電機設計-答案(共6頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上電機的主要尺寸間的關系是什么？根據(jù)這個關系式能得出哪些重要結論？答：電機的主要尺寸間的關系是D2lefn/P=6.1/(pKNmKdpAB).根據(jù)這個關系式得到的重要結論有:電機的主要尺寸由其計算功率P和轉速n之比P/n或計算轉矩T所決定;電磁負荷A和B不變時，相同功率的電機，轉速較高的，尺寸較??；尺寸相同的電機，轉速較高的，則功率較大。這表明提高轉速可減小電機的體積和重量。轉速一定時，若直徑不變而采取不同長度，則可得到不同功率的電機。由于極弧系數(shù)p、 KNm與Kd的數(shù)值一般變化不大，因此電機的主要尺寸在很大程度上和選用的電磁負荷A和B有關。電磁負荷選得越高電機的尺寸

2、就越小。2.1. 電機常數(shù)CA和利用系數(shù)KA的物理意義是什么？ 答：CA：大體反映了產生單位計算轉矩所消耗的有效材料。KA：單位體積有 效材料能產生的計算轉矩。2.3.什么是電機中的幾何相似定律？為何在可能情況下，希望用大功率電機來代替總功率相等的小功率電機？為何冷卻問題對于大電機比對小電機更顯得重要?答：在轉速相同的情況，當=下，即當B和J的數(shù)值保持不變時，對一系列功率遞增，幾何形狀相似的電機，每單位功率所需有效填料的重量、成本及產生損耗均懷功率的1/4次方成反比。用大功率電機代替總功率相等的數(shù)臺小電機的原因是隨著單機容量的增加，其效材料的重量G、成本Gef相對容量的增加要慢。因此用大功率電

3、機代替總功率相等的數(shù)臺小電功率機。其有效材料的利用率提高了。損耗增加相對容量慢，因此效率提高了。冷卻問題對大功率電機比對小功率電機更顯得重要的原因是電機損耗與長度l的立方成成正比，而冷卻表面卻與長度的平方成正比。功率上升，長度變長，損耗增加大于冷卻的增加。為了使溫升不超過允許值，隨著功率的增加，要改變電機的通風和冷卻系統(tǒng)，從而放棄它們的幾何形狀相似。2.5.若2臺電機的規(guī)格，材料結構，絕緣等級與冷卻條件都相同，若電機1的線寬荷比電機2的線寬荷高，則2臺電機的導體電流密度能否一樣，為什么？ 答：不能選的一樣，因為：從q=AJ式子上看，A1>A2由題中可知1=2，q1=q2，所以J1<

4、J2。即電機1的電流密度須選得低一些。3.4.氣隙系數(shù)K的引入是考慮什么問題？假設其他條件相同，而把電樞槽由半閉口改為開口槽，則K將增大還是減小？ 答：氣隙系數(shù)K的引入是考慮因槽口的影響使氣隙磁阻增大的問題。由公式（見圖3-11），B是定子沒有開槽時的磁密最大值，Bmax是維持磁通為既定值，齒頂處氣隙最大磁密必須由無槽時的B增加到Bmax。由半閉口槽變成開口槽，由于磁通不變（因為外部電壓不變），槽的磁阻增大，通過槽的有磁通減少，通過齒部的磁通增大，即Bmax增大。而B不變，則K變大。3.5.空氣隙在整個磁路中所占的長度很小，但卻在整個磁路計算中占有重要的地位，為什么？答：因為在氣隙上的磁壓降占

5、據(jù)整條閉合磁路的60%85%，所以重要。因為空氣隙的磁導率比鐵的磁導率小得多，=/(Sµ.),=/(S).所以氣隙磁阻比鐵心磁阻大得多,又因為Um=mRm.所以氣隙磁壓降比鐵心磁壓降大得多,故氣隙磁壓降占整個回路磁壓降很大的比例.3.7.在不均勻的磁場的計算中，為什么常把磁場看做均勻的，而將磁路長度（ef，Lef齒聯(lián)扼磁路長度）加以校正？校正系數(shù)有的大于1.有的小于1，是說明起物理意義？ 答：為了簡化計算而將磁場看成均勻的，ef大于1對比校正是考慮到槽開口影響。Lef大于1對此是考慮邊緣效應，而齒聯(lián)扼處有一部分磁路損失段。3.9.感應電機滿載時及空載時的磁化電流是怎樣計算的？他們與哪

6、些因素有關？若他們的數(shù)值過大，可以從哪些方面去調整效果更為顯著？ 答：1.先根據(jù)感應電視E確定沒幾氣隙磁通2.計算磁路各部分的磁壓降，各部分磁壓降的總和便是每級所需要磁勢3.計算出磁化電流。他們與線圈匝數(shù)，磁路尺寸，氣隙大小，磁路飽和程度有關，若他們的數(shù)值過大可從增加匝數(shù)，減小氣隙來調整3.10. 將一臺感應電機的頻率有50改為60，維持原設計的沖片及勵磁磁勢不變，問應如何調整設計？在不計飽和時其值為多少？解：維持沖片及勵磁磁勢不變，則磁通不變；根據(jù),當頻率由50改為60,要保持電機輸出不變，則匝數(shù)應減少為原來的5/6。又，在不計飽和時，鐵耗將增加為原來的倍。3.11.將一臺380V，Y接法的

7、電機改為接法，維持原沖片及磁化電流不變，問如何設計？解：Y接法的電機改為接法，將增大倍，頻率不變；則將增大倍，又沖片不變，則不變，槽尺寸不變，又不變，所以需增大倍，槽尺寸不變，則線徑應適當減小。4.3.槽數(shù)越多為什么每相漏抗變?。吭噺奈锢砀拍钸M行說明答：由漏抗=4當槽數(shù)越多，則表明q越大，從而漏抗變小，物理概念上可知采用分布繞組和槽數(shù)增大都是使每槽產生的磁勢波形的基波越接近正弦波從而減少每漏抗.4.4.有些資料中把籠形繞組的相數(shù)取做等于Z2，有些資料中又取等于Z2/p，究竟應該取等于多少？為什么？答：兩種都可以，因為都是對定子磁場的波形進行分析的。2漏抗的大小對于交流電機的性能有何影響？答：一

8、方面漏抗不能過小，否則同步發(fā)電機短路時或感應電機起動時將產生不能允許的電流。另一方面漏抗又不能過大，否則會引起同步發(fā)電機的電壓變化率增大，感應電動機的功率因數(shù)、最大和起動轉矩降低（若為直流電機則換向條件惡化）。4.9 感應電機設計數(shù)據(jù)與參數(shù)間的關系？勵磁電抗定子槽漏抗轉子槽漏抗定子諧波漏抗轉子諧波漏抗定轉子端部漏抗定子每槽導體數(shù)增加­­¾­¾­、 ¾氣隙增大¯¾¾¯¯¾槽口寬度減小­­­­­¾槽口高度增大&

9、#190;­­¾¾¾槽形變寬變矮¾¯¯¾¾¾鐵心長度增加­­­­­¾定子繞組由整距變短距¯¯¾¯¾¾定子槽數(shù)增加¯¯¾¯¾¾頻率由50Hz變成60Hz­­­­­­定子繞組Y變D¯¯¯¯¯¾5

10、.1. 空載鐵心損耗的大小主要與哪些因素有關？ 答:空載鐵心損耗主要是渦流，磁滯損耗，其大小主要與磁密的平方，磁通變化快慢即電源頻率即鐵心重量等。5.2.要減小負載時繞組銅中的附加損耗，一般采用哪些措施？ 答：附加損耗主要由漏磁產生，而漏磁又主要是諧波和齒諧波產生的，當要減小負載附加損耗時，可用諧波含量少的繞組 入短路，分布繞組，也可以用斜槽，近槽配合來減少齒諧波。10.2.三相感應電機中，氣隙的大小對電機性能有哪些影響？一臺三相籠型轉子感應電動機，起動時間過長,不符合要求，在不拆定子繞組的情況下，應采取什么叫簡單的措施來解決這一問題？這樣做對電機其他性能有何影響？ 答：氣隙的大小主要對勵磁電

11、流和功率因素附加損耗有影響，在允許的情況下氣隙需要盡量取小些來降低勵磁電流增加功率因素。起動時間過長是因為起動轉矩過小，從而可知主要因為氣隙過小，使附加轉矩，附加損耗都增加其由漏磁引起和諧波大。在不拆換定子繞組的情況下可車轉子外圍增大氣隙從而增大起動出力。但這樣做對電機的勵磁電流會增加從而減小功率因素。10.5.為什么計算三相感應電動機的起動性能必須考慮集膚和飽和效應？他們分別對哪些參數(shù)的哪個部分有影響？ 答：由于起動時，電流很大會使定轉子的磁路高度飽和，另外電機轉子頻率等于電源頻率，比正常運行時高很多，這些原因真實存在，從而對起動有影響，所以必須考慮，它們如集膚效應會增加起動電阻從而提高起動

12、轉矩。飽和集膚效應都會使電抗變下從而增大起動電流。10.6.三相感應電動機的電磁計算中應考慮那些性能指標？如果計算結果發(fā)現(xiàn)效率不符合要求，應從哪些方面著手調整？ 答：應考慮1.效率。2.功率因素cos 3.最大轉矩倍數(shù)Tm/Tn 4.起動轉矩倍數(shù) 5.起動電流倍數(shù) 6.繞組和鐵心溫升7.起動過程中的最小轉矩倍數(shù)。當效率不合要求時應選擇1.優(yōu)質材料2.合適的工藝 3.合理尺寸從而增有效材料的用量，降低銅耗和鐵耗。10.7.如功率因素cos不符合要求，應從哪些方面著手調整？這些調整措施會不會引起其他后果？ 答：應從電路方面講，設法降低勵磁電流和漏磁參數(shù)可調整電機的尺寸 如縮小定轉子槽面積，降低個部

13、分磁密；減小氣隙，增加每槽導體數(shù)Ns1增大Di1，放長li（或增大定轉子槽寬，減小槽高以降低X）但這些調整也會帶來其它方面的影響。10.8.三相感應電機中影響最大轉矩，啟動轉矩和起動電流的是那些參數(shù)？它們之間關系如何？如果這三項指標中有兩項或一項不符合要求，應如何著手調整？ 答：由關系式Tm= Tst=Ist=影響Tm，Ist是電阻和電抗大致都是成比例關系而Tst與轉子電阻成正比關系。調整則主要是從X電抗入手調整。10.9.一臺原設計用銅線繞制的三相感應電動機，修理時若改用鋁線繞制，為盡可能提高電動機的出力，假定：（1）原來氣隙磁密偏低（2）原來槽滿率偏低，重繞時應如何考慮？工注鋁的電阻率約為

14、銅的1.6倍。 答：提高出力則需要提高功率由主要尺寸比Dlefn/P=6.1/(pKNmKdpABg)和只重繞線圈可知式子中DL，p/n及ap，Knm，Kdp都不變則 應設法增加磁密Bg因為面積不變則相應增大從而可提高功率增加出力，所以U不變且UN,增大，則在匝數(shù)要減少，線徑適當增大，但是由于線徑增大會使槽滿率減小，所以應多根導線并繞，另外在提高功同時要保證效率磁密增加導致?lián)p耗增加，要控制銅耗就要降低電阻R，只需盡量增加鋁的線徑來盡可能提高效率。10.10.將一臺感應電機的定子繞組匝數(shù)增加5%，同時將鐵心長度減小5%，其余尺寸都不變，試分析其空載電流，基本鐵耗電機參數(shù)，性能指標等變化情況。 答

15、：由于鐵心長度減少5%，由于主要尺寸比可知K為5%（減小）而PfeBG，由于UN,可知減少5%（因為U一定匝數(shù)N增加5%）,=BS,S減少5%的平方，可知B應增加5%，因為Gk則Pfe減少5%，I0=F0/Nf，F(xiàn)應變小5%（F=Rm，減少5%）N增加5% ，則I0減小5%的平方）性能指標功率因素會增加，最大轉矩減小，銅鐵耗將減小。空載電流減小。例題1. 兩臺電機定轉子鐵心完全一樣，一臺，、（已知），另一臺，、相同，問=？如何設計？ 解：因為J、 B、n、f 相同，兩臺電機幾何相似，又因為兩臺電機定轉子鐵芯完全一樣，所以幾何相似比為1，所以，,根據(jù)，鐵芯一樣，相同，所以不變，所以，槽尺寸一樣，所以線徑，。例題2.已知電機1，2的主要關系如下，填出空白部分數(shù)字 PCGKA電機1：1KW10010Kg0.1KW10/111/10電