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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Φ 36

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Ke 619

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