单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章电机的主要参数之间的关系,第二章电机的主要参数之间的关系,1,、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（,l,ef,）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。,、什么是主要尺寸？,2,第二章电机主要参数教材ppt课件,3,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、,l,ef,、,）,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）,4,二、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,二、本章研究内容,5,电机,常数,：,单位计算转矩所耗用的有效材料的体积。,电机常数：单位计算转矩所耗用的有效材料的体积。,6,电枢绕组的相电势为：,电机常数推导过程,电枢绕组的相电势为：电机常数推导过程,7,（直流电机）,（直流电机）,8,K,A,表示单位体积有效材料所能产生的计算转矩。它的大小反应了电机材料的利用率，通常称之为,利用系数,。,KA表示单位体积有效材料所能产生的计算转矩。它的大小反应了,9,电机计算功率的计算,电机计算功率的计算,10,电机常数主要结论,电机常数主要结论,11,2.2,电机中的几何相似定律,案例：有二台电机，容量均为1.1Kw，转速为1450r/min，对比另一台电机容量为2.2Kw，转速也为1450r/min，问从经济因素考虑，应选择二台容量较小的电机还是选择总容量相同的一台电机？,2.2 电机中的几何相似定律案例：有二台电机，容量均为1.1,12,该式表明，随着单机容量增大，其有效材料的利用率均将,提高。,该式表明，随着单机容量增大，其有效材料的利用率均将,13,结论：对于几何形状相似的电机，单位功率所需的有效材料与功率的1/4次方正反比。即随着单机容量的增大，有效材料的利用率将提高。,结论：对于几何形状相似的电机，单位功率所需的有效材料与功率的,14,2.3,电磁负荷的选择,2.3 电磁负荷的选择,15,电磁负荷对电机性能和经济性的影响,(一）线负荷A较高，气隙磁密B,不变,1、电机尺寸和体积减小，可节省硅钢片材料；,2、由于B,一定，以及铁心重量减轻，铁耗也随之减小；,3、绕组的用铜量增加；,电磁负荷对电机性能和经济性的影响(一）线负荷A较高，气隙磁密,16,4.,增大了电枢单位表面上的铜（铝）耗，使绕组温升增大,绕组有效部分（即槽内部分）的铜耗为：,电枢表面的铜（铝）耗为：,4.增大了电枢单位表面上的铜（铝）耗，使绕组温升增大电枢表,17,电机温升,AJ,热负荷的大小 温升不超过一定限度,AJ,不能超过一定限度,A,，,J,铜量（,）,5.,改变了电机参数和电机特性。,由后面4-3可知交流绕组的电抗（互感电抗或漏电抗）的标么值,电机温升 AJ 热负荷的大小 温升不超过一定限度,18,1）异步电机：启动转矩，最大转矩，启动电流；,2）同步电机：电压变化率，短路电流，短路比，稳定度；,3）直流电机：换向恶化，换向时电抗电势和电枢反应电势影响换向电流的变化。,1）异步电机：启动转矩，最大转矩，启动电流；,19,（二）气隙磁密B,较高，线负荷A不变,1、电机尺寸和体积减小，可节省硅钢片材料；,2、使电枢基本铁耗增大；,3、气隙磁位降和磁路的饱和度增加；,4、影响电气参数与电机性能。,基本铁耗=铁心质量 比损耗（单位质量铁心中损耗）,a),b),（二）气隙磁密B较高，线负荷A不变1、电机尺寸和体积减小，,20,线负荷A和气隙磁密B的选择,1、电机所选用的绝缘材料的等级越高，电机允许的温升也就越高。,电磁负荷A、B,可选高些。,2、电机所选用的导磁材料（硅钢片）及导电材料性能好，则电磁负荷,可选高些。,3、电机的通风冷却条件好，则电磁负荷可选高些。,线负荷A和气隙磁密B的选择1、电机所选用的绝缘材料的等级越,21,2.4,电机主要尺寸比的选择,1、选择了A和B,2、初步确定电机的D,2,l,ef,3、引入一个尺寸比的系数：,1）参数与温升；,2）节约用铜量；,3）转子机械强度；,4）转动惯量；,2.4 电机主要尺寸比的选择1、选择了A和B2、初步确定电,22,2.1,电机的身材,17 十一月 2024,三围：,定子外径,D1,定子内径,D2,转子外径,d1,电机的身材,身高,:,铁心的轴向长度,L,2.1 电机的身材07 十月 2023三围：电机的身材身高:,23,电机的身材,电机的身材,24,1、电机将较细长。好处是绕组的端部变得较短，端部用铜量相应减少，,可提高绕组的铜的利用率。因此单位功率材料消耗较少，成本较低。,2、电机体积未变，因而铁的重量不变，在同一磁密下的基本铁耗不变。,但是附加铁耗有所下降，机械损耗也因直径的变小而减小。因此电机总,损耗下降，效率提高。,3、绕组端部较短，因此端部漏抗减小。,4、由于电机细长，通风散热条件变差，从而导致轴向温度分布不均匀,度加大。,5、电机细长，则铁心冲片数目增多，冲片加工与铁心叠压工时增加；,因铁心直径较小，嵌线难度增大，嵌线工时增多。,6、电机细长，则转子转动惯量减小，对于要求频繁起动运行的电机是,有利的。,1、电机将较细长。好处是绕组的端部变得较短，端部用铜量相应减,25,电机值的范围,1）感应电机即异步电机,通常=0.41.5，对大型感应电机则为=13.5，,2）同步电机,对于凸极同步电机，通常，中小型同步电机的=0.62.5，其上限为多极电机。对于高速或大型同步电机，由于转子材料机械强度的限制，值选得较高，达34。,3）直流电机,通常，中小型直流电机的=0.61.2，大型直流电机的=1.252.5,电机值的范围1）感应电机即异步电机2）同步电机3）直流电机,26,确定主要尺寸的一般方法,确定主要尺寸的一般方法,27,2,.,5 系列电机及其设计特点,1,系列电机,就是指技术要求、应用范围、结构型式、冷却方式、生产工艺基本上相同，功率及安装尺寸按一定规律递增，零部件通用性很高的一系列电机。,2系列电机的优点,由此减少材料与工设计时，消耗、降低成本：由于它们的生产工艺过程与另部件型式相同，可以充分利用冲模、模具、量具、卡具等工艺装配；,缩短生产周期：由于充分利用了原有的工模具等工艺装配图纸等条件；,可以减少设计、制造、使用、维修方面的许多工作；,可以腾出手来提高产品的质量。,2.5 系列电机及其设计特点1系列电机就是指技术要求,28,3系列电机的分类,基本系列,：使用面广，生产量大的一般用途的系列,如,Y,、,Y,2系列；,派生系列,：适按使用的不同要求进行部分改动而由基本系列派生出来的系列，它与基本 系列有较多的通用性,如,Y,D 三相多速异步电动机，,KFT系列电梯电机,；,专用系列,：适用某种特殊条件但使用面很窄的系列,如JG2 辊道电动机。,3系列电机的分类基本系列：使用面广，生产量大的一般用途的,29,第二章电机主要参数教材ppt课件,30,Frame,size,eg.:,MMG 100,L,B3,Dont forget it,you will hear it again,100mm,distance,between holes,Frame size eg.:Dont forget it,31,4系列电机设计的特点,功率等级的确定要根据用户的要求、选用的方便、经济性等多方面全面综合分析来确定。（功率按一定规律递增）,同一系列中相邻两功率等级之比（大功率比小功率），称功率递增系数或容量递增系数,，其数值直接影响到整个功率等级数目的确定，而且对系列电机的经济性有很重要的影响。,4系列电机设计的特点同一系列中相邻两功率等级之比（大功率,32,安装尺寸的确定及功率等级与安装尺寸的对应关系。,电机的安装尺寸是指电机与配套机械进行安装时的有关尺寸，系列电机的安装尺寸一般按轴中心高分级，它的确定必须综合考虑配套机械和电机本身的具体情况，原则上是按优先数系递增。,安装尺寸是轴中心高，对端盖式轴承的电机，确定功率等级与安装尺寸的对应关系时，主要是确定功率等级与轴中心高的对应关系。功率等级确定后，选取轴中心高等级，必须全面考虑（工艺装备、用户要求、电磁设计、材料利用）。,安装尺寸的确定及功率等级与安装尺寸的对应关系。安装尺寸是,33,交流电机系列定子冲片外径的确定,1）与规定的轴中心高数值的一致性；,2）硅钢片利用的经济合理性；,3）整个系列外形的均称性，并在条件允许的情况下，能充分利用已有的工艺装备。,零部件的标准化、系列化和通用化；,派生的可能性,交流电机系列定子冲片外径的确定,34,