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电机设计期末复习总结

电机设计期末复习总结

第二章电机的主要参数之间的关系

电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度,直流电机中,电枢直径

指的是转子外径,对于一般结构的同步电机和感应电机,则是指定子内径。

2-1电机的主要参数之间的关系式

1、电机进行能量转换时,能量都是以电磁能的形式通过定、转子

之间的气隙进行传递的,

对应的功率称之为电磁功率。P’=mEI

2、1)直流电机：P’=EαIα

2)电机常数CA的表达式：

电机常数大致反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料的体积,

结构材料的耗用量。

3、根据以上两个式子得出的重要结论：

(1)电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速之比P’/n或计算转

矩T’所决定。功率较大、转速较高的电机有可能和功率较小、转速较

低的电机体积接近。

(2)电磁负荷A和Bδ不变时,相同功率的电机,转速较高的,尺寸较

小；尺寸相同的电机,转速较高的,则功率较大。这表明提高转速可减小

电机的体积和重量。

(3)转速一定时,若直径不变而采用不同的长度,则可得到不同的功率

的电机。

(4)系数的数值一般变化不大,因此电机的主要尺寸在很大程度上和

选用的电磁负荷A、Bδ有关。电磁负荷越高,电机的尺寸就越小。

2-2电机中的几何相似定律

1、几何相似定律：

表明：在B和J的数值保持不变时,对一系列功率递增、几何形状

相似的电机,每单位功率所需要有效材料的重量、成本及产生的损耗,均

与功率的1/4次方成反比,即随着电机容量的增大,其有效材料的利用率

和电机的效率均将提高。

2-3电机负荷的选择

由于正常电机系数实际变化不大,因此在计算功率P’与转速n一

定时,电机的主要尺寸决定于电磁负荷和A、Bδ电磁负荷越高,电机的尺

寸将越小,重量就越轻,成本越低。从而,一般选取较高的A和Bδ值。

1、电磁负荷对电机性能和经济性的影响

1)线负荷A较高,气隙磁密Bδ不变。

(1)电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。

(2)Bδ一定时,由于铁心重量减小,铁耗随之减少。

(3)绕组用铜量将增加,这是由于电机的尺寸小了,在Bδ不变的情况

下,每极磁通将变小,为了生产一定的感应电势,绕组匝数必须增多。

(4)增大了电枢单位表面的铜（铝）耗,使绕组温升增高。

(5)影响电机参数与电机特性。随着A增大,绕组电抗将增大,这会引

起电机工作特性的改变。

2)气隙密度Bδ较高,线负荷A不变。

(1)电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。

(2)使电枢基本铁耗增大。Bδ提高后,将导致电枢铁耗增加,效率降

低,在冷却条件不变时,温升也将升高。

(3)气隙的磁位降和磁路的饱和程度将增加。

(4)影响电气参数与电机特性。随着Bδ的增大,绕组电抗将减小,从

而影响电机的起动特性和运行特性。

2、线负荷A和气隙磁密Bδ的选择

应从电机综合技术经济指标出发来选取最适合的A和Bδ值,以便

使制造和运行的总费用最小,而且性能良好。

(1)除了不应选择过高的A、Bδ数值外,还应考虑他们的比值要适

当。这一比值不但影响电机参数和特性,而且与铜耗和铁耗的分布密切

相关。

(2)电机的冷却条件对电磁负荷的选择也有重要的影响。

(3)电机所用的材料与绝缘结构的等级也直接影响电磁负荷的选择。

绝缘结构的耐热等级越高,电机允许的温升高=也就越高,电磁负荷可选

高些；

(4)A、Bδ的选择还和电机的功率及转速有关。

2-4电机主要尺寸比的选择及确定主要尺寸的一般方法

1、主要尺寸比的选择

在选定A和Bδ后,即可初步确定电机的D2lef.但D2lef相同的电

机,可以设计得细长,也可以设计得短粗。为了反映电机这种集合形状的

关系,通常采用主要尺寸比：λ=lef/τ.

1)若D2lef不变而λ较大：

(1)电机将较细长,即lef较大而D较小。绕组端部变得较短,端部的

用铜量相应减少,当λ在正常范围内时,可提高绕组的利用率