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前言1

第1章 三相异步电动机设计1

1.1 概述1

1.1.1 异步电动机的主要性能指标和额定数据1

1.1.2 异步电动机设计的主要内容和基本工作流程2

1.2 异步电动机的结构和结构设计概述3

1.2.1 结构设计的基本内容和原则3

1.2.2 异步电动机的结构型式3

1.2.3 几个主要构件的设计问题10

1.3 铁心和绕组设计16

1.3.1 主要尺寸确定和电磁负荷选择16

1.3.2 铁心设计20

1.3.3 绕组设计30

1.4 磁路计算35

1.4.1 异步电动机的磁路35

1.4.2 每极磁通Φ36

1.4.3 磁通密度和磁位降计算41

1.4.4 磁化(励磁)电流计算41

1.5 参数计算42

1.5.1 定子绕组平均半匝长42

1.5.2 电阻计算44

1.5.3 漏电抗计算46

1.6 运行性能计算52

1.6.1 异步电动机的等效电路和圆图52

1.6.2 定转子电流计算53

1.6.3 满载电动势计算54

1.6.4 空载电动势和空载磁路计算55

1.6.5 损耗计算55

1.6.6 电动机的力能指标和过载能力58

1.7 起动性能计算60

1.7.1 饱和效应计算60

1.7.2 集肤效应计算70

1.7.3 起动电流和起动转矩计算74

1.7.4 起动时间计算75

1.7.5 起动温升的工程计算方法77

1.8 异步电动机的通风与温升计算80

1.8.1 异步电动机的通风型式80

1.8.2 小型异步电动机的通风计算83

1.8.3 小型异步电动机的温升计算87

1.8.4 中型异步电动机的通风计算90

1.8.5 中型异步电动机的温升计算92

1.9 异步电动机的噪声计算92

1.9.1 概述92

1.9.2 轴承噪声计算93

1.9.3 通风噪声计算94

1.9.4 电磁噪声计算96

1.10 异步电动机的计算机辅助设计104

1.10.1 概述104

1.10.2 异步电动机CAD中常用的数字处理方法106

1.10.3 异步电动机的分析程序113

1.10.4 异步电动机的综合程序118

1.11 异步电动机的优化设计121

1.11.1 优化设计的数学模型122

1.11.2 优化设计方法125

1.11.3 优化设计129

1.12 异步电动机设计专家系统131

1.12.1 概述131

1.12.2 专家系统的构成132

1.12.3 专家系统的设计138

1.13 三相异步电动机电磁计算程序及算例144

1.14 附录 三相异步电动机技术数据158

参考文献192

第2章 多速异步电动机设计193

2.1 概述193

2.2 单绕组多速异步电动机的变极原理194

2.3.1 经典的反向变极双速绕组接法-- Dahlander联结法195

2.3 用安导调制法设计反向变极绕组195

2.3.2 用安导调制法设计2Y/Y(或2Y/△)接法的反向变极绕组197

2.4 用 槽号相位图法 设计反向变极绕组204

2.4.1 槽号相位图的意义和画法205

2.4.2 双极对数槽号相位图的意义和画法206

2.4.3 用 槽号相位图法 设计2Y/Y(或2Y/△)接法的反向变极绕组208

2.4.4 用 槽号相位图法 设计非正规分布反向变极绕组216

2.5 用 槽号相位图法 设计换相变极绕组219

2.5.1 3Y/3Y接法的换相变极绕组设计220

2.5.2 △/Α接法的换相变极绕组设计240

2.5.3 2Α/Α接法的换相变极绕组设计247

2.5.4 △△/Α接法的双速绕组设计258

2.5.5 ？/Α接法的换相变极绕组设计261

2.6 单绕组三速电动机变极绕组设计267

2.6.1 反向变极的4/6/8极三速绕组设计267

2.6.2 反向变极的2/4/8极三速绕组设计271

2.6.3 换相变极的2/4/8极三速绕组设计275

2.6.4 换相变极的2/4/6极三速绕组设计277

2.7 双绕组四速电动机变极绕组设计281

2.8 变极绕组磁动势的谐波分析291

2.8.1 △接法(或Y接法)变极绕组磁动势谐波的定量计算291

2.8.2 Α接法(或？接法)变极绕组磁动势谐波的定量计算298

2.9 单绕组双速异步电动机的设计特点300

2.9.1 气隙磁密比BδⅡ/BδⅠ的估算300

2.9.2 变极绕组方案的优选302

2.9.3 主要尺寸的确定与磁路计算303

2.9.4 参数计算304

2.10 有代表性的变极绕组方案汇编305

参考文献316

第3章 锥形异步电动机设计317

3.1 概述317

3.2 锥形异步电动机的类型和使用特点317

3.3 额定数据和要求318

3.4.1 磁路与磁化曲线319

3.4 设计分析与计算319

3.4.2 磁路计算中有关系数的分析与计算321

3.4.3 三段法磁路计算举例322

3.4.4 轴向磁拉力计算328

3.4.5 锥形异步电动机起动性能332

3.4.6 锥形异步电动机制动性能336

3.5 电磁设计要点340

3.5.1 主要尺寸的选取340

3.5.2 电磁负荷初值的确定341

3.5.3 定子槽数与定转子槽配合342

3.5.4 绝缘342

3.5.5 制动装置型式的选择342

3.6 锥形异步电动机电磁计算程序和算例345

3.7 双速锥形异步电动机355

3.7.1 实现双速的调速方江355

3.7.2 单绕组双速锥形异步电动机性能预估357

3.7.3 双速锥形异步电动机设计特点364

3.8 附录365

参考文献367

第4章 潜水异步电动机设计370

4.1 概述370

4.1.1 潜水电动机简介370

4.1.2 潜水电动机分类370

4.2 潜水异步电动机的结构376

4.2.1 充水式电动机376

4.2.2 充油式电动机381

4.2.3 干式电动机385

4.2.4 屏蔽式电动机386

4.2.5 外装式电动机与内装式电动机388

4.2.6 上泵式、下泵式与贯流式潜水电泵390

4.2.7 大型高压潜水电动机的典型结构与主要特点394

4.2.8 串接式电动机396

4.3.1 额定数据、主要性能指标与运行条件398

4.3 井用潜水三相异步电动机设计计算398

4.3.2 利用系数和主要尺寸比399

4.3.3 机座号与额定功率401

4.3.4 绝缘结构402

4.3.5 电磁设计特点403

4.3.6 井用潜水电动机的损耗409

4.3.7 发热与冷却414

4.3.8 井用潜水电动机的串接415

4.3.9 井用潜水三相异步电动机电磁计算程序及算例418

4.3.10 温升计算431

4.4 通用潜水电动机设计计算443

4.4.1 电动机主要结构443

4.4.2 功率等级444

4.4.3 电磁设计特点444

4.4.4 通用潜水异步电动机的损耗449

4.4.5 发热与冷却451

4.4.6 温升计算453

4.5 矿用隔爆型潜水电动机设计计算461

4.5.1 概述461

4.5.2 主要尺寸的确定461

4.5.3 电磁设计特点462

4.5.4 隔爆接合面参数463

4.6 潜水单相异步电动机设计464

4.6.1 概述464

4.6.2 潜水单相异步电动机的类型与主要特点465

4.6.3 额定数据与主要性能指标468

4.6.4 运行性能的分析与计算469

4.6.5 电动机尺寸的确定474

4.6.6 定转子槽配合477

4.6.7 定转子冲片主要尺寸478

4.6.8 定子绕组设计479

4.6.9 斜槽的选择484

4.6.10 有效匝数比与电容器的选择486

4.6.11 潜水单相异步电动机电磁计算程序及算例489

4.6.12 罩极潜水电动机电磁计算程序509

4.7 潜水电动机用主要材料519

4.7.1 定子绕组用绝缘导线519

4.7.2 转子导条526

4.7.3 引出扁电缆528

4.7.4 水润滑轴承529

4.8 潜水电动机的主要标准533

4.8.1 井用潜水三相异步电动机(GB/T2818-91)533

4.8.2 小型潜水电泵(JB/T8092-96)537

4.8.3 污水污物潜水电泵技术条件(JB5803-91)540

4.8.4 农用污水污物潜水电泵技术条件(JB5119-91)545

4.8.5 矿用隔爆型潜水电泵(JB6762-93)547

4.9 附录551

第5章 实心转子与复合转子异步电动机设计573

5.1 概述573

5.2 实心转子异步电动机的等效电路575

5.3 实心转子异步电动机的转子参数和工作特性计算577

5.3.1 透入深度法计算实心转子参数578

5.3.2 单位磁阻抗法计算实心转子参数584

5.3.3 应用多层理论分析实心转子中的电磁场及参数计算590

5.3.4 实心转子异步电动机的性能及工作特性计算594

5.4 实心转子异步电动机的磁场分析596

5.4.1 实心转子异步电动机电磁场问题综述596

5.4.2 饱和、磁滞、涡流及端部效应596

5.5 实心转子异步电动机的派生结构及性能改进599

5.5.1 转子表面开轴向窄槽的参数计算和性能分析600

5.5.2 转子两端加良导体端环的参数计算和性能分析604

5.5.3 转子两端加良导体端环并开轴向槽的参数计算与性能分析607

5.5.4 铁铜(Fe-Cu)合金实心转子异步电动机608

5.6 双层转子异步电动机608

5.6.1 双层转子异步电动机的原理609

5.6.2 双层转子电机的相对功率610

5.6.3 双层转子异步电动机的转子参数及工作特性计算613

5.7 复合转子异步电动机617

5.7.1 复合转子异步电动机的结构及运行原理617

5.7.2 复合转子异步电动机模型及等效电路618

5.7.3 复合转子的端部系数Ke619

5.7.4 复合转子异步电动机的转子参数和性能计算620

5.7.5 钢套表面开环形槽的复合转子异步电动机625

5.8 实心转子和复合转子三相异步电动机的设计计算626

5.8.1 主要尺寸和定子的设计问题626

5.8.2 实心转子三相异步电动机电磁计算框图628

5.8.3 复合转子三相异步电动机电磁计算框图629

5.8.4 实心转子三相异步电动机电磁计算程序630

参考文献639

第6章 三相盘式异步电动机设计641

6.1 概述641

6.2.1 基本结构型式642

6.2 盘式异步电动机结构型式和生产工艺的主要特点642

6.2.2 制动型盘式异步电动机643

6.2.3 双定子-单转子盘式异步电动机644

6.2.4 泵机合一的盘式异步电动机644

6.2.5 盘式异步电动机生产工艺的主要特点645

6.3 三相盘式异步电动机的主要尺寸和设计的基本关系式646

6.3.1 主要尺寸646

6.3.2 设计的基本关系式(主要尺寸方程式)646

6.3.3 主要尺寸比、直径比和气隙选择648

6.4 盘式异步电动机的磁路特点和计算方法651

6.4.1 盘式异步电动机的磁路特点651

6.4.2 气隙磁密B？(r)的分布651

6.4.3 齿磁密B1(r)的分布653

6.4.4 轭部磁密Bj(r)的分布653

6.4.5 盘式异步电动机磁路的平均直径计算法654

6.4.6 盘式异步电动机磁路的分环计算法654

6.4.7 盘式异步电动机磁路尺寸的优化658

6.5 盘式异步电动机的绕组设计660

6.6.1 参数计算661

6.6 盘式异步电动机的参数、损耗和性能计算661

6.6.2 铁耗计算662

6.6.3 轴向磁吸力计算664

6.7 三相盘式异步电动机电磁计算程序669

6.8 附录686

参考文献690

第7章 直线异步电动机设计691

7.1 概述691

7.2 直线异步电动机的结构691

7.2.1 直线异步电动机的结构型式691

7.2.2 直线异步电动机的结构特点695

7.3 直线异步电动机的工作原理697

7.3.1 直线异步电动机的基本工作原理697

7.4 直线异步电动机的气隙磁场698

7.4.1 纵向端部效应698

7.3.2 直线电动机与旋转电动机的区别698

7.4.2 横向端部效应699

7.5 直线异步电动机的等效电路702

7.6 直线异步电动机的设计要点706

7.6.1 原始数据706

7.6.2 电磁负荷的取值范围707

7.6.3 气隙长度的确定707

7.6.4 初级槽数的选择和槽形的选择707

7.6.5 绕组设计708

7.6.6 次级材料的选择和尺寸712

7.6.7 磁路计算713

7.7 直线异步电动机的电磁计算714

7.7.1 非磁性次级直线异步电动机的电磁计算程序和算例714

7.7.2 钢次级直线异步电动机720

7.7.3 圆筒型直线异步电动机733

7.8 附录740

参考文献820