电机电磁线圈设计程序

线圈设计程序2目 录一、定子硬绕组… 1二、定子软绕组… 2三、转子插入式绕组… 3四、转子散下线绕组… 4五、简化公式… 5六、编制说明… 6定子硬线圈〔成型〕一、需要数据定子外径Da；定子内径D； 铁心总长L；定子槽数Zi；极数2P；线圈节距〔以槽数计；每圈匝数，每极每相槽数；未绝缘绕组的高度和宽度a′×b′，l 绝缘后绕组直线局部的高度和宽度a″×b″绝缘后绕组端部的高度和宽度a″×bl 导线规格；绝缘标准；槽形尺寸二、线圈尺寸计算线圈两边在定子圆周上所垮的角度：Y360Z1

Y1802 Z1″△相邻二线圈端部之距离：L=″△cb l1〔电压≤660〕12P定子外径 △

2 4 ≥6Da≤500 1.8～2 1.5～1.8 1.2～1.5Da＞500 2.2 2 1.7Z1Lcb上层线圈斜边所张开的角度〔图一〕Φ=sin-1 2RZ1Lcb〔图一〕槽口到未包绝缘的上层线圈的距离：G=hK+δ+δ′+hohK——槽楔厚；δ——线圈槽部高度单边绝缘厚度；δ′——槽下垫条厚度；ho——齿尖高。未包绝缘的下层线关到槽口的距离：H=G+a″+δ″ 〔图三〕δ″——层间垫条厚。j其值的大小以使线圈端部抬高6°～8°2〔铁心外径大者选用大值。2jde7．拉轴直径

220～2512

415～20

≥610～1516de12162。3三、用作图法求斜边平均长，线圈抬高值及其垮距：8．作图步步骤〔图四〕〔图四)D/2gi通过圆心OOXgi相交于VOX1OX2OX，成α/2gi交于Q和SOXQB=G，BB1=a′，OX2SE=HEE1=a′，再OXVK=j。4BK，B1K1∥BKOXKY=YF=de/2EF并作E1F1∥EF。YXYXYX10°YX′F1E1交点L。BE、B1E、EYLL1⊥BELOgiL2。BK、EY、B1E、LL1、LL2。BKEY〔2、4〕OK为半径分别以BKO1O1为圆心，O1KBK，并量角∠BO1K。OYY、EO2O2为圆心，O2YEY，并量夹角∠YO2E。BK=EY=

180180

O1Kα1=1.745×O1Kα1×10-2O2Yα21=1.745×O2Yα2×10-2四、确定中局部尺寸9．斜边局部的伸出长〔图二〕Ld1=tgΦ×BK斜边假想弧长〔图二〕 〔图二〕T= EY2Ld21MPQ〔图二〕弯曲半径rB=r+

b2r32r

802rPQ=

B360

〔90-Φ〕=

B180

〔90-Φ〕53极数2、46、8、10r25202线圈端部总伸长Ld=A+M+Ld1+de2

+ae″A4电压极数A电压极数A500660～30002、4极620～2525～3018～2020～25平均每匝导线长〔不计引线〕Lcp=2[L+2A+2PQ+2T-2M+deaπ]2两线圈间引线长2L1=(D2LL2)2Z1L1=L2=极间引线长L2=(D2LL2)22P

+〔20～30〕+20加引线长后的每个线圈平均长：L=n〔Lcp+2l1 2l2〕=nLcp+2L1+2l2n nq q每台绝缘导线总重：S——导线截面积〔包括并绕导线〕k——导线绝缘系数〔双纱包线；双玻璃丝包线。6转子插入式线圈一、需要数据：转子外径D2；极数2P；铁心长L；转子槽数Z2；相数M；线圈跨距2〔以槽数计；接法； 铜线规格；绝缘标准；〔长度单位：毫米〕二、计算〔一〕〔参见绝缘标准〕线圈宽度=b×并列排数+线圈绝缘厚度+匝间绝缘厚。线圈高度=a+线圈绝缘厚度 〔图一〕则槽宽应≥线圈宽+槽绝缘厚度+铜线线圈槽宽的公差+装配间隙。2×线圈高+槽绝缘厚度+铜线线圈及槽高的公差+装配间隙+槽口到楔底部的距离+垫条总厚度。〔二〕线圈计算半线圈沿转子槽间所跨之角度〔见图四α〕1234图二整节距时α图二短节距时α图三长端部时α图三短端部时α1234

180y2=Z2==180y2=Z2=180y2=Z2=180y2=Z2

式中y2——整节距时的跨距式中y2′——短节距时的跨距式中y2″=y2〔或y2′〕+0.5y2=y2〔或y2′〕-0.5相邻二槽两线圈端部斜边之距离：EFS=W+△EFS=W+△S式中：W——端线局部绝缘后之宽度；S△——相邻两线圈斜边间隙，选用1.0～2.0〔极数少者，功率大者选用较712由中心至上层线圈端部导线之平均半径：R=D21 2

- G+线圈铜线高度 a〔〕2〔〕由中心至下层线圈端部导线之平均半径：R=D22 2

-〔H+

a〕2〕上层线圈端部射线之弧长：″ 1图二整节距时L″ 1

=R1y21Z211′=1y21Z2图三长端部时L

Ry

-〔b+槽内匝间绝缘〕1L图三短端部时 =L1

Z21Ry1Z2

2〔2- b+槽内匝间绝缘〕〔2下层线圈端部射线之弧长：大值。3．由槽口至上层线圈边之距离〔见图二或图三〕〔图二〕大值。3．由槽口至上层线圈边之距离〔见图二或图三〕〔图二〕〔图三〕G=4．由槽口至下层线圈边之距离〔见图二或图三〕H=

=R2y22Z222′=R2y22Z2图三长端部时L

″=R1y

+槽内匝间绝缘〕22 Z2 222R2图三短端部时L=2R2

-〔b

+槽内匝间绝缘〕2 Z2 2〔由三角形DEF可得〕见图四、图五。

1 11〔图四〕〔图五〕EF sinα= 11 = 11 2=0.1593 11 2DF

2R R11 1 2下层线圈端部开放时与直线局部所成的平面角度：EFZ

2 2 2R2上层线圈斜边局部射线之弧长1 1 1 1 1 1 s设r1

=r=6 10 m～2 ～

1

s——绝缘后线圈宽r1——从直线局部转向斜边局部的弯曲半径；r2——从斜边局部转向线圈端部的弯曲半径；1 式中L及下式L7、81 下层线圈斜边局部射线之弧长2 2 2 2 2 1 s1 1 2 1 1 1 弯曲局部之伸出长a、c、a、ca值系由三角形DNC1 1 2 1 1 1 a=D1

/2〕cosα r=rs〔 〕 21C=a= r1+bs〔 〕 211 1 s2 a=〔r1+b/2〕cos2 C

=a=〔r1+b/2〕cosβ2 2 sCx图五长端部时：Cx =1/2〔K1tanα+K2tanβ〕图五短端部时：Cx =1/2〔K1tanα+K2tanβ〕线圈端部伸出总长图四时：Ld=A+a+Cx+C+d1 1 1图五时：Ld=A+a+Cx C

+〔d+2〕1 1 1 2式中A——直线局部伸出铁心长，其值见表1d——尖端局部伸出长=并头套宽度+10mm〔一般取25~35〕1转子电压VAmm

500及以下 500～100020 251上层线圈端部斜边弦长T11图四时：T=1

Cxsin图五长端时：T=1

Cxsin图五短端时：T=1

Cxsin2下层线圈端部斜边弦长T22图四时：T=2

Cxsin图五长端时：T =2图五短端时：T 2

sinsinK端部斜边的弯曲半径ρ〔从图六求得〕K))

KK=2R1

sin(

K18012R 11K=2R2

2sin(K22R2

180)R2R2(K1)21 21 1R2R2(K2)22 22 2= 1ρ MN T2= 12 8MN1ρ=MN T2ρ=2 22 8MN

〔也可以用作图法求出弯曲半径ρ〕2斜边TT

121 2 TT12 =

2RaicsinT1 T T 1

1~22R12上层线圈由于rr12L11S=〔r+bL11S2

9-

18012下层线圈由于rr12SL=〔r+bS2 1 2

90〕180上层线圈半匝平均长180Lcp

+d〕Lcp

11=L+2A+1

T1TT1

1TT1

+2d+412下层线圈半匝平均长12Lcp

=L+2〔A+2T22T

+2L

+d〕2Lcp2

=L+2A+

+TT2 TT

+2d+42每台线圈未绝缘导线的总重Gcu=r(Lcp1+Lcp2)Z2S×10-6 (公斤)2式中r——导线比重，铜线r=8.9，铝线r=2.7s——导线截面积〔包括并绕导线的截面〕2yy计算即可。22注：端部斜边的弯曲半径的求法：计算法：ρ=4(MN)2T28MN∵aNNMN(2MN)〔(aN)22MN(MN)2=2MN=作图法：

T24(MN)8MN〔图六〕〔图六〕R1〔R2〕和斜边伸出长Cx作一假想圆柱。连aa和apK、T。作apzz，交apN。在ozM，过三点作圆即得弯曲半径o1

p转子软线图〔散下线〕一、数据：转子外径DZ2y〔以槽数计每圈匝数n；导线规格；转子槽形〔平均槽宽，槽高；绝缘标准；长度单位：毫米。二、线圈根本尺寸线圈平均跨距：(Dn)yZ2 2线模宽度： b)0.96m三、计算：〔一〕单层链形线圈〔图一〕 〔图一〕弯曲半径确实定：R20。线圈端部伸出长：Ld=A+b+R——线圈端部伸出铁心直线长〔一般为10~2，跨距大者选大值1。跨距 80以下A 10

180~12015

120以上20线圈平均匝长：Lcp=2[L+2A+(Rb)+(2 m

2R)]1516〔二〕单层梭形线圈〔图二〕〔图二〕弯曲半径确实定：R2025，τ大者用大值。r5。线圈端部伸出长：Ld=A+b+k1m1k见表2。12极数2468、10k10.28~0.30.3~0.320.32~0.340.34~0.361 作图量出L1、αα。1 线圈平均匝长：]1 2 1 2 210．引线长：L=(Dh)+204P二、 每台线圈的重量：G=kSLcpnZ210-6 公斤2导线种类聚脂或高强度漆包线单纱漆包铜线双玻璃丝包铜线k铜线1.04铝线1.11.11.2ρ——导线比重，铜线ρ=8.9，铝线ρ=2.7导线种类聚脂或高强度漆包线单纱漆包铜线双玻璃丝包铜线k铜线1.04铝线1.11.11.23S——导线截面〔包括并线导线的截面〕一、定子硬绕组〔成型〕2Lcp=2[L+2A+kτ/cos+ de]2式中：L——定子铁心长；A——线圈端部伸出直线局部长；=y(Dh=y1 1Z 111D——定子内径1111h——定子槽高Z——定子槽数y——定子节距111

Z(b

2)D——端部斜边所张开的角度=sin-1 1D11b——定子槽宽1ed{=124P；=1〔6P〕}e

Ld=A+k二、定子散下线圈cosLcp=2〔L+2A+ k1 〕cos

2tan +2 2 (Dh)y1 11Z11tan-12k2=tan-12k2铁心外径120~145167~245280~327≥368A8~1212~151820线圈形式鼓形梭形半梭形梯形k11.051.11.121.1极数极数246≥8k20.30.320.350.3831#32.6#35#37.2#k30.50.340.260.25端部伸出长Ld=A+k2τ转子电压500伏以下500~1000A2025三、转子插入式线圈平均半匝长转子电压500伏以下500~1000A2025式中：L——转子铁心长A——端部直线伸出局部长2)2Z2D2——转子外径h2——转子槽高y2——转子线圈节距Z2——转子槽数Zb——sin-122ZbD2b2——转子槽宽端部伸出长：Ld=A+tan〔25~35〕2四、转子散下线单层键形线圈平均匝长〔]式中：b2——平均槽宽mτ—[(m

h)y

-b]0.9622 22Z2跨距τ80以下80~120120以上A101520线圈设计程序编制说明此设计程序是在我厂设计人员多年来设计阅历手稿公式的根底上参考了外厂、外所的设计公式，并结合了我厂生产实际初步整理出来的初稿，还应在生产实践中反复验证。线圈设计程序共分四局部〔定子硬绕组、定子散下线绕组、转子插入式绕组；转子散下线绕组〕线圈平均匝长的简化近似计算公式是在线圈设计程序的根本上简化出来的，它仅供电磁时计算平均匝长及端部伸出长之用。依据本公式及简化公式抽算了我厂局部规格的产品，平均匝长与生产图纸数据比较见附表。线圈设计程序公式验算结果线圈型式电机型号算结果线圈型式电机型号算结果算结果误差〔或旧图纸〕计算误差LcpLcp%Lcp%定子硬绕组JB41-21383.41383.7+0.0291350+2.47JB51-215861582.6-0.2151560+1.41JB53-415281521.6-0.421520+0.5251JB42-4125421241.6-1.01258-0.75JBR52-61522.21512JBR62-8161241634.4+1.391640-1.08JZRH82-1017151718.2+0.187转子插入绕组JZR71-10576587.5+1.96580-0.66JZR82-10859874JBR52-6792808+0.75793-0.126826.5 815+1.41804.9 800+0.61JBR61-6 784 770JBR51-8 633.6 624

简化计

简化计算

按旧程序计算

旧程序JBR62-8

828

+1.5定子散下线绕组彭形 8JO211-4 359.4 354.4 -1.4

实测线模周长3482BJO51-6 523 527 +0.76 实测线模周长2515梭形 JZR61-10JZR51-8

730826.8

728816.4

-0.274-1.31 816 +1.3梯形JBS11-2434.4432-0.55436-0.37JBS22-4534.6538+0.64537-0.45JBS31-6454458+0.88480-5.4定子软线圈〔散下线〕一、数据：定子内径D；铁心长；槽数Z；极数2；节距〔以槽数计算圈匝数；导线规格；定子槽形〔平均槽宽b，槽高h；〔长度单位.毫米〕二、线圈根本尺寸1．线圈平均跨距：Z y线模宽度τ=〔τ-b〕1.04m1.04——阅历数据〔图一〕b=b=P b

×1.05 〔图一〕Pb——d6、8、10、12、14PnB——每圈导体数直线局部伸出长：2327A——12~201铁心外径120~145167~245铁心外径120~145167~245280~327368及以上A8~1212~151820三、计算：〔一〕双层梯形线圈计算〔图二〕弯曲半径确实定：R=k1τmk1——2。

〔图二〕k20.3k20.30.320.350.38极数246≥8k10.28～0.300.30～0.320.32～0.340.34～0.368．线圈平均匝长：Lcp=2{L+2A+L1+0.017458．线圈平均匝长：Lcp=2{L+2A+L1+0.01745[〔R+b/2〕+〔r+b/2〕]}12〔二〕双层梭形线圈计算〔图三〕〔图三〕弯曲半径确实定：R——一般承受20r——5。线圈端部伸出长：k5 0.5 0.33～0.35 0.25～0.27 0.24～0.26注：k1r——5～106．线圈端部伸出长：Ld=A+b+R17．用作图法量L、、11 2线圈平均匝长：10.0174[〔R+b/〕1〔r+b/2〕2〔三〕〔三〕〔图四〕〔图四〕〔与梭形线圈计算方法相像，只是跨距中心偏移，这种线圈的特点具有梭形及梯形之特点。偏移后的线圈跨距：a=k3τmk3——0.55~0.57极数少者取大值C=τm-a线圈伸出长：Ld=A+b+k4τmk4——见表214．线圈平均匝长Lcp=2{L+2A+A+L1+L2+0.01745[〔R+b/2〕1+〔r+b/2〕2+3]}A5～7.5〔四〕单层线圈的计算单层梭形线圈计算与双层梭形一样。单层鼓形线圈计算〔图五〕〔〔2极为m、6、82计算〕15．线圈端部伸出长Ld=h+b+Ah=k5 mk5—— 2，机座号小者选大值A12极者选小值16．弯曲半径的打算：r——5~10R=h 2m2 8hR=0.5cm(2极)线圈每匝平均长：Lcp=2{L+2A+L1+0.01745[〔R+b/2〕1+〔r+b/2〕2]}〔〔2极〕〔〕同心式绕组时应变动A值按内外层线圈端部留有～5题。〔2〕穿插式有两种不同跨距的线圈时，可变动小跨距的线圈的ALd相等。)2Pm——相数x——双层x=1，单层x=219．每组线圈绝缘导线重：G1is(lcpnl)k106q 〔公斤〕 ——导线比重，铜线=8.9，铝线=2.7i——并绕导线数S——单极导线截面积，见表4k——绝缘导线重量系数，见表320．每台线圈绝缘导线总重：〔公斤〕1.01.121.0811.0261.0781.0581.1781.01.121.0811.0261.0781.0581.1781.155导线直径k聚脂或聚乙烯醇缩醛漆包3单纱漆包双玻璃线d≥铜线 铝线铜线包铜线0.511.036 1.121.1061.3750.621.0851.3050.721.0951.0751.260.801.0281.0681.2330.901.0641.21.21.0241.0551.1451.31.0221.071.0481.1351.41.021.0651.0451.1241.51.0181.0621.0431.1151.621.0171.0551.041.107mmSmmS铜线牌号mm截面S铜线牌号mm2QZQQSOCSBECmm2QZQQSOCSBEC0.270.05730.320.770.4660.860.99