当前位置：文档之家 › 电机设计知识点公式总结整理 陈世坤

电机设计知识点公式总结整理 陈世坤

  • 格式：doc
  • 大小：1.10 MB
  • 文档页数：30

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 NP=5.5kW 2、外施相电压 NU=NU=380V（接）

3、功电流 KWI=1NNPmU=35.5103380=4.82A 4、效率 N=85.3% 5、功率因数 cosN=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 1pZ=12Zp=366=6。 2pZ=22Zp=336=512 9、定转子冲片尺寸 1D=210mm。1iD=148mm。 2iD=48mm。 2D= 1iD-2=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： '10111211211(222)(14820.8211.5)224.46.2536i

t

DhhhbrmmZ



''101111111(22)(14820.820.95)6.86.4136i

t

DhhbbmmZ



'''11116.416.25()6.3322tttbbbmm

转子采用梯形槽，尺寸如下：02h=0.5mm、12b=6.3mm、22b=2.6mm、

12h+22h=20mm、02b=1mm 转子齿宽计算如下：

202122211222311[()][147.3(0.520)]336.37.0733t

DhhhbbmmZ

10、极距 =12iDp=14823=77.45mm 11、定子齿距 1t=11iDZ=14836=12.92mm 12、转子齿距 2t=22DZ=147.333=14.02mm 13、节距 y=6 14、转子斜槽宽 1skbt=12.92mm 15、每槽导体数 1sN=42 16、每相串联导体数 1N=1111sNZma=423631=504 1150425222NN 17、定子电流初步值 '1I=coskwNNI=4.820.8530.78=7.24A 18、槽满率 （1）槽面积

sA=221112111212()22rbrhhh=224.46.84.4(11.52)22=104.512mm （2）槽绝缘占面积：由绝缘等级B可知，i=0.3mm iA='21(2)ishr=0.3(211.54.4)=11.052mm （3）槽有效面积 efA=sA-iA=104.51-11.05=93.462mm

（4）槽满率 211isfefNNdSA=21421.3393.46=0.79（符合要求） 19、铁心长 tl=180mm 铁心有效长 218020.35180.7eftllmm 净铁心长 0.95180171FeFetlKlmm 20、绕组系数1dpK=1dK

1pK

（1）分布系数 1dK=11230sinsin220.9730sin2sin22qq （2）短距系数 1pK=sin12 21、每相有效串联导体数 1N1dpK=5040.97=488.88 二、磁路计算 22、计算满载电势 '10.9310.0108ln0.0130.9310.0108ln5.50.01330.91LNPp

'1(1)0.91380345.8LNEUV

23、每极磁通 111345.80.00637441.110.9750252NmdpEWbKKfN 24、每极齿部截面积 定子 21110.951806.3366494.58tFettpAKlbZmm

转子 22122310.951807.0756649.342tFetptAKlbZmm 25、轭部截面积 定子轭部计算高度 圆底槽 '1121112101484.4(0.811.54.4)15.772323i

js

DDrhhmm



定子轭部截面积 '2110.9518015.772696.67jFetjAKlhmm 转子轭部计算高度 平底槽 '222222147.3482(0.520)029.152323i

jsv

DDhhDmm



转子轭部截面积 '2220.9518029.154984.65jFetjAKlhmm 26、空气隙面积 277.45180.713995.22efAlmm 27、波幅系数 假设饱和系数 '1.20sK 由()ssFfK曲线可知 1.486sF

28、定子齿磁密 1611.4860.006371.466494.5810sttFBTA

116.3/tHAcm 29、转子齿磁密 2621.4860.006371.426649.3410sttFBTA

213.6/tHAcm 30、定子轭磁密 161110.006371.18222696.6710jj

BTA

16.16/jHAcm 31、转子轭磁密 262110.006370.64224984.6510jj

BTA

21.91/jHAcm 32、空气隙磁密 61.4860.006370.67613995.2210sFBTA





33、齿部磁路计算长度 定子 圆底槽 111212111()11.54.412.9733tLhhrmm 转子 平底槽 2122220tLhhmm 34、轭部磁路计算长度 定子 '11'1()11(21015.77)50.8222223jjDhLmmp 转子 '22'2()11(4829.15)20.1922223ijj

DhLmmp



35、有效气隙长度 气隙系数计算如下： 101122

10101

(4.40.75)12.92(4.40.350.753.5)1.295(4.40.75)12.92(4.40.350.753.5)3.5tbKtbb





202222

20202

(4.40.75)14.02(4.40.350.751)1.032(4.40.75)14.02(4.40.350.751)1tbKtbb





121.2951.0321.34KKK 有效气隙长度 1.340.350.47efKmm 36、齿部磁压降 定子 111116.312.971021.14tttFHLA 转子 122213.6201027.2tttFHLA



37、轭部磁压降

由'()jjhCf曲线可知 '115.770.2077.49jh 11.18jBT于是1jC0.68 '229.150.3877.49jh

 20.64jBT 于是2jC

0.22

定子 '311110.686.1650.82100.21jjjjFCHLA 转子 '322220.221.9120.19100.01jjjjFCHLA



合集下载

某型发电机的空气闭合循环冷却系统设计计算

某型发电机的空气闭合循环冷却系统设计计算

某型发电机的空气闭合循环冷却系统设计计算作者：孟永奇来源：《科技创新与生产力》 2015年第10期孟永奇（海军装备部，山西太原 030027）摘要：介绍了一种型号发电机通风冷却系统的计算方法，运用原来逆设计推导出的德国西门子1FR6系列发电机风路计算公式和风扇的外特性曲线，对该型发电机的通风冷却系统进行了计算校核，并通过与样机实物试验数据进行对比，得出了使用该计算方法进行工程设计的可行性和正确性。

关键词：发电机；闭合循环冷却；设计计算中图分类号：TM31 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.10.089发电机通风冷却系统是一个十分复杂的气体动力和传热系统，是影响发电机性能的重要因素。

其设计计算方法可分为3类：一为相似模型法，二为有限元数值计算法，三为经验类比设计法。

3种方法都必须通过模型或产品实测才能分析证实通风设计的正确性和合理性。

文中通过消化吸收德国西门子1FR6系列发电机制造技术，对其冷却风路的设计进行大量计算和试验验证，推导出风路计算的经验公式和曲线，并形成了一套完整的经验类比设计方法。

在某型发电机的设计中，运用该方法对通风冷却系统设计进行了计算校核，经与试验测试数据比对，误差小于5%，验证了该方法的准确性。

1 计算方法简介工作分3步，第一步，结合德国西门子1FR6系列发电机的设计经验，首先采用类比设计法设计出整个通风系统，然后通过简化绘制出等值风路图，再按流体力学方法计算整个通风系统的等值风阻。

第二步，根据该系列规格风扇外特性曲线，结合发电机通风冷却计算所需的总通风量及第一步得出的等值风阻计算值，确定风扇规格并计算发电机各主要部位风速、风量及表面散热系数。

第三步，进行电机温升计算。

电机的通风冷却效果最终影响的是电机的温升值，所以温升计算是电机通风冷却系统计算中必不可少的步骤，由于篇幅所限，其温升计算过程将在其他文章中论述。

2 通风系统等值风路图及等值风阻计算2.1 绘制等值风路图时我们可以假定1）由于非驱动端空间截面较大、风速较低，可近似认为压力为静压力并各处相等。

永磁电机电磁计算

永磁电机电磁计算

永磁电机电磁计算吴海鹰（中船重工集团公司712研究所武汉 430064）摘要：本文采用有限元法，运用场——路结合方法进行电磁设计计算，验证电机结构参数的合理性。

利用电机的周期性和齿槽结构的重复性，采用简化计算的方法即只计算一个槽距范围，对得到的结果数据进行数据扩展，得到电机转子转过一对磁极范围的数据，可使计算速度提高几十倍。

用上述计算方法设计计算了兆瓦级船舶交流永磁推进电机，各种参数计算值与实验结果相比基本相符，能够满足设计的精度要求。

关键词：反电势电感叠压系数磁导率各项异性1引言科技飞速发展的今天，大型电机和特种电机的设计技术都有了巨大的进步，电机各项参数计算的精度要求越来越高，设计研发的周期越来越短，传统的分析计算不能很好的满足上述要求。

有限元法作为一种电机电磁场数值解法臻于完善，其应用也越来越广泛。

作为一种近似的数值计算方法，有限元法的计算精度很大程度上取决于网格剖分的疏密程度。

对于一台电机若采用三维模型计算，其计算量很大，不利于调试。

实践证明如果忽略电机端部的影响，采用二维的磁场分析也能满足设计的精度要求。

利用电机结构的周期性，选用充分、合理的电机计算区域作为有限元模型，可以对电机模型进一步的简化。

2分析过程本文应用ANSYS7.0有限元软件，对大型永磁电机的电磁场进行分析和计算。

这里只研究平行平面场即二维电磁场问题，因而只有一个自由度即矢量磁势Az。

电机的对称周期取一对磁极范围。

考虑漏磁的影响，把转轴和机座作为模型的内外边界。

电磁场的经典理论是麦克斯韦方程组，此处不再累述。

这里引入矢量磁势Az的重要意义在于对平行平面场，两点间矢量磁势的差值就是两点间沿z轴单位长度上的磁通。

要注意二维电磁场分析计算得到的基本结果数据都是Az值，通过对Az值进行处理可以方便的求出电机各处的磁密和磁场强度，磁通、反电势和电磁转矩等。

有限元分析的基本思路如图1所示。

收稿日期:2004-06-21 2.1 定义电机材料特性2.1.1 定义硅钢片的材料属性与磁化曲线定义硅钢片材料特性时要注意，有些大型电机使用各向异性的冷轧硅钢片，这里需考虑材料的正交各向异性。

800 kVA±10%宽频发电机的设计和调试

800 kVA±10%宽频发电机的设计和调试

上海大中型电机２０１０．Ｎｏ．１图２回火工艺曲线少变形，我们将预热选择为８００℃和ｌ０００℃两段预热工艺。

（２）如图ｌ所示，在装炉后进行抽真空，待炉内压力达到Ｏ．１３～０．１０１３Ｐａ真空度时，开始加热升温。

在８００℃预热保温结束后向炉内回充高纯氮气（９９．９９９％），控制炉内压力为８０—１０６Ｐａ以防止钻头在高温状态下合金元素蒸发和相互粘连。

图３夹具筐５结语多年来的生产实践证明，ＣＷ６Ｍ０５Ｃｒ４Ｖ２高速钢小规格直柄钻头的真空热处理工艺已成为可推广的工艺。

它不仅减少了盐炉淬、回火后所需清洗、酸洗、喷砂等工序所造成的废品几率，同时也使产品表面光亮，无氧化、脱碳、腐蚀及串电等缺陷，从而提高了产品质量。

（上接第１４页）８００Ｖ时不再提高频率，记录相应频率及对应的电压值％和‰、ｉ而值，画出电压频率曲线，使曲线延伸到６０Ｈｚ时的电压％，见表４和图７曲线２。

ｃ）发电机加上负载并调节到额定电流、额定功率因数。

在４０Ｈｚ时，端电压为高于Ｕ．１．５％～２％，即６３０～６３６Ｖ。

否则，可改变Ｔ６变压器上的抽头位置来调整负载电压，选择较少匝数的接头位置时负载电压较低。

一般应三相对称的调整接头位置，为精确调节特性，也可不对称的调节。

稳态电压调整率应为一０．５％一１．Ｏ％，如超差，则重调Ｔ６变压器抽头。

检查Ａ２控制器的输出端电压，应在１．５Ｖ以下。

接入１７、１．８变压器后，带载升高频率，在比允许电压上限ｕ：高５％左右停止升频，通过调节Ａｌ调节器和Ｒ１串联电阻，将负载电压控制在以一１．５％以下，见表５和图７曲线３。

检查电压波动率应在±ｏ．５％以内，Ｒ１串联电阻通过的电流应不大于２Ａ。

逐渐卸载，观察电压稳定性。

ｄ）调试和测试结果Ｒ１串联电阻：４．２—４．５Ｑ；Ｒ３起控调节电位器：１．６～２．３ｋｉｔ；Ｒ４、Ｒ５分流电阻：心＋Ｒ５＝３２Ｑ；晡变压器：２Ｕ７—５，２Ｖ７—５，２Ｗ７—５；·－——４０·－——Ｌ１电抗器气隙长度：２．５ｍｍ；Ｇ２磁极线圈电阻：９．３Ｑ（２℃）。

空冷岛永磁直驱电机冷却方案设计分析计算

空冷岛永磁直驱电机冷却方案设计分析计算

空冷岛永磁直驱电机冷却方案设计分析计算徐志平【摘要】本文以某型空冷岛永磁直驱电机为例,建立永磁电机的三维周期对称模型,采用有限体积法,对其在额定功率下的温度场进行了计算.通过温度场数值多方案对比计算,验证了所建模型的合理性,为该永磁电机的方案选择提供了参考依据.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】5页(P7-10,16)【关键词】永磁直驱电机;冷却设计;多方案【作者】徐志平【作者单位】神华准能集团有限责任公司科学技术研究院,内蒙古 017100【正文语种】中文【中图分类】TM350 引言空冷岛永磁直驱电机（以下简称永磁电机）是空冷岛风机系统的关键设备之一，适用于交流50 Hz、额定电压380 V的电网中，直接带动风机叶轮进行启、停及调速控制，实现对空冷岛提供冷却，保证发电机组的正常安全运行。

因此，准确计算和预测永磁电机内温度场分布，从而得到永磁电机各部件温升分布情况，将为永磁电机高效、安全运行奠定基础，也为永磁电机的设计提供重要依据。

本论文首先介绍了永磁电机的具体冷却方案，采用FLUENT17.2软件，应用有限体积法建立了永磁电机三维温度场计算模型，计算了永磁电机内部温度分布，计算结果为永磁电机电磁设计中热负荷参数的选取提供依据，并验证冷却方案的合理性。

1 物理模型1.1 冷却系统介绍永磁电机采用自然冷却方式，冷却结构如图1所示。

永磁电机机壳外侧分布散热翅片。

图1 永磁电机冷却结构图1.1.1 定子铁心和绕组的冷却定子铁心和铁心段绕组产生的损耗主要包括铜耗和铁耗，沿径向传导至铁心，进而传导至铁心外侧散热翅片、铁心外表面和机壳表面，由外界空气以自然对流的形式带走。

1.1.2 绕组端部的冷却绕组端部长度较短，端部密封胶的导热系数较低，端部绕组产生的热量一部分沿轴向传导至铁心段绕组，其余部分则沿径向传导至机壳表面带走。

1.1.3 转子的冷却转子损耗主要是磁极表面的脉振损耗，电磁计算结果表明，其损耗值较小，其产生的热量可以传给转轴、气隙空气和转子内部空气，最终由外界空气带走，实现对转子的冷却。