异步电机设计.pptx
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1、 异步电机电磁设计电磁计算步骤电磁计算是根据电机设计数据、电磁参数、性能等物理量之间的关系式,核算电磁设计方案是否满足要求。然后根据计算结果,调整设计数据及电磁参数,使性能满足设计要求,且材料用量较省。电磁设计内容一 主要尺寸的确定二 空气隙的确定三 定子绕组设计(每极每相槽数q1)四 铁心的设计(定转子槽数及槽形的选择)五 磁路计算六 参数计算七 性能计算电机设计时通常给定下列数据(1)额定输出功率 PN(kW);(2)额定电压UN(V);(3)额定电流IN(A);(4)额定频率f(Hz);(5)额定转速nN(r/min);(6)转子绕组开路电压U2N(V)仅对绕线转子电动机;(7)转子额定
2、电流I2N(A)仅对绕线转子电动机;感应电动机的主要性能指标感应电动机的主要性能指标1)性能指标)性能指标1、效率、效率2、功率因数、功率因数cos3、最大转矩倍数、最大转矩倍数4、起动转矩倍数、起动转矩倍数5、起动电流倍数、起动电流倍数6、绕组和铁心温升、绕组和铁心温升7、最小转矩、最小转矩8、噪声、噪声9、振动、振动一、主要尺寸的确定二、气隙长度的选择确定气隙长度考虑以下因素:确定气隙长度考虑以下因素:1、为降低励磁电流,改善功率因数,气隙应尽量小;、为降低励磁电流,改善功率因数,气隙应尽量小;2、气隙小时,谐波磁场及谐波漏抗增大,使起动转矩降低,、气隙小时,谐波磁场及谐波漏抗增大,使起动
3、转矩降低,杂散损耗增加;杂散损耗增加;3、为避免气隙不均匀而引起定、转子相擦,气隙不能太小。、为避免气隙不均匀而引起定、转子相擦,气隙不能太小。小型异步电机气隙一般不应小于小型异步电机气隙一般不应小于0.25mm。小型异步电机气隙可根据极数和机座号来选取。小型异步电机气隙可根据极数和机座号来选取。三、绕组设计三、绕组设计1、绕组型式的选用、绕组型式的选用 功率较小的小型电机常选用单层绕组。功率较小的小型电机常选用单层绕组。当每极每相槽数当每极每相槽数q=2时,为单层链式绕组,时,为单层链式绕组,q=3时,为单层交叉式绕组,时,为单层交叉式绕组,q=4时,为单时,为单层同心式绕组。功率较大的小型
4、电机及大层同心式绕组。功率较大的小型电机及大中型电机选用双层叠绕组。中型电机选用双层叠绕组。单层同心式单层链式单层交叉式q1=3,p=1,y=8/9=82、绕组节距选择、绕组节距选择:绕组节距绕组节距y的选择应使基波绕组短距系数较的选择应使基波绕组短距系数较高,并应考虑削弱甚至消除某些影响较大的相带谐波磁动势。高,并应考虑削弱甚至消除某些影响较大的相带谐波磁动势。3、并联支路数及每槽导体数、并联支路数及每槽导体数:定子绕组并联支路数定子绕组并联支路数a及每槽导体及每槽导体数数Ns1确定了每相串联导体数确定了每相串联导体数N1,Ns1应为整数,应为整数,N1一般应一般应为偶整数。根据选定的气隙磁
5、密,可估算出每相串联导线数:为偶整数。根据选定的气隙磁密,可估算出每相串联导线数:功率较小的电机一般采用功率较小的电机一般采用a=1,对功率较大的电机可选,对功率较大的电机可选用多路并联。用多路并联。4 导线并绕根数及线径四四 铁心设计铁心设计1、定子槽数、定子槽数 选择定子槽数时应考虑:选择定子槽数时应考虑:(1)为减少谐波磁动势,除极数较多或在系列设计中两种)为减少谐波磁动势,除极数较多或在系列设计中两种极数冲片通用的情况外,每相每极槽数极数冲片通用的情况外,每相每极槽数q1一般取为整数。一般取为整数。(2)为降低杂散损耗及提高功率因数,应选用较多的槽数。)为降低杂散损耗及提高功率因数,应
6、选用较多的槽数。槽数增多时,槽中线圈边总散热面积增加,有利于散热。槽数增多时,槽中线圈边总散热面积增加,有利于散热。但绝缘材料用量和加工工时增加,槽利用率降低,对高压但绝缘材料用量和加工工时增加,槽利用率降低,对高压电机尤其显著。电机尤其显著。对一般感应电动机,对一般感应电动机,q1可在可在26之间,极数多、功率小的之间,极数多、功率小的电机取较小值,反之电机取较小值,反之q1可取得大些。可取得大些。2 转子槽数转子槽数 转子槽数转子槽数Z2应与定子槽配合确定。应避免选择会产生应与定子槽配合确定。应避免选择会产生同步附加转矩及电磁振动噪声的槽配合。同步附加转矩及电磁振动噪声的槽配合。异步电动机
7、采用少槽异步电动机采用少槽近槽配合,即转子槽数接近近槽配合,即转子槽数接近且少于定子槽数,可减少齿谐波磁通在铁心齿中产生的脉且少于定子槽数,可减少齿谐波磁通在铁心齿中产生的脉振损耗以及在斜槽笼型铸铝转子导条间的横向电流损耗,振损耗以及在斜槽笼型铸铝转子导条间的横向电流损耗,因此对降低杂散损耗和温升比较有利。但少槽因此对降低杂散损耗和温升比较有利。但少槽近槽配近槽配合容易产生电磁振动和噪声,也可能会产生同步附加转矩。合容易产生电磁振动和噪声,也可能会产生同步附加转矩。可参考表可参考表“三相笼型异步电动机推荐槽配合三相笼型异步电动机推荐槽配合”。槽配合对同步附加转矩的影响槽配合对同步附加转矩的影响
8、 如果定子某一个谐波磁场感应于转子中的电流所建立的某一如果定子某一个谐波磁场感应于转子中的电流所建立的某一谐波磁场的极对数,等于另一个定子谐波磁场的极对数,则在某谐波磁场的极对数,等于另一个定子谐波磁场的极对数,则在某一转速下,这两个极对数相等的定转子磁场可以在空间上同步旋一转速下,这两个极对数相等的定转子磁场可以在空间上同步旋转而相对静止,因此它们相互作用而产生一个象同步电机一样的转而相对静止,因此它们相互作用而产生一个象同步电机一样的转矩,称为同步附加转矩。同步附加转矩迭加在电动机的异步转转矩,称为同步附加转矩。同步附加转矩迭加在电动机的异步转矩上,使电机的转矩特性曲线发生畸变,影响电矩上
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