第二章电机主要参数

第二章电机的主要参数之间的关系、什么是主要尺寸？电机的几何尺寸很多，有铁心尺寸、绕组尺寸、外形尺寸、安装尺寸，其它各种结构部件的尺寸。但是究竟哪些是主要尺寸：电机的电磁过程主要是在气隙中进行的，其能量形式的转换则是通过“气隙主磁通”进行的。因此主要尺寸就必定与气隙有密切关系。实践证明，靠近气隙的电枢直径（D）与铁心有效长度（lef）是电机的主要尺寸，而气隙可以说是第三个尺寸。从几何角度看，这些尺寸一经确定了，其它尺寸就大体上确定了，而且不少电磁性能也就基本上为它们左右或稍许变动。

铁心尺寸

绕组尺寸

其它尺寸大体确定电机的几何尺寸

外形尺寸

主要尺寸

不少电磁性能变化不大

安装尺寸

（D、lef、δ）电机矢量确定

结构部件尺寸

电枢直径D：交流电机（定子内径）直流电机（转子外径）二、 本章研究内容1．确定主要尺寸依据的基本关系式→选择电磁负荷→确定主要尺寸；2．电磁负荷的选择；3．确定主要尺寸的一般方法电机常数：单位计算转矩所耗用的有效材料的体积。电枢绕组的相电势为：电机常数推导过程（直流电机）KA表示单位体积有效材料所能产生的计算转矩。它的大小反应了电机材料的利用率，通常称之为利用系数。电机计算功率的计算电机常数主要结论2.2电机中的几何相似定律案例：有二台电机，容量均为1.1Kw，转速为1450r/min，对比另一台电机容量为2.2Kw，转速也为1450r/min，问从经济因素考虑，应选择二台容量较小的电机还是选择总容量相同的一台电机？

该式表明，随着单机容量增大，其有效材料的利用率均将提高。结论：对于几何形状相似的电机，单位功率所需的有效材料与功率的1/4次方正反比。即随着单机容量的增大，有效材料的利用率将提高。2.3电磁负荷的选择电磁负荷对电机性能和经济性的影响(一）线负荷A较高，气隙磁密Bδ不变1、电机尺寸和体积减小，可节省硅钢片材料；2、由于Bδ一定，以及铁心重量减轻，铁耗也随之减小；3、绕组的用铜量增加；4.增大了电枢单位表面上的铜（铝）耗，使绕组温升增大∵绕组有效部分（即槽内部分）的铜耗为：电枢表面的铜（铝）耗为：电机温升→AJ热负荷的大小→温升不超过一定限度→AJ不能超过一定限度→A↑，J↓→铜量↑（）5.改变了电机参数和电机特性。由后面4-3可知交流绕组的电抗（互感电抗或漏电抗）的标么值1） 异步电机：启动转矩↓，最大转矩↓，启动电流↓；2） 同步电机：电压变化率↑，短路电流↓，短路比↓，稳定度↓；3） 直流电机：换向恶化，换向时电抗电势和电枢反应电势影响换向电流的变化。（二）气隙磁密Bδ较高，线负荷A不变1、电机尺寸和体积减小，可节省硅钢片材料；2、使电枢基本铁耗增大；3、气隙磁位降和磁路的饱和度增加；4、影响电气参数与电机性能。基本铁耗=铁心质量×比损耗（单位质量铁心中损耗）a)b)线负荷A和气隙磁密Bδ的选择1、电机所选用的绝缘材料的等级越高，电机允许的温升也就越高。电磁负荷A、Bδ可选高些。2、电机所选用的导磁材料（硅钢片）及导电材料性能好，则电磁负荷可选高些。3、电机的通风冷却条件好，则电磁负荷可选高些。2.4电机主要尺寸比的选择1、选择了A和Bδ2、初步确定电机的D2lef3、引入一个尺寸比的系数：1）参数与温升；2）节约用铜量；3）转子机械强度；4）转动惯量；2.1电机的身材03二月2023三围：定子外径D1定子内径D2转子外径d1电机的身材身高:铁心的轴向长度

L电机的身材1、电机将较细长。好处是绕组的端部变得较短，端部用铜量相应减少，可提高绕组的铜的利用率。因此单位功率材料消耗较少，成本较低。2、电机体积未变，因而铁的重量不变，在同一磁密下的基本铁耗不变。但是附加铁耗有所下降，机械损耗也因直径的变小而减小。因此电机总损耗下降，效率提高。3、绕组端部较短，因此端部漏抗减小。4、由于电机细长，通风散热条件变差，从而导致轴向温度分布不均匀度加大。5、电机细长，则铁心冲片数目增多，冲片加工与铁心叠压工时增加；因铁心直径较小，嵌线难度增大，嵌线工时增多。6、电机细长，则转子转动惯量减小，对于要求频繁起动运行的电机是有利的。电机λ值的范围1）感应电机即异步电机通常λ=0.4~1.5，对大型感应电机则为λ=1~3.5，2）同步电机对于凸极同步电机，通常，中小型同步电机的λ=0.6~2.5，其上限为多极电机。对于高速或大型同步电机，由于转子材料机械强度的限制，λ值选得较高，达3~4。3）直流电机通常，中小型直流电机的λ=0.6~1.2，大型直流电机的λ=1.25~2.5确定主要尺寸的一般方法2.5系列电机及其设计特点1．系列电机——就是指技术要求、应用范围、结构型式、冷却方式、生产工艺基本上相同，功率及安装尺寸按一定规律递增，零部件通用性很高的一系列电机。2． 系列电机的优点① 由此减少材料与工设计时，消耗、降低成本：由于它们的生产工艺过程与另部件型式相同，可以充分利用冲模、模具、量具、卡具等工艺装配；② 缩短生产周期：由于充分利用了原有的工模具等工艺装配图纸等条件；③ 可以减少设计、制造、使用、维修方面的许多工作；④ 可以腾出手来提高产品的质量。3．系列电机的分类①基本系列：使用面广，生产量大的一般用途的系列如Y、Y2系列；②派生系列：适按使用的不同要求进行部分改动而由基本系列派生出来的系列，它与基本系列有较多的通用性如YD三相多速异步电动机，KFT系列电梯电机；③专用系列：适用某种特殊条件但使用面很窄的系列如JG2辊道电动机。Frame

size

eg.:MMG100L

B3Don’tforgetityouwillhearitagain100mmdistance

betweenholes4． 系列电机设计的特点①功率等级的确定要根据用户的要求、选用的方便、经济性等多方面全面综合分析来确定。（功率按一定规律递增）同一系列中相邻两功率等级之比（大功率比小功率），称功率递增系数或容量递增系数，其数值直接影响到整个功率等级数目的确定，而且对系列电机的经济性有很重要的影响。② 安装尺寸的确定及功率等级与安装尺寸的对应关系。电机的安装尺寸是指电机与配套机械进行安装时的有关尺寸，系列电机的安装尺寸一般按轴中心高分级，它的确定必须综合考虑配套机械和电机本身的具体情况，原则上是按优先数系递增。安装尺寸是轴中心高，对端盖式轴承的电机，确定功率等级与安装尺寸的对应关系时，主要是确定功率等级与轴中心高的对应关系。