电机设计第2部分2.ppt

1 1 2.7 参数计算 ◆对于分组的单层绕组 为了节省原材料，三相电机单层绕组中线圈组分成两组，形成链式绕组( )、交叉式绕组( )及同心式绕组( ) 。 链式绕组： ； 交叉式及同心式绕组： 。 ◆双层绕组 ①叠绕组： ；②波绕组： 。 2.7 参数计算 ---半匝线圈的端部长度。线圈尺寸如图， 单层绕组： ； 双层绕组： 。 ---铁心长度； ---线圈直线部分伸出 铁心的长度； ---经验系数， 2极取 ---线圈跨距的弧长； 1.16， 4、6极取1.2，8极取1.25。 。 2.7 参数计算 2.7.5漏抗标幺值 为了便于设计，参数转为标幺值表示。 漏抗标幺值： ---电流基值 。 , 对同步电机， ； 对感应电机， 。功电流 电压基值 ； 。 2.7 参数计算 2.7.6 集肤效应对电机参数的影响 电机槽中的整块导体组成的线棒，当通以交流电时，导体沿槽高上截面各部分的漏磁通匝链数不相同，感应电势也不一样。从而导致在导体内部形成涡流，使得电流在导体截面上的分布不均匀，导体中的电流密度由槽底逐渐向槽口增加，使导体中的电流趋向表面 ，这种现象称之为集肤效应。这种效应相当于导体的有效截面减少了。其结果是使线棒的交流电阻比直流电阻大，同时也使导体的槽漏抗减少。以系数 来计及电阻的增加，以系数 来计及电抗的减少。 导体中形成的涡流将产生附加涡流损耗，导致效率降低，温升升高。为减少涡流损耗：①大型交流电机，其定子绕组中尺寸较大的单根导体由很多股细导线并联组成，这些细导线在槽中 2.7 参数计算 分成并列两排进行编织换位，如图。使得组成线棒的每根细导 2.7 参数计算 线轮流处于所在槽内不同位置，并在端部处整体焊接成单根线棒。大型交流电机的定子绕组的线圈为单匝，由单匝线棒组成的线圈称条式线圈。 ②中型交流电机，定子绕组采用圈式线圈，每个线圈有多匝导体串联组成，每根导体由数根导线并联组成，在其端部进行扭转换位，如图。使得组成每根导体的并联的数根导线在两个槽中错位，感应电势相等。 ③小型交流电机，其定子绕组采用圏式线圈，每个线圈由带绝缘漆的圆铜线组成的多根导体串联组成 ，线圈中多根 2.7 参数计算 串联的导体截面积小，散嵌在定子槽中，线圈也称散嵌线圈。 集肤效应对笼型感应电动机起动时笼型转子参数影响显著。在计算电阻及电抗时，集肤效应使转子导条的高度等效的变化了，转子导条的相对高度 ---转子导条高度， ---转子导条宽 ---转子槽宽，铸铝转子 。 。 ---转子导条电阻率。 工程上绘制了 曲线，以便查取，p157-158， 。 2.7 参数计算 2.7.7 饱和对电机参数的影响 磁路饱和时，铁磁材料的磁阻增加，从而使感应电机的励磁电抗、同步电机的电枢反应电抗比不饱和时的要小。感应电机的励磁电抗： 式子用饱和系数 来考虑饱和的影响。饱和对感应电动机起动时电抗也有影响，后面介绍。 2.7 参数计算 2.7.8 斜槽漏抗计算 在感应电机里，为削弱由齿谐波磁场引起的附加转矩及噪音，一般笼型转子常采用斜槽（也可在定子方面），即将转子槽相对定子槽沿轴向扭斜一个角度，如图。 这时，定、转子绕组之间的电磁耦合系数减少了，即定子电流产生的基波磁场比转子直槽时交链转子绕组的 2.7 参数计算 磁链减少。同理，转子电流产生的基波磁场交链定子绕组的磁链也减少。其结果相当与主磁通减少，漏磁通增加。斜槽引起的附加漏抗称为斜槽漏抗。这时感应电机的主电抗减小由 变为 ，定、转子漏抗里分别增加了一个斜槽漏抗 。斜槽系数 ---转子齿距， ， ---转子斜槽宽 。 此时感应电机的等效 电路如图 2.7 参数计算 为了便于分析计算，将定子的斜槽漏抗都归入转子回路内，经过变换（推导过程忽略），得最终的等效电路，如图。 感应电机的励磁电抗又变换为 ，转子电路中的斜槽漏抗 --折算到定子边的转子谐波漏抗。 ， 2.8 损耗和效率 效率是电机的一个重要性能指标，它的高低取决于运行时电机中所产生的损耗。 电机的损耗有：1、定、转子铁心中的基本铁耗，它主要是主磁场在铁心中发生变化时产生的；2、空载时铁心中的附加或杂散损耗，它主要是指由定子和转子开槽引起的气隙磁导谐波磁场在对方铁心表面产生的表面损耗和因开槽而使对方齿中磁通因旋转而变化所产生的脉振损耗。3、电气损耗，它指由工作电流在绕组铜或铝中产生的损耗，也包括电刷在换向器或集电环上的接触损耗；4、负载时的附加或杂散损耗，这是由于定子或转子的工作电流所产生的漏磁场（包括谐波