电机设计复习重点和课后答案(陈世坤第二版)

电机设计复习重点和课后答案（陈世坤第二版）

第二章

1电机的主要尺寸是指什么？【P9】它们由什么决定？【P12】

答：电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度。对于直流电机，电枢直径是指转子外径；对于一般结构的感应电机和同步电机，则是指定子内径。它们由计算功率P ’决定。 2电机的主要尺寸间的关系是什么？【P10】根据这个关系式能得出哪些重要结论？【P12】 答：电机的主要尺寸间的关系是D 2l ef n /P ’=6.1/(αp ’

K Nm K dp AB δ).根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ’和转速n 之比P ’/n 或计算转矩T

所决定;②电磁负荷A 和B δ不变时，相同功率的电机，转速较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时，若直径不变而采取不同长度，则可得到不同功率的电机。④由于极弧系数αp ’、 K Nm 与K d 的数值一般变化不大，因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A 和B δ有关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。

第三章

3磁路计算的目的?【P23】

答：磁路计算的目的在于确定产生主磁场所必需的磁化力或励磁磁动势，并进而计算励磁电流以及电机的空载特性。通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择是否合适。 4磁路计算所依据的基本原理？【P23】

答：磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理?l d H =∑I 。积分路径沿着磁场强度矢

量取向（磁力线），则?=dl H ∑I 。等式左边为磁场H 在dl 方向上的线积分；所选择的闭合回路一般通过磁极的中心线，等式右边为回路包围的全电流，即等于每对极的励磁磁势。 5电机的磁路可分为几段进行？【P23】为什么气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例？

答：电机的磁路可分为如下各段：1）空气隙；2）定子齿（或磁极）；3）转子齿（或磁极）；4）定子轭；5）转子轭。因为空气隙的磁导率比铁的磁导率小得多，δm R =δ/(Sμ.),mFe R =l /(S Fe μ).所以气隙磁阻比铁心磁阻大得多,又因为Um=Φm R m .所以气隙磁压降比铁心磁压降大得多,故气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例. 6在电机设计时通常对铁心磁密BFe 取硅钢片磁化曲线的饱和点,为什么?

答:铁心磁密的饱和点为B Fe =1.5T.当B Fe 小于1.5T 时,材料利用不够.当B Fe 大于1.5T 时,

过饱和点,上升幅度不大.而且又需要更大的励磁电流、损耗和成本都会增加.所以应取B Fe =1.5T.

7计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时一般取什么磁密为计算磁密?为什么引入轭部磁压降校正系数Cj 这一概念?【P36-37】

答:计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时,一般取轭部切向最大磁密Bj 作为计算磁密.

因为齿联轭磁密分布不均匀,齿联轭磁路全长上的磁压降Fj=?Lj l d H 0

.为了简化计算,引用

一个等效的均匀磁场代替不均匀磁场Hjav=?Lj

l d H Lj 01

.Hjav 和Hj 存在值不同,引入磁压降

校正系数Cj=Hj jav

H 来修正.

8在磁路计算中,当齿部磁密超过1.8T 时,为什么要进行修正?【P33】

答:齿部磁密超过 1.8T,此时齿部磁密比较饱和,铁的磁导率μ.比较低,使齿部的磁阻和槽部相比差别不是很大.这样,一个齿距内的磁通大部分将由齿部进入轭部,部分磁通通过槽部进入轭部.因而齿部中的实际磁通密度B 比通过公式B δl ef t/(K e F b l t

t ')小些.即实际的磁场强度及磁压降也会小一些,所以要进行修正.

第四章

9异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成?【P51-62】

答:异步电机:槽漏抗,谐波漏抗,端部漏抗,斜槽漏抗.

同步电机:槽漏抗,谐波漏抗,齿顶漏抗,端部漏抗.

10交流电机定子单层整距绕组每槽漏感L s '

如何计算?【P51-52】 答:高度h.范围内全部槽中电流产生的漏磁链Ψs1=Ns(Bs1S)=Ns*S*μ.2INs/bs=N 2s 2I μ.h.lef/bs.高度h1范围内距槽底X 处高dx 的范围内产生的漏磁链d Ψs2=(Ns*x/h1)d Φx=(Ns*x/h1)22I μ.lefdx/bs.高度h1范围内由槽中电流产生的漏磁链为Ψs2=Ψ1

0?h d s2=N 2s μ.lef 2I dx h x ?102=N 2s 2I

μ.h1lef/(3bs).槽漏磁链总和Ψs=Ψs1+Ψs2=N 2s 2μ。Lef(h./bs+h1/(3bs)).即每槽漏感为：L s '

=Ψs/(2I)=N 2s μ.lef(h./bs+h1/(3bs)).（bs 为槽宽） 第五章

11电机的损耗分别为哪几种?【P76】哪些损耗是不变损耗?哪些损耗是可变损耗？【P76】哪些损耗是主要损耗？哪些损耗是次要损耗？

答：电机的损耗分别为：①定子转子铁心中的基本铁耗；②空载时铁心中的附加（杂散）损耗；③电气损耗；④负载时的附加（杂散）损耗；⑤机械损耗。其中①②⑤为不变损耗；③④为可变损耗。①③⑤为主要损耗，②④为次要损耗。

12为什么所有电机的机械损耗都为不变损耗？

答：不变损耗是指损耗不随负载的变化而变化。机械损耗包括通风损耗、轴承摩擦损耗和电刷摩擦损耗。主要的决定因素是转速n 。对于同步电机有n=n1=60f/p,由于f 和p 不变，故转速不变。对于异步机有n=(1-s)n1=(1-s)60f/p.空载时S=0,额定负载时N S ≤0.05,S 变

化不大，也认为转速不变。对于直流电机有n=E/(Ce Φ) ≈Un/(Ce Φ),所以也认为转速基本不变。综上所述，对于所有电机，n 都不变，机械损耗也不变，即机械损耗是不变的。

第七章

13按国标规定，电机的绝缘材料分为哪些等级，对应的极限温度是多少？【P120】 答：A 、E 、B 、F 、H 级绝缘，相应的极限温度为105、120、130、155、180℃。 14在计算电机的发热时，往往只计算各部件中的温升，而不计算实际温度。试解释其中原因？

答：实际温度t=△τ+t..其中t.为周围环境温度，由于周围环境温度随季节和地域的不同而变化较大，故电机的实际温度变化也比较大，故不能用电机的实际温度评判电机的好坏。而温升△τ=t-t.，排除了周围环境温度的影响，只取决于电机损耗的多少。故用来评判电机的好坏。

第六章

15根据冷却介质的不同，电机冷却系统可分为哪几种方式？目前应用最广泛的是哪种方式？【P97】

答：电机的冷却系统可分为：①空气冷却系统。包括开路或闭路冷却，径向、轴向或混合式，吸入式或后入式，外冷或内冷。②油冷却系统；③水冷却系统；④氢冷却系统。其中目前应用最广泛的是空气冷却系统。

16电机中常用 的风扇是哪种类型？离心式风扇的主要优点是什么？缺点是什么？【P106】 答：电机中常用的风扇是离心式风扇。它的优点是压力较高，缺点是效率较低。 17离心式风扇根据叶片形状的不同可分为哪几种形式？其效率从大到小依次是什么？

【P112】

答：可分为①径向式，②前倾式，③后倾式叶片离心式风扇。效率的高低为②〉③〉①。 18离心式风扇与轴流式风扇各有什么优缺点：为什么一般中小型电机中很少采用轴流式风扇？

答：离心式风扇压力较高，效率较低。轴流式风扇压力较低，效率较高。因为感应电机，同步机中的孔隙很小，轴身风阻大，风很难通过，只有直流机可以用轴流式风扇，而直流机的应用范围又很小。而且离心式风扇能产生较大压力，最适合于一般电机特别是中小型电机（绝大部分为交流机）通风系统的需要。所以一般中小型电机很少用轴流式风扇。

第十一章

19在电机的CAD 中，求解非线性方程组有哪几种方法？并给予说明。【P289-292】 答：有两种方法，为迭代法和对分法。①迭代法：???=-=2)B (1

* f H H P BT B ，选取B=BT,

由1得H 1，由2得B 1；再把B 1代入1得H 2，再把H 2代入2得B 2。反复操作，经过几次迭代后所得的B i -B i-1的绝对值小于给定的精确度时结束计算。得出最后的B 和H 的值。②对分法：???=-=2

)(1/)( B f H P B BT H 令F （B ）=（BT-T ）/P-f(B)…③，若F （B i ）=0，即B i 为方程组的解。以根所在区间的中点为第一个迭代点代入式③的右端进行计算。若计算结果与零相比超出允许误差，则进行第二次迭代。每次迭代都以上次迭代点为根所在区间的新端点。舍去不包括根所在那一段区间，再次以新区间的中点为迭代点，不断迭代，直到区间缩小到规定范围内，则认为求解成功。

20感应电机的电气参数有哪些？如若功率因数降低，怎么提高功率因数?(励磁电抗)(考试原题)

21画出相邻90电角度的磁极的最佳积分路径，其中定子有开槽，转子为凸极。该电机共有几个磁极？请画出积分路径的磁力线路径和方向及气隙磁通的极性。（在画上出）（考试原题）

22若在电磁设计时，发现轭部磁密Bj 偏大，该如何使Bj 在合理范围内？(从轭部轭高，轭部计算长度，齿宽和齿距来考虑)（考试原题）

课后相关作业答案

【P22】1什么是主要尺寸关系式？根据这个关系式可得出哪些重要结论？（见复习题1） 2什么是电机中的几何相似定律？为何在可能情况下，总希望用大功率电机来代替总功率相等的小功率电机？为何冷却问题对于大电机比对小电机更显得重要? 答：在转速相同的情况，当

Db a D =lb la =hb ha =bb ba =…下，'P G ∝'P Gef ∝'P P ∑∝'4/3'P P ∝

P 4/1'1。即当B 和J 的数值保持不变时，对一系列功率递增，几何形状相似的电机，每单位

功率所需有效填料的重量、成本及产生损耗均怀功率的1/4次方成反比。用大功率电机代替总功率相等的数台小电机的原因是随着单机容量的增加，其效材料的重量G 、成本Gef 相对容量的增加要慢。因此用大功率电机代替总功率相等的数台小电功率机。其有效材料的利用率提高了。损耗增加相对容量慢，因此效率提高了。冷却问题对大功率电机比对小功率电机更显得重要的原因是电机损耗与长度l 的立方成成正比，而冷却表面却与长度的平方成正比。功率上升，长度变长，损耗增加大于冷却的增加。为了使温升不超过允许值，随着功率的增加，要改变电机的通风和冷却系统，从而放弃它们的几何形状相似。

【P43】2磁路计算时为什么要选择通过磁极中心的一条磁力线路径为计算，选用其它路径是否也可得到同样的结果？

答：磁路计算时选择通过磁极中心的一条磁力线的原因是此路径包围所的电流，此路径的气隙和铁心的B 、H 和相应的尺寸较容易计算。选用其他路径也可得到相同的结果。 4气隙系数K δ的引入是考虑什么问题？假定其他条件相同，而把电枢槽由半闭中槽改为开口槽，则K δ增大还是减小？

答：气隙系数K δ的引入是考虑因槽口的影响使气隙磁阻增大的问题。由公式B B K δδδmax =（见图3-11），B δ是定子没有开槽时的磁密最大值，B δmax 是维持磁通Φ为既

定值，齿顶处气隙最大磁密必须由无槽时的B δ增加到B δmax 。由半闭口槽变成开口槽，由于磁通Φ不变（因为外部电压不变），槽的磁阻增大，通过槽的有磁通减少，通过齿部的磁通增大，即B δmax 增大。而B δ不变，则K δ变大。

5空气隙在整个磁路中所占的长度很小，但它在整个磁路计算中却占有十分重要的地位，这是为什么？(见复习题5)

6极联轭与齿联轭的磁势计算方法为什么不一样？

答：极联轭的气隙磁通分布是均匀的，Φm 经过磁极之后，分成两路，分别进入左右两的轭部，经过极联轭的每个截面的磁通认为都是Φm/2。齿联轭的磁通是气隙磁通“分散”地进入齿部及轭部，所以齿联轭各个截面穿过的磁通是不同的，即沿积分路径上的磁密分布不均匀，并且每处的截面中沿向上的磁密也不是均匀分布的。这样在计算轭部磁压降时，必须作适当简化。故极联轭与齿联轭的磁势计算方法不一样。

【P75】2漏抗的大小对于交流电机的性能有何影响？

答：一方面漏抗不能过小，否则同步发电机短路时或感应电机起动时将产生不能允许的电流。另一方面漏抗又不能过大，否则会引起同步发电机的电压变化率增大，感应电动机的功率因数、最大和起动转矩降低（若为直流电机则换向条件恶化）。

5槽漏抗与谐波漏抗的大小主要与哪些因数有关？

答：槽漏抗Xs=4πf μ.N 2lef λs/(pq),它的大小主要与槽比漏磁导λs 和N 2及lef 有关。谐

波漏抗X δ=???

????=∑∑==∑222)/()/()/(.4v Kdpv s s mq pq lef f ef N X δπλλτμπδδδ它的大小主要与谐波比漏磁导、计算长度lef 和匝数N 有关。

6感应电机励磁电抗的大小主要与哪些因素有关？它对电机的性能有何影响？

答：励磁电抗主要与主磁导λm 、匝数N 和计算长度lef 有关。主要影响感应电机的性能为功率因素。因为功率因素cos ?=(2

222)X (

)'(//'m U U s U R R

+），即随着励磁电抗Xm 的增大，功率因数会上升。 【P96】1空载铁心损耗的大小主要与哪些因素有关？

答:空载铁心损耗主要是基本铁耗，基本铁耗与B 2、f 1.3、重量G Fe 和厚度?e F 有关。

8若将一台感应机的额定频率由50Hz 改为60Hz ，要求保持励磁势基本不变，应改变什么数据为最合佳？采取该措施后，基本铁耗在不计饱和影响时会不会变化?

答：22112211F j j j j t t t t L H L H L H L H H ++++=δδδ。由于励磁磁动势不变，尺寸又

不变，故磁场强度H 也不变，即磁密B 也不变，磁通Φ也不变。由于Φ=dp Nm fNK E k 4有，

E 不变，Φ不变，故匝数N 下降1.2倍。感应电机运行时铁心磁路处于饱和状态，此时磁通不能改变，变小或变大会使电机的铁心材料利用不充分或励磁电流增加及损耗增大。由于基本铁耗与频率f 1.3成正比，故基本铁耗增加。由于输出功率P=T*Ω，由于T ∝ΦΙ，

Ω=2πn/60,n=60f(1-s)/p.所以输出功率P 增加。由%100*P P P

1）（∑+∑-=η有效率没

有下降反而上升。

【P117】3伯努利方程代表的物理意义是什么？为什么在液体的运动过程中，它的静压力和动压力之间可以相互转化？ 答：伯努利方程为C =++22

1P ɡh ρυρ.其物理意义为理想流体在稳态运行过程中，单位体积内所包含的总能量保持不变。因为流体在流动的过程中υ不是固定不变的。若变小，则动压力2/P 2ρυ=g 变小，动压头g 22υ降小。又因为全压头不变，则静压力必然变大，反之亦然。所以静压力和动压力之间可以互相转化。

5流阻或风阻的串联和并联应如何计算？与电阻的串并联方法相比较有何异同？

答：流阻或风阻的串并联用风路图计算。串联时，渡过各个风阻的流量相同，气体通过整个管道或风路所需的全部压力等于各部分压力损耗的总和。串联时等效流阻或风阻为

∑==n

i i d Z

1Z 。并联时由于支路的压降为.Z P 2I VI I q =?且流过各支路的压降相等。可以推导出21)1/(1Z ∑

==n

i i d Z 。电路中电阻等效于风路中的风阻。电流等效于风路中的流量q VI 。

电压等效风路中的压降。串并联的计算原理相同。所不现的是电路中电压与电流成正比而风路中压降与流量的平方成正比。

6试比较离心式风扇和轴流式风扇的工作原理，它们各有什么公有优缺点？为什么在一般中小型电机中很少用轴流式风扇？

答：离心式风扇的工作原理是风扇转动时，处于其叶片间的气体受离心力的作用向外飞逸，因而风扇叶轮边缘出口处形成压力。优点是在压力较高，缺点是效率较低。轴流式风扇的工作原理是风扇转动时，气体受叶片鼓动沿轴向动力在风扇出口处形成压力。优点是效率高，缺点是压力低。感应电机、凸极同步机的孔缝很小，使得轴向风阻。风很难通过，只有直流机可以有轴流式风扇而直流机的应用范围很小。而且离心式风扇能产生较高压力。由于一般电机特别是中小型电机是交流电机，使用的是离心式风扇，故中小型电机很少采用轴流式风扇。

【P139】1电机绝缘结构按其耐热等级分别规定了极限温度，但是在计算电机的发热时，往往只计算各部分的温升而不计算实际温度，试解释其原因？（见复习题14）

《电机设计》陈世坤课后习题参考答案期末复习资料

电机设计 第一章 1.电机设计的任务是什么？ 答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便 的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段？ 答：电机设计的过程可分为： ①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收集相近电机的 产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计：本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验， 通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选 定有关材料，并核算电磁性能。 ③结构设计：结构设计的任务是确定电机的机械结构，零部件 尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计 算、通风计算和温升计算。 3.电机设计通常给定的数据有哪些？ 答：电机设计时通常会给定下列数据： (1)额定功率 (2)额定电压

(3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数 感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)； 直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？ 答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的 体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。 K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效 材料的利用程度。 2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：δ αAB K K n dp Nm ef ' p '2 6.1 p l D =，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ˊ和转速n 之比n p ' 或计算转矩T ˊ所决 定；②电磁负荷A 和B δ不变时，相同功率的电机，转速较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量；③转速一定时，若直径不变而采取不同长度，则可得到不同功率的电机；④由于计算极弧系数' p α、波形系数K Nm 与绕组系数K dp 的数值一般变化不大，因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A 和B δ有关。电磁负荷选 得越高，电机的尺寸就越小。 3.什么是电机中的几何相似定律？为何在可能情况下，总希望用大功率电机来代替总功率相等的小功率电机？为何冷却问题对于大电机比对小电机更显得

电机学期末复习总结要点

《电机学》期末复习材料 第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电 流，产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁，是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的，为 60 1 pn f = 2、异步电机的结构： 定子——三相对称绕组，通入三相对称电流，产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组，产生一个旋磁磁通。 【三相对称：空间上差120度电角度；时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度： 电角度：磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度：转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势： ①感应电势的频率：60 1 pn f = ②感应电势的最大值：m m m f lv B E φπ==（τφl B P m =） ③每根导体感应电势的有效值： m m m d f f E E φφπ 22.22 2 == = 5、极距： ①概念：一个磁极在空间所跨过的距离，用 τ来表示。（了解整距、短距、长距） ②公式：p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数： ① 节 距 因 数 ： 1 90sin 90)1(cos 11≤?? ? ?????=????????-=ττy y k y 物理意义：表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数：12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义：表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数：q y w k k k = ④合成电势：w m k fN E φ44.4=

⑤槽距角：z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数：pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机， Hz f 50=，min /1000r n =，定子铁芯长 cm l 5.40=，定子铁芯内径cm D 270=， 定子槽数72=z ，101=y 槽，每相串联匝数144=N ，磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求：（1）绕组因数w k ；（2）每相感应电势的有效值。 7、消弱谐波电势的方法： ①采用不均匀气隙，以改善气隙中磁场分布情况。 ②采用短距绕组。 ③采用分布绕组。 8、双层绕组与单层绕组： ①双层绕组：指沿槽深方向有上、下两层线圈边的绕组。 ②单层绕组：指沿槽深方向只有一层线圈边的绕组。 9、画某相叠绕组展开图的一般步骤： ①计算出槽距角、槽距 ②画出电势星图（注意单层绕组、双层绕组） ③画出某相叠绕组展开图（注意支路数） 【练习2】有一双层三相短距绕组，24=z ， 42=p ，τ6 5 1=y 。（1）分别画出支路数1=a 和2=a 的A 相叠绕组展开图； （2）算出绕组因数。 10、单相绕组的磁势（脉动磁势）： )cos(2 1 )cos(21cos cos t x F t x F t x F ωωωφφφ++-= 单相磁势的特

直流无刷电机本体设计解读

电机与拖动基础 课程设计报告 设计题目： 学号： 指导教师： 信息与电气工程学院 二零一六年七月

直流无刷电机本体设计 1. 设计任务 (1) 额定功率 80N P W = (2) 额定电压310N U V ≤ (3) 电动机运行时额定转速 1000/min N n r = (4) 发电机运行时空载转速max 6000/min n r = (5) 最大允许过载倍数 2.5λ= (6) 耐冲击能力21500/m a m s = (7) 机壳外径42D mm ≤ 设计内容： 1. 根据给定的技术指标，计算电机基本尺寸，包括：定子铁心外径、定子铁心内径、铁心长度等。 2. 磁路计算，包括极对选择、磁钢选型、磁钢厚度、气隙长度等方面计算。 3. 定子绕组计算，包括定子绕组形式、定子槽数、绕组节距等计算。 2. 理论与计算过程 2.1 直流无刷电机的基本组成环节 直流无刷电动机的结构原理如图2-1-1所示。它主要由电机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。电机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼型绕组和其他起动装置。其定子绕组一般制成多相（三相、四相、五相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4,……）组成。图中的电机本体为三相电机。三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件连接，位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相连接。 当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。 因此，所谓直流无刷电机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电机以及位置传感器三者组成的“电动机系统”。其原理框图如图2-1-2所示。

电机设计计算常用公式

电机设计计算常用公式 1．输出功率2P 2P 2．外施相电压1U 1U 3．功电流KW I 1 13 210U m P I KW ??= 4．效率η' η' 5．功率因数?'cos ?'cos 6．极数p p 7．定子槽数1Q 1Q 转子槽数2Q 2Q 8．定子每极槽数 p Q Q P 1 1= 转子每极槽数 p Q Q P 2 2= 9．定转子冲片尺寸见图 10．极距P τ p D i P 1 ?= πτ 11．定子齿距1t 1 1 1Q D t i ?= π 12．转子齿距2t 2 2 2Q D t ?= π 13．节距y y 14．转子斜槽宽SK B SK B 15．每槽导体数1Z 1Z 16．每相串联导体数1φZ 1 11 11a m Z Q Z ??= φ 式中： 1a =

17．绕组线规（估算） ?η' ?'= ' ' ??'= ' ?'cos 11 11 11KW I I a I S N 式中：导线并绕根数·截面积 '?'11S N 查表 取' ?'11S N 定子电流初步估算值 ?η' ?'= 'cos I I KW 1 定子电流密度' ?1 '?1 18．槽满率 （1）槽面积 2 2221R h h b R S S S S π+ ??? ??-'+= （2）槽绝缘占面积 ?? ? ??+++' =122S S i i b R R h C S π （3）槽有效面积 i S e S S S -= （4）槽满率 e f S d Z N S 2 11??= 绝缘厚度i C i C 导体绝缘后外径d d 槽契厚度h h 19．铁心长l 铁心有效长 无径向通风道 g l l eff 2+= 净铁心长 无径向通风道 l K l Fe Fe ?= 铁心压装系数Fe K Fe K 20．绕组系数 111p d dp K K K ?= （1）分布系数 2sin 2sin 111 αα???? ???= q q K d 式中： p m Q q ?= 11 1

电机设计习题解答要点

电机设计 第一章 1. 电机常数CA 和利用系数KA 的物理意义是什么？ 答：CA ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料。KA ：单位体积有效材料能产生的计算转矩。 2. 什么是主要尺寸关系是？根据他可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：D2lefn/P ’=6.1/(αp ’KNmKdpAB δ)，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ’和转速n 之比P ’/n 或计算转矩T 所决定;②电磁负荷A 和B δ不变时，相同功率的电机，转速较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时，若直径不变而采取不同长度，则可得到不同功率的电机。④由于极弧系数αp ’、 KNm 与Kd 的数值一般变化不大，因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A 和B δ有关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。 3.什么是电机中的几何相似定律？为何在可能情况下，总希望用大功率电机来代替总功率相等的小功率电机？为何冷却问题对于大电机比对小电机更显得重要? 答：在转速相同的情况，当Db a D =lb la =hb ha =bb ba =…下，'P G ∝'P Gef ∝'P P ∝'4 /3'P P ∝P 4/1'1 即当B 和J 的数值保持不变时，对一系列功率递增，几何形状相似的电机， 每单位功率所需有效填料的重量、成本及产生损耗均怀功率的1/4次方成反比。用大功率电机代替总功率相等的数台小电机的原因是随着单机容量的增加，其效材料的重量G 、成本Gef 相对容量的增加要慢。因此用大功率电机代替总功率相等的数台小电功率机。其有效材料的利用率提高了。损耗增加相对容量慢，因此效率提高了。冷却问题对大功率电机比对小功率电机更显得重要的原因是电机损耗与长度l 的立方成成正比，而冷却表面却与长度的平方成正比。功率上升，长度变长，损耗增加大于冷却的增加。为了使温升不超过允许值，随着功率的增加，要改变电机的通风和冷却系统，从而放弃它们的几何形状相似。 4. 电磁负荷队电机的性能和经济性有何影响？电磁负荷选用是要考虑哪些因素？ 答：当p ’/n 比一定，由于a ’p ，Knm ，Kap 变化不大，则电机主要尺寸决定于电磁负荷。生产固定效率电磁负荷越高，电机的尺寸将越小，重量越轻，成本越低，经济效益越好。电磁负荷选用常需要制造运行费用，冷却条件，所用材料与绝缘等级，电机的功率，转速等。

电机常用计算公式及说明

电机常用计算公式及说 明 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

电机电流计算： 对于交流电三相四线供电而言，线电压是380，相电压是220，线电压是根号3相电压 对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压，导线的电压是线电压（指A相B相 C相之间的电压，一个绕组的电流就是相电流，导线的电流是线电流当电机星接时：线电流＝相电流；线电压＝根号3相电压。三个绕组的尾线相连接，电势为零，所以绕组的电压是220伏 当电机角接时：线电流＝根号3相电流；线电压＝相电压。绕组是直接接380的，导线的电流是两个绕组电流的矢量之和 功率计算公式 p=根号三UI乘功率因数是对的 用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流 极对数与扭矩的关系 n=60f/p n: 电机转速 60： 60秒 f: 我国电流采用50Hz p: 电机极对数 1对极对数电机转速：3000转/分；2对极对数电机转速： 60×50/2=1500转/分 在输出功率不变的情况下，电机的极对数越多，电机的转速就越低，但它的扭矩就越大。所以在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距。 异步电机的转速n=(60f/p)×(1-s)，主要与频率和极数有关。 直流电机的转速与极数无关，他的转速主要与电枢的电压、磁通量、及电机的结构有关。n=(电机电压-电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数*磁通)。 扭矩公式

T=9550*P输出功率/N转速 导线电阻计算公式： 铜线的电阻率ρ＝， R＝ρ×L/S (L＝导线长度，单位：米，S＝导线截面，单位：m㎡) 磁通量的计算公式： B为磁感应强度,S为面积。已知磁场定律为：Φ=BS 磁场强度的计算公式：H = N × I / Le 式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。 磁感应强度计算公式：B = Φ/ (N × Ae)B=F/IL u磁导率 pi= B=uI/2R 式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。 感应电动势 1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝ 变化率=磁通量变化量/时间磁通量变化量=变化后的磁通量-变化前的磁通量 2)E＝BLV垂(切割磁感线运动)｛L:有效长度(m)｝ 3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝ 4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m /s)｝ 三相的计算公式： P＝×U×I×cosφ

电机设计基础复习

电机设计复习版(May you pass!!!) 第一章 2．电机设计的任务 ① 根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）和技术要求（效 率、参数、温升、机械可靠性）；② 结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况；③ 运用有关的理论和计算方法；④ 正确处理设计中遇到的多种矛盾； 设计出性能好，体积小、结构简单、运行可靠。制造和使用、维修方便的先进产品。 3.设计的依据 给定：（1）额定功率（2）额定电压（3）相数及相间连接法（4）额定频率（5）额定转速（6）额定功率因数 感应电机 1-5 同步电机1-6 直流电机1 2 5 4．电机设计过程 ：① 准备阶段② 电磁设计③ 结构设计 第二章 5.主要尺寸：靠近气隙的电枢直径（D ）与铁心有效长度（L ） 直流电机D 为转子外径.交流电机D 为转子内径 6. 电机的主要参数之间的关系式 计算功率： m ── 电枢绕组相数；E ── 电枢绕组相电势 I ── 电枢绕组相电流 310()P mEI KVA -'=?

7从确定主要尺寸关系式所得的结论 1、电机的主要尺寸决定于：计算功率P’与转速n之比或计算转矩T’决定 2.、A 、Bδ不变时，相同功率的电机，n↑，尺寸较小； 尺寸相同的电机，n↑，功率较大 3、转速一定，若直径不变而采用不同长度可得不同的功率的电机 4、α?p KNm、Kdp一般变化不大电机的主要尺寸在很大程度上和选择的A 、Bδ有关， A 、Bδ↑，电机的尺寸就愈小。 8.几何相似定律 在电流密度、磁感应强度、转速、频率保持不变时，对一系列功率递增，几何相似的电机，每单位功

电机常用计算公式及说明

电机电流计算： 对于交流电三相四线供电而言,线电压就就是380，相电压就就是220，线电压就就是根号３相电压 对于电动机而言一个绕组得电压就就就是相电压,导线得电压就就是线电压（指A相B 相Ｃ相之间得电压,一个绕组得电流就就就是相电流,导线得电流就就是线电流当电机星接时：线电流＝相电流;线电压=根号3相电压。三个绕组得尾线相连接,电势为零,所以绕组得电压就就是２20伏 当电机角接时:线电流＝根号3相电流;线电压＝相电压。绕组就就是直接接3８0得,导线得电流就就是两个绕组电流得矢量之与 功率计算公式ｐ=根号三ＵI乘功率因数就就是对得 用一个钳式电流表卡在Ａ B C任意一个线上测到都就就是线电流 极对数与扭矩得关系 n＝6０f/p n: 电机转速 60： 60秒 f: 我国电流采用50Hz ｐ: 电机极对数 1对极对数电机转速:3000转/分；２对极对数电机转速:60×５0／2=1500转/分在输出功率不变得情况下,电机得极对数越多，电机得转速就越低,但它得扭矩就越大。所以在选用电机时,考虑负载需要多大得起动扭距。 异步电机得转速ｎ=(60f/p)×(1-s),主要与频率与极数有关。 直流电机得转速与极数无关,她得转速主要与电枢得电压、磁通量、及电机得结构有关。n=(电机电压－电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数＊磁通)。 扭矩公式 Ｔ=９５5０*P输出功率/N转速 导线电阻计算公式: 铜线得电阻率ρ=0、０１72, R=ρ×L/S （L＝导线长度,单位：米,Ｓ＝导线截面,单位:ｍ㎡) 磁通量得计算公式: Ｂ为磁感应强度,S为面积。已知高斯磁场定律为:Φ=BS 磁场强度得计算公式:H = Ｎ×I ／Lｅ 式中:H为磁场强度，单位为Ａ/m;Ｎ为励磁线圈得匝数;I为励磁电流（测量值),单位位A；Le为测试样品得有效磁路长度，单位为m。 磁感应强度计算公式:B ＝Φ / (N × Ae）B=F／IＬｕ磁导率 pi=3、14 Ｂ=uI/2R 式中:B为磁感应强度，单位为Wb/ｍ^2;Φ为感应磁通(测量值），单位为Wb;N为感应线圈得匝数；Ae为测试样品得有效截面积,单位为m^2。 感应电动势 1）E＝ｎΔΦ/Δt(普适公式)｛法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n：感应线圈匝数,ΔΦ／Δt:磁通量得变化率} 磁通量变化率=磁通量变化量/时间磁通量变化量＝变化后得磁通量-变化前得磁通量 ２)Ｅ=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)｝ ３)Em=ｎＢＳω（交流发电机最大得感应电动势）{Ｅm:感应电动势峰值｝

机械设计知识点(经典)总结..

机械设计知识点总结（一） 1．螺纹联接的防松的原因和措施是什么? 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。 3．轮齿的失效形式 答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合，（4）齿面磨损，（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V<＝12时多采用油池润滑，当V>12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。

《西莫电机技术》第13期之论坛精华：电机设计常见问题解答专题(一)——电感

《西莫电机技术》第13期之论坛精华：电机设计常见问题 解答专题（一）——电感 引言1.电感的定义电感的物理学定义为：单个线圈通以电流会产生磁场（磁通），我们将单个线圈通电后产生磁通的能力称为该线圈的自感。即： （1）式中λ为磁链，I为电流。但在电机中，由于存在非线性铁磁材料，有将电感参数区分为视在电感和增量电感的必要，因为增量电感参数是准确描述电机动态特性的关键参数。同时电感也是控制器设计需要的关键参数。根据法拉第电磁感应定律，线圈两端的反电势为 （2）对于带铁心的螺线管而言，λ仅为i的函数，因此?λ/?i 可以写成dλ/di，然而对于更一般的磁路，λ除了是电流i的函数之外还与磁路的组成有关，比如可能出现多个激磁线圈，或者多个铁心，因此λ是一个多变量而不是一个变量的函数，因此偏微分符号应该保留。如果磁路是线性的，则λ-i 曲线便是一条直线，无论实际工作点位于何处，?λ/?i所得的值都为常数，即得到了物理学定义的电感式（1），此为视在电感。对于一般的磁路，由式（2）可知，电感的通用定义为： （3）由上式确定的电感，即所谓的增量电感，如图所示运行点O处，曲线λ-i上O的斜率即为O点的增量电感。显

而易见，运行点的任何一点改变都需要重新计算L的值。而λ0/I0对于电机而言则为静止状态下的电感，可以称为静态电感或者视在电感，即电机三相电流为直流，转子静止状态下的电感。但是电机在实际运行时，三相电流激励以及转子位置均为变化的，所以动态电感才有意义。图1 绕组铁心磁化特性及工作点示意图根据上式的定义，我们即可以对以下三种情况进行分析：1）.变压器：在正常工作时，电机的电流在时刻变化，但他不旋转，所以他磁路磁阻变化仅由电流引起，即磁链是电流的单一函数，所以增量电感公式可以变为dλ/di。假设工作电流较小时磁路工作在线性区，增量电感与视在电感相等，dλ/di是常数；但是当电流逐渐变大，磁路饱和，λ—i曲线拐弯，增量电感小于视在电感。2）.表贴式永磁电机：我们假设他整个磁路磁阻不随转子位置变化，那么当电机运行过程中，每个位置的磁阻依然只跟电流有关系，增量电感公式仍然可以变为dλ/di。假设当电流比较小的时候，线性区域还是视在电感等于增量电感，但是当有的运行点电流比较大的时候，磁路饱和进入非线性区，dλ/di 变小。3）.IPM电机：此电机的定子绕组磁链由两个因素决定，一是转子位置变化引起磁路磁阻的变化，二是电流变化引起的磁阻变化，因此该类电机磁链是转子位置及电流的函数λ（θ，i（t）），增量电感的偏微分符号也应该保留。2.冻结磁导率技术式（3）已经明确了增量电感的定义，从此公

三相异步电机闭环调速设计

《控制系统设计》课程设计报告 学院：信息工程学院 姓名： 班级：11自动化 学号： 题目：三相异步电动机闭环调速系统设计与实践指导老师： 完成时间：2014年6月20日

目录 摘要............................................................... I 1概述.. (1) 1.1三相异步电动机的调速方法 (2) 1.2调压调速的简介 (3) 1.3课程设计的要求 (5) 2三相异步电动机调压调速系统的组成 (5) 3三相异步电动机调压调速系统的设计和实现 (8) 3.1三相异步电动机调压调速系统的电路 (8) 3.2闭环调速结构图 (10) 3.3 系统各部分参数的计算 (10) 4三相异步电动机调压调速系统的仿真 (13) 4.1MATLAB仿真的介绍 (13) 4.2电路的建模和参数设置........................ 错误！未定义书签。 4.3异步电机调压调速系统仿真模型................ 错误！未定义书签。 4.4仿真效果图 (17) 总结 (22) 参考文献 (23)

摘要 异步电动机具有结构简单、制造容易、维修工作量小等优点，早期多用于不可拖动。随着电力电子技术的发展，静止式变频器的诞生，异步电动机在可拖动中逐渐得到广泛的应用。实现电机调速有不少方法。研究电机调速，找出符合实际的调速方法能最大限度的节约能源，所以研究调压调速就显得很有必要。异步电机调压调速控制系统是一种比较简单实用的调速系统，该系统具有良好的运行、控制及经济性能，显示出巨大的发展潜力。 本课程设计介绍了异步电动机调压调速系统的几大组成部分，并着重讲述了三相异步电动机(M)、测速发电机(TG)、晶闸管交流调压器(TVC)的简单的工作原理。在了解异步电动机调压调速的基本原理的基础上，设计了异步电动机单闭环调压调速系统的结构原理图。还将调压调速与其他的调速方法相比，所具有的优点以及不足之处。 以转速单闭环调压调速系统为例，电机调速开环控制系统调速范围较小，采用速度作为负反馈的闭环控制系统解决了这个问题,使调速性能得到改善。 最后，经过理论分析建立模型后，基于Matlab语言开发仿真软件，并进行仿真实验，并且对仿真结果进行了一定的分析及改进。 关键词: 调压调速MATLAB三相异步电动机转速调节器

《电机设计》陈世坤)课后习题答案期末复习资料)

电机设计第一章 1.电机设计的任务是什么？ 答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段？ 答：电机设计的过程可分为： ①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收 集相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计：本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生 产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。 ③结构设计：结构设计的任务是确定电机的机械结构，零部件尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。

3.电机设计通常给定的数据有哪些？ 答：电机设计时通常会给定下列数据： (1)额定功率 (2)额定电压 (3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数 感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)； 直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？ 答：C A ：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。 K A ：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：δ αAB K K n dp Nm ef 'p '2 6.1p l D =，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ˊ和转速n

三相电机电流计算公式I

三相电机电流计算公式 I TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

三相电机电流计算公式I=P/1.732/U/cosΦ，cosΦ是什么，为什么有个cosΦ。 I=P/1.732/U这个公式是对的还是错的？什么情况下会用到cosΦ。 I=P/1.732/U这个公式是错的，正确应是I=P/(1.732*U*cosΦ)。 cosΦ是在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。追问 cosΦ=P/S中的S表示什么。 还有你前面提到的计算三相电流，意思要考虑到用电单位的功率因素所以才要用到cosΦ那如果cosΦ为1是不是不要也没关系呢 本人确实不怎么懂还请大哥耐心解答。 回答 S表示有功功率，有功功率又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，对电动机来说是指它的出力。 计算三相电流，要考虑到用电单位的功率因数，所以功率因数用cosΦ表示。 如果cosΦ为1，公式中可以不考虑。 追问 假如是一个1P的电动机，功率在一个周期内的平均值时多少，怎么算 S具体的数值时多少，怎么去算呢 回答 假如是一个1P的电动机，S=1P/cosΦ 追问 假如是一个1P的电动机，S=1P/cosΦ,那cosΦ得数值等于多少啊，你不要告诉我是这个cosΦ=P/S 大哥麻烦了，我真的很笨。 回答 cosΦ（即是功率因数）析译： 电动机的功率因数不是一个定数，它与制造的质量有关，还与负载率的大小有关。为了节约电能，国家强制要求电机产品提高功率因数，由原来的0.7到0.8提高到了现在的0.85到0.95，但负载率就是使用者掌握的，就不是统一的了。过去在电机电流计算中功率因数常常取0.75，现在也常常是取0.85。 电流为144.34A，需要选择多大的铜芯电缆?计算公式是什么 浏览次数：173次悬赏分：0 | 提问时间：2011-6-4 13:38 | 提问者：马臣水

无刷电机设计基础知识三

3 无刷直流电动机的电磁设计 3.1 基本要求和主要指标 3.1.1基本要求 (1) 运行方式 直流无刷电动机的运行方式有连续、短时和断续三种 (2) 防护形式 一般直流电动机的防护型式主要有防护式和封闭式两种。 (3) 温升 一般交流电机包括同步电机和感应电机，转子不计算铁耗，然而该类电机正常稳态运行时，定子绕组产生的2个旋转磁场转速与转子本体转速存在较大的转差，转子铁芯损耗不容忽视。不仅电磁设计时，其电磁负荷的选择应与常规电机有所区别，而且对通风冷却结构设计应予足够的重视。 (4) 效率 (5) 电动机的转速变化率 明确电机转速运行的最大区间，并应指明电机的常用转速区间，以便选择合适的电机数据，获得良好的力能指标。 3.1.2主要指标 ①额定功率P N = 100W ②额定电压U N = 270V ③额定转速n N = 1000 r/min ④定子相数m = 3 ⑤极对数p = 4 ⑥定子槽数Z = 18 3.2 主要尺寸的确定 3.2.1 定子铁心内径D a的选择

我国目前制造的直流电机，其D a 与输出功率P N 的关系曲线如下，它可以作为选定D a 的初步依据。 由于P N /n N =0.0001，从张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.1定子内径D a 与单位转速输出功率P N /n N 的关系曲线查得： cm D a 5.5~0.4=，则取cm D a 5= 3.2.2 电磁负荷的选择 电负荷A 与磁负荷B 的选择与电动机的主要尺寸直接相关。同时，A ,B 的选择与电动机的运行性能和使用寿命也密切相关，因此必须全面考虑各种因素，才正确选择A,B 的值。 (1) 线负荷A 高，磁负荷B 不变 ① 电机体积减小，节约材料 ② B 一定时，由于铁心重量减小，铁耗减小 ③ 绕组用铜量增加 ④ 增大电枢单位表面上铜耗，绕组温升增高 ⑤ 影响电机参数和电机特性: q a =ρAJ (2) 磁负荷B 高，线负荷A 不变 ① 电机体积减小，节约材料 ② 基本铁耗增大 ③ 磁路饱和程度增大 ④ 影响电机参数和电机特性 电负荷A 与磁负荷B 与定子的内径D a 有关，根据已生产的电动机的经验数据绘制成曲线。 由于D a =5cm ,由张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.2电负荷A 与定子内径D 的关系得电负荷A=75~150A/cm ,取A =90。 由于D a =5cm ，由张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.3磁负荷B 与定子内径D 的关系得磁负荷B=0.50~0.65T ,取B=0.55T 3.2.3 转子磁钢计算长度L a 的确定 先确定极弧系数δα，由经验数据得确定9.0=δα。 转子磁钢计算长度: n p k AD B L D a a ???=ηαδδ27 101.6 ,则cm L a 0.7=

电机设计知识点公式总结材料整理 陈世坤

电机设计陈世坤版知识点、公式总结整理

目录 第一章感应电动机设计 (1) 第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算 (4) 附录参考文献 (27)

第一章感应电动机设计 一、电机设计的任务 电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（如功率、电压、转速等）、技术要求（如效率、参数、温升限度、机械可靠性要求等），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计是遇到的各种矛盾，从而设计出性能良好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 二、感应电机设计时给定的数据 （1）额定功率 （2）额定电压 （3）相数及相间连接方式 （4）额定频率 （5）额定转速或同步转速 （6）额定功率因数 三、电机设计的过程和内容

1、准备阶段 通常包括两个方面的内容：首先是熟悉相关打国家标准，手机相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见和要求；其次是在国家标准及分析有过资料的基础上编制技术任务书或技术建议书。 2、电磁设计 本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较来确定与所设计电机电磁性能有关的的尺寸和数据，选定有关材料，并和算其电磁性能。 3、结构设计 结构设计的任务是确定电机的机械结构、零部件尺寸、加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算及通风和温升计算。 结构设计通常在电磁设计之后进行，但有时也和电磁设计平行交叉的进行，以便相互调整。

第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算 一、额定数据及主要尺寸 1、输出功率 N P =5.5kW 2、外施相电压 N U φ=N U =380V （?接） 3、功电流 KW I =1N N P mU φ =35.5103380??=4.82A 4、效率 N η=85.3% 5、功率因数 cos N ?=0.78 6、极对数 p=3 7、定转子槽数1Z =36。2Z =33 8、定转子每极槽数 1p Z = 12Z p =366=6。 2p Z =22Z p =336=51 2 9、定转子冲片尺寸 1D =210mm 。1i D =148mm 。 2i D =48mm 。 2D = 1i D -2δ=148-2?0.35=147.3mm 定子采用梨型槽，尺寸如下：11b =6.8mm 、21r =4.4mm 、01h =0.8mm 、 11h +21h =11.5mm 、 01b =3.5mm 定子齿宽计算如下：

电机设计期末复习总结

电机设计期末复习总结 第二章电机的主要参数之间的关系 电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度,直流电机中,电枢直径指的是转子外径,对于一般结构的同步电机和感应电机,则是指定子内径。 2-1 电机的主要参数之间的关系式 1、电机进行能量转换时, 递的,与之对应的功率称之为电磁功率。P’=mEI 2、1)直流电机：P’=EαIα 2)电机常数C A的表达式： 电机常数大致反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料的体积,反映结构材料的耗用量。 3、根据以上两个式子得出的重要结论： (1)电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速之比P’/n或计算转矩T’所决定。功率较大、转速较高的电机有可能和功率较小、转速较低的电机体积接近。 (2)电磁负荷A和Bδ不变时,相同功率的电机,转速较高的,尺寸较小；尺寸相同的电机,转速较高的,则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。 (3)转速一定时,若直径不变而采用不同的长度,则可得到不同的功率的电机。 (4)系数的数值一般变化不大,因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A、Bδ有关。电磁负荷越高,电机的尺寸就越小。 2-2电机中的几何相似定律 1、几何相似定律： 表明：在B和J的数值保持不变时,对一系列功率递增、几何形状相似的电机,每单位功率所需要有效材料的重量、成本及产生的损耗,均与功率的1/4次方成反比,即随着电机容量的增大,其有效材料的利用率和电机的效率均将提高。 2-3电机负荷的选择 由于正常电机系数实际变化不大,因此在计算功率P’与转速n一定时,电机的主要尺寸决定于电磁负荷和A、Bδ电磁负荷越高,电机的尺寸将越小,重量就越轻,成本越低。从而,一般选取较高的A和Bδ值。 1、电磁负荷对电机性能和经济性的影响 1)线负荷A较高,气隙磁密Bδ不变。 (1)电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。 (2) Bδ一定时,由于铁心重量减小,铁耗随之减少。 (3)绕组用铜量将增加,这是由于电机的尺寸小了,在Bδ不变的情况下,每极磁通将变小,为了生产一定的感应电势,绕组匝数必须增多。 (4)增大了电枢单位表面的铜（铝）耗,使绕组温升增高。 (5)影响电机参数与电机特性。随着A增大,绕组电抗将增大,这会引起电机工作特性的改变。 2)气隙密度Bδ较高,线负荷A不变。 (1)电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。 (2)使电枢基本铁耗增大。Bδ提高后,将导致电枢铁耗增加,效率降低,在冷却条件不变时,

三相电机设计

第一章绪论 中型三相异步电动机在机械制造、矿山、冶金、电力等行业，作为各设备的拖动工具应用的非常广泛，生产高压电机的企业也相当的多，产量也较大。异步电动机消耗的能源所占电力的比例最高。本文以一个机座号的一个极数简要地介绍在设计异步电动机的四个计算步骤，磁路计算、参数计算、损耗和运行性能的计算、起动性能计算。在这四个计算中，电磁感应定律贯穿整个全过程。 在中型高压电机的电磁设计过程中，现在的企业大多采用的电磁计算的核算程序，通过计算机进行计算，对于数据调整实际采用试探法。这就要求电机设计人员要对电机设计四个步骤的计算内容有很好的理论理解，要清楚参数之间的相互关系，以便在电磁计算过程中对于性能不合适的地方确定调整方向。 电机的电磁程序虽然各企业的编制都不一样，在大致的所使用方法还是基本相同，就计算机应用的电磁程序编制过程中经常用到的一些常用方法和一些原始的计算公式，尤其电机需迭代的四个参数饱和系数K T、电势系数K E、效率 、起动电流倍数 I st 在整个电磁计算过程中形成四个循环，但又互相影响，它们初值取的好坏以及控制的计算精度直接影响着计算的速度和计算的准确度。 三相异步电动机的设计中，在磁密取值即不能不饱和又不能过饱和，定转子电密高低直接影响着电机的温升、效率、电机使用铜铝材料等。电机在保证性能参数的方案可以为多铁方案（铁心长）也可以为多铜方案（多匝数，短铁心方案），在电机设计过程中要在保证电机力能指标，又要在温升允许的情况下，进行多方案比较，以节约原材料为优化方向，尽可能降低电机成本。

第二章 电机设计理论 本次的设计题目就是我公司下达的设计项目，本次设计它所依据的主要理论是三相异步电动机的原理及试验以及三相异步电动机的计算程序，将手算程序改编成计算机程序来进行本次设计项目Y560 IP23 6kV 10P 电机的三个规格、710kW 、800kW 、900kW 进行电磁计算，以确定参数，计算的目的是要保证电机的力能指标满足JB/T7593-94的标准规定，根据电磁计算结果来设计绘制出工作图满足生产需要。 2.1 电机设计的理论分析以及主要的计算公式 2.1.1 电机的磁路计算。 异步电机的磁路计算通常是从等效电路出发，求出电机的空载电流或其主要组成部分磁化电流、各种参数和损耗。磁路计算的主要目的是为了求出磁化电流，同时要校核电机磁路系统的尺寸，如电机的齿部和轭部的磁路不过分饱和以影响电机性能，又是电机的齿部和轭部太不饱和，造成电机的原材料的增加，以使电机的生产成本上升。电机的磁路计算还要给电机的性能计算提供数据。 由于电机的磁路计算是对称的，所以只计算一对磁极的磁路就可以了，又由于一对极的磁路对称于中心线，我们可以进行一个极的磁路计算，就是求出一个极磁路各段磁路所需磁势之和即： 2C 1C 2T 1T F F F F F F ++++=σ (2-1) σF -----空气隙所需磁势； 1T F -----定子齿所需磁势； 2T F -----转子齿所需磁势； 1C F ------定子轭所需磁势； 2C F -------转子轭所需磁势； 电机的磁路计算就是分别对上述磁路进行计算，以确定定转子冲片槽形尺寸是否合适，铁心的长度是否满足要求。计算采用的步骤如下： （1） 根据定子每相电势E 1，求出每极磁通φ； （2） 确定通过各段磁路的磁通φx ；

《机电传动控制》期末考试重点总结

第三章、直流电机 1、机械传动系统负载特性：恒转矩型（反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载）、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。 2、要加快电动机系统过渡过程，应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。 3、他励直流电动机 （1）、为什么直流电动机不能直接启动？直流电动机启动方法： 电动机启动之前，n=0,E=0,Ra很小。电动机直接并入电网并施加额定电压时，启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。①在换向过程中，产生危险的电火花，甚至烧坏整流子。 ②过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏。③产生与启动电流成正比的启动转矩，在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏。④对电网供电电动机来说，过大的启动电流将使保护装置动作，从而切断电源，使生产机械停止工作，或引起电网电压下降，影响其它负载正常运行。 启动方法：①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。 问：为什么要逐级切除启动电阻？如果切除太快，会带来什么后果？ 如果启动电阻一下全部切除，在切除瞬间，由于机械惯性作用使电动机转速不能突变，再次瞬间转速维持不变。机械特性会转移到其他特性曲线上，此时冲击电流很大。如果切除太快，会有可能烧坏电动机。 （2）、调速：①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变，随着电阻增加，转速降落增大，特性变软) ②改变电枢供电电压U、（空载转速随电压减小而减小，转速降落不变，特性硬度不变，恒转矩调速）③改变电动机主磁通φ（理想空载转速随磁通改变而改变，转速降落随磁通改变而改变，特性变软，恒功率调速） （3）、制动：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉反接制动）、能耗制动 4、问：一台直流电动机拖动一台卷扬机构，在重物匀速上升时将电枢电源反接，电动机经历了几种运行状态？①正向电动状态，由a到b特性曲线转变②反接制动状态，n降低，到达c点转速为零③反向电动状态，c→f，转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态，到达f 平衡点，转速n不再变化 5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动 第四章、交流电机 1、三相异步电动机 （1）、启动特性：启动电流大、启动转矩小。 启动方法：①直接启动、②电阻或电抗器降压启动、③Y-△降压启动、④自耦变压器降压启动、⑤软启动器------绕线异步电动机：逐级切除启动电阻法、频敏变阻器启动法。（2）、调速方法：①变极对数调速、②变转差率调速（调压调速、转子电路串接电阻调速）③变频调速（变压变频调速、恒压弱磁调速） （3）、制动方法：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉制动）、能耗制动 2、单相异步电动机启动：电容分相式异步电动机、罩极式单相异步电动机 3、同步电动机启动方法：异步启动法 4、三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5、结合交流异步电动机的机械特性分析，在负载转矩不变的情况下，当电源电压降低很多