电机设计第三章

1、第第3章章 磁路计算磁路计算 n概述n空气隙磁压降的计算n齿部磁压降的计算n轭部磁压降的计算n磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算n励磁电流和空载特性计算3.1 3.1 概述概述 磁路计算的目的磁路计算的目的 在于确定电机中感应一定电势所对应的主磁场所必需的磁化力在于确定电机中感应一定电势所对应的主磁场所必需的磁化力或励磁磁动势，进而计算励磁电流及电机的空载特性，校核电或励磁磁动势，进而计算励磁电流及电机的空载特性，校核电机各部分磁密选择得是否合适，确定一部分有关尺寸。机各部分磁密选择得是否合适，确定一部分有关尺寸。(4)0()()0000EEKKfNNm dpFFif iEf ifffN ，或 校

2、核电机各部分磁密选择得是否合适；校核电机各部分磁密选择得是否合适； 确定一部分有关尺寸。确定一部分有关尺寸。 3.1 3.1 概述概述 磁路计算所依据的基本原理磁路计算所依据的基本原理 （安培环路定律）全电流定律（安培环路定律）全电流定律 il dH 积分路径：积分路径：积分路径是沿着积分路径是沿着磁场强度矢量取向（即沿磁力线）磁场强度矢量取向（即沿磁力线） 选择通过一对极的中心线构选择通过一对极的中心线构成闭合回路；成闭合回路； dlHl dH 包围的电流包围的电流： 是回路是回路所包围的全电流，即每对极所包围的全电流，即每对极的励磁磁势。的励磁磁势。 i3.1 3.1 概述概述 电机设计中

3、磁路计算的一般步骤电机设计中磁路计算的一般步骤 为简化计算，通常把电机各部分磁场分成等值的各为简化计算，通常把电机各部分磁场分成等值的各段磁路。所谓等值的磁路是指各段磁路上的磁位降等于磁场段磁路。所谓等值的磁路是指各段磁路上的磁位降等于磁场内对应点之间的磁位降，并认为各段中磁通沿截面均匀分布内对应点之间的磁位降，并认为各段中磁通沿截面均匀分布，各该段的磁场强度保持为恒值。，各该段的磁场强度保持为恒值。 2211jjmmjjttLHLHLHLHLHdlHl dH3.1 3.1 概述概述 由于电机中一对极磁路中两个极的磁路情况相似，所以只需计由于电机中一对极磁路中两个极的磁路情况相似，所以只需计算

4、半条回路上的各段磁位降，它们的总和就等于每极的励磁磁势。算半条回路上的各段磁位降，它们的总和就等于每极的励磁磁势。以下叙述磁位降或磁势均为每极的。以下叙述磁位降或磁势均为每极的。 步骤：步骤： 0FHLHSBEu3.1 3.1 概述概述 电机中常用的磁性材料电机中常用的磁性材料 (1 3%),(.5%),热轧硅钢片含硅量比损耗小导磁性好 平整度高冷轧无硅钢片 含硅量以下价格低 导磁导热 焊接性能好电枢铁心涂漆的硅钢片磁极 极轭低碳钢板 结构钢 低合金钢凸极同步机整块磁极锻钢直流机极轭铸钢3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 计算方法是：计算方法是： LHFHSBEu1 1、每极

5、磁通的确定、每极磁通的确定 直流电机中：直流电机中： aNpnEnapNEaaaa6060交流电机中：交流电机中： fNKKEfNKKEdpNmdpNm443.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 2 2、确定气隙最大的磁密、确定气隙最大的磁密 efpefplBlBSB3 3、确定气隙磁场强度（极中心线处的气隙磁场强度）、确定气隙磁场强度（极中心线处的气隙磁场强度） 600108 . 0BBHHB3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 4 4、确定气隙磁位降、确定气隙磁位降 HkkHLHF是单边气隙径向长度（是单边气隙径向长度（m） 是气隙系数，因槽口影响使气隙磁阻增

6、加而引入的系数是气隙系数，因槽口影响使气隙磁阻增加而引入的系数。 k3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 下面要解决下面要解决 、 、 如何确定：如何确定： peflk计算极弧系数的确定计算极弧系数的确定 的物理意义的物理意义 p22pefeflB x dxBl 221avpB x dxBBBbpp距之比表示极弧计算长度与极（1）（2）3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 下面要解决下面要解决 、 、 如何确定：如何确定： peflk计算极弧系数的确定计算极弧系数的确定 大小的决定大小的决定 p)(xB 计算极弧系数的大小决定气隙磁密计算极弧系数的大小决定气隙磁

7、密 形状，因而它决定于形状，因而它决定于励磁磁势分布曲线的形状、气隙的均匀程度及磁路饱和程度。励磁磁势分布曲线的形状、气隙的均匀程度及磁路饱和程度。 如：如： 是正弦分布，是正弦分布， 均匀，磁路不饱和均匀，磁路不饱和pF 则则 是正弦，是正弦， 磁路越饱和，磁路越饱和， 越平，越平， 越大，越大， 越大越大 )(xB637. 02p)(xBavBp3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 计算极弧系数的确定计算极弧系数的确定 （一）直流电机（一）直流电机 的确定的确定 p均匀气隙：均匀气隙： bpp极弧实际长度pppbbb2应计及极靴尖处的边缘效23.2 3.2 空气隙磁压降的计

8、算空气隙磁压降的计算 计算极弧系数的确定计算极弧系数的确定 （一）直流电机（一）直流电机 的确定的确定 p不均匀气隙不均匀气隙 削角极弧削角极弧 )(两侧边缘效应削弱ppbbpppbb 偏心气隙极弧偏心气隙极弧 ppbb 时3max但计算但计算 时要用：时要用： Fmax0.750.25()eqppb等效气隙长3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 计算极弧系数的确定计算极弧系数的确定 （二）异步电机（二）异步电机 的确定的确定 p 一般异步电机气隙较小，由于磁路钢部分的饱和，气隙磁场已不是一般异步电机气隙较小，由于磁路钢部分的饱和，气隙磁场已不是正弦波，而是比较扃平形状。此时正

9、弦波，而是比较扃平形状。此时 比正弦分布大，比正弦分布大， 。 决定定子齿及转子齿的饱和程度。齿部越饱和，气隙磁场波形愈平，决定定子齿及转子齿的饱和程度。齿部越饱和，气隙磁场波形愈平， 愈大，异步机由下面决定。愈大，异步机由下面决定。avB637. 0ppp3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 计算极弧系数的确定计算极弧系数的确定 （二）异步电机（二）异步电机 的确定的确定 p1 1、确定饱和系数、确定饱和系数 12ttsFFFKF121.15 1.45,()1%sttsssKF FFKKK初选2 2、由、由 与与 关系曲线找到关系曲线找到 ppsK(),()( ),1.11,

10、Kspf KKBpsspavKf KB xKKBssNMNMav磁路越饱和越大越大正弦分布pefBl 12,ttF FF12ttsFFFKF()1%ssKK sK初选 由由 与与 关系曲线找到关系曲线找到 ppsK？否否3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 计算极弧系数的确定计算极弧系数的确定 （三）凸极同步电机的（三）凸极同步电机的 p 凸极同步电机采用集中励磁绕组，励磁磁势在空间分布是矩形。凸极同步电机采用集中励磁绕组，励磁磁势在空间分布是矩形。如略去钢中磁位降，如略去钢中磁位降， 的空间分布也为矩形。一般力图使的空间分布也为矩形。一般力图使 为正为正弦分布，气隙本应做成正

11、弦分布。弦分布，气隙本应做成正弦分布。F)(xB10001( )cos( )( )( )cosFB xBxH xxFBBxx:,( )max21.5maxcos2(.55 0.75) )bpxxbpxbp一般 当一般选取3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 电枢或气隙的轴向计算长度电枢或气隙的轴向计算长度 efl 在计算空气隙磁密最大值时，用的是电枢或气隙的轴向计算长度在计算空气隙磁密最大值时，用的是电枢或气隙的轴向计算长度 ，而不是铁心的总长度而不是铁心的总长度 。 efltlefpefplBlBSB3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 电枢或气隙的轴向计算长

12、度电枢或气隙的轴向计算长度 efl为什么用为什么用 而不用而不用 ：（沿轴向磁场分布不均匀，为什么？）：（沿轴向磁场分布不均匀，为什么？） efltl （1 1）边缘效应的影响：主磁通不仅在铁心总长）边缘效应的影响：主磁通不仅在铁心总长的范围穿过空气的范围穿过空气隙，而且有一小部分从定、转子端面进入，这种现象称为边缘效应。隙，而且有一小部分从定、转子端面进入，这种现象称为边缘效应。 （2） 径向通风道的影响径向通风道的影响 （3） 在实际上，定、转子都具有径向通风，气隙磁场沿轴向分在实际上，定、转子都具有径向通风，气隙磁场沿轴向分布不均匀；由于径向通风道没有钢片，磁通较少，因此也不能用。布不均

13、匀；由于径向通风道没有钢片，磁通较少，因此也不能用。 3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 电枢或气隙的轴向计算长度电枢或气隙的轴向计算长度 efl的物理意义：的物理意义： efl 由于边缘效应和径向通风沟的影响，使气隙磁场沿轴向分布不由于边缘效应和径向通风沟的影响，使气隙磁场沿轴向分布不均匀，在铁心中磁密大，在通风沟及定、转子端部磁密较小。为了均匀，在铁心中磁密大，在通风沟及定、转子端部磁密较小。为了计算方便，从等效磁道的观点出发，引入计算长度的概念，即在这计算方便，从等效磁道的观点出发，引入计算长度的概念，即在这个长度内它的磁密为不变。个长度内它的磁密为不变。 无径向通风道

14、电机气隙磁场的轴向分布无径向通风道电机气隙磁场的轴向分布 有径向通风道电机气隙磁场的轴向分布有径向通风道电机气隙磁场的轴向分布 3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 电枢或气隙的轴向计算长度电枢或气隙的轴向计算长度 efl计算方法计算方法 （1 1） 边缘效应的影响（无径向通风沟）边缘效应的影响（无径向通风沟）如考虑边缘效应，经过作图和分析证明：如考虑边缘效应，经过作图和分析证明：如不考虑边缘效应（如直流电机设计），则：如不考虑边缘效应（如直流电机设计），则： 2teflltefll3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 电枢或气隙的轴向计算长度电枢或气隙的轴向计

15、算长度 efl计算方法计算方法 （2 2）通风道的影响）通风道的影响 计算长度：计算长度： vvtefbNll铁心中径向通风道数vN径向通风道的宽度vb通风道所损失的长度沿铁心长度因一个径向vb损失长度：损失长度： 25bvbvbv252bvbvbv（3 3）综上所述：）综上所述： vvtefbNll23.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 气隙系数气隙系数 k 在计算气隙磁路长时，引入在计算气隙磁路长时，引入 ， ， 就是由于电就是由于电枢开槽后而引起的气隙系数。枢开槽后而引起的气隙系数。 kkefk为什么引入？为什么引入？ 由于电枢开槽后，使气隙磁导分布不均匀，在齿冠处气隙磁

16、导较由于电枢开槽后，使气隙磁导分布不均匀，在齿冠处气隙磁导较槽口处的磁导大，故较之光滑电枢，磁力线集中于齿冠。因此，在槽口处的磁导大，故较之光滑电枢，磁力线集中于齿冠。因此，在靠近齿冠处的靠近齿冠处的 大于光滑电枢中所得到大于光滑电枢中所得到 的。在同一磁通下，的。在同一磁通下，有槽电枢之气隙磁压降大于无槽电枢的气隙磁压降。考虑这种有槽有槽电枢之气隙磁压降大于无槽电枢的气隙磁压降。考虑这种有槽电枢气隙磁压降的增大，就把气隙由增至电枢气隙磁压降的增大，就把气隙由增至 。maxBBef3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 气隙系数气隙系数 k物理意义：物理意义： 从等效计算气隙磁势

17、的角度上看，把一个有槽的电枢从等效计算气隙磁势的角度上看，把一个有槽的电枢看成为一台无槽电枢，后者的气隙长度为看成为一台无槽电枢，后者的气隙长度为 ，而气隙磁密仍为，而气隙磁密仍为 。 kefkBmaxmaxmmtefttBBBBkkBFF 等效磁势开槽后有槽无槽开槽后开槽后3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 气隙系数气隙系数 k物理意义：物理意义： 从等效磁势观点出发：从等效磁势观点出发： 6maxmax6max0.8100.810efefefFHBFHHkBkBkBk 3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 1）开槽后一个齿距）开槽后一个齿距t内的磁通：内的

18、磁通：一个齿距的最大磁通：一个齿距的最大磁通： 由于开槽后减少的磁通：由于开槽后减少的磁通： 气隙系数气隙系数 k计算方法：计算方法： （1 1）分析法）分析法 10maxSBtBtBmax10SB2) 未开槽时一个齿距未开槽时一个齿距t内的磁通：内的磁通： tB 3）保持同一个主磁通不变：保持同一个主磁通不变： tBSBtB10max3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 气隙系数气隙系数 k计算方法：计算方法： （1 1）分析法）分析法 3）保持同一个主磁通不变：保持同一个主磁通不变： tBSBtB10maxtSBBB10maxmax00 11maxBkBttBtStSBma

19、x00BB 和和 均与均与 、槽口宽、槽口宽 有关有关 01S0b又可表示成：又可表示成： 210004ln 1222bbbtktgt3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 气隙系数气隙系数 k计算方法：计算方法： （1 1）近似公式近似公式 01b半闭口槽和半开口槽半闭口槽和半开口槽 2000)75. 04 . 4()75. 04 . 4(bbtbtk开口槽：开口槽： 2000)55()5(bbtbtk3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 气隙系数气隙系数 k计算方法：计算方法： （3 3）经验公式）经验公式 ):(10101111定子齿宽ZZbbtk定、转子都

20、开槽的话，则定、转子都开槽的话，则 21kkk3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 极轭间残余气隙磁位降的计算极轭间残余气隙磁位降的计算 引入：引入： 由于工艺上的原因及旋转时的离心力作用，凸极同由于工艺上的原因及旋转时的离心力作用，凸极同步电机转子磁极与磁轭的接触面间不可能形成处处密合，步电机转子磁极与磁轭的接触面间不可能形成处处密合，而在局部出现残隙，在磁路计算时可把它看成磁路中附而在局部出现残隙，在磁路计算时可把它看成磁路中附加一均匀等值气隙。加一均匀等值气隙。3.2 3.2 空气隙磁压降的计算空气隙磁压降的计算 极轭间残余气隙磁位降的计算极轭间残余气隙磁位降的计算 计算

21、方法：计算方法： 小型凸极同步机：小型凸极同步机： 42108 . 0310mjl米米 残隙的磁密：残隙的磁密： mmmjblB ：磁极磁通m：极身宽mb残隙引起的磁位降：残隙引起的磁位降： 6108 . 0jjjBF安安有的直接用经验公式：有的直接用经验公式： mjBF5003.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 齿部磁路计算长度每极齿部磁压降ttttttLBHLHtF:（一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密齿磁密 tB 1.81.8T T ：齿部磁路比较饱和，磁导小，主磁齿部磁路比较饱和，磁导小，主磁通大部分由齿通过，但有小部分则经过槽进入轭部。通大部分由齿通过，但有小部分

22、则经过槽进入轭部。 tB3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 因此分析时必须分两种情况来讨论。因此分析时必须分两种情况来讨论。 齿磁密小于齿磁密小于1.8T的场合的场合 通过齿部的磁通通过齿部的磁通 因为齿磁密小于因为齿磁密小于1.8T，齿磁路饱和程度不高，齿部导磁率齿磁路饱和程度不高，齿部导磁率槽部导槽部导磁率。因此可认为在一个齿距范围内的主磁通从空气隙进入铁心表面后，磁率。因此可认为在一个齿距范围内的主磁通从空气隙进入铁心表面后，几乎全部从齿通过。又因为选择的积分路径是通过磁极的中心线，因此要几乎全部从齿通过。又因为选择的积分路径是通过磁极

23、的中心线，因此要计算处于主极中心线上的那个齿内磁密计算处于主极中心线上的那个齿内磁密 。显然这个齿所在地区的空气隙。显然这个齿所在地区的空气隙刚好是最大值刚好是最大值 ， 该处一个齿距的范围内的空气隙磁通为该处一个齿距的范围内的空气隙磁通为 。tBBtlBef3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密小于齿磁密小于1.8T的场合的场合 通过齿部的磁通通过齿部的磁通 slRslRTBmmt08 . 1槽齿槽齿一个齿下的气隙磁通全部由齿通过。 （1）tlBBBefttlBeft（2）3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的

24、计算（一）齿磁密的计算 齿磁密小于齿磁密小于1.8T的场合的场合 齿中的磁密齿中的磁密 tlBSBeftttt)()3/1;(不含通风道铁心长度处齿宽平行槽取靠近最狭的如平行齿取齿宽计算齿宽 ttlbttFetblKS)93. 092. 05 . 0( FetFevvttKmmKbNll涂漆硅钢片对铁心叠压系数ttFeeftblKtlBB3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密小于齿磁密小于1.8T的场合的场合 每极齿部磁压降每极齿部磁压降 平行齿：平行齿： ttttLHHBtF 平行槽：平行槽： 沿槽高上各点齿宽度是变化的，因此齿磁密与也

25、相应变化。沿槽高上各点齿宽度是变化的，因此齿磁密与也相应变化。因此我们取三个位置计算因此我们取三个位置计算tttttLHHHBtF平均的3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密小于齿磁密小于1.8T的场合的场合 每极齿部磁压降每极齿部磁压降 111222121(4)6ttteftrtrt ttFeeftttFetefttttt ttFettrtttFH LB l tBHK lbB l tBHK lbB l tBHK lbHHHH齿根处齿中部齿顶处sattssatstrtrsatrbZDbbZhDbbtbZhDt)()2(213.3 3.3

26、齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密小于齿磁密小于1.8T的场合的场合 在齿不太饱和以及齿宽沿其高度上的变化不大时，可采用近似的在齿不太饱和以及齿宽沿其高度上的变化不大时，可采用近似的公式计算。公式计算。 求出离齿最狭部分求出离齿最狭部分1/31/3处齿高处的处齿高处的 ttttLHHB31t3131F 11113333efttttttFetB l tBHFHLK lb11131(2)3asstDhbbZ注意：注意： 每极齿部磁压降每极齿部磁压降 3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密小于齿磁密小

27、于1.8T的场合的场合 每极齿部磁压降每极齿部磁压降 矩形槽尺寸及齿部磁场强度分布矩形槽尺寸及齿部磁场强度分布 用图解法求取实际齿磁密和相应磁场强度用图解法求取实际齿磁密和相应磁场强度3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密大于齿磁密大于1.8T的场合（对于热轧钢片）的场合（对于热轧钢片） 当齿磁密超过当齿磁密超过1.8T，这时齿部磁路比较饱和，铁的导磁率下降，这时齿部磁路比较饱和，铁的导磁率下降，此时齿部磁阻与槽的磁阻相差不大，磁通大部分将由齿通过，小部分此时齿部磁阻与槽的磁阻相差不大，磁通大部分将由齿通过，小部分则经过槽部进入轭部。因此

28、按上面方法来算的比实际齿的磁密大，算则经过槽部进入轭部。因此按上面方法来算的比实际齿的磁密大，算出的齿部磁密及磁压降都会大一些。出的齿部磁密及磁压降都会大一些。 3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密大于齿磁密大于1.8T的场合（对于热轧钢片）的场合（对于热轧钢片） 实际齿磁密计算方法实际齿磁密计算方法 一个齿距范围内磁通一个齿距范围内磁通 ： tsxtxt 磁密磁密 ： tBttxsxtxtxtxSSS,sxtxttxtxtxBBSBB 齿实际磁密齿视在磁密 假想一个齿距范围内全部磁通通过齿ssxssxtxsxsxsxtxsxkHkBS

29、SSS03.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密大于齿磁密大于1.8T的场合（对于热轧钢片）的场合（对于热轧钢片） 实际齿磁密计算方法实际齿磁密计算方法 磁密磁密 ： tB3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密大于齿磁密大于1.8T的场合（对于热轧钢片）的场合（对于热轧钢片） 实际齿磁密计算方法实际齿磁密计算方法 磁密磁密 ： tBttxsxssxtxtxHHHkHBB故等磁位面近似假设圆柱形表面为,0sttxtxstttstxtxtxkHBBkHBBkHBB257. 1001.257

30、tttsBBHk3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （一）齿磁密的计算（一）齿磁密的计算 齿磁密大于齿磁密大于1.8T的场合的场合实际齿磁密计算方法实际齿磁密计算方法 磁场强度磁场强度 ： tH 是下倾的直线方程，直线斜率为是下倾的直线方程，直线斜率为 ，可用可用 作图求得作图求得sttkHB257. 1sk257. 1ttttLHHBtF)257. 1(skarctg或：或： skttttLHHB tF查曲线，3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （二）齿的磁路长度（二）齿的磁路长度 对每一极的磁路而言，定子或转子电枢齿的磁路计算长度，按工厂习惯。对每一极的磁路而言

31、，定子或转子电枢齿的磁路计算长度，按工厂习惯。 直流电机电枢梨形槽（或类似槽）图直流电机电枢梨形槽（或类似槽）图3-133-13a a 2()(,)2222123Lhrrrt 处齿宽大 磁密低 少算一部分齿高 异步机梨形槽（或类似槽）图异步机梨形槽（或类似槽）图3-133-13b b 112121(,)12trLhhr 处齿宽大 磁密低 少算一部分齿高3.3 3.3 齿部磁压降的计算齿部磁压降的计算 （二）齿的磁路长度（二）齿的磁路长度 对半开口槽：图对半开口槽：图3-18 3-18 )(21忽略槽口处磁压降hhLt 对开口槽：图对开口槽：图3-173-17 sthL 3.4 3.4 轭部磁压

32、降的计算轭部磁压降的计算 轭的类型轭的类型 极联轭（磁轭）：极联轭（磁轭）：直流电机定子轭、转场式凸极同步电机转子轭直流电机定子轭、转场式凸极同步电机转子轭 齿联轭（心轭）：齿联轭（心轭）：异步电机定转子轭、异步电机定转子轭、 同步机、直流机电枢轭同步机、直流机电枢轭 交流电机齿联轭交流电机齿联轭 直流电机齿联轭直流电机齿联轭 少极少极 轭的磁路长度较长，轭磁位降较大；轭的磁路长度较长，轭磁位降较大；多极多极 轭的磁路长度较矩，轭磁位降较小。轭的磁路长度较矩，轭磁位降较小。 3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 极联轭磁压降的计算极

33、联轭磁压降的计算 1 1、轭部的磁通、轭部的磁通 磁极的磁通：磁极的磁通： :1.15 1.2(1)10:1.351m 直流机同步机 磁轭的磁通：磁轭的磁通： 2mj 经过磁极分成两路分别进入左右两边轭，经过极联轭经过磁极分成两路分别进入左右两边轭，经过极联轭每个截面之磁通数认为都是每个截面之磁通数认为都是 。 m2m3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 极联轭磁压降的计算极联轭磁压降的计算 2 2、轭部的磁密、轭部的磁密 jjmjjjLhSB2jjFejjjhLkSLh则如用薄钢片冲叠轭的轴向长度轭高,3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 极联轭磁压降的计算极联轭磁压

34、降的计算 3 3、由、由 )(查磁化曲线jjHB 4 4、轭磁路长度、轭磁路长度 是轭的平均直径一个极磁路长javjavjDpDL)(2125 5、轭部的磁压降、轭部的磁压降 maxmin1)222jjavjjjjjavDDDFH LLDp3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 1、与前面有何不同、与前面有何不同 交流电机的齿联轭在一个极距的气隙磁通分散地进入齿部及交流电机的齿联轭在一个极距的气隙磁通分散地进入齿部及轭部，所以经过由齿磁轭各个截面穿过的磁通是不同的，即沿轭部，所以经过由齿磁轭各个截

35、面穿过的磁通是不同的，即沿轭部积分路径上的磁密分布不均匀；并在每一处的截面中沿径轭部积分路径上的磁密分布不均匀；并在每一处的截面中沿径向上的磁密分布也是不均匀的。向上的磁密分布也是不均匀的。（图（图3-19）3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 磁极中心线上：磁极中心线上： 00jB3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 极间中心线上：极间中心线上： jmBB 2 靠近内径磁路短，磁通多，磁密高；靠近内径磁路短，磁通多，磁密高； 靠近外径磁路长，磁通少，磁密低。靠近外径磁路长，磁通少，

36、磁密低。 3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 2 2、假设、假设 假设以轭部平均弧长（每极）作为轭的磁路计算长度假设以轭部平均弧长（每极）作为轭的磁路计算长度 假设轭部截面上各点磁密沿半径方向均匀分布假设轭部截面上各点磁密沿半径方向均匀分布如异步机负载时的磁路，忽略槽漏磁的影响。如异步机负载时的磁路，忽略槽漏磁的影响。 3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 3 3、计算、计算 （1 1）轭部的磁

37、通）轭部的磁通 处（相邻两极中性线上）：磁通为处（相邻两极中性线上）：磁通为 ，磁密为最大；，磁密为最大；处处 （磁极中心线上）：磁通接近于（磁极中心线上）：磁通接近于0 0，磁密为，磁密为0 0。j2x0 x20)()(:)2(0 xefjxdxxBlxS 的磁通中任意轭截面3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 3 3、计算、计算 （2 2）轭部的磁密）轭部的磁密 轭部切向磁密与轭截面垂直轭部切向磁密与轭截面垂直 002( )( )( ):( )22jefjxjjFeFeefjjjFeFelx

38、B xB x dxk h lk h llxBB x dxk h lk h l当3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 222222211113232:32:dvrhDDhrhDDhhsijsijj转子圆底槽定子圆底槽轭计算长度其中0,22dvdvbNlllvvtjj如无通风道转子轴向通风道直径轭轴向长度 若转子铁心直接套在轴上的两极异步机，转子电流频率低，部分磁通若转子铁心直接套在轴上的两极异步机，转子电流频率低，部分磁通渗入转轴，此时渗入转轴，此时 222222123233ijsDDrhhdv3

39、 3、计算、计算 （2 2）轭部的磁密）轭部的磁密3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 3 3、计算、计算 （3 3）轭部磁压降）轭部磁压降 由于齿联轭中磁密分布不均匀，全长的轭磁路的磁压降需各段相加，由于齿联轭中磁密分布不均匀，全长的轭磁路的磁压降需各段相加，太麻烦。从等效磁压降出发，用等效磁场强度来计算。太麻烦。从等效磁压降出发，用等效磁场强度来计算。 jjjjjavBHHCH1,22javjDFC H LLCjjj jjp轭部磁压降校正系数由曲线查取3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压

40、降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 3 3、计算、计算 （3 3）轭部磁压降）轭部磁压降 ().,jjBC轭部磁密用的是最大值 计算轭部磁密沿径向分布不均匀 靠槽底处路径短 磁密大3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 交流电机的齿联轭的磁压降交流电机的齿联轭的磁压降 3 3、计算、计算 （3 3）轭部磁压降）轭部磁压降 因此从等效磁势观点引入因此从等效磁势观点引入 ,;,.,.jjjjjjjjhhChhhCCCCBBC与有关分布越不均匀 走小圆磁通多但 大的影响就相应小与比值有关与有

41、关轭部磁路越饱和 磁路分布越不均匀 越会走小圆走3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 直流电机的齿联轭的磁压降直流电机的齿联轭的磁压降 1 1、与交流电机的齿联轭有何不同？、与交流电机的齿联轭有何不同？ 直流电机齿联轭中的磁通分布与交流电机分布是相同的，也不是处直流电机齿联轭中的磁通分布与交流电机分布是相同的，也不是处处在轭截面中穿过的磁通是处在轭截面中穿过的磁通是 ，只有在两主极极尖之间的那段电枢，只有在两主极极尖之间的那段电枢轭中穿过了轭中穿过了 ；在极弧下的那段电枢轭中，穿过每个截面的磁通

42、均小；在极弧下的那段电枢轭中，穿过每个截面的磁通均小于于 。所不同的是计算方法不一样。所不同的是计算方法不一样。 222交流机：交流机： jjjjjjjjjFemjLHCFCHBlhk影响修正磁场分布不均匀的采用系最大23.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 直流电机的齿联轭的磁压降直流电机的齿联轭的磁压降 2 2、直流机计算方法、直流机计算方法 （1 1）二极小型直流电机）二极小型直流电机 由于轭部磁路较长，且极数少，每极磁通量大，为使轭的高度不超由于轭部磁路较长，且极数少，每极磁通量大，为使轭

43、的高度不超过，一般选用较高的轭部磁密。轭部常用二段来计算。过，一般选用较高的轭部磁密。轭部常用二段来计算。 轭部的磁通：轭部的磁通： 2mj轭部最大磁密：轭部最大磁密： ()2jjjj jFejjFeBThk h lk h l同交流3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 直流电机的齿联轭的磁压降直流电机的齿联轭的磁压降 2 2、直流机计算方法、直流机计算方法 2222111123jjjjjjjjjjBBHHLBBHH L两极尖之间极弧范围 总的磁压降：总的磁压降： jpjjpjjjjjjLHLHLHLHF)1 (212211jpjjpjLLLL)

44、1 (21其中3.4 3.4 轭部磁压降的计算轭部磁压降的计算 齿联轭磁压降的计算齿联轭磁压降的计算 直流电机的齿联轭的磁压降直流电机的齿联轭的磁压降 2 2、直流机计算方法、直流机计算方法 （2 2）四极和四极以上的直流电机四极和四极以上的直流电机 极数多的电机，由于轭部磁压降在整个磁路磁压降中占的比例极数多的电机，由于轭部磁压降在整个磁路磁压降中占的比例不大，可采用近似方法进行计算。不大，可采用近似方法进行计算。 jjjjjjj jFeBHFH Lk h l3.5 磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算一、漏磁系数一、漏磁系数)1 (m35). 11.25;1.2(

45、1凸小于直流3.5 磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算1 1、凸极同步电机的磁极漏磁系数、凸极同步电机的磁极漏磁系数jtjtjtmpFFFFF)(1.13.5 磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算一、漏磁系数一、漏磁系数2、直流电机的主极漏磁系数、直流电机的主极漏磁系数26102)7 . 01 . 1 (jttjtjmFFFFFl3.5 磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算一、漏磁系数一、漏磁系数二、磁极磁压降的计算二、磁极磁压降的计算mmmmmFemmmmmhHFbdblKAAAB)( )2(但直流电机无压板3.5 磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算认为沿极身高度的不同截面中的磁密都是Bm3.6 励磁电流和空栽特性计算励磁电流和空栽特性计算各类电机励磁电流或空载特性的计算步骤为：各类电机励磁电流或空载特性的计算步骤为： （1）根据感应电势）根据感应电势E确定每极气隙磁通确定每