電機學第五章

1、第五章第五章 損耗與效率損耗與效率 5.1 概述概述5.2 基本鐵耗基本鐵耗5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗5.4 電氣損耗電氣損耗5.5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗5.6 機械損耗機械損耗5.7 效率效率5.1 概述概述一、損耗與效率的關系一、損耗與效率的關系 效率是電機的一個重要性能指標效率是電機的一個重要性能指標 效率高低取決效率高低取決損耗大小損耗大小耗材尺寸,:,BApBA材料性能、繞組型式、電機結構等材料性能、繞組型式、電機結構等 高效電機就是設法降低電機的損耗、多用材料。高效電機就是設法降低電機的損耗、多用材料。5.1 概述概述二、電機損耗分類二、電機損

2、耗分類 損耗損耗 鐵心中的基本損耗鐵心中的基本損耗主要是主磁場在鐵心中交變產生的磁滯、渦流損耗主要是主磁場在鐵心中交變產生的磁滯、渦流損耗空載鐵心中附加損耗空載鐵心中附加損耗 表面損耗：表面損耗：定轉子開槽而引起的氣隙磁導諧定轉子開槽而引起的氣隙磁導諧波波 磁場在對方鐵心表面產生的損耗磁場在對方鐵心表面產生的損耗脈振損耗：脈振損耗：定、轉子開槽使對方齒中磁通因定、轉子開槽使對方齒中磁通因 電機旋電機旋轉而變化所產生的損耗轉而變化所產生的損耗 電氣損耗：電氣損耗：工作電機在繞組銅中產生的損耗，包括接觸損耗工作電機在繞組銅中產生的損耗，包括接觸損耗負載時附加損耗：負載時附加損耗：漏磁場包括諧波磁場

3、在定、轉子繞組中、鐵心及結構漏磁場包括諧波磁場在定、轉子繞組中、鐵心及結構 件中引起的各種損耗件中引起的各種損耗 機械損耗：機械損耗：通風損耗、軸承磨擦損耗、電刷和換向器（集電環(huán)）磨擦耗通風損耗、軸承磨擦損耗、電刷和換向器（集電環(huán)）磨擦耗 5.2 基本鐵耗基本鐵耗 產生的原因：產生的原因：由主磁場在鐵心內發(fā)生變化時所產生的：由主磁場在鐵心內發(fā)生變化時所產生的：交變磁化性質：交變磁化性質：變壓器鐵心、定轉子齒中發(fā)生變壓器鐵心、定轉子齒中發(fā)生旋轉磁化性質：旋轉磁化性質：定、轉子鐵軛中發(fā)生的定、轉子鐵軛中發(fā)生的 不論是交變磁化還是旋轉磁化，它們均會在鐵心中引不論是交變磁化還是旋轉磁化，它們均會在鐵心

4、中引起磁滯和渦流損耗。起磁滯和渦流損耗。一、磁滯損耗一、磁滯損耗 5.2 5.2 基本鐵耗基本鐵耗 磁滯損耗耗系數計算磁滯損耗耗系數計算 磁滯損耗系數：磁滯損耗系數：單位質量鐵磁物質內由交變磁化引起的磁滯損耗單位質量鐵磁物質內由交變磁化引起的磁滯損耗 hp 在電機鐵心內磁通密度在電機鐵心內磁通密度 時：時： TB6 . 10 . 12(50)hhhhHZfBpfB取決于材料性能的常數在周波頻率下測交變磁化的頻率磁密振幅 ( ( 與與 、 有關，與材料有關有關，與材料有關) ) hpfB 旋轉磁化引起的磁滯損耗一般較交變磁化放大旋轉磁化引起的磁滯損耗一般較交變磁化放大45-65%45-65%（軛

5、磁密一（軛磁密一般在般在1.0-1.51.0-1.5T T）5.2 5.2 基本鐵耗基本鐵耗 二、渦流損耗二、渦流損耗 產生的原因：產生的原因： 鐵心中的磁場發(fā)生變化時，在鐵心中感應電勢，會產生電流，鐵心中的磁場發(fā)生變化時，在鐵心中感應電勢，會產生電流，這電流即渦流。由它引起的損耗為渦流損耗。這電流即渦流。由它引起的損耗為渦流損耗。渦流損耗系數計算渦流損耗系數計算 222()6FeFeFeeeeFedpfBd鋼片厚度鋼片密度電阻率渦流損耗系數渦流損耗系數 與與 、 及材料厚度及材料厚度 平方成正比。平方成正比。 epBfFe5.2 5.2 基本鐵耗基本鐵耗 三、軛部及齒部的基本鐵耗三、軛部及齒

6、部的基本鐵耗 1 1、鋼的損耗系數（比損耗）、鋼的損耗系數（比損耗） 22()FehehepppfBfB2 2、鋼比損耗簡便計算、鋼比損耗簡便計算 3 . 125010)50(fBppFe（瓦（瓦/ /公斤）公斤）3 3、基本鐵耗計算、基本鐵耗計算 :1.2.3.4.FeaaFeFeFeGBkBpPk p G交變或旋轉磁化的鋼質量考慮鋼片加工后鋼自短接分布不均勻隨時間不按正弦變化旋轉磁化與交變磁化不同使5.2 5.2 基本鐵耗基本鐵耗 定子或轉子（齒聯(lián)）軛中的基本鐵耗定子或轉子（齒聯(lián)）軛中的基本鐵耗 軛中的損耗系數：軛中的損耗系數： 3 . 125010)50(fBppjFej軛中基本鐵耗軛中

7、基本鐵耗： 3 . 11005 . 1100:,6 . 3:)(103aNaNajFejaFejkkVAPkkVAPkkWGpkP異步機隱直流機5.2 5.2 基本鐵耗基本鐵耗 齒中基本鐵耗齒中基本鐵耗 齒中的損耗系數：齒中的損耗系數： 3 . 125010)50(fBpptFet齒中的基本鐵耗：齒中的基本鐵耗： 7 . 11000 . 2100:8 . 1:0 . 4:)(103aNaNaatFetaFetkkVAPkkVAPkkkWGpkP同步機異步機直流機4 4、降低鐵耗方法、降低鐵耗方法 5.2 5.2 基本鐵耗基本鐵耗 （使各部分磁密不要過高）（使各部分磁密不要過高） ；BB （ ）

8、；Fe5010pep選用好材料選用好材料 501012501022501031pDpDpD5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 一、空載時鐵心中的附加損耗指的是：鐵心表面損耗、齒中脈振損耗一、空載時鐵心中的附加損耗指的是：鐵心表面損耗、齒中脈振損耗 附加損耗產生的原因：氣隙中諧波磁場附加損耗產生的原因：氣隙中諧波磁場 電機鐵心開槽導致氣隙磁導不均勻電機鐵心開槽導致氣隙磁導不均勻空載勵磁磁勢空間分布曲線中有諧波空載勵磁磁勢空間分布曲線中有諧波 5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 氣隙諧波磁通的路徑氣隙諧波磁通的路徑a) 在極弧表面在極弧表面 b)

9、 深入齒部深入齒部 c) 在表面及齒中在表面及齒中 5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 下面僅介紹由鐵心開槽引起的空載表面損耗及脈振損耗的計算方法下面僅介紹由鐵心開槽引起的空載表面損耗及脈振損耗的計算方法 （空載勵磁磁勢諧波產生的這類損耗，一般在隱極同步機中方需考慮）（空載勵磁磁勢諧波產生的這類損耗，一般在隱極同步機中方需考慮）一、直流機及同步機整塊（或實心）磁極的表面損耗一、直流機及同步機整塊（或實心）磁極的表面損耗 1 1、產生原因：、產生原因：是由氣隙磁導齒諧波磁場與磁極表面相對運動在磁極表是由氣隙磁導齒諧波磁場與磁極表面相對運動在磁極表 面引起的渦流損耗。因為

10、頻率很高，基本上集中在表面面引起的渦流損耗。因為頻率很高，基本上集中在表面 一薄層內，稱表面損耗。一薄層內，稱表面損耗。 齒諧波（磁場）頻率：齒諧波（磁場）頻率： 60ZnfZ5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 2 2、磁極表面渦流損耗計算、磁極表面渦流損耗計算 假設：假設：a)a)諧波磁密在空間按正弦分布，其幅值為諧波磁密在空間按正弦分布，其幅值為 忽略極面渦流對的削弱作用；忽略極面渦流對的削弱作用；b)b)磁極磁導為常數（不考慮飽和）；磁極磁導為常數（不考慮飽和）；c)c)磁極軸向長度較長，磁極表面僅有軸向電流。磁極軸向長度較長，磁極表面僅有軸向電流。 方法：麥氏

11、方程方法：麥氏方程偏微分方程偏微分方程解方程解方程通解通解代邊界條件代邊界條件特解特解 0B單位表面渦流損耗單位表面渦流損耗 5 . 12002222200)()(24ZntBkBqZZZ5 . 10)601(41k實際上考慮假設引起誤差，忽略磁滯，實際上考慮假設引起誤差，忽略磁滯， 要大（按表要大（按表5-2）如如 為正弦分布，則氣隙磁導齒諧波也將作正弦變化。為正弦分布，則氣隙磁導齒諧波也將作正弦變化。0kB200205 . 1200021)sin(1)()(21BdxxBZntBkq平均值5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 2 2、磁極表面渦流損耗計算、磁極表面渦

12、流損耗計算 5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 3 3、表面損耗與哪些因素有關：、表面損耗與哪些因素有關： 表面損耗表面損耗 )(1030kWAqppFep2 2、磁極表面渦流損耗計算、磁極表面渦流損耗計算 與與 成正比：成正比： 20B00(1),FepBKBBBBp與大小有關與與 （即磁密波長）有關：（即磁密波長）有關： 2tFepptt,表面損耗與與 成正比：成正比： 5 . 1ZfFepZZpfZnf,60與磁極材料的導磁導電性能有關與磁極材料的導磁導電性能有關 Feppk,021.50001() ()2qkB tZn5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載

13、時鐵心中的附加損耗 二、疊片磁極及異步機中的表面損耗二、疊片磁極及異步機中的表面損耗 為了減小磁極的表面損耗，直流機、凸極機磁極常做成疊片，利為了減小磁極的表面損耗，直流機、凸極機磁極常做成疊片，利用沖片表面形成的天然氧化膜絕緣層增加渦流回路的電阻，電流用沖片表面形成的天然氧化膜絕緣層增加渦流回路的電阻，電流，1 1、疊片磁極的表面損耗計算、疊片磁極的表面損耗計算 RIp2)(1030kWAqppFep)/()()(25 . 12000mWZntBkq采用相應的經驗系數采用相應的經驗系數K0給與修正，表給與修正，表5-25.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 2 2、異步

14、機中的表面損耗、異步機中的表面損耗 異步機定轉子都有槽：定子槽異步機定轉子都有槽：定子槽氣隙磁導齒諧波磁場氣隙磁導齒諧波磁場轉子表面損耗；轉子表面損耗； 轉轉子槽子槽氣隙磁導齒諧波磁場氣隙磁導齒諧波磁場定子表面損耗。定子表面損耗。 轉子表面損耗：轉子表面損耗： 轉子鐵心外徑及長度轉子齒距及槽口寬2202232022220202,)(10ttlDbtkWtbtlDqp5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 定子槽開口引起的齒諧波磁場在轉子單位表面中損耗：定子槽開口引起的齒諧波磁場在轉子單位表面中損耗： 21.520102001 1101010110.5,0.5() ()(/

15、)()5 5bqkB tZ nW mfBk B氣隙主磁場正弦分布 氣隙磁導齒諧波磁場也近似正弦查圖35 . 17 . 0:535 . 1:,00000kkkkk加工后高含硅量加工后低含硅量加工性能有關與材料為由定子開槽引起的齒諧波磁密幅值為由定子開槽引起的齒諧波磁密幅值01B5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 二、異步機齒中的脈振損耗二、異步機齒中的脈振損耗 1 1、產生原因：、產生原因： 定轉子齒槽定轉子齒槽 旋轉時定、轉子之間相對位置不斷變化旋轉時定、轉子之間相對位置不斷變化 齒對齒齒對齒 進入定子齒磁通最大進入定子齒磁通最大 轉子槽對定子齒轉子槽對定子齒 進入定

16、子齒磁通最小進入定子齒磁通最小 齒中磁通發(fā)生變化齒中磁通發(fā)生變化 脈振損耗脈振損耗 定子齒中磁通的脈振定子齒中磁通的脈振 5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 2 2、計算：、計算： 單位軸向長度磁通變化量：單位軸向長度磁通變化量： 有關)(1022020202022202202202bfBkBbSBbkSB定子齒磁密脈振振幅：定子齒磁密脈振振幅： 02022102020212512pFe tbB SBbk b 理論推出阻尼系數 （脈振磁通在轉子導條中引起環(huán)流，此環(huán)流產生相反磁場，力（脈振磁通在轉子導條中引起

17、環(huán)流，此環(huán)流產生相反磁場，力圖阻尼脈振磁通穿過齒部，環(huán)流產生的其它次的諧波磁場也將產生圖阻尼脈振磁通穿過齒部，環(huán)流產生的其它次的諧波磁場也將產生阻尼作用。）阻尼作用。） 5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 022022111211021020215)(212)5(1bbBBtktbkbtBkbbBtttFep定子齒中平均磁密1112tpBtB5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 上式是根據定轉子齒槽尺寸關系最不利的情況下得出的；上式是根據定轉子齒槽尺寸關系最不利的情況下得出的； 如果我們只考慮脈振損耗中的渦流損耗，而頻率較高，齒鋼片磁導率如果我

18、們只考慮脈振損耗中的渦流損耗，而頻率較高，齒鋼片磁導率變化的影響，實際磁密脈振振幅要小一些，計算時可用變化的影響，實際磁密脈振振幅要小一些，計算時可用 來補償。來補償。1k5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 最后得出脈振損耗的計算公式：最后得出脈振損耗的計算公式： 2111110.5602eZtptkZ nfGBBt考慮脈振磁場按正弦變化考慮加工及磁場非正弦引入的損耗增加系數取決于材料規(guī)格及性能常數定子齒脈振磁通的交變頻率定子齒的質量磁密脈振振幅2311110.5()10peZptpkfBG5.3 5.3 空載時鐵心中的附加損耗空載時鐵心中的附加損耗 91212211

19、0)()(07. 0tppMBnZp922221210)()(07. 0tppMBnZp近似以近似以 60, 5 . 0, 5 . 221nZfkZe代入：代入： （定子）（定子）類似類似（轉子）（轉子）工廠實際計算空載附加損耗：工廠實際計算空載附加損耗： 實驗數據；實驗數據； 用基本鐵耗取大一點用基本鐵耗取大一點 計算計算 ak齒：齒： 310tFetaFetMpkP軛： 310jFejaFejMpkP5.4 5.4 電氣損耗電氣損耗 一、繞組中的電氣損耗一、繞組中的電氣損耗 3210)(xxcuRIp交流交流m相：相： 3210RmIpcuR是換算到基準工作溫度的繞組直流電阻是換算到基準工

20、作溫度的繞組直流電阻二、電刷接觸損耗二、電刷接觸損耗 3()10:0.3:1cbbbbpu IuVuV一個極下對金屬石墨電刷對碳-石墨、石墨及電化石墨電刷5.4 5.4 電氣損耗電氣損耗 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 一、負載時附加損耗產生的原因一、負載時附加損耗產生的原因 1 1、電機帶上負載后，繞組中通以電流，環(huán)繞著繞組存在漏磁場。、電機帶上負載后，繞組中通以電流，環(huán)繞著繞組存在漏磁場。漏磁場在繞組中附近所有的金屬附件中產生渦流損耗；漏磁場在繞組中附近所有的金屬附件中產生渦流損耗； 2 2、定子和轉子繞組在氣隙的諧波磁勢所產生的諧波磁場以不同的、定子和轉子繞組在氣隙

21、的諧波磁勢所產生的諧波磁場以不同的速度相對轉子和定子運動，在鐵心中和鼠籠繞組中產生渦流附加損耗速度相對轉子和定子運動，在鐵心中和鼠籠繞組中產生渦流附加損耗。 負載時附加損耗一般難于精確計算，在中小型電機里，通常以額負載時附加損耗一般難于精確計算，在中小型電機里，通常以額定功率的百分之幾大約估算。定功率的百分之幾大約估算。 二、凸極同步電機負載時的附加損耗二、凸極同步電機負載時的附加損耗 由額定負載電流引起的同步電機的附加損耗，約等于短路試驗（電由額定負載電流引起的同步電機的附加損耗，約等于短路試驗（電樞電流為額定值、轉子堵轉）時的附加損耗，所以又叫短路附加損耗。樞電流為額定值、轉子堵轉）時的附

22、加損耗，所以又叫短路附加損耗。5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 短路時由于漏磁場在定子繞組中引起的附加損耗短路時由于漏磁場在定子繞組中引起的附加損耗 短路時由于漏磁場在金屬部件中引起的附加損耗短路時由于漏磁場在金屬部件中引起的附加損耗短路附加損短路附加損 定子諧波在轉子表面引起表面損耗定子諧波在轉子表面引起表面損耗 磁場的三次諧波在定子齒產生的附加損耗磁場的三次諧波在定子齒產生的附加損耗 二、凸極同步電機負載時的附加損耗二、凸極同步電機負載時的附加損耗 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 （由于凸極同步電機氣隙的不均勻，轉子勵磁磁勢及電樞反應磁勢的基波分（

23、由于凸極同步電機氣隙的不均勻，轉子勵磁磁勢及電樞反應磁勢的基波分量均會在氣隙里產生量均會在氣隙里產生3次諧波磁場。）次諧波磁場。） 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 （一）短路時由于漏磁場在定子繞組中引起的附加損耗（一）短路時由于漏磁場在定子繞組中引起的附加損耗 短路短路 漏磁場漏磁場 定子繞組擠流定子繞組擠流 增加的這個電阻上的損耗增加的這個電阻上的損耗 直流電阻：直流電阻： RmIpcu2 交流電阻：交流電阻： 22cupFpmI RmI K RFK繞組電阻增加系數繞組電阻增加系數 附加損耗：附加損耗： (1)cuadFcupKp5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載

24、時的附加損耗 （二）短路時漏磁場在定子繞組端部附近的金屬部件中產生的附加損耗（二）短路時漏磁場在定子繞組端部附近的金屬部件中產生的附加損耗 按經驗公式計算：按經驗公式計算： 31121102.515( )( )35()501.15()10icciplcmDmpAfpDpAp極距定子內徑損耗系數定子電負荷（三）定子繞組磁勢諧波在轉子磁極表面引起的表面損耗（三）定子繞組磁勢諧波在轉子磁極表面引起的表面損耗 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 :,:,IF基波磁勢相帶諧波磁勢 由于相帶存在 使沿電樞圓周邊分布的導體中電流因屬于不同相而大小不一，諧波磁勢以致磁勢曲線在相帶相鄰處發(fā)生突

25、變齒諧波磁勢 由于導體不均勻分布在電樞表面 而集中在一個槽中心而產生的1 1、定子相帶諧波磁勢在磁極表面產生的附加損耗、定子相帶諧波磁勢在磁極表面產生的附加損耗 （1 1）一般根據工廠經驗公式計算：）一般根據工廠經驗公式計算： 3021.5000*22310() ()2.1()1pFepadFepkpq SkWqk B tZnk xppq k空載磁極表面損耗*(5 3)adxk縱軸電樞反應電抗標么值系數 表12pkZqmp短距系數5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 a)各相導體在槽中的分布情況各相導體在槽中的分布情況 b)

26、 磁勢曲線及其分解。其中磁勢曲線及其分解。其中階梯形曲線表示當階梯形曲線表示當A相電流達最大值時的三相合成磁勢曲線相電流達最大值時的三相合成磁勢曲線 c)齒諧波磁勢曲線齒諧波磁勢曲線 d)相帶諧波磁勢曲線相帶諧波磁勢曲線 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 （2 2）相帶諧波損耗與哪些因素有關？）相帶諧波損耗與哪些因素有關？ a) a) 與短距系數與短距系數有關。當有關。當=0.8 =0.8 相帶諧波中的較低次分量（相帶諧波中的較低次分量（5 5次及次及7 7次）因繞組短距而被大大削弱次）因繞組短距而被大大削弱 采用短距繞組可以降低轉子表面損耗。采用短距繞組可以降低轉子表面損

27、耗。 c) 與與 有關。諧波磁勢有關。諧波磁勢諧波磁通是經過氣隙而與轉子交鏈的諧波磁通是經過氣隙而與轉子交鏈的相相對氣隙大對氣隙大磁阻越小磁阻越小同樣磁勢同樣磁勢磁通大磁通大損耗大。損耗大。 b) b) 表面損耗還與電負荷有關。表面損耗還與電負荷有關。 ， ，諧波磁勢大，損耗，諧波磁勢大，損耗大。大。 1AI2 2、定子齒諧波磁勢在磁極表面產生的附加損耗、定子齒諧波磁勢在磁極表面產生的附加損耗 （1 1）一般工廠計算方法：）一般工廠計算方法： 1maxmaxmaxmax2*302121.5000:10.3:1.50.2:22.0210(1)() ()adpFepFeptkZkkkkpXpkpp

28、q SkWZ kqk B tZn定子槽數比例系數極尖處氣隙極靴中心處氣隙空載磁極表面損耗推導公式：推導公式： 4221.52211001220.25()60ptkkeftZ npk AAk k5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 2 2、定子齒諧波磁勢在磁極表面產生的附加損耗、定子齒諧波磁勢在磁極表面產生的附加損耗 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 （2 2）與哪些因素有關？）與哪些因素有關？ a a) ) 與與 值有關。值有關。 ，齒諧波磁勢，齒諧波磁勢，表面損耗，表面損耗（ 有關）。有關）。 b) b) 與與 有關。有關。 ， ，諧波磁勢大，損耗大。，諧

29、波磁勢大，損耗大。 c) c) 與與 有關。有關。 1q1q1A1AI41t（四）短路電流為額定值時磁場的三次諧波在定子齒中產生的附加損耗（四）短路電流為額定值時磁場的三次諧波在定子齒中產生的附加損耗 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 （1 1） 凸極機氣隙不均勻，轉子勵磁磁勢與電樞反應磁勢的基波凸極機氣隙不均勻，轉子勵磁磁勢與電樞反應磁勢的基波分量均在氣隙中產生分量均在氣隙中產生3次諧波磁場。短路時，定、轉子次諧波磁場。短路時，定、轉子3次諧波磁場互次諧波磁場互相疊加。相疊加。 凸極同步電機的三次諧波磁場凸極同步電機的三次諧波磁場a) 直軸電樞反應磁場曲線直軸電樞反應磁場

30、曲線 b)勵磁磁場曲線勵磁磁場曲線5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 （2 2）計算：）計算： 5341011501050*313133)10.7()101,50(1.27)3(5 11 ,tttttmtddadtmdbppBGkWGpBfBAXA XBBAAa 定子齒重量單位質量損耗空載額定電壓時定子齒平均磁密磁極 次諧波磁場系數電樞反應諧波磁場系數 查圖5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 （3 3）與哪些因素有關：）與哪些因素有關： 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 盡量使勵磁磁勢分布接近正弦，電樞反應磁勢盡量使勵磁磁勢分布接近正弦，

31、電樞反應磁勢。 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 三、異步機負載時的附加損耗三、異步機負載時的附加損耗 1 1、影響：、影響： 異步機負載時的附加損耗不進行詳細計算，一般按異步機負載時的附加損耗不進行詳細計算，一般按0.5%Pe計計算，這是很不精確的。對于采用壓力鑄鋁工藝的小型異步機，達算，這是很不精確的。對于采用壓力鑄鋁工藝的小型異步機，達2-3%，有的甚至達，有的甚至達4-5%。該損耗對電機的經濟性、啟動性能影響很。該損耗對電機的經濟性、啟動性能影響很大，造成溫升過高。大，造成溫升過高。 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 三、異步機負載時的附加損耗三

32、、異步機負載時的附加損耗 2 2、籠型轉子異步電機附加損耗包括哪幾部分、籠型轉子異步電機附加損耗包括哪幾部分： 定子繞組的漏磁場在繞組內及端部附近金屬部件中產生的附加損耗；定子繞組的漏磁場在繞組內及端部附近金屬部件中產生的附加損耗； 定子磁勢諧波產生的磁場在轉子繞組中感應電流引起的附加損耗；定子磁勢諧波產生的磁場在轉子繞組中感應電流引起的附加損耗； 定子磁勢諧波產生的磁場在轉子鐵心表面引起的表面損耗，忽略脈振定子磁勢諧波產生的磁場在轉子鐵心表面引起的表面損耗，忽略脈振損耗；損耗；沒有槽絕緣的鑄鋁轉子中，由泄漏電流產生的損耗。沒有槽絕緣的鑄鋁轉子中，由泄漏電流產生的損耗。 5 5. .5 5 負

33、載時的附加損耗負載時的附加損耗 （一）在直槽的情況下，由定子磁勢諧波在籠型轉子內產生的附加損耗（一）在直槽的情況下，由定子磁勢諧波在籠型轉子內產生的附加損耗 定子諧波磁勢定子諧波磁勢 相帶磁勢相帶磁勢 齒磁勢齒磁勢 2122422212124IRZKKNmpdpZmZRImCp22112122221(),5 12,dpZmIRKKRZCZ定子相電流轉子導條交流電阻假設轉子繞組對 次諧波的繞組系數定子諧波繞組系數折算到定子邊的轉子導條交流電阻 對應于一階齒諧波頻率損耗系數由圖查 與有關1、5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 2、與哪些因素有關：、與哪些因素有關： 與定子繞組諧波

34、繞組系數與定子繞組諧波繞組系數 ，轉子繞組假想繞組系數，轉子繞組假想繞組系數 有關。有關。 dpK2K與諧波次數有關；與諧波次數有關； 2422,dpKKp與定轉子槽數比值有關；與定轉子槽數比值有關； 一般采用近槽配合。一般采用近槽配合。 , 1212ZpZZ與轉子槽數有關；與轉子槽數有關； 少槽。少槽。 2122,0.75,ZZZppp5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 （二）斜槽情況下，如導條未絕緣，由定子磁勢諧波在轉子中產生的損耗（二）斜槽情況下，如導條未絕緣，由定子磁勢諧波在轉子中產生的損耗 222411222221224,0,0()dpskZZm N KKpR I

35、kZep相帶諧波磁勢斜槽系數導條絕緣很好斜槽齒諧波磁勢如斜一齒距導條絕緣不好橫向電流損耗 決定于導條與鐵心間的接觸電阻（三）降低異步電動機負載附加損耗的措施（三）降低異步電動機負載附加損耗的措施 5 5. .5 5 負載時的附加損耗負載時的附加損耗 節(jié)能節(jié)能 損耗損耗附加損耗附加損耗 采用諧波含量較少的各種定子繞組型式（雙層短距分布、單雙層、采用諧波含量較少的各種定子繞組型式（雙層短距分布、單雙層、正弦、正弦、-Y混合）混合）諧波磁勢諧波磁勢 損耗損耗； 采用少槽近槽配合；采用少槽近槽配合； 采用斜槽，增大導條與鐵心間接觸電阻；采用斜槽，增大導條與鐵心間接觸電阻； 適當增大氣隙；適當增大氣隙；

36、 采用磁性槽楔或閉口槽。采用磁性槽楔或閉口槽。 5 5. .6 6 機械損耗機械損耗 軸承摩擦損耗軸承摩擦損耗與摩擦面上壓力、摩擦系數及相對運動速度有關與摩擦面上壓力、摩擦系數及相對運動速度有關 電刷摩擦損耗電刷摩擦損耗與速度有關與速度有關 通風損耗通風損耗與電機結構、風扇型式、通風系統(tǒng)中的風阻速度有關與電機結構、風扇型式、通風系統(tǒng)中的風阻速度有關 機械損耗機械損耗 機械損耗也難以準確計算，一般以已制好的試驗數據估取，或按機械損耗也難以準確計算，一般以已制好的試驗數據估取，或按經驗公式估算。經驗公式估算。 一、軸承摩擦損耗一、軸承摩擦損耗 5 5. .6 6 機械損耗機械損耗 滑動軸承的摩擦損耗：滑動軸承的摩擦損耗： 22501.51350( /)( )( )50( 0.015 0.02/)( / )502.3(1)10jjjjjjjjjfjpN mdmlmN s mvm sdplp dvkWl軸頸投影面上的壓力或壓強軸頸直徑軸頸長度工作溫度度時油的粘度軸頸的圓周速度5 5. .6 6 機械損耗機械損耗 滾動軸承的摩擦損耗：滾動軸承的摩擦損耗： 80.1510( )( )( / )fFpvkWFNddmvm s