电机设计第部分.ppt

电机设计第部分
第1页，共58页，2022年，5月20日，5点41分，星期五
电机的主要参数之间的关系
、主要尺寸：设计一台电机时，必须确定许多尺寸，其中起主要与确定作用的是电机的主要尺寸。电机的主要尺寸是指何形状相似，有 :
分别为槽高及槽宽。
∵
∴
而 各与长度 的
平方成正比；
当 一定时
第10页，共58页，2022年，5月20日，5点41分，星期五
电机中的几何相似定律概述
又有效材料的重量 与体积成正比，即与
的立方成正比，而有效材料的成本 、损耗 均与重量成
正比。
整理得：
上式即为几何相似定律。
它表明，在铁心磁密 及绕组导体电密 保持不变时，一系列功率递增，几何形状相似的电机，每单位功率所需有效材料的重量、成本及产生的损耗均与功率的1/4次方（ ）成反比。
第11页，共58页，2022年，5月20日，5点41分，星期五
电机中的几何相似定律概述
也即随着单机容量的增大，其有效材料的利用率和电机效率均将提高。从而在电气设备上，采用一台大功率的电机代替总功率相等的数台小功率电机。但要注意，电机的损耗 ，其冷却表面 。随着电机功率增加，若不改变几何形状的相似，则损耗产生的热量大于散热的热量，从而导致电机温升超过允许值。
第12页，共58页，2022年，5月20日，5点41分，星期五
电磁负荷的选择
电磁负荷A、 值决定了利用系数，直接影响电机的有效材料的
耗用量，更为重要的是A、 值与电机运行参数、性能和可靠性有密切关系。
电磁负荷的选择要考虑的因素很多，应综合考虑电机技术和经济指标，其选择要点如下：
(1)当输出功率一定时，提高电磁负荷A、 ，电机的尺寸和体积将减小，可节省有效材料，但其需要较好的冷却条件和绝缘材料。
(2)选取较高的A，绕组用铜(铝)量将增加。由于电机的尺寸减小了，若 不变，每极磁通将减小，为得到一定的感应电势，绕组匝数必将增多。
第13页，共58页，2022年，5月20日，5点41分，星期五
电磁负荷的选择
(3)选择较高的A或导体电流密度J，绕组电阻将增加，使绕组温升增高。
(4)选择较高的 ，电机基本铁耗增加。由于电枢铁芯中的磁密与 有一定比例关系，而铁的比损耗(单位重量铁芯中的损耗)与铁磁材料内磁密的平方成正比关系，故随着 的提高，比损耗的增加速度比铁芯重量减少的速度更快。因此导致电枢铁耗增加、效率降低及在冷却条件不变时温度将升高。
(5)A与 应选择恰当的比值。由于励磁电流标么值
，
选取较高 的或较低的A，励磁电流将增大，使异步电机的功率因数降低。
第14页，共58页，2022年，5月20日，5点41分，星期五
电磁负荷的选择
总的来说，电磁负荷的选择要考虑的因素很多，很难单纯从理论上来确定。通常主要从电机制造成本低、性能良好方面选择。一般还要从包括电工材料、冷却条件及电机结构方面考虑。工厂常根据经验数据作出曲线 确定电磁负荷。
。
第15页，共58页，2022年，5月20日，5点41分，星期五
电机主要尺寸比及主要尺寸的确定

在已知电机的计算功率和转速的情况下，若选定好电磁负荷
后，由电机主要参数关系式：
可初步确定电机的
，
但 相同的电机，可以设计成细长，
也可做成粗短。如何具体确定电机的电枢铁心直径 及电枢铁心的有效长度
，引进电机的主要尺寸比
。显然
一定， 取大时，则电机细长， 取小时，则电机粗短。
选择 值时， 通常考虑：①电机的参数与温升； ②节约同铜；
第16页，共58页，2022年，5月20日，5点41分，星期五
电机主要尺寸比及主要尺寸的确定
③转子的机械强度；④转动惯性等方面的限制及要求。
对1）感应电机：中小型感应电机，通常
；
大型感应电机， ，极数较多时取较大值。
2）同步电机：中小型同步电机 ；对高速或大型同步电机 ；对低速水轮发电机， 宜取小些。
3）直流电机：对频繁起