电机设计电磁参数方案调整

电机设计第八讲

电磁参数方案调整电气教研室讲课人：安国庆17九月2024设计任务书一般会给出如下技术指标：常见问题：1.效率偏低；2.功率因数偏低；3.起动电流偏大；4.起动转矩偏小；5.最大转矩偏小；6.温升偏高；17九月2024电磁计算调整原因按照电机性能要求，电机的一些重要尺寸或数据可以初步确定，按照程序完成一个电磁计算，不论手算还是借助计算机，均不难完成。但计算后得到的结果，往往达不到国家标准或用户的特殊要求，则需找出原因，调整设计直到各项指标都达到技术要求，电磁方案才能确定下来。现把电磁计算中主要调整方法进行归纳。17九月2024现象一：效率低

原因一：定子铜耗大解决方法1：增大导线截面积；带来的不良后果：（1）槽满率增大，嵌线困难；（2）用铜量增加；解决方法2：减小每相串联导体数（即减少每槽导体数）；带来的不良后果：（1）漏抗减小，起动电流增高；（2）齿、轭部磁密增高，铁耗增加；解决方法3：减小绕组端部长度；带来的不良后果：嵌线困难；17九月2024现象一：效率低

原因二：转子铜耗大；调整目标：降低转子电阻解决方法1：增大转子槽面积；带来的不良后果：（1）齿、轭部磁密增高，转子齿轭部铁耗增加；

齿、轭面积减小导致B增加（2）转子电阻减小，引起起动转矩下降；解决方法2：端环尺寸放大（特别是两极电机）；带来的不良后果：

端环过厚可能引起裂纹；17九月2024现象一：效率低

原因三：铁耗大；调整目标：降低磁密B解决方法1：调整槽型；（1）当发现齿部磁密大时，可以增大齿宽；（2）当发现轭部磁密大时，可以减小槽高；带来的不良后果：槽变窄或矮，槽满率可能出现问题；解决方法3：（1）减小定转子槽口宽度；槽比漏磁导与“h/b”成正比带来的不良后果：

漏抗增加，同时导致起动转矩和最大转矩下降（两者分母都有Z）；（2）采用闭口槽（转子）和磁性槽楔（定子）；解决方法2：增加铁心长度；增加磁力线垂直进入齿或轭的截面积，降低齿轭磁密；带来的不良后果：用铁量增加；17九月2024现象一：效率低

原因四：机械损耗大；解决方法：（1）减小风扇尺寸；带来的不良后果：温升升高；（2）轴承润滑油合适；（3）提高装配质量；17九月2024现象二：功率因数低

原因：励磁电流较大；解决方法：（1）增加每槽导体数（增加电阻）；带来的不良后果：

漏抗增加，起动转矩和最大转矩下降；（2）增加铁心长度：为了增加Rm；带来的不良后果：用铁量增加；（3）减小气隙：磁阻小，产生同样磁通需要的Im小带来的不良后果：

可靠性下降，谐波漏抗增加（齿谐波波动更强烈）；17九月2024现象三：起动电流大

原因：漏电抗小；解决方法：（1）增加每槽导体数（增加漏抗）；带来不良后果：

1.铜耗增加，效率降低；2.漏抗大，起动转矩降低；（2）改变定转子槽型，使其深而窄；（槽比漏磁导与“h/b”成正比，可参考P272算例49步）带来不良后果：1.轭部磁密增加易过饱和；槽变深后，轭高变小，轭部磁通截面积变小，轭部磁密增加；2.功率因数下降；

磁路出现饱和后，所需励磁电流增加，功率因数下降；17九月2024现象四：起动转矩小

原因一：起动阻抗大；解决方法1：减少每槽导体数；带来不良后果：起动电流增加；解决方法2：改变定转子槽型，使其宽而浅；（槽比漏磁导与“h/b”成正比，可参考P272算例49步）带来不良后果：1.齿部磁密增加易过饱和；槽变宽后，齿变窄，齿部磁通截面积变小，齿部磁密增加；2.功率因数下降；

磁路出现饱和后，所需励磁电流增加，功率因数下降；17九月2024现象四：起动转矩小

原因二：转子电阻不够大解决方法3：改变转子槽型，使槽变深：

增加挤流效应，使槽内等效截面积变小，转子电阻增加；带来不良后果：1.转子轭部磁密增加易过饱和；槽变深后，轭高变小，轭部磁通截面积变小，轭部磁密增加；2.功率因数下降；

磁路出现饱和后，所需励磁电流增加，功率因数下降；解决方法4：适当减小转子槽面积和端环面积：带来不良后果：增加损耗，效率降低。17九月2024现象五：最大转矩小

原因：漏电抗大；解决方法：改变定转子槽型，使其宽而浅；（槽比漏磁导与“h/b”成正比，可参考P272算例49步）带来不良后果：1.齿部磁密增加易过饱和；槽变宽后，齿变窄，齿部磁通截面积变小，齿部磁密增加；2.功率因数下降；

磁路出现饱和后，所需励磁电流增加，功率因数下降；17九月2024现象六：温升增加

原因一：线负荷A大解决方法：减小每槽导体数：减小N带来不良后果：1.R减小，导致起动电流增加；2.R减小，功率因数降低；17九月2024