电机设计讲稿第四章
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第四章 参数计算直流电阻电 阻交流电阻参数 异步机：励磁电抗 主电抗电 抗 同步机：电枢反应电抗 槽漏抗 谐波漏抗漏电抗 端部漏抗齿顶漏抗222211102221111111——————)()(——————σσσσσννσσσσωωL X E X E X E N I N I I N I I L X E m =→→Φ→⎩⎨⎧→→Φ→→Φ→→⎥⎦⎤→→=→→Φ→差漏抗谐波主电抗基波影响：对经济性能和运行性能有很大影响 ① ↑R ↓∝↑↓↑RL T R I cu ,,,2θη ② ↑X 异步机：↓↓↓↓st M st T T i ,,,cos ϕ同步机：稳定性差短路比,,,↓↓↑∆k i u 直流机：电抗电势↑r e ，换向条件差点§4-1 绕组电阻的计算直流机： 2)2(a A l N R c ca wa ρ=定子绕组： 1111112)(a N A l K R K R c c w F F ρ'='=绕线式转子： 1,21222222≈'=⋅'=F c c w F K sf f a N A l K R 很低 ρ2222112122)(R K N K N m m kR R dp dp ⋅==' 电阻 异步机 鼠笼式转子：'+=R B R R R 2 2222sin 41)(Z R R R I I R R R R B R R π=∆=='BBwB RRwR A l R A Z D R ρπρ==2 422210)2(-⨯+=RRB B w A p D Z A l R πρ 22KR R ='22111)(4Z K N m K dp =同步机： 111112)(a N A l K R K R c c w F F ρ'='=直流电阻：导体材料电阻率导体截面积绕组导体长度------=ρρc cA l A l RGB755-81规定：ρ要换算到相应绝缘等级的基准工作温度。
[])(11515t t t -+=αρρA 、E 、B ： 75=t F 、H ： 115=t交流电阻：绕组通以交流时，由于集肤效应，电阻值较通直流时增大。
电流电阻电阻增加系数-->'--''=R K K RK R F F F c )1(一、直流电机并联支路数导体截面积线圈或元件平均半匝长导体总数--------=a A l N a A l N R c c a c ca wa 2)2(2ρ适用于：电枢电阻、励磁绕组、换向极绕组、补偿绕组 二、感应电机1、感应电机定子绕组每相电阻相绕组并联支路数双单定子每相串联匝数--⎪⎩⎪⎨⎧==--⋅'=111111112::2a a pqS N a pqS N N a A l N K R K K c cw F ρ2、感应电机转子绕组每相电阻① 绕线式转子：1,21222222≈'=⋅'=F c c wF K sf f a A l N K R 很低 ρ222222a A l N R c c wρ=∴ 基波绕组系数每相串联匝数定转子相数折合到定子边------⋅=='2121212222112122,,,)(:dp dp dp dp K K N N m m R K N K N m m kR R② 鼠笼绕组特点：ⅰ）22Z m =是多相绕组，相数等于转子槽数；2211122)(411Z K N m K Z K dp dp ===∴Φⅱ）鼠笼转子的电阻包括两部分：导条电阻和端环电阻。
由于导条中电流与端环电流是不一样的，因此这两部分不能简单相加，而须将端环电阻折合到导条边，再由导条边折合到定子边。
折合 折合端环电阻 ————→ 导条 ———→定子ⅰ）端环电阻 → 导条端环电阻： 端环平均直径--=R RwR R D A Z D R 2ρπ端环面积每槽距周长----=R RRRwR A Z D A Z D R 22ππρ导条电阻： BBwB A l R ρ= 端环折合到导条中的折合原则：折合前后电损耗不变。
RBR R RR R B R I I R R I R I 222)(='=' 如何求BRI I 的关系： 每相邻导条电流之间相位差等于槽距电角α 22Z pπα=相邻两段端环的电流相位差也等于α∴导条电流等于相邻两端环电流之差（∵α 很小）RR B R R B R B B B R R pZ R I I R pZ I I Z p I Z pI I I 222222)2()(22sin22sin2ππππα=='∴=∴≈==ⅱ）鼠笼式转子电阻RRwR RRB B w BB w B R B R B A Z D R A p D Z A l R A l R pRZ R R R R 222222222)2(2πρπρρπ=+=∴=+='+=ⅲ）转子电阻折合到定子边RRB B w dp dp A p D Z A l Z K N m R Z K N m KR R 22211122111222()(4)(422πρ+==='三、同步电机与异步机定子绕组计算方法一样。
§4-2 绕组电抗的一般计算方法在分析交流电机的运行原理时，大多数可把它们看作为等效的双绕组变压器，这样可以利用与双绕组变压器类似的等效电路来计算交流电机的运行性能。
1、222211102221111111——————)()(——————σσσσσννσσσσωωL X E X E X E N I N I I N I I L X E m =→→Φ→⎩⎨⎧→→Φ→→Φ→→⎥⎦⎤→→=→→Φ→差漏抗谐波主电抗基波 2、交流电机中：主电抗菌素 →ϕN mN m U X I X =*槽漏抗 电 抗 齿顶漏抗漏电抗 端部漏抗 →ϕσσN N U X I X =*谐波漏抗3、电抗的一般计算方法（磁链法、能量法） 磁链法：L X I L N F l S l S NIF I ωμ=→ψ=→Φ=ψ→Λ=Φ→⎪⎭⎪⎬⎫=Λ→=→,磁路§4-3 主电抗计算一、主电抗多相交流电机电枢电流产生的气隙磁场中，相应于基波磁场对应的电抗叫主电抗。
在异步机中称励磁电抗，同步机中为电枢反应电抗。
二、异步电机励磁电抗的计算方法 1、 假设：① 电枢槽部导体中电流集中在槽中心线上； ② 铁磁物质磁导率∞→μ； ③ 槽开中的影响以气隙系数计及。
2、 计算m X 步骤： I 2→1F →B →Φ→ψ→IL 2ψ=→fL X π2= ①I 2 ——电枢相电流的幅值② I NK pm I NK p m F dp dp 22111ππ==每极电枢基波磁势幅值 ③ efF B δμδ1101=' 由定子额定电流1N I 建立的气隙基波径向磁密幅值④ '=Φ112δτπB l ef 正弦S l ef p p ='='ταπα2⑤ 1111dp m K N Φ=ψ 11dp K N 有效匝数efef dp dp efdp ef m l I NK p m K N I NK p m l δτππμδπτμπ2)(2)122(21011101⋅=⋅=ψ⑥ m ef m m l pq N f f IX λμππ201422=⋅ψ=主磁路的比磁导efdp m efefdp q K m l pNK f δτπλδτμ212210)(4⋅==⑦ NN N N N N N m N N N m m F F U E U X I I U X X 11111*=ΦΦ=≈==ϕϕϕ111,,N N N E F Φ——由定子额定电流1N I 产生的基波磁势、基波磁通及所感生电势（10N I I =假想） m m m m N m N x I x r I Z I E ≈+==)(101N N N F U ,,Φϕ——额定电压、在定子绕组中感应电势ϕN U E =时所需基波磁通、相应的气隙磁势。
111111122)2(22μδτπππππδefN dp dp N dp N N B F K A K p D D m NI NK I p m F ====efdp m mef dp N N K k B A k B K A F F πδτμδπτμδδ101110122===∴说明：在efδτ 一定时，*m X 与 δB A 成正比而 DND m N I A N ∝=π12 ef ef dp Nm ef N NDl l pD fN K KE l B 122142∝⋅=Φ=ππτπδ ef l N B A2∝∴δA 大，说明绕组匝数多； （↑↑∝m X N lSN X ,,2μ）δB 小，Φ小，感应一定电势所需匝数多。
不同条件下，aq ad k k ,随p α的变化曲线 a)1max =δδ b) 5.1max =δδ c) 0.2max =δδ三、同步电机电枢反应电抗1、凸极同步电机的电枢反应电抗采用双反应理论，把主电抗分成直轴电枢反应电抗与交轴电枢反应电抗。
决定由查曲线τδδδαδτπμ,,,,)(4max 11210p q d aqaq q mq aq ad ad d m d ad efef dp m k k B B k X k X B B k X k X l p NK m f X =====2、直、交轴电枢反应电抗的标么值Nf N N f f N ad d d ad d ad d ad ad ad N ad N ad d N addN ad N NN ad ad F k U U F k B k B E U B k E F k B k B B E U E U X I U X I U X I I U X X →=→→=→≈∝→=→→=⋅=⋅===)()()(sin sin sin 10111*气隙磁势方波如不饱和ϕδδϕϕϕϕϕϕψψψNa ad N d a d N d ad d N ad ad F Fk F k F k F k F k U E X 111*sin sin -===ψψϕδδϕB B k k k k k k k U E F F F F k X f f qaq f d ad N N a Na aq aq 101*:=--=--=≈----=交轴电枢反应系数直轴电枢反应系数时所需气隙磁势电枢反应基波磁势同理 根据前面推导：1*1*δδB A k k X B A k k X m aq aq m ad ad ⋅⋅==3、隐极同步电机电枢反应电抗)(1m aq ad ma q d X X X X X k k =====§4-4 漏电抗计算漏电抗：槽漏抗、谐波漏抗、齿顶漏抗、端部漏抗I 2→F →B →A lR R F F m mm μ==Λ=Φ→ψ→IL 2ψ=→fL X π2= λμπσ∑⋅=ef l pq N f X 204E t s λλλλλδ+++=∑一、槽漏抗的计算 （一）单层整距绕组的槽漏抗4、假设： ① 电流在导体截面上均匀分布； ② 铁磁物质磁导率∞→μ； ③ 槽内磁力线与槽底平行。
