电机设计第三章.ppt

1、航空电机电磁设计及航空电机电磁设计及CAD第三章第三章 航空交流发电机的电磁计算航空交流发电机的电磁计算3-2 选择结构与确定电机的主要尺寸选择结构与确定电机的主要尺寸AnBKcPlDWN32105.5分析与讨论分析与讨论：AnBKcPlDWN32105.5其他几种电机的体积公式其他几种电机的体积公式AnBKcPlDWN32105.51141112il106.8AnBKUkImlDdpEeffAnBPlD72101.6ADLBTefem211max421112DKmNIAWABTLDemef1max2124电磁电机体积公式的电磁电机体积公式的共同点：共同点：与功率与功率/转速比（转矩）转速比（

2、转矩）成正比成正比与电磁负荷成反比与电磁负荷成反比电机的主要参数 之间的关系确定主要尺寸确定主要尺寸磁路计算磁路计算参数计算参数计算性能计算性能计算开始开始AJqaAnBKcPlDWN32105.5BAkX*2.4 电机主要尺寸比的选择及确定主要尺寸的一般方法主要尺寸主要尺寸D和和l的确定（合理选择）的确定（合理选择）3-3 绕组及电枢槽形设计绕组及电枢槽形设计3.4 磁路计算磁路计算3.4.1 磁路计算的任务和方法磁路计算的任务和方法 磁路计算的方法是：磁路计算的方法是：根据产生在电枢绕组中的电动势求出对应根据产生在电枢绕组中的电动势求出对应的磁通，按各段磁路的截面积，计算其磁通密的磁通，按

3、各段磁路的截面积，计算其磁通密度，然后按磁通密度差对应的材料磁化曲线得度，然后按磁通密度差对应的材料磁化曲线得到对应的磁场强度值，最后计算各段磁路的磁到对应的磁场强度值，最后计算各段磁路的磁场强度与磁路长度的乘积即各段磁路的磁压降，场强度与磁路长度的乘积即各段磁路的磁压降，所有磁路段的磁压降之和即等于作用于整个磁所有磁路段的磁压降之和即等于作用于整个磁路的磁势。路的磁势。XXFH L 电机磁场分布电机磁场分布 ildHlilHdl02211FLHLHLHnn0021FFFFFFn 在任何情况下气隙主磁通都不是纯正弦在任何情况下气隙主磁通都不是纯正弦的，磁路计算需要的是实际气隙主磁通。的，磁路计

4、算需要的是实际气隙主磁通。磁路计算中，凡由磁通确定磁路尺寸磁路计算中，凡由磁通确定磁路尺寸时，均应用实际磁通计算。时，均应用实际磁通计算。3.4.2 确定各段磁路的尺寸确定各段磁路的尺寸 XXSB3.4.3各段磁路磁势的计算各段磁路磁势的计算 iiiiNiiiEEEEUEEEE3.1,2.1,1.1,8.0,7.0,5.0002211FLHLHLHnn一个难点一个难点3.4.4空载特性空载特性 3.5 利用向量图确定发电机额定负载时利用向量图确定发电机额定负载时的激磁磁势的激磁磁势图图3-22 确定额定负载时的激磁磁势确定额定负载时的激磁磁势fNdadadadadaFFk FFk F Sin

5、由于负载以后产生了交、直由于负载以后产生了交、直轴电枢反应磁势，而使负载以后轴电枢反应磁势，而使负载以后激磁磁势必须增加一个克服直轴激磁磁势必须增加一个克服直轴电枢反应磁势的分量，激磁磁势电枢反应磁势的分量，激磁磁势的这一增量的这一增量kadFasin，必然会引，必然会引起磁极间漏磁的增加，漏磁的增起磁极间漏磁的增加，漏磁的增加又会引起磁极段、转子轭段磁加又会引起磁极段、转子轭段磁路所消耗的磁势的增加，也就是路所消耗的磁势的增加，也就是说需要激磁磁势再增加一个分量，说需要激磁磁势再增加一个分量，以补充磁极漏磁的上述影响。否以补充磁极漏磁的上述影响。否则尽管则尽管FfN=Fa+kadFasin，

6、但还，但还不能产生所希望的不能产生所希望的Ei值。值。磁极漏磁通对励磁磁势的影响磁极漏磁通对励磁磁势的影响3.6 激磁绕组的设计激磁绕组的设计 1.052fNffNI WF3.7阻尼绕组的设计阻尼绕组的设计 采用阻尼绕组是为了削弱同步发电机由于不对称负采用阻尼绕组是为了削弱同步发电机由于不对称负载而产生的不良影响。载而产生的不良影响。阻尼绕组的设计原则是：电阻和漏抗要足够小。但阻尼绕组的设计原则是：电阻和漏抗要足够小。但是精确的计算是复杂的，一般是按照经验来确定阻尼绕是精确的计算是复杂的，一般是按照经验来确定阻尼绕组的数据。组的数据。导条设计、端环设计导条设计、端环设计3.8同步发电机的参数和

7、特性计算同步发电机的参数和特性计算标幺参数计算：标幺参数计算：定子电阻、漏抗、交直轴电枢反应电抗定子电阻、漏抗、交直轴电枢反应电抗同步电抗等。同步电抗等。性能计算：性能计算：通常计算几项主要的性能，以评定设计是否合理。通常计算几项主要的性能，以评定设计是否合理。电压调整率、短路特性电压调整率、短路特性3.9发电机的重量计算发电机的重量计算电机重量包括有效材料重量（通过电流和磁通部分的材料）电机重量包括有效材料重量（通过电流和磁通部分的材料）和结构材料重量。这里只能计算有效材料的重量。和结构材料重量。这里只能计算有效材料的重量。3.10发电机的损耗计算发电机的损耗计算 “损耗损耗”是按所消耗的功

8、率计算的。损耗计算的目的是为了评价是按所消耗的功率计算的。损耗计算的目的是为了评价电电机的效率和进行发热计算（评价电机的温升）。机的效率和进行发热计算（评价电机的温升）。同步发电机的损耗可分以下几种：同步发电机的损耗可分以下几种：铁耗：磁滞损耗和涡流损耗；铁耗：磁滞损耗和涡流损耗；铜耗：电枢绕组中流过电流所引起的损耗；铜耗：电枢绕组中流过电流所引起的损耗；激磁损耗；激磁损耗；机械损耗，轴承的摩擦损耗，转子与空气间的摩擦损耗，滑环与风扇机械损耗，轴承的摩擦损耗，转子与空气间的摩擦损耗，滑环与风扇摩擦损耗；摩擦损耗；附加损耗。附加损耗。3.11航空交流发电机的电磁计算例题航空交流发电机的电磁计算例题