与 ? 随着复合地基承载力需求增大，增强体桩基的支承刚度与桩身强度，要求也需相应提高，对于20层~30层的高层建筑不宜采用单纯摩阻桩桩端进入较好的持力层但持筑，不宜采用单纯摩阻桩，桩端进入较好的持力层。但持力层不宜是强风化以上的岩层，桩身强度承载力要满足计算底板与桩基持力层选择需慎重算，底板与桩基持力层选择需慎重。

第一章南京某小区复合地基事故第章基础南京某小区复合地基事故：该小区位于河西，七层砖混住宅，场地内有深厚的淤泥质软土层，增强体刚性桩未穿过软土层，施工也存在质量问题，建造过程中一直到结构封顶，沉降持续发展，最后采用锚杆静桩较好的才控制住降静压桩，压入深层较好的土层，才控制住沉降。最近几年，我们做了一批20层~30层100米以内的高层剪力墙住宅，采用刚性桩复合地基都取得成功。例如：淮安恒大、淮安中南、合肥融侨等都是20万~30万㎡的高层住宅小区，天然地基承载力约在200k 左右采用予应力管桩作为增加体然地基承载力约在200kpa左右，采用予应力管桩作为增加体，复合地基承载力可达到500Kpa左右

常用电动机原理与结构

常用电动机原理与结构电动机的分类按电动机绕组结构可分为三相和单相电动机、笼型、绕线型。按电源可分为高压、低压电动机、交流和直流电动机。电动机又可分为同步和异步电动机。单相电动机又分为交流分相电动机、交直流两用串励电动为机和罩极电动机。还有按电动机使用环境、条件等可分为很多种类，不过大致可按下面几种方式归类：按电动机结构尺寸分为大型（机座中心高H ）630MM，或者定子铁心外径大于90MM者)、中型（机座中心高H为355-630MM，或者定子铁心外径在560—990MM之间者）、小型（机座中心高H为80-315MM，或者定子铁心外径在125—560MM之间者）。例如Y112M-4 中的112的意思是代表电动机的机座中心高为112MM，小于315MM，属于小型电动机。按防护型式分为开启式（如IP11、IP22）：电动机除必要的支撑结构外，对于转动及带电部分没有专门的保护。封闭式（如IP44、IP54 ）：电动机机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触，但并不明显的防碍通风。防护式电动机按其通风防护结构不同，又分为：网罩式：电动机的通风口用穿孔的遮盖物遮盖起来，使电动机的转动部分及带电部分不能与外物相接触。防滴式：电动机通风口的结构能够防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部。防溅式：电动机通风口的结构可以防止与垂直接成100度角范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部。封闭式：电动机机壳的结构能够阻止机壳内外空气的自由交换，但并不要求完全的密封。防水式：电动机机壳的结构能够阻止具有一定压力的水进入电动机内部。水密式：当电动机浸在水中时，电动机机壳的结构能阻止水进入电动机内部。潜水式：电动机在额定的水压下，能长期在水中运行。隔爆式：电动机机壳的结构足以阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，而引起电动机外部的燃烧性气体的爆炸。例：IP44标志电动机能防护大于1MM的固体异物入内，同时能防溅水。 IP后面第一位数字的意义 0无防护，没有专门的防护 1能防止直径大于50MM的固体异物进入机壳内，能防止人体的大面积（如手）偶然触及壳内带电或运动部分，但不能防止有意识的接近这些部分。 2能防止直径大于12MM的固体异物进入机壳内，能防止手指触及壳内带电或运动部分 3能防止直径大于2.5MM的固体异物进入机壳内，能防止厚度（或直径）大于2.5的工具、金属等触及壳内带电或运动部分。 4能防止直径大于1MM的固体异物进入机壳内，能防止厚度（或直径）

电机定子和转子的建模与仿真

建模与仿真作业题目（一）姓名：张娇专业：电研-11 学号：2011301350117

建模与仿真演讲作业1 如下图所示直流电机电路图，电机转动惯量为J,电机扭矩方程为 ω ωF i i K dt d J e a -=1 转子电流方程为： ω e a a a a a i K U i R dt di L 2-=+ 定子电流方程： e e e e e U i R dt di L =+ 直流电机电路示意图回答： 1. 将如上方程写为的状态空间模型形式。 2. 求解在U a = 2V ，U e = 2V 的输入条件下，系统稳定的转速和i a ,i e 大小？ 3. 在2稳定条件下，若U a 和U e 从第5秒均变为5V ，试求10s 内的转子转速的动态数值解，并给出转子电流和定子电流数值解。解：1. 为计算和书写方便，现假定 F=1, J=1,K 1=K 2=1, L a =L e =1,R a =R e =1 ? 选取状态变量为：转速w 、转子电流i a 、定子电流i e ? 输入量：转子电压U a 、定子电压U e

则系统的状态方程： 2.设U a = U e =2,系统在similink 下的仿真如下：则仿真结果为： i a 如scope 所示：由此图可知转子电流i a 在5s 后达到稳定值0.4。 e e e a a e a i u e w i i u a w i i i i w -=--=-=. . .

◆i e如scope1所示：由此图可知定子电流i e在5s后达到稳定值2。 ◆w如scope2所示：由此图可知转速w在5s后达到稳定值0.8。 3.假设：U a、U e的值从第5秒突然从2跳变到5，系统在similink下仿真，仿真图如题2所示，修改参数U a、U e值如下：

浅谈结构优化设计

浅谈结构优化设计【摘要】在建筑结构领域开展优化设计，符合我国可持续发展的综合国策。结构优化设计应是在保证建筑安全、抗震性能较好、合理可行同时满足建筑设计的前提下进行，在这里我结合自己做过的一些工程简单谈谈在结构设计中的一些优化体会，以供工程设计参考。【关键词】结构设计；优化结构优化设计是个系统的工程，它涉及的方面很多，不能片面的从某一方面来进行优化，要综合考虑各种不同因素的影响，本文主要从基础及上部设计两个方面来简单谈谈一些优化的小技巧。一、地基基础优化设计当上部结构荷载不大，且地基土承载力较高时，优先选用天然地基。当土层的地基承载力不是很大且压缩性很大而不能满足设计承载力或变形等要求时，在基础设计时选用深基础（桩基础）。在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础尽量浅埋，以节省挖土工程量且便于施工，特别是对于上海的地基土，一般二层为粘性土，这一层都相对比较薄，且在其下面一般就是淤泥质土，承载力很小且压缩性较大，基础就更应该浅埋。基础设计中桩基常常是比较常采用的方案，它对工程造价和施工工期会产生较大的影响，因此需要进行深入的优化分析，针对不同地方项目对各种桩型受力机理的特点进行分析研究。从另一方面来说地基基础设计也一直是建筑结构设计的难点，因为建筑的基础形式可以是相同的，但完全相同的地基条件是很少碰到的，所以对岩土工程勘察报告内容的理解分析就很重要，同时了解各种地基的变形特性，结合当地工程经验，选择合理的地基基础方案也是十分重要的。对于特定地区的场地，我们应该结合地勘考虑最合理的工程方案，不要因为当地使用的较少就退。一般来说不同地区都有常用的桩基类型，像河南郑州的项目那里比较常选用CFG桩地基处理，有些32层接近100m的高层住宅也常常采用CFG桩，对于双甲（基础设计甲级、勘察设计甲级）还要经过省里专家进行CFG桩复合地基专项论证审查等。但从另一方面讲业主往往对新工艺、新桩基形式等在当地的可行性、经济性没有信心，施工单位有时也会因为采用不熟悉的工艺而加以抵触和阻挠，所以作为工程设计人员，就要详细周密的进行考虑，同时一个合理的试桩方案也是不可缺少的，一方面，试桩可以验证桩基施工工艺是否可行，使我们得到承载力、沉降等情况，一方面我们也可以初步估计出该种桩基的造价等，从而来比较此方案是否合理。如工程确需采用桩基时，需进行桩型、桩径、桩长多方案经济分析与比较，不同单体、不同地质可选用不同桩型，地基土对桩的支承能力尽量接近桩身结构强度，另外应尽可能采取设计前试桩，为施工图设计提供依据，提高单桩竖向承载力，以减少桩根数。若条件允许，优先采用预制桩，如需采用灌注桩，可采用后注浆技术提高单桩竖向承载力。对于设置地下室的建筑，可考虑场地较低水位时水浮力的有利作用，以减少抗压桩根数。布桩时，应优先考虑沿轴线墙下或柱下布桩，以减少筏板厚度及配筋，筏板局部配筋较大时，也可另附加短钢筋。二、上部结构优化设计结构体系选择上应综合考虑各方面因素，结合当地实际情况，进行全方位技术经济分析与比较，选择功能完善、技术先进、经济合理的结构体系。在结构设计中尽量遵循以下优化设计原则： 1.按照几个高度分界点控制建筑物高度设计。建筑高度、风荷载大小、地震设防烈度对结构成本会有较大影响。当建筑物高度超过且接近分界点时，应尽量通过优化层高和楼层数等使建筑物高度控制在分界点内，对于高层建筑60米是50年一遇和100年一遇基本风压的分界点；24米是框架结构抗震等级的分界点；60米是框架-剪力墙结构抗震等级的分界点； 80米是剪力墙结构、部分框支剪力墙结构抗震等级的分界点。抗震等级每提高一级，内力放大系数、抗震构造措施均会提高一级；

电动机的基本结构及工作原理

电动机的基本结构及工作原理交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。一、异步电动机的基本结构三相异步电动机由定子和转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。 1、三相异步电动机的定子：定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.35～0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（Y接），3KW以上的电机采用三角形接法（△接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。

2、三相异步电动机的转子：

转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的气隙为1.0～1.5mm。三相异步电动机的转子绕组结构型式不同，可分为笼型转子和绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内的裸导条（铜条或铝条）组成。导条两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽内的三相对称绕组构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻相连，用于起动或调速。 3、三相异步电动机的铭牌：每台电动机上都有一块铭牌，上面标注了电动机的额定值和基本技术数据。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、使用和检修电动机的依据。下面对铭牌中和各数据加以说明：型号异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号等。产品代号表示电动机的类型，用汉语拼音大写字母表示；设

建筑结构优化设计

三相异步电动机的结构原理(定子、转子)讲解

三相异步电动机的结构原理（定子、转子）讲解电动机的静止部分称为定子，其组成部分主要包括定子铁芯、定子绕组、机座等部分。定子铁芯：定子铁芯的作用是作为电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。定子铁芯一般由0.35～0.5毫米厚，表面涂有绝缘漆的环状冲片槽的硅钢片叠压而成，如右图所示。定子绕组：定子绕组是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。小型号异步电动机定子绕组通常用高强度漆包线（铜线或铝线）绕制成各种线圈后，在嵌放在定子铁芯槽内。大中型电动机则用各种规格的铜条经过绝缘处理后，再嵌放在定子铁芯槽内。为了保证绕组的各导电部分与铁芯之间的可靠绝缘以及绕组本身之间的可靠绝缘，故在定子绕组制造过程中采取了许多绝缘措施，三相异步电动机定子绕组的主要绝缘项目有以下三种： 1.对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心之间的绝缘。 2.相间绝缘：各相定子绕组之间的绝缘。 3.匝间绝缘：每相定子绕组各线匝之间的绝缘。定子三相绕组的槽内嵌放完毕后共有六个出线端引到电动机机座的接线盒内，可按需要将三相绕组接成星形接法（Y接）或三角形接法（△接），如右图所示。机座：它的作用是固定定子铁芯和定子绕组，并以两个端盖支撑转子，同时起保护整台电动机的电磁部分和散发电动机运行中产生的热量，一般是铁或铝铸造而成。

转子是电动机的旋转部分，包括转子铁芯，转子绕组和转轴等部分。 ?转子铁芯：作为电机磁路的一部分，并放置转子绕组。一般由0.5毫米厚的硅钢片冲制叠压而成。如右图所示。 ?转子绕组：其作为切割定子磁场，产生感应电动势和电流，并在旋转磁场的作用下受力使转子转动。根据构造的不同可分为鼠笼式和绕线式转子两种类型。 1.鼠笼式转子：它的结构是转子铁芯的槽沟内插入铜条，在铜条两端焊接两个铜环，如下图（a）所示。这样转子绕组好像一个鼠笼型转子。为了节约铜材和便于制造。目前绝大部分鼠笼均采用铝代替。如下图（b）所示。 2.绕线式转子：绕线式转子绕组也和定子绕组一样做成三相对称绕组，经过适当的排列和组合。嵌入并固定转子铁芯槽内，最后使三组绕圈接成星形连接，三个引出线分别接到固定的转轴上的三个铜滑环上，在各个环上，分别放置着固定不动的电刷，通过电刷与滑环的接触，使转子绕组与外加变阻器接通，一边启动电机。如右图所示。 3.转轴：用以传递转矩及支撑转子的重量。一般都由中碳钢或合金钢制成。除了定子和转子两大部分外，还有端盖，风扇等其他附件。

电动机水冷却结构设计

煤矿井下用隔爆型三相异步电动机水冷却结构设计姜瑞杰 2008级机电一体化专业摘要对煤矿井下用隔爆型三相异步电动机水冷却系统及结构的设计进行探讨。围绕电动机温度场分析、热平衡计算、冷却系统水流参数计算、冷却水箱结构设计几个方面，并结合实践阐述了相关设计理论和设计方法。关键词煤矿井下用隔爆型三相异步电动机：水冷却系统；水冷式结构 0 引言煤矿井下设备采用的隔爆型三相异步电动机其冷却系统常采用水冷式结构（通常为ICW37）。这是基于煤矿井下特殊的环境条件和煤矿设备特殊的运行状况决定的。煤矿井下水冷式电动机具有以下特点：（1）煤矿井下作业场狭窄，设备留给时机的安装空间较小，环境空气流动性差。电动机采用风（空气）冷却结构，效果受到很大影响。尤其是在采掘面，当煤块、粉尘等堆积物阻塞电动机外部的通风散热通道时，电动机通风散热状况将更加恶劣。而采用水冷静却结构，则避免了这个缺点。煤矿井下一般不缺压力源，水的导热系数远远大于空气。只要时机的水冷静系统流道结构设计合理，其冷却效果和可靠性优于风冷静式电动机。

（2）煤矿井用电动机因受设备安装要求限制，往往要求有较小的外形体积和简单的外形结构。水冷式电动机结构上没有风扇、风罩、散热片等零件，并且水道布置在封闭的壳体之内，因此其外形简约，体积小于相同功率的风冷式电动机。（3）煤矿井下采掘、运输等设备，因其特殊的工作条件，往往负荷波动很大，所用电动机超负荷运行状况进有发生，造成电动机温升增高。另外在设计这些设备使用的电动机时，考虑到其外形体积和功率大小两方面要求，往往采用减小电动机定、转子铁心外径，加长定、转子铁心长度的设计方案。由典型的时机温升设计理论可知，铁心较长的时机其热负荷往往偏高，温升计算误差也较大，这两方面的原因致使电动机的温升处于不可靠状态。尽管采用提高电动机绝缘等级的方法进行弥补，但电动机使用寿命也将大打折扣。而水冷式结构的电动机具有较好的冷却效果，可弥补电动机温升设计误差及超负荷运行带来的缺点。（4）水冷式电动机无风扇、风罩等零件，因此不会产生风摩损耗和噪声，并且冷却水箱还具有吸振减振效果，这些又形成了电动机效率较高、噪声低、振动小的优点。从以上分析可以看出水冷却系统在煤矿井下用电动机上的重要作用，因此对其系统和结构的设计研究必要。目前国内许多电机厂家都积累了各自在此方面的宝贵经验，亟待进行理论性的整理和提高。本文试对此问题展开初步探讨。

建筑结构优化设计

建筑结构优化设计摘要：建筑项目投资大，建设周期长，对其进行结构优化设计能够有效的减少投资金额。建筑结构优化设计，是实现建筑本体功能与建筑投资成本的关键手段。因此，结构工程师必须在每一个工程项目的设计中都能做到不断地探求自然法则，不懈地追求相对的最佳最优，要通过反思比较，在经验积累中不断提高自己的判断力和创新力。一、建筑结构优化设计 1、建筑结构优化设计的基本理论结构优化设计不应仅仅在结构本身，而应包括建筑的各方面，科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计，是非常重要的。建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满足本体功能，最大程度保障安全性，缩减投资成本：在建筑工程的设计阶段，确定每一个子系统及整体结构的优化布局；在建筑工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是基础，3个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。 2、建筑结构优化设计的基本要求（1）功能性建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是

为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满足也不再局限于传统的实用性功能，而是增添了舒适性、美观性、协调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。（2）安全性建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。因此，安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。（3）经济性建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。二、建筑结构优化设计基本原则 1、提高建筑舒适度原则所谓好的建筑，应是从建筑、结构、装饰装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合，是整体优化设计，如果仅仅是某个专业设计得好，是不可能被称作是一个好建筑的，结构设计也不能例外的；建筑结构设计要能最大程度地满足建筑平面布置、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感的要求，投入使

电机定子的基本知识

电机定子是电动机静止不动的部分。定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生（输出）电流。定子常见故障包括绕组断路、短路、接地、拉簧与刷握接触不良、拉簧烧断、定子固定螺栓松动等。通过检测可发现部分定子故障： 1. 绝缘电阻：在线圈绕组与铁芯（轴）之间加一定值的直流电压，测量其绝缘电阻值。检查线圈对铁芯（轴）有无漏电或短路； 2. 交流耐压：在线圈绕组与铁芯（轴）等部位之间施加一定值的工频交流电压，持续一定时间，检测其交流介电强度。检查线圈对铁芯（轴）耐工频电压的介电强度，以发现有无短路、击穿或闪烙； 3. 匝间耐压：在各相绕组首尾之间或相间施加规定幅值、按规定波形要求的冲击电压。检查各相绕组内部线圈匝间(线与线)或各相绕组之间有是否绝缘不良、气隙放电或短路，还可检验绕组的圈数超差、部分反嵌以及接线错误等； 4. 直流电阻：检测各相线圈的直流电阻，可以发现线圈线径错误、严重短路、断线、圈数超差等； 5. 磁场旋向：检测主副线圈的相位关系，以推断由此定子生产的电机的旋转方向； 6.反嵌：检测电机的线圈绕制方向错误（全部或部分）、抽头焊线错误、线圈嵌入槽错误等质量问题。青岛/仪迪/研发的IDI5306电机测试系统可以将定子的绝缘电阻、工频耐压、线圈直流电阻、匝间耐压等全部电气性能测试项目一次性高速自动完成，使系统功能远远超过一般仪器的简单组合，大大提高了生产效率，特别是在结果保存、波形存储、同步测量、系统的扩张性、多功能等方面体现的优越性是传统手动试验台无法比拟的；可快速准确的判别定子在焊接、绕线等生产过程中产生的缺陷，便于操作人员对不良的产品进行修复。

电机设计课后习题答案

电机设计第一章 1.电机设计的任务是什么？答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段？答：电机设计的过程可分为： ①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计：本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。 ③结构设计：结构设计的任务是确定电机的机械结构，零部件尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。

3.电机设计通常给定的数据有哪些？答：电机设计时通常会给定下列数据： (1)额定功率 (2)额定电压 (3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)；直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。 K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？答：主要尺寸关系式为：δ αAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1 p l D =，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ˊ和转速n

电机分类,结构和原理

电机知识学习总结 1基本知识介绍 1.1直流、单相交流、三相交流 1.2交流下有“同步和异步”的区别同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步（相同）还是异步（滞后），因而只有交流能产生旋转磁场，只有交流电机有同步异步的概念。同步电机——原理：靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子旋转磁场磁极逐一对应，转子磁极转速与旋转磁场转速相同。特点：同步电机无论作为电动机还是发电机使用，其转速与交流电频率之间将严格不变。同步电机转速恒定，不受负载变化影响。异步电机——原理：靠感应来实现运动，定子旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感应电流，感应电流受力使转子旋转。转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼，产生感应电流。区别：（1）同步电机可以发出无功功率，也可以吸收；异步电机只能吸收无功。（2）同步电机的转速与交流工频50Hz电源同步，即2极电机3000转、4极1500、6极1000等。异步电机的转速则稍微滞后，即2极2880、4极1440、6极960等。（3）同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。同步电动机可以用以改进供电系统的功率因素。同步电机无法直接启动：刚通电一瞬间，通入直流电的转子励磁绕组是静止的，转子磁极静止；定子磁场立即具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸引，在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间之内，会对转子产生吸引力，半周之后将会产生排斥力。由于转子有转动惯量，转子不会转动起来，而是在接近于0的速度下左右震动。因此同步电机需要鼠笼绕组启动。转速差使其产生感应电流，而感应电流具有减小转速差的特性（四根金属棒搭成井形，内部磁场变密会减小面积，变疏会增加面积，阻止其变化趋势），因而会使转子转动起来，直到感应电流与转速差平衡（没有电流就不会有力，因而不会消除转速差，猜测与旋转阻力有关）。 1.3永磁、电磁、感磁（构成定子、转子）永磁——永磁铁电磁——通电线圈感磁——无电闭合绕组、鼠笼永磁和电磁大多数情况下可以互换，感磁需要有旋转磁场的场合才能用，在三相同步

三相异步电动机结构图解

三相异步电动机结构图解图1封闭式三相异步电动机的结构 1—端盖2—轴承3—机座4—定子绕组5—转子 6—轴承7—端盖8—风扇9—风罩10—接线盒异步电动机的结构也可分为定子.转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，交流电机定子是电枢。另外，定.转子之间还必须有一定间隙(称为空气隙)，以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为0.2mm～2mm。

三相异步电动机外形有开启式.防护式.封闭式等多种形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还有特殊的外形防护型式，如防爆式.潜水泵式等。不管外形如何电动机结构基本上是相同的。现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。 1.定子部分定子部分由机座.定子铁心.定子绕组及端盖.轴承等部件组成。 (1)机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中.小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。 (2)定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压成圆筒，硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。

(a)直条形式(b)斜条形式图2 笼型异步电动机的转子绕组形式 (3)定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，也是最重要的部分，一般是由绝缘铜(或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。通常，绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组，按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔(一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间.绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边)，还要加放层间绝缘。 (4)轴承。轴承是电动机定.转子衔接的部位，轴承有滚动轴承和滑动轴承两类，滚动轴承又有滚珠轴承(也称为球轴承)，目前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承的外部有贮存润滑油的油箱，轴承上还装有油环，轴转动时带动油环转动，把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上，轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。 2.转子部分

驱动电机转子结构优化分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/c611475348.html, 驱动电机转子结构优化分析作者：屈新田章国光史建鹏来源：《汽车科技》2013年第02期摘要：对某电动车的驱动电机转子进行了结构强度分析，针对强度分析结果进行结构拓扑优化和形状优化分析，优化后方案与原方案相比减重18.8%。仿真和试验结果表明优化后的电机转子各项性能满足设计要求。关键词：转子；拓扑优化；形状优化中图分类号：U469.72 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2013）02-0043-03 世界汽车技术正朝着节能、环保、安全等方向发展，汽车的能量消耗与汽车自身质量成正比，因此，要想减少不必要的能量消耗，应在保证安全的前提下尽量减轻汽车自身质量。对于电动汽车来说，电池、电机和车身结构件所占整车质量的比例较高，从电池、电机和车身结构入手减轻质量，对电动汽车整车的轻量化效果十分显著。本文针对某自主设计电动车的驱动电机转子进行结构强度仿真分析，在保证结构强度满足设计要求的前提下，对转子结构进行拓扑优化和形状优化，优化后的电机转子通过了试验验证，满足设计目标要求。 1 电机转子结构强度分析 1.1 仿真分析说明内嵌式永磁电机采用转子冲片内嵌磁钢块且磁极表面对称分布的方式，不仅使电机反电动势波形得到优化，而且有效的抑制了电机齿槽力矩和负载力矩扰动。电机转子结构如图1所示。在电机高速运转时，电机转子结构主要承受离心力、电磁力和永磁体吸引力的作用，研究结果表明，离心力是影响电机转子结构强度的主要因素。本文在进行电机转子结构强度分析时，主要考虑电机转子在离心力作用下的结构强度。 1.2 结构强度分析结果转子冲片结构采用壳单元模拟，单元尺寸为0.5 mm，能够较好的反映转子的几何特征。在分析过程中，电机转子单个冲片处于自由状态，对结构施加电机最高转速12 000转/分钟，采用惯性释放的方法，考虑永磁体与冲片之间的接触关系，利用Abaqus求解器计算，分析结果如图2所示。电机转子的最大应力为137.4 MPa，采用材料的屈服强度为395 MPa，安全系数为2.9，存在较大的设计优化空间。

同步电机转子结构

高强度永磁同步电机的转子结构 —北京明正维元电机技术有限公司专利本实用新型涉及一种高强度永磁同步电机的转子结构，它由中心轴，铁芯和附着在其外圆表面上的至少1对圆弧面形的磁钢构成圆辊状结构，各相邻两磁钢侧面之间留有气隙，各磁钢通过相应的锁紧件与铁芯构成锁紧联结结构，它解决了现有技术强度差、磁钢易被甩出，易出现事故的问题，用于制作各型永磁同步电机。交流永磁同步调速电梯电机之特性石正铎路子明我国电梯性能随着计算机控制技术和变频技术的发展有很大的提高，但是异步变频电动机存在低频低压低速时的转矩不够平稳进而影响低速段运行不理想的缺点。用永磁同步调速电机替代交流异步电机，用同步变频替代异步变频可以解决低速段的缺点和启动及运行中的抖动问题，使电梯运行更平稳、更舒适，同时减小电机的体积，降低噪音。采用有齿轮电梯曳引机，当电梯制动器失灵、轿厢产生自由落体时，可利用永磁同步电机的电流制动功能保证轿厢低速溜车，为电梯安全增加了一道安全屏障。一、永磁同步电机与异步电机的主要区别及特点由于异步电机是靠电机定子电流为电机转子励磁的，而永磁电机转子是用永磁体直接产生磁场不需要电励磁。因此永磁同步电机具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻、效率高、形状和尺寸灵活多样等特点。二、交流永磁同步调速电梯电机的主要优点 1、结构简单运行可靠，由于永磁电机转子不需要励磁，省去了线圈或鼠笼，简化了结构，实现了无刷，减少了故障，维修方便简单，维修复杂系数大大降低。 2、低温升、小体积永磁同步电机与感应电机相比，因为不需要无功励磁电流，而具备： (1)、功率因数高近于1。 (2)、反电势正弦波降低了高次谐波的幅值，有效的解决了对电源的干扰。 (3)、减小了电机的铜损和铁损。同步电机发温升小（约38K），电机外形小，体积与异步电机相比，降低一至两个机座号。 3、高效率超节能，因为功率因数高（可近似为1），又省去电励磁，减少了定子电流和定子转子电阻的损耗，效率高（94~96%），满载起动电流比异步减少一半，所以节能效果明显，用于电梯时，同步电机可节能40%以上（用户实际使用后测试结果），轻载电流小，只相当于异步电机的10%，如11KW异步电机轻载时异步电机电流10A，而同步电机轻载电流只有0.7A。 4、调速范围宽，可达1：1000甚至于更高（异步电机只有1：100），调速精度极高，可大大提高电梯的品质。

新型异步起动铁氧体电机转子结构设计

2019年第47卷第1期 D 设计分析esign and analysis 王晓光等新型异步起动铁氧体电机转子结构设计 25 收稿日期:2018-06-22 基金项目:湖北省教育厅科学研究计划项目(Q20161403) 新型异步起动铁氧体电机转子结构设计王晓光,胡雄,周晟 (湖北工业大学,武汉430068) 摘要:异步起动永磁同步电机受到越来越多的关注,但钕铁硼永磁材料高昂的价格使其难以普及三为提高异步电机的性能,且避免大幅增加成本,提出了一种基于铁氧体永磁材料的转子和转子导条非均匀分布的新型异步起动电机拓扑结构,相对于传统的转子导条均匀布置的方式,新结构电机有效地提高了电机稳态性能三并对电机转子结构进行了优化设计,提高了电机的起动性能和同步能力三采用有限元方法对电机进行了仿真分析,结果表明新结构异步起动铁氧体电机有效改善了传统异步电机的性能指标三关键词:异步起动永磁同步电机;铁氧体;有限元分析;非均匀分布中图分类号:TM341;TM351 文献标志码:A 文章编号:1004-7018(2019)01-0025-03 Design of a New Rotor Structure for Line Start Ferrite Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Motor WANG Xiao -guang ,HU Xiong ,ZHOU Sheng (Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China) Abstract :The line start permanent magnet synchronous motor (LSPMSM)has attracted more and more attention, however,it is not widely applied because of the high price of NdFeB permanent magnet.A new type of line start motor to-pology based on the nonuniform distribution of the rotor bar of ferrite permanent magnetic material was https://www.360docs.net/doc/c611475348.html,pared with the traditional way of the uniform arrangement of the rotor cage,the new structure can effectively improve the steady state performance of the motor.The motor rotor structure was further optimized to improve the starting and synchronizing ca-pability of the motor.The finite element method was used to simulate the motor,and the results show that the proposed fer-rite line start permanent magnet motor can effectively improve the performance of the traditional line start motor. Key words :line start permanent magnet synchronous motor,ferrite,finite element analysis,nonuniform distribution 0 引言与普通异步电机相比,异步起动永磁同步电机有着更高的效率和功率因数,受到了学者的广泛关注三文献[1]提出了一种新型转子结构,充分利用电机的磁阻转矩增加电机的稳态性能三文献[2]提出了一种不对称转子结构,在增大异步转矩的同时减小了制动转矩,提高了电机的起动性能三文献[3]利用现有感应电机结构设计出一款满足IE4效率等级的异步起动磁阻同步电机,并给出了稳态工况下电机的效率和对应的电压,电流波形三虽然异步起动永磁同步电机得到了广泛的研究,但是由于其复杂的设计二以及钕铁硼永磁体高昂的价格使得异步起动永磁同步电机未能得到广泛应用[4]三铁氧体永磁材料由于其良好的高温性能二低廉的价格,受到越来越多的关注[5]三相较于钕铁硼永磁材料,剩磁较小的铁氧体可有效降低起动过程中产生的制动转矩,但同时也降低了电机的稳态电磁转矩[6]三为此,本文研究了一种基于铁氧体永磁材料的新型异步起动永磁辅助式同步电机拓扑结构,转子多层磁钢的结构设计有效地增加电机的磁阻转矩;提出了一种新型的转子鼠笼导条排布方式,解决了电机转子多层永磁体和鼠笼导条在空间上的冲突,并提高了电机的起动性能;最后采用有限元方法对电机进行了建模和仿真分析,结果表明本文的电机结构具有较好的起动性能和稳态性能三 1 异步起动永磁同步电机转矩解析铁氧体剩磁较低,若仅仅依靠永磁磁场和电枢反应磁场相互作用产生的永磁转矩很难满足电机的额定转矩[7-8]三电机的转矩公式如下: T em =mpUE 0ωs X d sin θ+mpU 22ωs (1X q -1X d )sin(2θ)(1) 式中:T em 为电磁转矩;m 为相数;p 为电机极对数;U 为相电压;E 0为空载反电动势;ωs 为电机同步电角速度;X q ,X d 分别为交二直轴电抗;θ为功角三万方数据

定子尺寸与电机结构设计

第四章定子尺寸与电机结构设计本章主要讨论定子的结构及其材料和压电陶瓷选取，从而根据公式确定定子的尺寸结构，由于在同一种材料中纵向振动的声速与弯曲振动的声速不同，且弯曲振动的声速还与频率有关。为了保证两种振动模式在高频信号激励下能同时处于共振状态在设计的过程中也尽量的考虑纵振与弯振的频率兼并问题；在定子尺寸确定之后设计了几种不同结构的电机。 4.1电机定子部分设计 4.1.1.纵弯复合模式换能器的设计原理[56] 一维结构的纵弯换能器中有两组陶瓷片,一组产生纵振动, 一组产生弯曲振动. 本文研究的换能器结构如图1所示. 1, 3部分为陶瓷片(箭头表示极化方向) ; 2, 4 部分为前后盖板, 换能器关于中心面对称. 产生纵振动和产生弯曲振动的陶瓷片在电端上并联, 以便获得较高的激励电压。弯曲振动方程，细棒弯曲振动的波动方程为： (4-1) 式中, y 为振动位移; r 为回转半径; E 为杨氏模量; ρ为振子材料密度。 (1) 式的通解为: ()cos sin cos(),y Achmx Bshmx C mx D mx t ω?=++++ （4-2）式中2,m f ωπ==为激励电压频率; 0c = 把波动方程的通解应用于压电陶瓷片, 由于换能器关于中心对称, 可考虑用偶对称振动模式, 即振动位移关于中心对称的振动模式, 不用奇对称振动模式. 奇振动模式的中心为节面, 难以激发横向振动. 在偶对称振动模式中, 只有含chmx 和cosmx 的项存在, 所以, 压电陶瓷片的振动位移y 1为(略去时间因子) （4-3） 22424 0y Er y t x ρ??+?=??1111111cos y A chm x c m x =+

电动机的基本结构教案

三相异步电动机的基本结构

准备教学目标知识目标：1、理解三相异步电动机的结构及其主要参数 2、掌握三相异步电动机各主要部分的作用及简单参数计算能力目标：利用整流电路设计直流电源，维修直流电源情感目标：1、理论联系实际，学以致用，激发学生学习兴趣。 2、锻炼学生自我分析能力，调动其主观能动性。 3、通过学习，认识基本电机，在实际生活中能利用。教学重点三相异步电动机的主要部件的作用教学难点三相异步电动机的主要参数计算教学程序教学内容教学方法与手段时间分配

I 复习 II 导入 III 讲授新课一、课前复习 1、三相异步电动机的工作原理： 2、同步转速计算： p f n1 1 60 = 3、转差率计算： 1 1 n n n s - = 二、课前导入前面我们学习了三相异步电动机的工作原理，那么它的主要构成是什么呢？各部分又有什么作用呢？一台三相异步电动机的型号都表示什么意思呢？电动机应用时需要考虑那些参数？（展示实物）（学生讨论）三、新课讲解师：三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件，如下图示：回忆上节内容，引出新课展示实物 (由教师课前带入教室一台小型异步电动机) ，以问题引入，让学生自己观察分析以拆开的三相异步电动机认识主要部分，并分析其作用，引导并总结 3 分钟 10 分钟