电机设计讲稿--第二章.doc

电机的主要参数之间的关系 什么是主要尺寸？ 电机的几何尺寸很多，有铁心尺寸、绕组尺寸、外形尺寸、安装尺寸，其它各种结构部件的尺寸。但是究竟哪些是主要尺寸：电机的电磁过程主要是在气隙中进行的，其能量形式的转换则是通过“气隙主磁通”进行的。因此主要尺寸就必定与气隙有密切关系。实践证明，靠近气隙的电枢直径（D）与铁心有效长度（）是电机的主要尺寸，而气隙可以说是第三个尺寸。从几何角度看，这些尺寸一经确定了，其它尺寸就大体上确定了，而且不少电磁性能也就基本上为它们左右或稍许变动。 铁心尺寸 绕组尺寸 其它尺寸大体确定 电机的几何尺寸 外形尺寸 主要尺寸 不少电磁性能变化不大 安装尺寸 （D、、） 电机矢量确定 结构部件尺寸 电枢直径D：交流电机（定子内径） 直流电机（转子外径） 本章研究内容 1．确定主要尺寸依据的基本关系式 → 选择电磁负荷 → 确定主要尺寸； 2．电磁负荷的选择； 3．确定主要尺寸的一般方法。 §2-1 电机的主要参数之间的关系式 几个物理量 即找到主要尺寸与额定功率、转速及电磁负荷的关系。 额定转速：同步速 电磁功率（计算功率）：电机将电能（机械能）转换成机械能（电能），能量都是以电磁能的形式通过定转子间的气隙进行传递的，与之相对应的功率称为电磁功率。 电磁功率在电机设计中用计算功率表示（） 交流电机中 的关系 计算功率： m── 电枢绕组相数； E── 电枢绕组相电势； I── 电枢绕组相电流。 其中电势： KNm──气隙磁场波形系数，当气隙磁场正弦分布时；； f── 电流频率； N── 电枢绕组每相串联匝数； Kdp── 电枢绕组系数； Φ── 每极磁通（韦）。 每极磁通Φ： Bδ── 气隙磁密最大值（T）； Bδav── 气隙磁密平均值； ── 计算极弧系数； lef── 电枢计算长度； τ── 极距（米）； 电负荷A： D── 电枢直径（米）； 把上面关系代入： 对一定功率和转速范围内的电机，Bδ、、A变动范围不大，、KNm、 Kdp变化范围更小，CA一般为常数。 直流电机 计算功率： 其中电势： 每极磁通： 电负荷A： 把上面关系代入： 比较： 直流电机中 、的物理意义 1． ①是电机常数：对一定功率范围内电机Bδ、、A变动不大，、KNm、 Kdp变化范围更小； ② 近似地表示转子有效部分的体积，定子有效部分的体积也和它有关。 的物理意义：反映产生单位计算转矩所耗用的有效材料（铜、铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。 2． ①是电机常数的倒数，叫作利用系数。 ②物理意义 表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 在设计方案比较时，往往是一项很好的比较指标，随着电机制造水平的提高，材料质量的改进， 将不断增大。 并非是常数，转速一定时，。随着电机功率的增大百减小，利用系数和转矩应力则随电机功率的增大而增大。 小结： 确定主要尺寸的基本关系式找到 → 确定A 、Bδ、→ 根据之间的曲线 → 计算功率与额定功率的关系 在设计电机时，一般都是给定额定功率，因此应找出与的关系 异步电机： 输入功率： 额定功率： 计算功率： 比较上两式： 满载电势标么值： 额定负载时感应电势与端电压的比值 感应电动机的相量图  给定，与给定，与可先假设再得到计算功率。 同步电动机： 同步发电机： 同步调相机： 并励直流发电机： 并励直流电动机： 从确定主要尺寸关系式所得的结论 选定A 、Bδ，=0.63~0.72 电机的主要尺寸决定于：计算功率P’与转速n之比或计算转矩T’； 可以看出：在其它条件相同时，计算转矩相近的电机所消耗的有效材料相近，功率大、转速高与功率小、转速低的电机