电机设计第2部分1

电机与运动控制系统第二版教学设计研究背景随着现代工业的不断发展，机电一体化技术的应用越来越广泛，其中电机和运动控制系统更是核心技术。

为了适应市场需求，电机与运动控制系统的知识也不断发展和更新。

目前，电机与运动控制是机电一体化领域的重要组成部分，而教育界也在逐步更新电机与运动控制系统的教学内容，以满足社会需求。

在此背景下，本文旨在针对电机与运动控制系统的第二版教学设计进行研究。

教学目标本教学设计的目标是培养学生的技能，能够熟练掌握电机及运动控制原理、控制技术及其应用，并在实际项目中应用所学知识，为社会和企业服务。

课程内容本课程包括以下内容：第一章：电机控制概述1.1 电机控制的定义1.2 电机控制的作用1.3 常见的电机驱动控制技术第二章：电机基础知识2.1 电机结构简介2.2 电机参数2.3 电机转换基本方程式第三章：电机控制器3.1 电机控制器的功能3.2 基于控制器的电机控制3.3 常见的电机控制器第四章：运动控制概述4.1 运动控制的定义4.2 运动控制的作用4.3 运动控制的基础知识第五章：运动控制技术5.1 速度控制技术5.2 位置控制技术5.3 运动控制器的种类和应用第六章：电机和运动控制系统的应用6.1 电机和运动控制系统在工业领域的应用6.2 电机和运动控制系统在智能化生产中的应用6.3 电机和运动控制系统在新能源行业的应用教学方法本课程将采用以下教学方法：1. 讲授通过讲授，将基础理论和实际应用紧密结合，深入浅出地讲解电机和运动控制相关知识和技术，使学生能够理解和掌握相关理论和技术。

2. 实践通过实践，学生将能够实际操作和应用电机和运动控制，不仅能够掌握理论知识，而且更能够熟练掌握实际应用技巧，培养学生的实际操作能力。

3. 课程设计通过课程设计，将深入贯彻理论和实际操作，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，培养学生协同工作的能力和团队合作精神。

教学评价本课程的评价将以以下几个方面进行：1. 学生自我评价帮助学生了解自己的成长，提高自我认知并对自己的表现进行评价和总结。

二、电机制造专业知识1. 汽轮发电机汽轮发电机即用汽轮机驱动的发电机。

由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，使叶片转动而带动发电机发电，做功后的废汽经凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。

汽轮发电机是隐极式同步发电机。

它的定子是交流电枢绕组，转子是磁极，通以直流电励磁。

一般汽轮机转数很高，所以要求汽轮发电机有很少的极对数，一般大型汽轮发电机均为一对磁极，这样它的同步转速可达到最高的3000r/min。

高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风磨耗，转子直径一般较小，长度较大（即细长转子）。

这种细长转子使大型高速汽轮发电机的转子尺寸受到限制。

1 0万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸达到特定的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现，为此必须加强电机的冷却。

所以 5～10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。

70年代以来，汽轮发电机的最大容量已达到130～150万千瓦。

1954年，上海电机厂制造了世界上第一台双水内冷汽轮发电机。

2.交直流电机上海电机厂有限公司生产的交流电机主要用于空压水电机、磨机电机、水泵电机、交交变频扎钢电机和无刷励磁电机。

交流电机定子铁芯压装方式主要有内压装和外压装两种，一般采用内压装方式。

相较于交流电机而言，直流电机则主要用于扎钢电机（ZD系列、Z900系列、Z710系列）、提升电机（ZKTD系列）和特种电机。

与交流电机相似，直流电机定子铁芯压装方式主要有内压装和外压装两种，通常也采用内压装方式。

直流电机所使用的材料主要有导磁材料、导电材料和绝缘材料三种。

第二部分实习感受总结通过这次实习，我将自己所学的知识应用于实际的工作之中，使我的理论知识不在空洞。

理论和实际是密不可分的，在实践中我的知识得到了巩固,解决问题的能力也受到了锻炼。

本次实习不仅开阔了我的视野，也加强了我做事做人的能力。

在这段实习期间，我对电气工程及其自动化专业在工程实践中的工作对象、工作环境有了一个较为全面的理解，大到产品的整个生产流程，小到产品的性能指标、生产与设计的参数要求。

电机型号含义系列+机座号+极数如:Y132S1-2第一部分汉语拼音字母Y表示异步电动机；第二部分数字表示机座中心高（机座不带底脚时，与机座带底脚时相同）；第三部分英文字母为机座长度代号（S-短机座、M-中机座、L-长机座），字母后的数字为铁心长度代号；使用条件环境温度：不超过40℃。

海拔：不超过1000米。

相对湿度：不超过95℅额定电压：380伏。

额定频率：50赫兹。

接法：3千瓦及以下为Y接，4千瓦及以上为Δ接。

工作方式：连续（S1）。

三相异步电动机型号字母含义：J——异步电动机；O——封闭；L——铝线缠组；W——户外；Z——冶金起重；Q——高起动转轮；D——多速；B——防爆；R一绕线式；S——双鼠笼；K一—高速；H——高转差率。

JQO 2-52-4表示为封闭式高起动转矩异少电动机、5号机座、2号铁芯长度、4极。

电动机型号由产品代号，规格代号，特殊环境代号，补充代号等4部分组成。

并按下列顺序排列：[1]-[2]-[3]-[4]1-产品代号2-规格代号3-特殊环境代号4-补充代号产品代号包括类型代号，电动机特点代号，设计序号和励磁代号组成。

类型代号名称代号名称代号“交流”“异” Y{J} “安”全A 封闭型O “阀”门F “绕”线型R “管”道G 隔“爆”型 B 水“泵” B “多”速 D 采“煤”机用C{M}高“起”动转矩Q 装“岩”机用I “高”速K 回“柱”绞车Z 双鼠笼运输机S “通”风机T 高“滑”差H特点代号为表征电机的性能，结构或用途而采用汉语拼音字母。

如B{隔爆型}，YB隔爆型异步电动机。

设计序号表示产品设计顺序，对第一次设计产品，不标设计序号。

电动机的规格代号包括机座号或中心高尺寸，功率，转速或极数，电压等级等。

其中机座长度采用国际通用字母表示，S-短机座，M-中机座，L 长机座。

特殊环境代号“高”原用G“船”{海}用H户“外”用W化工防“腐”用F“热”带用T“湿热”带用TH“干热”带用TA注：如同时适用于1个以上的特殊环境时，则按顺序排列。

电机设计流程
电机设计流程一般包括以下几个步骤：
1. 了解设计需求：需要与客户进行沟通，了解客户对电机工作电压、输出功率（转速转矩）、体积要求（安装尺寸）、工作制、使用环境等具体需求。

同时，也需要考虑国标和其他相关标准的要求。

2. 确定设计参数：根据客户需求和标准要求，确定电机的设计参数，如过载倍数、弱磁扩速比、高效区等。

3. 选择合适的材料和供应商：根据设计需求和参数，选择合适的材料和供应商，确保电机性能和成本的优化。

4. 设计电机结构：根据设计需求和参数，设计电机的结构，包括定子、转子、轴承等部分，并确保电机的稳定性和可靠性。

5. 进行电磁场分析：使用电磁场分析软件对电机进行电磁场分析，确保电机性能符合设计要求。

6. 进行热分析：使用热分析软件对电机进行热分析，确保电机在运行过程中的温度分布和温升符合设计要求。

7. 进行动力学分析：使用动力学分析软件对电机进行动力学分析，确保电机在运行过程中的振动和噪声符合设计要求。

8. 进行样机制造和测试：根据设计结果，制造样机并进行测试，包括性能测试、可靠性测试等，确保电机性能和可靠性符合设计要求。

9. 优化设计：根据测试结果，对设计进行优化，提高电机性能和可靠性。

10. 完成设计文档：最后，完成电机设计文档，包括设计图纸、材料清单、制造工艺流程等，为生产和维护提供支持。

以上是电机设计的流程，具体的设计过程可能会因不同的设计需求和参数而有所差异。

电机设计中平行槽的计算齿宽解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在电机设计中，平行槽的计算齿宽是一项关键任务。

平行槽是电机的重要组成部分，用于控制转子和定子之间的磁场分布及其他相关性能。

齿宽的正确计算对电机的运行性能和寿命至关重要。

因此，本文将详细介绍平行槽的计算齿宽及其在电机设计中的应用。

1.2 文章结构本文共分为五个部分，每个部分都涵盖了特定主题。

首先，在引言部分中我们会来概述整篇文章，并解释各部分内容安排。

接下来，第二部分将深入探讨平行槽的定义、作用以及计算齿宽的基本原理。

第三部分将以不同案例为例，全面剖析在不同设计需求下如何进行齿宽计算，包括低噪声要求、高效率要求以及扭矩输出均匀性考虑等情况。

第四部分则着重讨论可能遇到的问题以及相应解决方法，包括常见问题、偏差因素对计算结果影响以及误差控制方法等方面。

最后，在第五部分中，我们将对全文进行总结并提出未来的研究方向和建议。

1.3 目的本文的目的是为电机设计人员提供一个关于平行槽计算齿宽的全面指南。

通过对基本原理、计算方法和实际应用案例的介绍，读者将能够理解齿宽计算在电机设计中的重要性，并掌握解决可能遇到问题的技巧。

希望本文能为电机设计工作者在实际工作中提供有价值的参考和指导。

2. 平行槽的计算齿宽：2.1 平行槽的定义和作用在电机设计中，平行槽是指安装在转子上与定子绕组相配合的一种结构。

它们通过互锁来实现电磁能量转化。

平行槽的作用是分割转子表面并提供导体位置，确保电流在导体中流经整个绕组。

2.2 计算齿宽的基本原理计算齿宽是为了确定平行槽的尺寸，以确保满足电机设计要求。

基本原理是通过将定子绕组总尺寸减去铁芯高度以及其他因素来得出齿宽数量和齿宽大小。

这样可以使得转子与定子之间形成匹配，并确保正常运行且最大限度地提高效率。

2.3 计算齿宽的方法和公式计算齿宽数量和齿宽大小需要考虑多种因素，包括电机功率、转速、相数等。

根据不同情况，可以使用不同的公式或方法进行计算。

电机直流课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电机直流的基本工作原理，包括电磁感应定律在直流电机中的应用。

2. 使学生了解并掌握直流电机的类型、结构、性能及用途。

3. 引导学生理解并掌握电机转速与电枢电压、电流的关系，以及励磁对电机性能的影响。

技能目标：1. 培养学生能够正确使用万用表、示波器等工具进行电机参数测试的能力。

2. 培养学生具备分析、解决直流电机常见故障的能力。

3. 让学生学会设计简单的直流电机控制系统，并能进行基本的调试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机工程技术的兴趣和热情，激发他们探索科学的精神。

2. 培养学生的团队协作意识，使他们能够在学习过程中积极与他人交流、合作。

3. 引导学生认识到电机技术在生产、生活中的重要作用，增强他们的社会责任感。

课程性质：本课程为电机原理与应用的实践课程，注重理论知识与实际操作的结合。

学生特点：学生处于高中年级，已具备一定的物理基础和动手能力，对新技术具有强烈的好奇心。

教学要求：教师应采用启发式教学，引导学生通过实验、讨论等方式主动探究电机直流的知识，提高他们的实践操作能力和问题解决能力。

同时，注重培养学生的团队合作意识和科学素养，为后续学习打下坚实基础。

通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 直流电机的基本原理：包括洛伦兹力定律、电磁感应定律在直流电机中的应用，电机转速与电枢电压、电流的关系，以及励磁对电机性能的影响。

2. 直流电机的类型与结构：介绍常见的直流电机类型，如永磁直流电机、励磁直流电机；讲解电机的结构，包括电枢、励磁绕组、换向器等组成部分。

3. 直流电机的性能与用途：分析不同类型直流电机的性能特点，如功率、转速、效率等，探讨其在实际应用中的选择和适用场合。

4. 直流电机控制系统设计：学习电机控制的基本原理，设计简单的直流电机控制系统，包括调速、转向等功能。

5. 直流电机参数测试与故障分析：教授如何使用万用表、示波器等工具进行电机参数测试，分析常见故障原因，并提出相应的解决方法。

电机设计复习重点和课后答案（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/(S µ.),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=⎰Ljl 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 Lj01 .Hjav 和Hj 存在值不同,引入磁压降校正系数Cj=Hjjav 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.围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围距槽底X 处高dx 的围产生的漏磁链d Ψs2=(Ns*x/h1)d Φx=(Ns*x/h1)22I μ.lefdx/bs.高度h1围由槽中电流产生的漏磁链为Ψs2=Ψ10⎰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。

第一节：引言中小旋转电机设计手册-第2版1.1 介绍中小旋转电机设计手册-第2版是一本涵盖了电机设计的全面指南，主要涵盖了中小型旋转电机的设计原理、结构、材料、性能和应用等方面。

本手册不仅具有高度的专业性，还能够为工程师和技术人员提供实用的设计指导，提高设计水平和效率。

第二节：中小旋转电机设计原理2.1 电机的基本原理中小旋转电机设计的基本原理是转换电能和机械能的相互转换过程。

它主要由定子和转子组成，并通过电流和磁场的相互作用来实现转动。

设计者还需考虑电机的功率、效率、转矩、速度和响应特性等因素，以使电机达到预期的性能指标。

2.2 电机结构设计中小旋转电机的结构设计需要考虑机械结构、电磁结构和热传导结构等方面。

合理的结构设计可以提高电机的稳定性、可靠性和工作效率，降低能耗和噪音，并延长电机的使用寿命。

第三节：中小旋转电机设计材料和制造工艺3.1 电机材料的选择与应用电机设计中，材料的选择直接影响到电机的性能和成本。

常见的电机材料有铜、铝、钢、磁性材料等，而不同的材料具有不同的导热性、导电性、磁导率等特性，需要根据设计要求进行合理选择和应用。

3.2 电机制造工艺电机的制造工艺包括了铸造、机加工、绕线、组装、测试等环节。

制造工艺的合理性和精准度，直接影响电机的质量和性能。

设计者需要全面了解制造工艺的要求，以确保电机的稳定性和可靠性。

第四节：中小旋转电机性能与应用4.1 电机性能测试中小旋转电机的性能测试是验证电机设计的关键环节。

主要包括了电机的电性能、机械性能、热性能和工作环境适应性等方面的测试。

4.2 电机的应用领域中小旋转电机广泛应用于家用电器、医疗器械、工业自动化、汽车电子、航空航天等领域。

不同的应用领域对电机的性能有不同的要求，设计者需根据具体应用情况进行灵活的设计和优化。

第五节：总结与展望5.1 总结中小旋转电机设计手册-第2版的深度和广度兼具，全面覆盖了电机设计的各个方面，对提高中小旋转电机的设计水平和效率具有重要的指导意义。

电机设计电机设计电机设计第一章电机设计概述 (5)§1-1 电机制造工业的近况与发展趋势 (5)§1-2 电机设计的任务与过程 (6)§1-3 1-4 国家标准国际标准 (7)第二章电机的主要参数之间的关系8§2-1 电机的主要参数之间的关系式 (8)§2-2 电机中的几何相似定律概述 (14)§2-3 电磁负荷的选择 (16)§2-4 电机主要尺寸比的选择及确定主要尺寸的一般方法 (19)§2-5 系列电机及其设计特点 (22)第三章磁路计算24§3-1 概述 (24)§3-2 空气隙磁压降的计算 (25)§3-3 齿部磁压降的计算 (33)§3-4 轭部磁压降的计算 (37)第四章参数计算42§4-1 绕组电阻的计算 (43)§4-2 绕组电抗的一般计算方法 (46)§4-3 主电抗计算 (47)§4-4 漏电抗计算 (51)§4-5 漏抗标么值 (64)§4-6 集肤效应对电机参数的影响 (66)§4-7 饱和对电机参数的影响 (67)§4-8 斜槽漏抗计算 (69)第五章损耗与效率 (71)§5-1 概述 (71)§5-2 基本铁耗 (72)§5-3 空载时铁心中的附加损耗 (74)§5-4 电气损耗 (79)§5-5 负载时的附加损耗 (80)§5-6 机械损耗 (87)§5-7 效率 (89)第六章电机的冷却 (90)§6-1 电机的冷却方式 (90)§6-3 风扇 (91)§6-4 径向通风系统中转子上其他风压元件参数的近似计算法 (93)第七章发热计算 (93)§7-1 电机允许的温升限度 (93)§7-2 传热的基本定律 (95)§7-3 电机稳定温升的计算 (99)第八章结构设计和机械计算104§8-1 电机的基本结构型式（自学） (104)§8-2 结构设计的基本内容、原则和方法. 105 第十章感应电机的电磁设计 (106)§10-1 概述 (106)§10-2 主要尺寸与气隙的确定 (108)§10-3 定子绕组与铁心的设计 (111)§10-4 转子绕组与铁心的设计 (115)§10-5 工作性能的计算 (118)§10-6 起动性能的计算 (120)第十一章电子计算机在电机设计计算中的应用 (125)§11-1 概述 (125)§11-2 曲线和图表的数学处理方法之一——插值法 (126)§11-3 曲线和图表的数学处理方法之二——公式法 (128)§11-4 机辅设计中常用的数值计算方法. 129 §11-5 设计分析程序 (129)§11-6 设计综合程序 (130)第一篇旋转电机设计第一章电机设计概述§1-1 电机制造工业的近况与发展趋势一、单机容量迅速增长1．为什么单机容量要增加？从制造角度看，功率大，材料越省，效率高，电机材料选用率提高；从运行角度看，功率大，机组数目少，运行人员少，维修费用减小。

铁磁材料在电机设计中的应用研究随着科技的不断进步，电机在现代生活中扮演着重要的角色。

然而，电机的设计需要考虑到许多因素，其中一个重要的因素就是材料的选择。

铁磁材料作为一种常用的材料，在电机设计中的应用研究已经成为一个热门的课题。

第一部分：铁磁材料的基本特性铁磁材料是指在外加磁场下能够表现出强烈磁性的材料。

它们通常由铁、钴、镍等金属构成，具有良好的导磁性和磁导率。

铁磁材料可以分为软磁材料和硬磁材料两大类。

软磁材料具有低的矫顽力和高的导磁性，常用于制造电感器、变压器和电机的铁芯。

它们的导磁性能决定了电机的工作效率和轴向稳定性。

晶粒细小、均匀度高的软磁材料能够降低电机的焦耳损耗和涡流损耗，提高电机的效率。

硬磁材料则具有较高的矫顽力和剩余磁化强度，常用于制造永磁电机和磁体。

硬磁材料的磁场稳定性和短充放电时间是电机设计中需要考虑的关键因素。

第二部分：铁磁材料在电机设计中的应用1. 电感器和变压器的铁芯材料电感器和变压器是电机中重要的组成部分，它们利用铁芯的导磁性能实现能量的储存和转换。

由于铁磁材料具有高的导磁性和低的磁阻，因此选择适当的铁芯材料可以提高电感器和变压器的效率和性能。

2. 电动机的铁芯材料电动机是电机中最重要的应用之一，它利用磁场的相互作用实现电能转换为机械能。

电动机的铁芯材料需要具备良好的导磁性和磁导率，以确保磁场的强度和稳定性。

常见的铁芯材料包括硅钢片和镍铁合金等。

3. 永磁电机的磁体材料永磁电机是目前电机设计领域的热门方向之一，其优点包括高效率、高功率密度和轻量化等。

永磁电机的核心是磁体，而磁体的性能取决于所选用的磁体材料。

硬磁材料是制造永磁电机磁体的理想选择，因为它们具有较高的矫顽力和剩余磁化强度。

第三部分：铁磁材料在电机设计中的挑战与发展尽管铁磁材料在电机设计中有广泛的应用，但仍然存在一些挑战。

例如，软磁材料容易受到热膨胀和磁滞效应的影响，从而导致电机的效率下降或不稳定。

此外，随着电机功率的不断提高，对铁磁材料的要求也越来越高，需要不断研发新的材料以应对挑战。

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：δαAB 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。

电机设计复习重点和课后答案（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。

这说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与电机的空载特性。

通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择是否适宜。

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。

第二章2.1主要尺寸包括什么？（主要尺寸由转矩决定）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。

2.2为什么当气隙磁场为正弦时，气隙波形系数为1.11对于任意气隙磁场波形，在每对极范围内，其有效值与平均值的比值即为波形系数。

对于正弦波，有效值为平均值的π/2√2=1.112.3知道标号的含义形如【Y180L1-4】的标号：【Y】为系列号【180】为机座号（中心高）【L1】为长铁心里的第一个铁心长【4】表示极数2.4为什么尽量用大功率电机代替几个小功率电机B、J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材料重量、成本及产生的损耗均与p’1/4成反比，即随单机容量的增大，其有效材料利用率和电机效率均提高。

2.5几何相似定律G电机重量；C ef成本；ΣP损耗2.6 主要尺寸关系式和几何相似定律看似矛盾之处及其原因D电枢直径；l ef电枢计算长度；n转子转速；a’p计算极弧系数；K N m气隙磁场波形系数；k dp电枢绕组系数；P’计算功率；E电枢电势；N匝数；A电磁线负荷；Bδ气隙磁密；B磁路中铁内磁密；A fe磁路中铁的截面积; J电流密度；矛盾：主要尺寸关系式：功率正比于几何尺寸的立方；几何相似定律：功率正比于几何尺寸的四次方原因：若几何尺寸增大至2倍：由I=JA，可知J不变时，电流增大至4倍。

由A=2mNI/πD，可知匝数N不变且电枢绕组相数m不变时，A增大为2倍。

即A正比于几何尺寸。

所以主要尺寸关系式中功率正比于几何尺寸的立方不成立。

2.7计算新电机指标利用集合相似定律来估计几何形状相似，功率不同的电机的重量、成本和损耗。

例题:一台1kW的电机定子铁心长10cm，电机质量为15kg，成本100元，电机效率83.3%。

今欲按几何相似定律设计一台16kW电机，求电机定子铁心长、质量、成本、效率。

10kv高压电机标准电机是现代工业中不可或缺的设备，其中10KV高压电机作为重要的能源转换装置，在许多工业领域中发挥着关键作用。

为了确保高压电机的安全运行和性能稳定，各个国家和地区都制定了相应的标准，以规范电机的设计、制造和使用。

本文将介绍一些与10KV高压电机相关的标准。

一、国家标准1. GB 755-2000《旋转电机用绝缘系统评定》该标准规定了电机的绝缘等级、测试方法和评定准则，以确保电机在额定电压下具有良好的绝缘性能。

其中包括了绝缘材料的选择、绝缘耐久性测试和绝缘性能评定等内容。

生产和使用高压电机时，必须符合该标准的要求。

2. GB 12350-2010《旋转电机及发电机通用技术条件》该标准详细规定了10KV高压电机的技术要求，包括外形尺寸、电气性能、机械性能等。

例如，电机的额定功率和转速范围、绝缘等级、温升限值等都有明确的规定。

符合这些要求可以保证电机的安全可靠运行。

二、国际标准1. IEC 60034-1《旋转电机 - 第1部分：额定值、标识和机电性能》作为国际电工委员会发布的标准，该标准规定了旋转电机的一般要求，适用于低压电机和高压电机。

其中包括了电机的额定值、标识和机电性能的测量方法。

10KV高压电机的设计、制造和测试都应该参考这个标准。

2. IEC 60034-2-2010《旋转电机 - 第2-1部分：三相低压电动机的试验和检验程序 - 第1颗激励电机》这个标准规定了三相低压电动机的试验和检验程序，其中包括了电机的机械特性、热特性和电气特性的测试方法。

10KV高压电机在设计和制造时，可以借鉴这个标准的一些测试方法。

三、行业标准10KV高压电机作为工业生产中常用的设备之一，在不同行业中有着特定的应用要求，因此在一些具体领域中会有相应的行业标准。

例如：1. DL/T 785-2015《发电厂汽轮机与发电机机组送电线的装置安装规范》该标准规定了发电厂汽轮机与发电机机组送电线的装置安装规范，其中包括了高压电机的接线和配电装置的设计和安装要求。