第二章電機(jī)主要參數(shù)

第二章電機(jī)的主要參數(shù)之間的關(guān)系、什么是主要尺寸？電機(jī)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(jī)的電磁過程主要是在氣隙中進(jìn)行的，其能量形式的轉(zhuǎn)換則是通過“氣隙主磁通”進(jìn)行的。因此主要尺寸就必定與氣隙有密切關(guān)系。實(shí)踐證明，靠近氣隙的電樞直徑（D）與鐵心有效長度（lef）是電機(jī)的主要尺寸，而氣隙可以說是第三個(gè)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(dòng)。

鐵心尺寸

繞組尺寸

其它尺寸大體確定電機(jī)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(jī)矢量確定

結(jié)構(gòu)部件尺寸

電樞直徑D：交流電機(jī)（定子內(nèi)徑）直流電機(jī)（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(fù)荷→確定主要尺寸；2．電磁負(fù)荷的選擇；3．確定主要尺寸的一般方法電機(jī)常數(shù)：?jiǎn)挝挥?jì)算轉(zhuǎn)矩所耗用的有效材料的體積。電樞繞組的相電勢(shì)為：電機(jī)常數(shù)推導(dǎo)過程（直流電機(jī)）KA表示單位體積有效材料所能產(chǎn)生的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。它的大小反應(yīng)了電機(jī)材料的利用率，通常稱之為利用系數(shù)。電機(jī)計(jì)算功率的計(jì)算電機(jī)常數(shù)主要結(jié)論2.2電機(jī)中的幾何相似定律案例：有二臺(tái)電機(jī)，容量均為1.1Kw，轉(zhuǎn)速為1450r/min，對(duì)比另一臺(tái)電機(jī)容量為2.2Kw，轉(zhuǎn)速也為1450r/min，問從經(jīng)濟(jì)因素考慮，應(yīng)選擇二臺(tái)容量較小的電機(jī)還是選擇總?cè)萘肯嗤囊慌_(tái)電機(jī)？

該式表明，隨著單機(jī)容量增大，其有效材料的利用率均將提高。結(jié)論：對(duì)于幾何形狀相似的電機(jī)，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(jī)容量的增大，有效材料的利用率將提高。2.3電磁負(fù)荷的選擇電磁負(fù)荷對(duì)電機(jī)性能和經(jīng)濟(jì)性的影響(一）線負(fù)荷A較高，氣隙磁密Bδ不變1、電機(jī)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?。?、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(jī)溫升→AJ熱負(fù)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(jī)參數(shù)和電機(jī)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(biāo)么值1） 異步電機(jī)：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩↓，最大轉(zhuǎn)矩↓，啟動(dòng)電流↓；2） 同步電機(jī)：電壓變化率↑，短路電流↓，短路比↓，穩(wěn)定度↓；3） 直流電機(jī)：換向惡化，換向時(shí)電抗電勢(shì)和電樞反應(yīng)電勢(shì)影響換向電流的變化。（二）氣隙磁密Bδ較高，線負(fù)荷A不變1、電機(jī)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(jī)性能。基本鐵耗=鐵心質(zhì)量×比損耗（單位質(zhì)量鐵心中損耗）a)b)線負(fù)荷A和氣隙磁密Bδ的選擇1、電機(jī)所選用的絕緣材料的等級(jí)越高，電機(jī)允許的溫升也就越高。電磁負(fù)荷A、Bδ可選高些。2、電機(jī)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(fù)荷可選高些。3、電機(jī)的通風(fēng)冷卻條件好，則電磁負(fù)荷可選高些。2.4電機(jī)主要尺寸比的選擇1、選擇了A和Bδ2、初步確定電機(jī)的D2lef3、引入一個(gè)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(jī)械強(qiáng)度；4）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；2.1電機(jī)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(jī)的身材身高:鐵心的軸向長度

L電機(jī)的身材1、電機(jī)將較細(xì)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(jī)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(jī)械損耗也因直徑的變小而減小。因此電機(jī)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(jī)細(xì)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(jī)細(xì)長，則鐵心沖片數(shù)目增多，沖片加工與鐵心疊壓工時(shí)增加；因鐵心直徑較小，嵌線難度增大，嵌線工時(shí)增多。6、電機(jī)細(xì)長，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，對(duì)于要求頻繁起動(dòng)運(yùn)行的電機(jī)是有利的。電機(jī)λ值的范圍1）感應(yīng)電機(jī)即異步電機(jī)通常λ=0.4~1.5，對(duì)大型感應(yīng)電機(jī)則為λ=1~3.5，2）同步電機(jī)對(duì)于凸極同步電機(jī)，通常，中小型同步電機(jī)的λ=0.6~2.5，其上限為多極電機(jī)。對(duì)于高速或大型同步電機(jī)，由于轉(zhuǎn)子材料機(jī)械強(qiáng)度的限制，λ值選得較高，達(dá)3~4。3）直流電機(jī)通常，中小型直流電機(jī)的λ=0.6~1.2，大型直流電機(jī)的λ=1.25~2.5確定主要尺寸的一般方法2.5系列電機(jī)及其設(shè)計(jì)特點(diǎn)1．系列電機(jī)——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(jī)。2． 系列電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)① 由此減少材料與工設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)、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(jī)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(jìn)行部分改動(dòng)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(dòng)機(jī)，KFT系列電梯電機(jī)；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(dòng)機(jī)。Frame

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B3Don’tforgetityouwillhearitagain100mmdistance

betweenholes4． 系列電機(jī)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)①功率等級(jí)的確定要根據(jù)用戶的要求、選用的方便、經(jīng)濟(jì)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(jí)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(gè)功率等級(jí)數(shù)目的確定，而且對(duì)系列電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性有很重要的影響。② 安裝尺寸的確定及功率等級(jí)與安裝尺寸的對(duì)應(yīng)關(guān)系。電機(jī)的安裝尺寸是指電機(jī)與配套機(jī)械進(jìn)行安裝時(shí)的有關(guān)尺寸，系列電機(jī)的安裝尺寸一般按軸中心高分級(jí)，它的確定必須綜合考慮配套機(jī)械和電機(jī)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(duì)端蓋式軸承的電機(jī)，確定功率等級(jí)與安裝尺寸的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，主要是確定功率等級(jí)與軸中心高的對(duì)應(yīng)關(guān)系。