第二章電機主要參數(shù)

1、第二章電機的主要參數(shù)之間的關系第二章電機的主要參數(shù)之間的關系、什么是主要尺寸？、什么是主要尺寸？ 電機的幾何尺寸很多，有鐵心尺寸、繞組尺寸、外形電機的幾何尺寸很多，有鐵心尺寸、繞組尺寸、外形尺寸、安裝尺寸，其它各種結構部件的尺寸。但是究竟哪尺寸、安裝尺寸，其它各種結構部件的尺寸。但是究竟哪些是主要尺寸：電機的電磁過程主要是在氣隙中進行的，些是主要尺寸：電機的電磁過程主要是在氣隙中進行的，其能量形式的轉換則是通過其能量形式的轉換則是通過“氣隙主磁通氣隙主磁通”進行的。進行的。 因此主要尺寸就必定與氣隙有密切關系。因此主要尺寸就必定與氣隙有密切關系。實踐證明，實踐證明，靠近氣隙的電樞直徑（靠近氣隙

2、的電樞直徑（D）與鐵心有效長度（）與鐵心有效長度（lef）是電機的）是電機的主要尺寸，主要尺寸，而氣隙可以說是第三個尺寸而氣隙可以說是第三個尺寸。從幾何角度看，。從幾何角度看，這些尺寸一經(jīng)確定了，其它尺寸就大體上確定了，而且不這些尺寸一經(jīng)確定了，其它尺寸就大體上確定了，而且不少電磁性能也就基本上為它們左右或稍許變動。少電磁性能也就基本上為它們左右或稍許變動。1 iD2D 鐵心尺寸鐵心尺寸 繞組尺寸繞組尺寸 其它尺寸大體確定其它尺寸大體確定電機的幾何尺寸電機的幾何尺寸 外形尺寸外形尺寸 主要尺寸主要尺寸 不少電磁性能變化不大不少電磁性能變化不大 安裝尺寸安裝尺寸 （D D、lef、）電機矢量確定

3、）電機矢量確定 結構部件尺寸結構部件尺寸 電樞直徑電樞直徑D D：交流電機：交流電機（定子內徑）（定子內徑）直流電機直流電機（轉子外徑）（轉子外徑）二、二、本章研究內容本章研究內容1確定主要尺寸依據(jù)的基本關系式確定主要尺寸依據(jù)的基本關系式 選擇電磁負荷選擇電磁負荷 確定主要尺寸；確定主要尺寸；2電磁負荷的選擇；電磁負荷的選擇；3確定主要尺寸的一般方法確定主要尺寸的一般方法電機常數(shù)：單位計算轉矩所耗用的有效材料的體積。AdpNmpefCABKKPnlD21 . 6.2602602222為計算轉矩PTTlDPlDnPlDPnlDCefefefefA電樞繞組的相電勢為：dpNmdpfNKKfNKE4

4、44. 4efpefavlBlB電機常數(shù)推導過程11. 1,時等于當氣隙磁場為正弦分布為氣隙磁場的波形系數(shù)式中NmK:每極磁通BBavp:,為氣隙磁密的平均值為氣隙磁密的最大值計算極弧系數(shù)avBBpD2:極距DmNIA2:A電流導體數(shù)線負荷電樞圓周單位長度上的efpdpNmefpdpNmefpdpNmdpNmlpDBKmIDApnKlpDBNKpnKlBNKpnKfNKKE2260426046044mEIP ABKKPnlDdpNmpef21 . 6ABPnlDpef21 . 6（直流電機）nlDPlDTCKCefefAAA226021:的倒數(shù)為 KA表示單位體積有效材料所能產(chǎn)生的計算轉矩。它

5、的大小反應了電機材料的利用率，通常稱之為利用系數(shù)。電機計算功率的計算.cos:. 1與端電壓之比為額定負載時感應電勢感應電機ENNNEKPKPNNEPKPcos:.2同步發(fā)電機.,:.3繞組電流而引入的系數(shù)為考慮電樞壓降和并勵式中并勵繞組的直流電動機mNNmKPKP電機常數(shù)主要結論2.2 電機中的幾何相似定律案例：有二臺電機，容量均為1.1Kw，轉速為1450r/min，對比另一臺電機容量為2.2Kw，轉速也為1450r/min，問從經(jīng)濟因素考慮，應選擇二臺容量較小的電機還是選擇總容量相同的一臺電機？。bhbbhhllDDsssBsAsBsABABA分別為槽高和槽寬與其中,FedpNBANE，

6、ffNKEEIpmEIp則有一定時當頻率又有即有由電機的計算功率,44. 4,CuFeFeFeABJANABJAJANBAEI：p，AJJAI)(0000前式又改寫為因此為導體的截面積為電流密度又因為4144222pllp，JB，lllAA，lAACuFeCuFe或可得一定與于是有由于幾何形狀相似因此有各與面積414343331ppppG，）（plGlG則有下的電機重量功率換算到單位容量故有由于材料重量 該式表明，隨著單機容量增大，其有效材料的利用率均將提高。結論：對于幾何形狀相似的電機，單位功率所需的有效材料與功率的1/4次方正反比。即隨著單機容量的增大，有效材料的利用率將提高。2.3 電磁

7、負荷的選擇成本重量體積efAlDCBA2,AdpNmpefCABKKPnlD21 . 6電磁負荷對電機性能和經(jīng)濟性的影響(一）線負荷A較高，氣隙磁密B不變1、電機尺寸和體積減小，可節(jié)省硅鋼片材料；2、由于B一定，以及鐵心重量減輕，鐵耗也隨之減?。?、繞組的用銅量增加；用銅量體積因為dpNmFepFefKKENABA4:4. 增大了電樞單位表面上的銅（鋁）耗，使繞組溫升增增大了電樞單位表面上的銅（鋁）耗，使繞組溫升增大大 繞組有效部分（即槽內部分）的銅耗為：繞組有效部分（即槽內部分）的銅耗為：導體有效部分長度導體材料電阻率每根導體有效部分電阻lRJmNIlISlNmIRNmpcefccefcut

8、2)2()2(22電樞表面的銅（鋁）耗為：電樞表面的銅（鋁）耗為：溫升一定時當每相串聯(lián)匝數(shù)導體電流密度導體截面積米瓦,)/(22accutaqAJNJSAJDlJmNIlDlpq電機溫升電機溫升 AJ AJ 熱負荷的大小熱負荷的大小 溫升不超過一定限溫升不超過一定限度度 AJ AJ 不能超過一定限度不能超過一定限度 A A，J J 銅量銅量 （ccSJSIJ,） 5.改變了電機參數(shù)和電機特性。改變了電機參數(shù)和電機特性。由后面由后面4-3可知交流繞組的電抗（互感電抗或漏電抗）的可知交流繞組的電抗（互感電抗或漏電抗）的標么值標么值),(,2*NXNBAXBAKBAKX一定一定比例常數(shù)1）異步電機：

9、啟動轉矩異步電機：啟動轉矩，最大轉矩，最大轉矩，啟動電流，啟動電流；2）同步電機：電壓變化率同步電機：電壓變化率，短路電流，短路電流，短路比，短路比，穩(wěn)定，穩(wěn)定度度；3）直流電機：換向惡化，換向時電抗電勢和電樞反應電直流電機：換向惡化，換向時電抗電勢和電樞反應電勢影響換向電流的變化。勢影響換向電流的變化。（二）氣隙磁密B較高，線負荷A不變1、電機尺寸和體積減小，可節(jié)省硅鋼片材料；2、使電樞基本鐵耗增大；3、氣隙磁位降和磁路的飽和度增加；4、影響電氣參數(shù)與電機性能?；捐F耗基本鐵耗 = 鐵心質量鐵心質量 比損耗比損耗 （單位質量鐵心中損耗）（單位質量鐵心中損耗）a) 電樞鐵心質量,2eflDBb

10、) 比比pBfpBBFeFe23 . 1,溫升鐵耗電樞鐵心質量且比,Bp線負荷A和氣隙磁密B的選擇1、電機所選用的絕緣材料的等級越高，電機允許的溫升也就越高。電磁負荷A、B可選高些。2、電機所選用的導磁材料（硅鋼片）及導電材料性能好，則電磁負荷可選高些。3、電機的通風冷卻條件好，則電磁負荷可選高些。2.4 電機主要尺寸比的選擇1、選擇了A和BAdpNmpefCABKKPnlD21 . 62、初步確定電機的D2lef3、引入一個尺寸比的系數(shù)：efl1）參數(shù)與溫升；2）節(jié)約用銅量；3）轉子機械強度；4）轉動慣量；2.1 電機的身材2022年年2月月18日星期五日星期五三圍：三圍：定子外徑定子外徑D

11、1定子內徑定子內徑D2轉子外徑轉子外徑d1電機的身材電機的身材身高身高:鐵 心 的鐵 心 的軸 向 長軸 向 長度度 LLD電機的身材1、電機將較細長。好處是繞組的端部變得較短，端部用銅量相應減少，可提高繞組的銅的利用率。因此單位功率材料消耗較少，成本較低。2、電機體積未變，因而鐵的重量不變，在同一磁密下的基本鐵耗不變。但是附加鐵耗有所下降，機械損耗也因直徑的變小而減小。因此電機總損耗下降，效率提高。3、繞組端部較短，因此端部漏抗減小。4、由于電機細長，通風散熱條件變差，從而導致軸向溫度分布不均勻度加大。5、電機細長，則鐵心沖片數(shù)目增多，沖片加工與鐵心疊壓工時增加；因鐵心直徑較小，嵌線難度增大

12、，嵌線工時增多。6、電機細長，則轉子轉動慣量減小，對于要求頻繁起動運行的電機是有利的。電機值的范圍1）感應電機即異步電機通常=0.41.5，對大型感應電機則為=13.5，2）同步電機 對于凸極同步電機，通常，中小型同步電機的=0.62.5，其上限為多極電機。對于高速或大型同步電機，由于轉子材料機械強度的限制，值選得較高，達34。3）直流電機通常，中小型直流電機的=0.61.2，大型直流電機的=1.252.5確定主要尺寸的一般方法efdpnmpefdpdpdpNlDABKKPnlDKKKBAnPP22,1 . 6)4(92. 0,96. 0,:)3(,)2(.,) 1 (得出以上數(shù)據(jù)代入雙層繞組

13、時當采用單層繞組時對于交流電機計算由經(jīng)驗選取電磁負荷確定電機轉速利用公式得出計算功率先根據(jù)電機的額定功率.)7()22, 12(,)6(,)5(1進行必要調整與鐵心長度再對定子內徑表表標準值將計算值調整至確定定子外徑比值根據(jù)定子內外徑的經(jīng)驗與分別求得值根據(jù)所選的efeflDDlD2.5 系列電機及其設計特點系列電機及其設計特點1系列電機系列電機就是指技術要求、應用范圍、結構型式、就是指技術要求、應用范圍、結構型式、冷卻方式、生產(chǎn)工藝基本上相同，功率及安裝尺寸按一定冷卻方式、生產(chǎn)工藝基本上相同，功率及安裝尺寸按一定規(guī)律遞增，零部件通用性很高的一系列電機。規(guī)律遞增，零部件通用性很高的一系列電機。2

14、系列電機的優(yōu)點系列電機的優(yōu)點由此減少材料與工設計時，消耗、降低成本：由于它由此減少材料與工設計時，消耗、降低成本：由于它們的生產(chǎn)工藝過程與另部件型式相同，可以充分利用沖模、們的生產(chǎn)工藝過程與另部件型式相同，可以充分利用沖模、模具、量具、卡具等工藝裝配；模具、量具、卡具等工藝裝配；縮短生產(chǎn)周期：由于充分利用了原有的工模具等工藝縮短生產(chǎn)周期：由于充分利用了原有的工模具等工藝裝配圖紙等條件；裝配圖紙等條件；可以減少設計、制造、使用、維修方面的許多工作；可以減少設計、制造、使用、維修方面的許多工作；可以騰出手來提高產(chǎn)品的質量?？梢则v出手來提高產(chǎn)品的質量。3系列電機的分類系列電機的分類基本系列基本系列：

15、使用面廣，生產(chǎn)量大的一般用途的系列：使用面廣，生產(chǎn)量大的一般用途的系列如如Y、Y2系列；系列；派生系列派生系列：適按使用的不同要求進行部分改動而由：適按使用的不同要求進行部分改動而由基本系列派生出來的系列，它與基本基本系列派生出來的系列，它與基本 系列有較多的通系列有較多的通用性用性如如YD 三相多速異步電動機，三相多速異步電動機，KFT系列電梯電機；系列電梯電機；專用系列專用系列：適用某種特殊條件但使用面很窄的系列：適用某種特殊條件但使用面很窄的系列如如JG2 輥道電動機。輥道電動機。Frame size eg.:MMG 100LB3Dont forget ityou will hear i

16、t again100mmdistance between holes4系列電機設計的特點系列電機設計的特點 功率等級的確定要根據(jù)用戶的要求、選用的方便、經(jīng)濟性功率等級的確定要根據(jù)用戶的要求、選用的方便、經(jīng)濟性等多方面全面綜合分析來確定。（功率按一定規(guī)律遞增）等多方面全面綜合分析來確定。（功率按一定規(guī)律遞增）同一系列中相鄰兩功率等級之比（大功率比小功率），同一系列中相鄰兩功率等級之比（大功率比小功率），稱功率遞增系數(shù)或容量遞增系數(shù)稱功率遞增系數(shù)或容量遞增系數(shù) ，其數(shù)值直接影響，其數(shù)值直接影響到整個功率等級數(shù)目的確定，而且對系列電機的經(jīng)濟性到整個功率等級數(shù)目的確定，而且對系列電機的經(jīng)濟性有很重要的

17、影響。有很重要的影響。PK安裝尺寸的確定及功率等級與安裝尺寸的對應關安裝尺寸的確定及功率等級與安裝尺寸的對應關系。系。電機的安裝尺寸是指電機與配套機械進行安裝時的有關電機的安裝尺寸是指電機與配套機械進行安裝時的有關尺寸，系列電機的安裝尺寸一般按軸中心高分級，它的尺寸，系列電機的安裝尺寸一般按軸中心高分級，它的確定必須綜合考慮配套機械和電機本身的具體情況，原確定必須綜合考慮配套機械和電機本身的具體情況，原則上是按優(yōu)先數(shù)系遞增。則上是按優(yōu)先數(shù)系遞增。安裝尺寸是軸中心高，對端蓋式軸承的電機，確定功安裝尺寸是軸中心高，對端蓋式軸承的電機，確定功率等級與安裝尺寸的對應關系時，主要是確定功率等率等級與安裝尺寸的對應關系時，主要是確定功率等級與軸中心高的對應關系。功率等級確定后，選取軸級與軸中心高的對應關系。功率等級確定后，選取軸中