电机设计第五章_李景灿

1、5-1概述概述5-2 基本铁耗基本铁耗5-4电气损耗电气损耗5-3空载时空载时铁心中的铁心中的附加损耗附加损耗5-5负载时的负载时的附加损耗附加损耗5-6机械损耗机械损耗5-7效率效率5.1概述概述 效率是电机的重要性能指标。其大小取决于电机损耗的大小。损耗大，效率是电机的重要性能指标。其大小取决于电机损耗的大小。损耗大，效率低；损耗小，效率高。损耗的大小不仅取决于电机的电磁负荷和电流密效率低；损耗小，效率高。损耗的大小不仅取决于电机的电磁负荷和电流密度，还与电机所用的材料、绕组的型式及电机的结构有关。因此，设计电机度，还与电机所用的材料、绕组的型式及电机的结构有关。因此，设计电机时，要清楚各

2、种损耗产生的原因及相关因素，从而减小损耗，提高效率。时，要清楚各种损耗产生的原因及相关因素，从而减小损耗，提高效率。电机的损耗一般分为五大类：电机的损耗一般分为五大类： 铁心中的基本损耗铁心中的基本损耗：主要是：主要是主磁场主磁场在铁心中在铁心中交变交变产生的产生的磁滞磁滞、涡流涡流损耗损耗 。 空载铁心中附加损耗空载铁心中附加损耗 ：定、转子开槽而引起的：定、转子开槽而引起的气隙磁导谐波磁场气隙磁导谐波磁场在对方铁心在对方铁心表面产生的损耗表面产生的损耗 ；定、转子开槽使对方齿中磁通因电机旋转而变化所产生的损；定、转子开槽使对方齿中磁通因电机旋转而变化所产生的损耗耗 。 电气损耗电气损耗：工

3、作：工作电流在绕组电流在绕组铜中产生的损耗，包括接触损耗铜中产生的损耗，包括接触损耗 。 负载时附加损耗负载时附加损耗：工作电流所产生的漏磁场包括谐波磁场工作电流所产生的漏磁场包括谐波磁场在定、转子绕组中、在定、转子绕组中、铁心及结构件中引起的各种损耗铁心及结构件中引起的各种损耗 。 机械损耗机械损耗：通风损耗、轴承磨擦损耗、电刷和换向器（集电环）磨擦损耗：通风损耗、轴承磨擦损耗、电刷和换向器（集电环）磨擦损耗 。、为空载损耗，可在空载实验中测得；、为负载损耗。、为空载损耗，可在空载实验中测得；、为负载损耗。5.2基本铁耗基本铁耗 主磁场在铁心所引起的磁场交变而产生的损耗。主磁场在铁心所引起的

4、磁场交变而产生的损耗。 主磁场的交变有两种：主磁场的交变有两种：交变磁化性质交变磁化性质：如变压器铁心、定转子齿中发生的。如变压器铁心、定转子齿中发生的。旋转磁化性质旋转磁化性质：如定、转子铁轭中发生的。如定、转子铁轭中发生的。交变的主磁场在铁心中所产生的损耗分为：交变的主磁场在铁心中所产生的损耗分为：磁滞损耗磁滞损耗涡流损耗涡流损耗5.2基本铁耗基本铁耗一一、磁滞损耗磁滞损耗铁心中磁场变化的原因是交变磁化时所引起的损耗。铁心中磁场变化的原因是交变磁化时所引起的损耗。hp。大损耗一般比交变磁化放、旋转磁化引起的磁滞及材料有关。、磁通密度与频率磁密振幅。交变磁化的频率；下测在频率取决于材料性能的

5、常数式中：时在铁心磁通密度、磁滞损耗系数的计算。耗交变磁化引起的磁滞损单位质量铁磁物质内由、磁滞损耗系数%65453)50(:6 . 10 . 1212BfpBfHfBpTBTphZhhhhh (、5.2基本铁耗基本铁耗二二、涡流损耗涡流损耗 铁心中的磁场发生变化时，在其中会感应电流，称之为涡流，由该电流引起的损耗称为涡流损耗。流损耗。阻碍涡流通过，减小涡。这样做主要就是为了硅钢片沿轴向叠压起来缘的薄做成整块，而由彼此绝么电机的铁心通常不是这里从理论上说明为什的平方成正比。及材料厚度、频率磁通密度可见：涡流损耗系数与电阻率。钢片密度；钢片厚度；能的常数；是取决于材料规格及性式中：、磁滞损耗系数

6、的计算。涡流损耗单位质量铁磁物质内的、涡流损耗系数FeFeFeFeFeeeeefBBfpp6)(212225.2基本铁耗基本铁耗三三、轭部轭部(齿联轭齿联轭)及齿部的基本铁耗及齿部的基本铁耗中查取。从表。按硅钢片型号时，钢单位重量的损耗、当式中：，损耗系数为：值或不同的频率便计算，对于不同的在一般情况下，为了方的值。、，得到钢片，可以查表对于不同的含硅量的硅、损耗系数的计算：。损耗单位质量铁磁物质内的损耗、钢的损耗系数或称比15501)50(15)(2150/103 . 1250/1022HzfTBpfBppfBBffBppppheehehehheeh5.2基本铁耗基本铁耗三三、轭部轭部(齿联

7、轭齿联轭)及齿部的基本铁耗及齿部的基本铁耗耗。电机轭及齿中的基本铁利用该公式就可以计算之间的损耗差异、旋转磁化与交变磁化化随时间不按正弦规律变、磁密分布不均匀、磁密、加工后钢片间的短接经验系数，主要考虑：作用的钢的重量；受交变磁化或旋转磁化式中：、基本铁耗计算4B3B213aFeFeheaFekGGpkp5.2基本铁耗基本铁耗三三、轭部轭部(齿联轭齿联轭)及齿部的基本铁耗及齿部的基本铁耗3 . 11005 . 11006 . 3)50()() 1 (3 . 125010aNaNaajjhejaFejjjhejkkVAPkkVAPkkGGpkpbBfBppa时，容量时，容量同步或感应电机：直流电

8、机：经验系数平均值：定子或转子轭的重量；式中：、轭中的基本铁耗：磁密；定子或转子轭中的最大式中：、轭中损耗系数的计算轭中的基本铁耗齿联、定子或转子5.2基本铁耗基本铁耗三三、轭部轭部(齿联轭齿联轭)及齿部的基本铁耗及齿部的基本铁耗7 . 11000 . 21008 . 10 . 4)50()2(3 . 125010aNaNaaatthetaFettthetkkVAPkkVAPkkkGGpkpbBfBppa时，容量时，容量同步电机：感应电机：直流电机：经验系数平均值：齿的重量；式中：、轭中的基本铁耗：密；齿磁路长度上的平均磁式中：、齿中损耗系数的计算、齿中的基本铁耗5.2基本铁耗基本铁耗三三、轭

9、部轭部(齿联轭齿联轭)及齿部的基本铁耗及齿部的基本铁耗注意：注意：计算齿部、轭部铁耗时，计算齿部、轭部铁耗时，ka取值不同取值不同。造成的。造成的原因是原因是所用的磁密不同所用的磁密不同。轭部选用的是轭部选用的是最大最大磁密磁密齿部使用的是齿部使用的是平均平均磁密磁密基本铁耗的大小在频率一定时，主要与：基本铁耗的大小在频率一定时，主要与：铁心中的磁密、铁心中的磁密、材料的厚度及性能材料的厚度及性能铁心冲叠的工艺水平高低及加工方法铁心冲叠的工艺水平高低及加工方法5.3空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗 空载时铁心中的附加损耗主要是指：空载时铁心中的附加损耗主要是指：铁心的铁心的表面损耗

10、表面损耗齿中的齿中的脉振损耗脉振损耗。 引起空载附加损耗的原因是气隙磁场的引起空载附加损耗的原因是气隙磁场的高次谐波高次谐波。 这些谐波磁场由这些谐波磁场由两种原因两种原因造成：造成： 电机铁心开槽导致电机铁心开槽导致气隙磁导不均匀气隙磁导不均匀(L L) 空载励磁磁动势空间分布空载励磁磁动势空间分布曲线中有曲线中有谐波谐波存在存在(F)5.3空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗磁滞损耗）涡流损耗（占主要部分表面损耗面损耗。磁滞损耗，所以称为表就会在上面产生涡流和，相对于铁心表面运动时在铁心的表面，当磁场此时谐波磁通主要集中远大于谐波波长同步极距、凸凹面间距。心界面的凹凸间距有关过的路

11、径与气隙圆周铁这些高次谐波磁通所经)(a5.3空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗。生表面损耗和脉振损耗波波长相当，会同时产此时凹凸面的间距与谐两种情况之间、凸凹面间距介于磁滞损耗涡流损耗脉振损耗为脉振损耗。生磁滞和涡流损耗，称生运动时，会在齿中产当谐波磁场相对铁心产。经由轭部形成闭合回路谐波磁通将深入齿部，远小于谐波波长同步极距、凸凹面间距bacb)(5.3空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗本节仅介绍由本节仅介绍由铁心开槽铁心开槽引起的空载表面损耗及脉振损耗引起的空载表面损耗及脉振损耗的计算方法。的计算方法。(空载空载励磁磁势谐波产生的这类损耗，一般在隐极同步机中方需考虑励

12、磁磁势谐波产生的这类损耗，一般在隐极同步机中方需考虑)。一一、直流机及同步机整块（或实心）磁极的表面损耗直流机及同步机整块（或实心）磁极的表面损耗 磁导不均匀，在气隙磁导不均匀，在气隙主磁场中叠加了一个主磁场中叠加了一个谐波磁场，当电枢相谐波磁场，当电枢相对于磁极表面运动时，对于磁极表面运动时，就在磁极表面引起涡就在磁极表面引起涡流损耗。因为频率高，流损耗。因为频率高，基本上集中在表面一基本上集中在表面一薄层内，称为表面损薄层内，称为表面损耗。耗。有关。，其大小与或，则：值为假设其谐波磁场的最大其频率：00max00max00) 1(60bBkBBBkBBBBnZfZ5.3空载时铁心中的附加损

13、耗空载时铁心中的附加损耗一一、直流机及同步机整块（或实心）磁极的表面损耗直流机及同步机整块（或实心）磁极的表面损耗 假设：假设：a)谐波磁密在空间按正弦分布，其幅值为谐波磁密在空间按正弦分布，其幅值为B0（忽略极面涡忽略极面涡流对流对B0的削弱作用的削弱作用）；）；b)磁极磁导为常数（磁极磁导为常数（不考虑饱和不考虑饱和）；）；c)磁极轴向长度较长，磁极表面磁极轴向长度较长，磁极表面仅有轴向电流仅有轴向电流。 方法：方法：麦氏方程麦氏方程偏微分方程偏微分方程解方程解方程通解通解代边界条件代边界条件特解特解 pAFeppZAAppABdxxBnZfttBnkZtnZtBkp耗：，就得到电机的表面

14、损表面积将上式乘以所有磁极的）。（平均值，则上式应乘以若气隙磁场是正弦变化导磁性能、导电性能磁极材料的特性次方成正比磁通密度的变化频率的的平方成正比即齿距长磁通密度空间分布的波幅值的平方成正比产生该损耗的磁通密度因素有关可见，表面损耗与下列钢的电阻率钢的磁导率；磁极的转速；，实际值查表槽数；齿距；式中：位表面的损耗：根据分析，可得磁极单200205 . 15 . 12205 . 105 . 120021)sin(15 . 0)(5 . 1:25)601(41)()(5.3空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗一一、直流机及同步机整块（或实心）磁极的表面损耗直流机及同步机整块（或实心）磁极

15、的表面损耗 5.3空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗二二、叠片磁极及感应电机中的表面损耗叠片磁极及感应电机中的表面损耗 为了减小磁极的表面损耗，直流机、凸极机磁极常做成叠片，利用冲为了减小磁极的表面损耗，直流机、凸极机磁极常做成叠片，利用冲片表面形成的天然氧化膜绝缘层增加涡流回路的电阻，减小涡流损耗。片表面形成的天然氧化膜绝缘层增加涡流回路的电阻，减小涡流损耗。叠片式磁极叠片式磁极表面损耗仍可按前面推导的计算式计算，表面损耗仍可按前面推导的计算式计算，k0按表按表5-2确定：确定：pAFeppAAppAnZtBkp耗：，就得到电机的表面损面积上式乘以所有磁极的表5 . 1200)()

16、(装有阻尼绕组的凸极同步电机装有阻尼绕组的凸极同步电机，空载附加损耗还包括由气隙磁导齿谐，空载附加损耗还包括由气隙磁导齿谐波磁场在阻尼笼中产生的损耗。波磁场在阻尼笼中产生的损耗。为了减小表面损耗，应该降低为了减小表面损耗，应该降低B0，也就是不使，也就是不使b0/ 太大。太大。因为因为B0= 0K B = 0B max，而，而 0=f(b0/ )在加工时，叠片叠压好后，在加工时，叠片叠压好后，最好不要进行车削加工和打磨最好不要进行车削加工和打磨，以免在磁，以免在磁极表面造成低电阻的涡流通路。对于定、转子铁心也相同。极表面造成低电阻的涡流通路。对于定、转子铁心也相同。5.3空载时铁心中的附加损耗

17、空载时铁心中的附加损耗二二、叠片磁极及感应电机中的表面损耗叠片磁极及感应电机中的表面损耗 感应电机感应电机定转子铁心都由硅钢片叠压而成，定转子都开槽：定转子铁心都由硅钢片叠压而成，定转子都开槽：定子槽定子槽气隙磁导齿谐波磁场气隙磁导齿谐波磁场转子表面损耗转子表面损耗转子槽转子槽气隙磁导齿谐波磁场气隙磁导齿谐波磁场定子表面损耗定子表面损耗感应电机机气隙小，转子半闭口槽在定子表面引起损耗小。感应电机机气隙小，转子半闭口槽在定子表面引起损耗小。转子表面损耗：转子表面损耗：35 . 17 . 0:535 . 1:5 . 055)()()(5 . 0000000101101015 . 112101022

18、22022202222202kkkkkbfBkBnZtBkpplDbttbtlDppAAttA，加工后高含硅量，加工后低含硅量与材料性能、加工有关的系数；值也近似正弦分布引入气隙磁导齿谐波磁场幅气隙主磁场正弦分布，；查图，式中：，则：若齿谐波磁场正弦变化面积产生的损耗。波磁场在转子表面单位定子槽开口引起的齿谐转子铁心外径、长度；、转子齿距、槽口宽；、式中：5.3空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗二二、感应电机齿中的脉振损耗感应电机齿中的脉振损耗 感应电机中除了表面损耗，还有脉振损耗。产生的原因：感应电机中除了表面损耗，还有脉振损耗。产生的原因： 旋转时定、转子之间相对位置不断变化旋转

19、时定、转子之间相对位置不断变化 齿对齿齿对齿 进入定子齿磁通最大进入定子齿磁通最大 转子槽对定子齿转子槽对定子齿 进入定子齿磁通最小进入定子齿磁通最小 齿中磁通发生变化齿中磁通发生变化 脉振损耗脉振损耗 5.3空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗二二、感应电机齿中的脉振损耗感应电机齿中的脉振损耗 下得到的。尺寸关系最不利的情况这是根据定转子齿、槽有关。与式中：系数经变换得：有关。与、定子齿宽；式中：幅为：定子齿中的磁通密度振。：单位轴向长度变化为图中两种情况磁通量的02211210220211202120220222212)(bBtkBbSBbbkSBBSBSBtpttFep5.3空载

20、时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗二二、感应电机齿中的脉振损耗感应电机齿中的脉振损耗 取更高的值。中的系数和求齿的基本铁耗式式铁耗，将求定、转子轭基本心损耗，而是根据实验感应电机的空载附加铁工厂中常常不单独计算振损耗：量即可求出转子齿中脉将上式各量换为转子的振损耗：代入上式得定子齿部脉频率。定子齿脉振磁通的交变；，查表取决于材料规格及性能引入的损耗增加系数；考虑加工及磁场非正弦式中：损耗为：所以，定子齿中的脉振。作为近似补偿：取为于是将磁密脉振振幅要小些，齿中率变化的影响等，实际率较高、齿硅钢片磁导要是涡流损耗，而且频若考虑这种附加损耗主atpptppZetpZeptpkGBnZpGBn

21、ZpnZfkGBfkpBtBk175155)(07. 0)(07. 060155 . 0212222121212212112121111215.4电气损耗电气损耗绕组电阻。换算到基准工作温度的中的电流；绕组式中：-2)(xxxxAlCuRxIRIpRmIpAlCu2)( 电气损耗电气损耗包括各部分绕组里的电气损耗以及电刷与换向器包括各部分绕组里的电气损耗以及电刷与换向器或集电环间的接触损耗。或集电环间的接触损耗。一一、绕组中的电气损耗绕组中的电气损耗对于多相绕组，则总的电气损耗应为各相绕组的电气损耗的总和，即：对于多相绕组，则总的电气损耗应为各相绕组的电气损耗的总和，即：电机为电机为m相对称的

22、多相绕组相对称的多相绕组，各相电流数值相等，电阻也相同，则电气损耗为，各相电流数值相等，电阻也相同，则电气损耗为：二二、电刷接触损耗电刷接触损耗电刷与集电环或换向器间的接触压降与电刷种类有关，与电流大小无关，因此一个电刷与集电环或换向器间的接触压降与电刷种类有关，与电流大小无关，因此一个极性下的电刷接触损耗为：极性下的电刷接触损耗为：VUVUUIUpbbbbcb3 . 0,1-；对于金属石墨电刷墨电刷等对于石墨电刷，电化石定：电刷接触压降，国标规式中：5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗 负载时产生附加损耗的主要原因：环绕着绕组存在漏磁场环绕着绕组存在漏磁场，在绕组中以及在所有邻近，在绕组中

23、以及在所有邻近的金属结构件中产生涡流损耗。的金属结构件中产生涡流损耗。气隙中的谐波磁势所产生的谐波磁场气隙中的谐波磁势所产生的谐波磁场以不同的速度以不同的速度相对转子和定子在运动，在铁心中和在笼型绕组中也相对转子和定子在运动，在铁心中和在笼型绕组中也会感应涡流，产生附加损耗。会感应涡流，产生附加损耗。空载附加损耗空载附加损耗主要讨论主要讨论基波磁场基波磁场 气隙磁导齿谐波气隙磁导齿谐波磁场磁场负载时附加损耗负载时附加损耗一般难于精确计算，通常以额定功一般难于精确计算，通常以额定功率的百分之几大约率的百分之几大约估算估算。 5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗一、凸极同步电机负载时的附加损耗额

24、定负载电流引起的同步电机的附加损耗，约略等于额定负载电流引起的同步电机的附加损耗，约略等于短路试验短路试验（电枢电流为额定值、转子堵转）时的附加损耗（电枢电流为额定值、转子堵转）时的附加损耗，所以又叫，所以又叫短短路附加损耗路附加损耗。 附加损耗。量叠加在定子齿中产生与转子磁势三次谐波分直轴三次谐波分量凸极机气隙不均匀，使若含有三次谐波，由于。磁动势中子齿中产生的附加损耗、磁场的三次谐波在定齿谐波磁动势相带谐波磁动势引起的附加损耗、定子谐波在转子表面损耗金属部件中引起的附加、短路时由于漏磁场在损耗定子绕组中引起的附加、短路时由于漏磁场在短路附加损耗包括：43215.5负载时的附加负载时的附加损

25、耗损耗一、凸极同步电机负载时的附加损耗1、短路时由于漏磁场在定子绕组中引起的附加损耗、短路时由于漏磁场在定子绕组中引起的附加损耗由于集肤效应，使绕组的交流电阻大于直流电阻，对应所增加的电阻损耗由于集肤效应，使绕组的交流电阻大于直流电阻，对应所增加的电阻损耗即是漏磁场在绕组中引起的附加损耗。即是漏磁场在绕组中引起的附加损耗。cuFcuadpKp) 1(2、短路时漏磁场在结构件中引起的附加损耗、短路时漏磁场在结构件中引起的附加损耗这部分损耗主要是涡流损耗。这部分损耗主要是涡流损耗。由于绕组端部电流的空间分布比较复杂，结构件形状各异、距端部的距由于绕组端部电流的空间分布比较复杂，结构件形状各异、距端

26、部的距离也各不相同，要准确计算比较困难。一般用经验公式计算。离也各不相同，要准确计算比较困难。一般用经验公式计算。5 . 25111321)10(15. 1)()(10)50(35ApAmDmpfDpicipl损耗系数定子电负荷；定子内径；极距式中：cd表面而产生的，如图而不是均匀分布在电枢一个槽中，由于导体是集中在、齿谐波磁势：。如图而大小不一所产生的，电流因属于不同相分布的导体中枢圆周边由于相带存在，使沿电、相带谐波磁势：谐波磁势基波磁势称电流多相对称绕组通多相对baFI5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗一、凸极同步电机负载时的附加损耗3、定子绕组磁势谐波在转子磁极表面引起的表面损耗、

27、定子绕组磁势谐波在转子磁极表面引起的表面损耗5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗一、凸极同步电机负载时的附加损耗3、定子绕组磁势谐波在转子磁极表面引起的表面损耗、定子绕组磁势谐波在转子磁极表面引起的表面损耗 。衰减系数，查图，的同次谐波磁密幅值。次相带谐波磁势所产生数为”反转，负序磁场，次“数为”正转，正序磁场，次“感应电势的频率次相带谐波在磁极表面定子次谐波极距；转子磁极表面积；式中：代入上式可得：距及频率波磁场的磁密幅值、极磁势产生的各次相带谐次将由定子各次相带谐波得：耗可仿照式磁极单位表面的附加损耗磁极表面产生的附加损、定子相带谐波磁势在85-161616060602)16(26034

28、50011115 . 10025 . 1202205 . 10 kkFHBBkkfnnpnnpffAkkAkfBkpkBfkpaefbbbbpprbkzA5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗一、凸极同步电机负载时的附加损耗3、定子绕组磁势谐波在转子磁极表面引起的表面损耗、定子绕组磁势谐波在转子磁极表面引起的表面损耗。损耗谐波磁通磁阻相对气隙链，波磁通经气隙与转子交有关。谐波磁势产生谐、与。损耗谐波磁势有关。、表面损耗与电负荷降低转子表面损耗。所以采用短距绕组可以。因绕组短距而大打削弱次、相带谐波中的低次分量时，当、有关。谐波次数是、与节距比素有关：相带谐波损耗与下列因耗磁极表面产生的附加损、

29、定子相带谐波磁势在) 3)2)75(8 . 01175) 111IAAa5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗一、凸极同步电机负载时的附加损耗3、定子绕组磁势谐波在转子磁极表面引起的表面损耗、定子绕组磁势谐波在转子磁极表面引起的表面损耗 有关。、与表面损耗齿谐波磁势有关。、与有关表面损耗齿谐波磁势有关。、与：该损耗与下列因素有关此损耗将增加。荷较大、气隙较小时，选用的定子齿距及线负若磁极采用整块结构，与叠片有关，查表式中：一般工厂计算用式：。，幅值为，极距为表面引起涡流，频率为定子齿谐波磁势在转子极表面产生的附加损耗、定子齿谐波磁势在磁)3)2)() 1. 2560)60(25. 026011

30、41115 . 100225 . 11241212002111IAAtqqkkkknZtAAkpBtnZbkefptkt5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗一、凸极同步电机负载时的附加损耗4、短路电流为额定值时磁场的、短路电流为额定值时磁场的3次谐波在定子齿中产生的附加损耗次谐波在定子齿中产生的附加损耗凸极机气隙不均匀，凸极机气隙不均匀，转子励磁磁势转子励磁磁势Ff与与电枢反应磁势电枢反应磁势Fa的基波分量均在气的基波分量均在气隙中产生隙中产生3次谐波磁场。短路时，定、转子次谐波磁场。短路时，定、转子3次谐波磁场互相叠加。次谐波磁场互相叠加。 凸极同步电机的三次谐波磁场a) 直轴电枢反应磁场

31、曲线 b)励磁磁场曲线5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗二、感应电机负载时的附加损耗感应电机负载时的附加损耗通常不详细计算。一般规定为电机感应电机负载时的附加损耗通常不详细计算。一般规定为电机输出或输入的输出或输入的0.5%，对于压力铸铝的转子为，对于压力铸铝的转子为2-3%。笼型转子笼型转子感应电机附加损耗包括下列部分：感应电机附加损耗包括下列部分： 定子绕组的漏磁场定子绕组的漏磁场在在绕组内及端部附近金属部件绕组内及端部附近金属部件中产生的附加损耗；中产生的附加损耗； 定子磁势谐波定子磁势谐波产生的磁场在产生的磁场在转子绕组中转子绕组中感应电流引起的附加损耗；感应电流引起的附加损耗；

32、定子磁势谐波定子磁势谐波产生的磁场在产生的磁场在转子铁心表面转子铁心表面引起的附加引起的附加(表面表面)损耗，忽损耗，忽略脉振损耗；略脉振损耗； 没有槽绝缘的铸铝转子中，由没有槽绝缘的铸铝转子中，由泄漏电流产生泄漏电流产生的损耗。的损耗。其中是由其中是由基频电流基频电流产生，称为基频附加损耗。其余各项均由高频电流产生，称为基频附加损耗。其余各项均由高频电流产生，称为高频附加损耗。产生，称为高频附加损耗。第项计算与同步电机相类似。下面简单分析。第项计算与同步电机相类似。下面简单分析。现象。，否则起动时会出锁住注意：采用少槽近槽配合。槽配合，再考虑前面应，直槽时，一般采用近在笼型转子感应电机中时，

33、该损耗最小。有关，当损耗系数，与条交流电阻；折算到定子边的转子导式中：。计算式为：只考虑一阶齿谐波，其加损耗型转子绕组里产生的附、定子齿谐波磁势在笼是满足：在选取定、转子槽配合如要限制此损耗，建议。波次数越大，损耗越小数越多，损耗越大，谐通过理论分析，转子槽附加损耗笼型转子绕组里产生的、定子相带谐波磁势在11275. 0112121222211212ZZZZZZCRRImCppZpZmZZmZ5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗二、感应电机负载时的附加损耗(一一)、直槽时，由定子磁势谐波在笼型转子内产生的附加损耗、直槽时，由定子磁势谐波在笼型转子内产生的附加损耗5.5负载时的附加负载时的附加

34、损耗损耗二、感应电机负载时的附加损耗(一一)、直槽时，由定子磁势谐波在笼型转子内产生的附加损耗、直槽时，由定子磁势谐波在笼型转子内产生的附加损耗，采用少槽配合。，损耗次相带谐波产生的附加、与转子槽数有关：一般采用近槽配合。，齿谐波产生的附加损耗有关：、与定、转子槽数比值损耗次相带谐波产生的附加，、与谐波次数有关：有关数、转子绕组假想绕组系系数、与定子绕组谐波绕组耗与下列因素有关：子绕组里产生的附加损定子磁势谐波在笼型转42212222122222275. 0)(4, 132)(1ZKpZpZiefpZpZZpBKKKKZdpdp5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗二、感应电机负载时的附加损耗

35、(二二)、斜槽时，由定子磁势谐波在笼型转子中产生的损耗、斜槽时，由定子磁势谐波在笼型转子中产生的损耗 如果绝缘良好，则可削弱齿谐波产生的附加损耗。如果绝缘良好，则可削弱齿谐波产生的附加损耗。 如果绝缘不好，则会产生泄漏电流，产生附加损耗。如果绝缘不好，则会产生泄漏电流，产生附加损耗。 与谐波磁场的频率、磁密幅值、导条与铁心的接触电阻有关。与谐波磁场的频率、磁密幅值、导条与铁心的接触电阻有关。 很难准确计算。目前没有一个成熟且简易的方法很难准确计算。目前没有一个成熟且简易的方法来计算。一来计算。一般是按电机额定功率的百分比来估算。例如，采用压力铸铝般是按电机额定功率的百分比来估算。例如，采用压力

36、铸铝转子工艺的感应电机，其附加损耗约占输出功率的转子工艺的感应电机，其附加损耗约占输出功率的23%。)(00142212242221212接触电阻决定于导条与铁心间的损耗横向电流导条绝缘不好个齿距如斜齿谐波磁势相带谐波磁势导条绝缘良好斜槽ZZskdppekIRZKKNmp5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗二、感应电机负载时的附加损耗(三三)、减小附加损耗的方法、减小附加损耗的方法虽然负载时附加损耗只占每台电机输入功率的很小一部分，但是由于笼虽然负载时附加损耗只占每台电机输入功率的很小一部分，但是由于笼型转子感应电机用量大，因此此项损耗消耗的总电能仍然十分可观。型转子感应电机用量大，因此此项

37、损耗消耗的总电能仍然十分可观。对于中小型感应电机，负载时的附加损耗中，占较大比例的是高频损耗，对于中小型感应电机，负载时的附加损耗中，占较大比例的是高频损耗，基频附加损耗所占比例不大，为降低高频附加损耗，可以采取下列措施：基频附加损耗所占比例不大，为降低高频附加损耗，可以采取下列措施：采用谐波含量少的定子绕组型式采用谐波含量少的定子绕组型式，例如采用双层短距分布绕，例如采用双层短距分布绕组、单双层、正弦、组、单双层、正弦、-Y混合来替代单层绕组；混合来替代单层绕组；采用定子与转子槽数的采用定子与转子槽数的少槽近槽配合少槽近槽配合；采用斜槽采用斜槽，增大导条与铁心间接触电阻增大导条与铁心间接触电

38、阻；适当适当增大气隙增大气隙；采用采用磁性槽楔或闭口槽磁性槽楔或闭口槽。5.5负载时的附加负载时的附加损耗损耗三、直流电机负载时的附加损耗 一般不进行详细计算。一般不进行详细计算。 对于对于没有补偿绕组没有补偿绕组的，一般取为输出的，一般取为输出(发电发电机机)或输入或输入(电动机电动机)功率的功率的1%； 对于对于有补偿绕组有补偿绕组的，一般分别取为的，一般分别取为0.5%。5.6机械机械损耗损耗机械损耗包括：机械损耗包括： 轴承摩擦损耗轴承摩擦损耗：与摩擦面上的压力、摩擦系数及相对运与摩擦面上的压力、摩擦系数及相对运动速度有关。摩擦系数影响因素较多，如摩擦面的光滑程动速度有关。摩擦系数影响

39、因素较多，如摩擦面的光滑程度、润滑油的种类、品质及工作温度、电机零部件的加工度、润滑油的种类、品质及工作温度、电机零部件的加工质量及总装质量等，难以准确确定。质量及总装质量等，难以准确确定。 电刷摩擦损耗电刷摩擦损耗：与速度有关；与速度有关； 通风损耗通风损耗：与电机结构、风扇型式、通风系统中的风阻与电机结构、风扇型式、通风系统中的风阻速度有关，与电机转速的立方成正比即速度有关，与电机转速的立方成正比即pwv3通常把通常把轴承摩擦损耗轴承摩擦损耗和和通风损耗通风损耗综合在一起，称为综合在一起，称为风摩损耗风摩损耗。5.7效率效率。额定负载时的输入功率式中：11%100)1 (%100)1 (NNNaPPppPp电动机电动机的效率可用下式计算：的效率可用下式计算：损耗之和。电机在额定负载时所有额定输出功率；式中：pPp