第二章電機主要參數(shù)

第二章電機的主要參數(shù)之間的關(guān)系、什么是主要尺寸？電機的幾何尺寸很多，有鐵心尺寸、繞組尺寸、外形尺寸、安裝尺寸，其它各種結(jié)構(gòu)部件的尺寸。但是究竟哪些是主要尺寸：電機的電磁過程主要是在氣隙中進行的，其能量形式的轉(zhuǎn)換則是通過“氣隙主磁通”進行的。因此主要尺寸就必定與氣隙有密切關(guān)系。實踐證明，靠近氣隙的電樞直徑（D）與鐵心有效長度（lef）是電機的主要尺寸，而氣隙可以說是第三個尺寸。從幾何角度看，這些尺寸一經(jīng)確定了，其它尺寸就大體上確定了，而且不少電磁性能也就基本上為它們左右或稍許變動。

鐵心尺寸

繞組尺寸

其它尺寸大體確定電機的幾何尺寸

外形尺寸

主要尺寸

不少電磁性能變化不大

安裝尺寸

（D、lef、δ）電機矢量確定

結(jié)構(gòu)部件尺寸

電樞直徑D：交流電機（定子內(nèi)徑）直流電機（轉(zhuǎn)子外徑）二、 本章研究內(nèi)容1．確定主要尺寸依據(jù)的基本關(guān)系式→選擇電磁負荷→確定主要尺寸；2．電磁負荷的選擇；3．確定主要尺寸的一般方法電機常數(shù)：單位計算轉(zhuǎn)矩所耗用的有效材料的體積。電樞繞組的相電勢為：電機常數(shù)推導(dǎo)過程（直流電機）KA表示單位體積有效材料所能產(chǎn)生的計算轉(zhuǎn)矩。它的大小反應(yīng)了電機材料的利用率，通常稱之為利用系數(shù)。電機計算功率的計算電機常數(shù)主要結(jié)論2.2電機中的幾何相似定律案例：有二臺電機，容量均為1.1Kw，轉(zhuǎn)速為1450r/min，對比另一臺電機容量為2.2Kw，轉(zhuǎn)速也為1450r/min，問從經(jīng)濟因素考慮，應(yīng)選擇二臺容量較小的電機還是選擇總?cè)萘肯嗤囊慌_電機？

該式表明，隨著單機容量增大，其有效材料的利用率均將提高。結(jié)論：對于幾何形狀相似的電機，單位功率所需的有效材料與功率的1/4次方正反比。即隨著單機容量的增大，有效材料的利用率將提高。2.3電磁負荷的選擇電磁負荷對電機性能和經(jīng)濟性的影響(一）線負荷A較高，氣隙磁密Bδ不變1、電機尺寸和體積減小，可節(jié)省硅鋼片材料；2、由于Bδ一定，以及鐵心重量減輕，鐵耗也隨之減??；3、繞組的用銅量增加；4.增大了電樞單位表面上的銅（鋁）耗，使繞組溫升增大∵繞組有效部分（即槽內(nèi)部分）的銅耗為：電樞表面的銅（鋁）耗為：電機溫升→AJ熱負荷的大小→溫升不超過一定限度→AJ不能超過一定限度→A↑，J↓→銅量↑（）5.改變了電機參數(shù)和電機特性。由后面4-3可知交流繞組的電抗（互感電抗或漏電抗）的標么值1） 異步電機：啟動轉(zhuǎn)矩↓，最大轉(zhuǎn)矩↓，啟動電流↓；2） 同步電機：電壓變化率↑，短路電流↓，短路比↓，穩(wěn)定度↓；3） 直流電機：換向惡化，換向時電抗電勢和電樞反應(yīng)電勢影響換向電流的變化。（二）氣隙磁密Bδ較高，線負荷A不變1、電機尺寸和體積減小，可節(jié)省硅鋼片材料；2、使電樞基本鐵耗增大；3、氣隙磁位降和磁路的飽和度增加；4、影響電氣參數(shù)與電機性能?；捐F耗=鐵心質(zhì)量×比損耗（單位質(zhì)量鐵心中損耗）a)b)線負荷A和氣隙磁密Bδ的選擇1、電機所選用的絕緣材料的等級越高，電機允許的溫升也就越高。電磁負荷A、Bδ可選高些。2、電機所選用的導(dǎo)磁材料（硅鋼片）及導(dǎo)電材料性能好，則電磁負荷可選高些。3、電機的通風(fēng)冷卻條件好，則電磁負荷可選高些。2.4電機主要尺寸比的選擇1、選擇了A和Bδ2、初步確定電機的D2lef3、引入一個尺寸比的系數(shù)：1）參數(shù)與溫升；2）節(jié)約用銅量；3）轉(zhuǎn)子機械強度；4）轉(zhuǎn)動慣量；2.1電機的身材03二月2023三圍：定子外徑D1定子內(nèi)徑D2轉(zhuǎn)子外徑d1電機的身材身高:鐵心的軸向長度

L電機的身材1、電機將較細長。好處是繞組的端部變得較短，端部用銅量相應(yīng)減少，可提高繞組的銅的利用率。因此單位功率材料消耗較少，成本較低。2、電機體積未變，因而鐵的重量不變，在同一磁密下的基本鐵耗不變。但是附加鐵耗有所下降，機械損耗也因直徑的變小而減小。因此電機總損耗下降，效率提高。3、繞組端部較短，因此端部漏抗減小。4、由于電機細長，通風(fēng)散熱條件變差，從而導(dǎo)致軸向溫度分布不均勻度加大。5、電機細長，則鐵心沖片數(shù)目增多，沖片加工與鐵心疊壓工時增加；因鐵心直徑較小，嵌線難度增大，嵌線工時增多。6、電機細長，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量減小，對于要求頻繁起動運行的電機是有利的。電機λ值的范圍1）感應(yīng)電機即異步電機通常λ=0.4~1.5，對大型感應(yīng)電機則為λ=1~3.5，2）同步電機對于凸極同步電機，通常，中小型同步電機的λ=0.6~2.5，其上限為多極電機。對于高速或大型同步電機，由于轉(zhuǎn)子材料機械強度的限制，λ值選得較高，達3~4。3）直流電機通常，中小型直流電機的λ=0.6~1.2，大型直流電機的λ=1.25~2.5確定主要尺寸的一般方法2.5系列電機及其設(shè)計特點1．系列電機——就是指技術(shù)要求、應(yīng)用范圍、結(jié)構(gòu)型式、冷卻方式、生產(chǎn)工藝基本上相同，功率及安裝尺寸按一定規(guī)律遞增，零部件通用性很高的一系列電機。2． 系列電機的優(yōu)點① 由此減少材料與工設(shè)計時，消耗、降低成本：由于它們的生產(chǎn)工藝過程與另部件型式相同，可以充分利用沖模、模具、量具、卡具等工藝裝配；② 縮短生產(chǎn)周期：由于充分利用了原有的工模具等工藝裝配圖紙等條件；③ 可以減少設(shè)計、制造、使用、維修方面的許多工作；④ 可以騰出手來提高產(chǎn)品的質(zhì)量。3．系列電機的分類①基本系列：使用面廣，生產(chǎn)量大的一般用途的系列如Y、Y2系列；②派生系列：適按使用的不同要求進行部分改動而由基本系列派生出來的系列，它與基本系列有較多的通用性如YD三相多速異步電動機，KFT系列電梯電機；③專用系列：適用某種特殊條件但使用面很窄的系列如JG2輥道電動機。Frame

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betweenholes4． 系列電機設(shè)計的特點①功率等級的確定要根據(jù)用戶的要求、選用的方便、經(jīng)濟性等多方面全面綜合分析來確定。（功率按一定規(guī)律遞增）同一系列中相鄰兩功率等級之比（大功率比小功率），稱功率遞增系數(shù)或容量遞增系數(shù)，其數(shù)值直接影響到整個功率等級數(shù)目的確定，而且對系列電機的經(jīng)濟性有很重要的影響。② 安裝尺寸的確定及功率等級與安裝尺寸的對應(yīng)關(guān)系。電機的安裝尺寸是指電機與配套機械進行安裝時的有關(guān)尺寸，系列電機的安裝尺寸一般按軸中心高分級，它的確定必須綜合考慮配套機械和電機本身的具體情況，原則上是按優(yōu)先數(shù)系遞增。安裝尺寸是軸中心高，對端蓋式軸承的電機，確定功率等級與安裝尺寸的對應(yīng)關(guān)系時，主要是確定功率等級與軸中心高的對應(yīng)關(guān)系。