电机设计电磁参数方案调整-1.ppt

* 电机设计 第八讲电磁参数方案调整 电气教研室 讲课人：安国庆 * 设计任务书一般会给出如下技术指标： 常见问题： 1.效率偏低； 2.功率因数偏低； 3.起动电流偏大； 4.起动转矩偏小； 5.最大转矩偏小； 6.温升偏高； * 电磁计算调整原因 按照电机性能要求，电机的一些重要尺寸或数据可以初步确定，按照程序完成一个电磁计算，不论手算还是借助计算机，均不难完成。 但计算后得到的结果，往往达不到国家标准或用户的特殊要求，则需找出原因，调整设计直到各项指标都达到技术要求，电磁方案才能确定下来。现把电磁计算中主要调整方法进行归纳。 * 现象一：效率低 原因一：定子铜耗大 解决方法1：增大导线截面积； 带来的不良后果： （1）槽满率增大，嵌线困难；（2）用铜量增加； 解决方法2：减小每相串联导体数（即减少每槽导体数）； 带来的不良后果： （1）漏抗减小，起动电流增高； （2）齿、轭部磁密增高，铁耗增加； 解决方法3：减小绕组端部长度； 带来的不良后果：嵌线困难； * 现象一：效率低 原因二：转子铜耗大；调整目标：降低转子电阻 解决方法1：增大转子槽面积； 带来的不良后果： （1）齿、轭部磁密增高，转子齿轭部铁耗增加； 齿、轭面积减小导致B增加 （2）转子电阻减小，引起起动转矩下降； 解决方法2：端环尺寸放大（特别是两极电机）； 带来的不良后果： 端环过厚可能引起裂纹； * 现象一：效率低 原因三：铁耗大；调整目标：降低磁密B 解决方法1：调整槽型； （1）当发现齿部磁密大时，可以增大齿宽； （2）当发现轭部磁密大时，可以减小槽高； 带来的不良后果：槽变窄或矮，槽满率可能出现问题； 解决方法3： （1）减小定转子槽口宽度；槽比漏磁导与“h/b”成正比 带来的不良后果： 漏抗增加，同时导致起动转矩和最大转矩下降 （两者分母都有Z）； （2）采用闭口槽（转子）和磁性槽楔（定子）； 解决方法2：增加铁心长度； 增加磁力线垂直进入齿或轭的截面积，降低齿轭磁密； 带来的不良后果：用铁量增加； * 现象一：效率低 原因四：机械损耗大； 解决方法： （1）减小风扇尺寸； 带来的不良后果：温升升高； （2）轴承润滑油合适； （3）提高装配质量； * 现象二：功率因数低 原因：励磁电流较大； 解决方法： （1）增加每槽导体数（增加电阻）； 带来的不良后果： 漏抗增加，起动转矩和最大转矩下降； （2）增加铁心长度：为了增加Rm； 带来的不良后果：用铁量增加； （3）减小气隙：磁阻小，产生同样磁通需要的Im小 带来的不良后果： 可靠性下降，谐波漏抗增加（齿谐波波动更强烈）； * 现象三：起动电流大 原因：漏电抗小； 解决方法： （1）增加每槽导体数（增加漏抗）； 带来不良后果： 1.铜耗增加，效率降低； 2.漏抗大，起动转矩降低； （2）改变定转子槽型，使其深而窄； （槽比漏磁导与“h/b”成正比，可参考P272算例49步） 带来不良后果： 1.轭部磁密增加易过饱和； 槽变深后，轭高变小，轭部磁通截面积变小，轭部磁密增加； 2.功率因数下降； 磁路出现饱和后，所需励磁电流增加，功率因数下降； * 现象四：起动转矩小 原因一：起动阻抗大； 解决方法1： 减少每槽导体数； 带来不良后果：起动电流增加； 解决方法2： 改变定转子槽型，使其宽而浅； （槽比漏磁导与“h/b”成正比，可参考P272算例49步） 带来不良后果： 1.齿部磁密增加易过饱和； 槽变宽后，齿变窄，齿部磁通截面积变小，齿部磁密增加； 2.功率因数下降； 磁路出现饱和后，所需励磁电流增加，功率因数下降； * 现象四：起动转矩小 原因二：转子电阻不够大 解决方法3： 改变转子槽型，使槽变深： 增加挤流效应，使槽内等效截面积变小，转子电阻增加； 带来不良后果： 1.转子轭部磁密增加易过饱和； 槽变深后，轭高变小，轭部磁通截面积变小，轭部磁密增加； 2.功率因数下降； 磁路出现饱和后，所需励磁电流增加，功率因数下降； 解决方法4： 适当减小转子槽面积和端环面积： 带来不良后果：增加损耗，效率降低。 * 现象五：最大转矩小 原因：漏电抗大； 解决方法：改变定转子槽型，使其宽而浅； （槽比漏磁导与“h/b”成正比，可参考P272算例49步） 带来不良后果： 1.齿部磁密增加易过饱和； 槽变宽后，齿变窄，齿部磁通截面积变小，齿部磁密增加； 2.功率因数下降； 磁路出现饱和后，所需励磁电流增加，功率因数下降； *