电机设计(第三篇).ppt

3.8同步发电机的参数和特性计算标幺参数计算： 定子电阻、漏抗、交直轴电枢反应电抗同步电抗等。性能计算： 通常计算几项主要的性能，以评定设计是否合理。电压调整率、短路特性 3.9发电机的重量计算电机重量包括有效材料重量（通过电流和磁通部分的材料）和结构材料重量。这里只能计算有效材料的重量。3.10发电机的损耗计算 “损耗”是按所消耗的功率计算的。损耗计算的目的是为了评价电机的效率和进行发热计算（评价电机的温升）。同步发电机的损耗可分以下几种： 铁耗：磁滞损耗和涡流损耗； 铜耗：电枢绕组中流过电流所引起的损耗； 激磁损耗； 机械损耗，轴承的摩擦损耗，转子与空气间的摩擦损耗，滑环与风扇摩擦损耗； 附加损耗。3.11航空交流发电机的电磁计算例题 航空电机电磁设计及CAD 第三章 航空交流发电机的电磁计算 第三章 航空交流发电机的电磁计算 电磁计算的任务在于： 根据给定的发电机的技术要求，确定发电机的主要尺寸以及磁路、绕组等的材料和尺寸。并推算发电机的工作特性，以便在理论上预先校核所设计的发电机的性能指标是否符合要求。 3-1 技术要求 技术要求包括航空发电机的工作条件和额定数据。这些技术要求是设计电机时预先给定的，是设计、制造航空电机的依据，也是检验航空电机的依据。 3-2 选择结构与确定电机的主要尺寸 以凸极同步发电机结构设计 电机的几何相似律：电机的容量（功率）愈大，其尺寸（体积、重量）也愈大。 电枢尺寸与电机容量间的关系 分析与讨论 ： （1）电机的主要尺寸（D和l）同电机的额定容量PN成正比。电机的容量越大，其体积重量也愈大。同时也看出，主要尺寸与气隙、电压或电流无直接的关系。 （2）电机的主要尺寸或者体积与电机的转速n成反比，提高转速可以缩小电机的尺寸。 （3）电机的尺寸或体积还与所取的电磁负荷（A为电负荷、Bδ为磁负荷），A?Bδ成反比。 其他几种电机的体积公式 异步电机 直流电机 永磁同步电动机 电磁电机体积公式的共同点： 与功率/转速比（转矩）成正比 与电磁负荷成反比 电机的主要参数 之间的关系 电机设计流程 需要多次循环！ 不是一次确定的！ 确定主要尺寸 磁路计算 参数计算 性能计算 开始 电磁负荷的选择 一、电磁负荷对电机性能和经济性的影响 （一）线负荷A高，磁负荷B?不变 （1）电机体积减小，节约材料 （2）B?一定时，由于铁心重量减小，铁耗减小 （3）绕组用铜量增加 （4）增大电枢单位表面上铜耗，绕组温升增高 （5）影响电机参数和电机特性 （二）磁负荷B?高，线负荷A不变 （1）电机体积减小，节约材料 （2）基本铁耗增大 （3）磁路饱和程度增大 （4）影响电机参数和电机特性 2.4 电机主要尺寸比的选择及确定主要尺寸的一般方法 一、主要尺寸比的选择 二、确定主要尺寸的一般方法 1、全新设计 2、参考类比 主要尺寸D和l的确定（合理选择） 确定和选取PN、n、c、KW、 a A、 Bδ的确定 细长比（长径比）l/D=0.5~0.7 3-3 绕组及电枢槽形设计 交流绕组的特征可用下列数据表明：槽数Z，每极每相槽数q，极数2p，相数m。并联支路数a，每相串联匝数W，线圈或绕组元件的节距y，绕组的接法（三相绕组大多采用Y形接法）。 设计步骤：选择绕组形式、计算参数、调整设计 槽型设计步骤：槽型选择、槽尺寸确定、检查槽满率及齿中磁通密度值 电枢绕组的电阻和漏抗的计算 校验电动势E1和电压UN的比值C 画出交流绕组的展开图 3.4 磁路计算 磁路计算的任务： 1、根据额定状态时的气隙磁通。确定磁路各部分的截面积和相应的尺寸。 2、确定在定子绕组中产生不同值的电动势EO(包括额定值Ei)时所需要的激磁磁势，得到电机的空载特性。 3.4.1 磁路计算的任务和方法 磁路计算的方法是： 根据产生在电枢绕组中的电动势求出对应的磁通，按各段磁路的截面积，计算其磁通密度，然后按磁通密度差对应的材料磁化曲线得到对应的磁场强度值，最后计算各段磁路的磁场强度与磁路长度的乘积即各段磁路的磁压降，所有磁路段的磁压降之和即等于作用于整个磁路的磁势。 电机磁场分布 磁路计算的基本原理 全电流定律（安培环路定律）：磁场强度向量沿任一闭合回路的线积分等于该回路所包围的全电流（电流代数和）， 如果积分路径沿着磁场强度向量取向（即沿着磁力线），则 铁心各部分的磁场化为等效的各段磁路。各段磁路磁通沿截面均匀