電機(jī)設(shè)計(jì)及其-第2章

1、電機(jī)設(shè)計(jì)及其-第2章School of Electrical Engineering123 九月 2022第1頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering223 九月 2022本章主要內(nèi)容： 主要尺寸的確定幾何相似定律電磁負(fù)荷選擇原則系列電機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)第一節(jié) 電機(jī)主要參數(shù)之間關(guān)系式一、電機(jī)主要尺寸和電磁功率的關(guān)系 電機(jī)主要尺寸與通過定轉(zhuǎn)子之間氣隙傳遞的電磁功率有重要關(guān)系。第2頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering323 九月 20221 交

2、流電機(jī) 電磁功率可用計(jì)算功率表示。 計(jì)算功率與電磁功率的區(qū)別：mE2I2cos2 mEIcos2 計(jì)算功率: P=mEI 其中m為相數(shù)，E為相電動勢，I為相電流。E=4KNmfNKdp KNm氣隙磁場波形系數(shù)，Kdp為繞組因數(shù)(通常取為Kdp1) N為每相串聯(lián)匝數(shù)， 為每極磁通第3頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering423 九月 2022氣隙磁場波形系數(shù)KNm： 電機(jī)中，對于任意氣隙磁場波形，在每對極范圍內(nèi)，其有效值與平均值的比值，就是波形系數(shù)。 對于正弦波，有效值為平均值的/(22)=1.11第4頁，共61頁

3、，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering523 九月 2022頻率:fnp/60其中, n轉(zhuǎn)速，p 極對數(shù)每極磁通:其中，B為氣隙磁密最大值（磁負(fù)荷） lef為電樞計(jì)算長度極距為電負(fù)荷為第5頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering623 九月 2022p為計(jì)算極弧系數(shù)， p = Bav/ B 當(dāng)磁路不飽和時(shí)， p =0.637則計(jì)算功率為整理得采用國際單位制：D、lefm，BT，P VA，nr/minEaV，AA/m，Wb第6頁，共61頁，2022

4、年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering723 九月 20222 直流電機(jī)電磁功率：故所以因得又因?yàn)镹a-電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)第7頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering823 九月 2022得和交流機(jī)關(guān)系相似二、電機(jī)常數(shù) 對一定功率和轉(zhuǎn)速范圍的電機(jī)，A、B變化不大， p等的變化范圍更小，因此CA稱為電機(jī)常數(shù)。第8頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering923 九月 2022 CA大

5、體上反映了產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)矩所耗用有效材料的體積，也一定程度上反映了結(jié)構(gòu)材料的用量。 單位體積有效材料產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，稱為利用系數(shù)。（1）隨制造工藝、設(shè)計(jì)水平、材料性能的提高而增大 例如使用高等級的絕緣材料(F級、H級)、高品質(zhì)鐵心材料（2）已制成電機(jī)的KA隨電機(jī)輸出功率的增大而增大 感應(yīng)電機(jī)和直流電機(jī)，功率越大，轉(zhuǎn)速越低，KA越大 同步電機(jī)，功率越大，轉(zhuǎn)速不變，KA越大第9頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1023 九月 2022（3）利用系數(shù)與工作制密切相關(guān)。 短時(shí)工作制等三、電樞計(jì)算長度 無徑向通風(fēng)道電機(jī)，與鐵心

6、實(shí)際長度很接近 有徑向通風(fēng)道電機(jī)，略小于鐵心實(shí)際長度。直流電機(jī)和同步電機(jī)，小510%；感應(yīng)電機(jī)，小1015%四、計(jì)算功率確定根據(jù)額定功率、效率、功率因數(shù)等參數(shù)近似確定第10頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1123 九月 2022交流電動機(jī)：交流發(fā)電機(jī):（3）并勵直流發(fā)電機(jī)：Kg考慮電樞壓降和并勵勵磁電流而引進(jìn)的系數(shù)（4）并勵直流電動機(jī)：Km考慮電樞壓降和并勵勵磁電流而引進(jìn)的系數(shù)第11頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering122

7、3 九月 2022五、結(jié)論（1）主要尺寸由轉(zhuǎn)矩決定，其它條件相同時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩相近的電機(jī)耗用材料也相近。 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī) （2） A、B不變時(shí)相同功率的電機(jī)，轉(zhuǎn)速高的，尺寸較??；尺寸相同的電機(jī)，轉(zhuǎn)速高的，功率較大。 提高轉(zhuǎn)速可減少電機(jī)體積和重量（如減速式電機(jī)），但是一定范圍內(nèi)有效： 第12頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1323 九月 2022第13頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1423 九月 2022 轉(zhuǎn)速升高，n，p

8、mec和pFe,發(fā)熱嚴(yán)重，電磁負(fù)荷只能降低。 機(jī)械損耗增加，轉(zhuǎn)動部件的機(jī)械應(yīng)力增加。 直流電機(jī):鐵耗增加，換向困難 交流電機(jī):轉(zhuǎn)速受極數(shù)和頻率限制 (3)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，若直徑不變而采用不同長度，可得不同功率電機(jī)。如：Y100L1-4(2.2kW)、 Y100L2-4(3kW)(4) 一般變化不大，因此主要尺寸取決于A和B ，A和B越高，電機(jī)尺寸越小。第14頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1523 九月 2022 為什么我們希望電機(jī)的單機(jī)容量大？ 上節(jié)關(guān)系式可確定電機(jī)主要尺寸，但不能明晰地表述電機(jī)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指

9、標(biāo)隨功率的變化趨勢。 最簡單的情況：幾何相似電機(jī)系列，即用途和結(jié)構(gòu)型式相同、功率遞增、各對應(yīng)部分的幾何尺寸比保持不變的一系列電機(jī)，具有相同電流密度、磁通密度、轉(zhuǎn)速和極數(shù)。 研究幾何相似電機(jī)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)與功率之間的規(guī)律。 若電機(jī)A、B幾何形狀相似，則 hsA為槽深，bsA為槽寬第二節(jié) 電機(jī)中幾何相似定律第15頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1623 九月 2022一、幾何相似定律第16頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1

10、723 九月 2022單位功率下電機(jī)重量G、成本Cef、損耗p 幾何相似定律 實(shí)際的系列電機(jī)：電流密度和磁密不是不變的，幾何尺寸也不是嚴(yán)格按比例變化。但幾何相似定律的變化趨勢仍然存在第17頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1823 九月 2022二、幾何相似定律的意義B、J數(shù)值保持不變時(shí)，對一系列功率遞增、幾何形狀相似的電機(jī)，每單位功率所需有效材料重量、成本及產(chǎn)生的損耗均與 成反比，即隨單機(jī)容量的增大，其有效材料利用率和電機(jī)效率均提高。 采用大功率電機(jī)代替總功率與其相等的幾臺小電機(jī)。（2）可用來大體上估計(jì)與已

11、制成幾何形狀相似、功率不同的電機(jī)的重量、成本和損耗。（3）上述規(guī)律是近似的。 第18頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering1923 九月 2022實(shí)際情況下，它們反映出來的關(guān)系因其他條件限制而不得不放棄。如電機(jī)損耗正比于L3，冷卻表面正比于L2，為了保證溫升不超限，隨功率增加，必須設(shè)法改變冷卻系統(tǒng)，從而放棄幾何形狀的相似。 矛盾：主要尺寸關(guān)系式：功率正比于幾何尺寸的立方 幾何相似定律：功率正比于幾何尺寸的四次方原因：在幾何相似定律中，若幾何尺寸增大為2倍，電流增大為4倍，匝數(shù)不變，A增大為2倍，即A正比于幾何尺寸

12、。二者不矛盾第19頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2023 九月 2022例題： 一臺1kW的電機(jī)定子鐵心長10cm、電機(jī)質(zhì)量為15kg、成本100元，電機(jī)效率83.3%。今欲按幾何相似定律設(shè)計(jì)一臺16kW電機(jī)，問電機(jī)定子鐵心長、質(zhì)量、成本、效率是多少?解：功率增為16倍，則鐵心長度為2倍，20cm p=0.2kW 電機(jī)質(zhì)量和成本為8倍，分別為120kg和800元, 損耗為8倍損耗增加為 0.28=1.6kW第20頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrica

13、l Engineering2123 九月 2022第三節(jié) 電磁負(fù)荷的選擇 P、n一定時(shí)，主要尺寸取決于 A、 B,一般希望取A、 B較高：尺寸小、重量輕、成本低。 A、 B的選擇與許多因素有關(guān)，不但影響有效材料用量，且對電機(jī)參數(shù)、性能、可靠性都有重要影響。討論電磁負(fù)荷對電機(jī)性能和經(jīng)濟(jì)性的影響，介紹選擇方法。第21頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2223 九月 2022一、 電磁負(fù)荷對性能和經(jīng)濟(jì)性影響1. A較大， B不變 (1）尺寸、體積減小，節(jié)約鋼鐵材料 （2）B一定時(shí)，鐵耗減?。ㄒ蛑亓繙p?。?（3）繞組

14、用銅增加。因電機(jī)體積小， B不變，每極磁通減小，要保證繞組的電壓平衡，必須增多匝數(shù)。(匝數(shù)、導(dǎo)體數(shù)關(guān)系？)（4）增大了電樞單位表面上的銅耗，繞組溫升提高. 繞組有效部分的銅耗：第22頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2323 九月 2022其中Rcef為每根導(dǎo)體有效部分電阻，為電阻率，L為導(dǎo)體有效長度，Ac為導(dǎo)體截面積，J導(dǎo)體電流密度。單位表面上銅耗 、J一定時(shí)，qa隨A的增大而增大 一定時(shí)， qaAJ(熱負(fù)荷)，為避免溫升過高，AJ乘積不超過一定限度，A選擇大，J就相應(yīng)小些，會使用銅量增加。A、J一定時(shí)，

15、qa隨 的增大而增大（5） 影響電機(jī)性能 , A ，電抗第23頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2423 九月 2022感應(yīng)電動機(jī)同步電機(jī) 同步電機(jī)電壓變化率增大，短路電流和短路比都減小，靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性降低第24頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2523 九月 2022直流電機(jī) 換向惡化 直流電機(jī)的線圈匝數(shù)限制2.電負(fù)荷A不變，磁負(fù)荷較高 （1） 電機(jī)尺寸、體積減小，節(jié)約鋼鐵材料 （2） 鐵耗增加，損耗增加，效率降低，溫升

16、提高 第25頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2623 九月 2022（3）氣隙磁位降和磁路飽和程度增加 B B飽和度增加勵磁磁勢增大用銅量與勵磁損耗增加，效率降低，勵磁繞組溫升提高。 感應(yīng)電動機(jī)功率因數(shù)降低。（4）影響電氣參數(shù)和電機(jī)特性 , B，漏抗 感應(yīng)電動機(jī)： 同步電機(jī)電壓變化率減小，短路電流和短路比都增大。二、線負(fù)荷A和氣隙磁密B的選擇不應(yīng)選擇過高的A，B，它們的比值也要適當(dāng)?shù)?6頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2

17、723 九月 2022比值影響到銅、鐵耗分配，影響效率曲線出現(xiàn)最高的位置。經(jīng)常處于輕載的電機(jī)，選較大A，較小B。解釋冷卻條件好，選A、B高 防護(hù)式電機(jī)的A、B比相同的規(guī)格封閉式電機(jī)高15%-20%左右 材料絕緣等級絕緣等級高，允許溫升高，A、B可選高些（A -105，E-120，B-130，F(xiàn)-155，H-180）；導(dǎo)磁材料鐵耗低，B可高些；鋁線電機(jī) (電阻率大)，A、B低。第27頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2823 九月 2022A、B與轉(zhuǎn)子圓周速度有關(guān) 圓周速度較高的電機(jī)，轉(zhuǎn)子和冷卻介質(zhì)相對速度較大

18、 ，A、B可選得大些。與電樞直徑有關(guān)，直徑越小，所選的A、B應(yīng)越小。 繞組安放空間的限制。內(nèi)電樞電機(jī)（直流電機(jī)）： 平行槽，受齒根磁密限制，D小，不能太寬、太深， 限制了A的取值。 平行齒，槽空間比直徑大的電機(jī)小，限制A的取值 內(nèi)極式電機(jī)（凸極同步電機(jī)）： 直徑小，勵磁繞組安放空間小，限制了勵磁磁動勢的 大小，使電樞磁動勢和與之有關(guān)的A、B不能取高第28頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering2923 九月 2022 D小，通常導(dǎo)線較細(xì)，絕緣所占比重較大，槽空間利用 率低，為增大槽空間，齒變窄，B不能取高(6)與工

19、作制有關(guān)。短時(shí)工作制，A、B可選較高。A、B選擇考慮因素很多，很難從理論上確定。一般考慮電機(jī)工業(yè)積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對比所設(shè)計(jì)電機(jī)與已有電機(jī)之間在材料結(jié)構(gòu)，技術(shù)要求等方面的異同后選取。隨材料、結(jié)構(gòu)、冷卻條件改進(jìn)，A、B一直逐漸提高，使重量、體積減小。Y2系列與Y系列對比：體積小、節(jié)約材料、熱負(fù)荷高第29頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering3023 九月 2022單位：A2/(mm2.cm) 小電機(jī)的熱負(fù)荷為什么高？ 第30頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electric

20、al Engineering3123 九月 2022第31頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering3223 九月 2022第32頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering3323 九月 2022第33頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering3423 九月 2022第34頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electric

21、al Engineering3523 九月 20224 主要尺寸比選擇及確定主要尺寸的一般方法一、主要尺寸比選擇A、BD2lef 可以細(xì)長、粗短引進(jìn)主要尺寸比=lef/ 其中=D/2p 長徑比lef/D 對電機(jī)性能、經(jīng)濟(jì)性、工藝性有較大的影響。1. 影響 D2lef不變，較大時(shí)，電機(jī)細(xì)長第35頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering3623 九月 2022 電機(jī)細(xì)長，繞組端部短:端部用銅減少，在正常范圍內(nèi)時(shí)，可提高繞組銅利用率。端蓋、軸承、刷架、換向器等結(jié)構(gòu)部件尺寸小，重量輕，成本降低 損耗下降，效率提高鐵重不變，

22、鐵耗不變；直徑變小，機(jī)械損耗減小，繞組端部銅耗減小，所以損耗下降。 端部較短，端部漏抗小，總漏抗減小第36頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering3723 九月 2022 對冷卻的影響 氣體冷卻：風(fēng)路長，冷卻條件差 封閉式：靠表面散熱，細(xì)長對散熱有利 開啟式、防護(hù)式：為充分發(fā)揮端部散熱，取小些 轉(zhuǎn)子易彎曲，應(yīng)保證有足夠的剛度 轉(zhuǎn)動慣量小、圓周速度小，對高速電機(jī)有利，如汽發(fā) 線圈數(shù)少線圈制造工時(shí)和絕緣材料消耗少，但沖片數(shù)目多，沖剪和第37頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of El

23、ectrical Engineering3823 九月 2022疊壓工時(shí)增加，沖模磨損加劇，下線難度大機(jī)座加工工時(shí)多軸應(yīng)較粗，保證足夠剛度。2. 選擇 主要考慮：參數(shù)、性能和溫升;用銅量;轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度;轉(zhuǎn)動慣量要求。感應(yīng)電機(jī) 感應(yīng)電機(jī)性能（起動、過載、功率因數(shù)）與漏抗大小有關(guān)，因而與有一定關(guān)系。第38頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering3923 九月 2022 中小型：=0.4-1.5；大型：=1-3.5 極數(shù)多取較大值同步電機(jī)a.凸極同步發(fā)電機(jī)：隨極數(shù)的增加而增大中小型同步電機(jī)，=0.6-2.5；高速或大型，

24、機(jī)械強(qiáng)度限制，轉(zhuǎn)子直徑不能太大，值較大3-4。b. 內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動同步發(fā)電機(jī)或負(fù)載脈動的同步電動機(jī)：防止共振、限制負(fù)載時(shí)的功率振蕩幅值，要求電機(jī)有較大的轉(zhuǎn)動慣量，一般小些第39頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4023 九月 2022C.同步電動機(jī)：異步起動同步電機(jī)，牽入同步困難，慣量不宜太大。d.水輪發(fā)電機(jī)：飛逸轉(zhuǎn)速高，為保證機(jī)械強(qiáng)度，取大值。突然卸全載時(shí)，為控制機(jī)組轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)，保證轉(zhuǎn)速變化不大，需要有一定慣量，取小值，矛盾。原則：轉(zhuǎn)速高或容量特大的水輪發(fā)電機(jī)，機(jī)械強(qiáng)度問題突出，取大些；轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)子機(jī)械應(yīng)

25、力一般不大，慣量重要，取小第40頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4123 九月 2022e.汽輪發(fā)電機(jī)： 2極或4極，轉(zhuǎn)速較高，直徑小些，大些；而冷卻又希望小些。機(jī)械應(yīng)力突出。 在保證機(jī)械強(qiáng)度前提下，通過加強(qiáng)冷卻，增大電樞長度，使功率增大，一般隨功率增大而增大。 直流電機(jī)大lef，D槽數(shù)少每線圈匝數(shù)多，從而導(dǎo)致片間電壓和er大，換向差過大磁極截面狹長，勵磁繞組金屬利用率低第41頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4223 九

26、月 2022小型電機(jī)：換向問題不大，可取大；但為獲得足夠的槽數(shù)，常取低頻繁起動：要求慣量小，取大值大型、高速電機(jī)：機(jī)械應(yīng)力差，應(yīng)取大些。第42頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4323 九月 2022二、確定主要尺寸的方法1 一般方法標(biāo)準(zhǔn)直徑：充分利用硅鋼片、減少沖模等工藝裝備，加強(qiáng)通用性和考慮系列電機(jī)功率等級的遞增需要，規(guī)定了交流電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)定子外徑，和直流電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)電樞外徑。第43頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4423

27、 九月 2022 主要尺寸關(guān)系式是確定主要尺寸的理論基礎(chǔ)，用其確定主要尺寸時(shí)，不夠簡便。外徑大于990mm時(shí)，用扇形片機(jī)座號8090100112132160定子沖片外徑120130155175210260機(jī)座號180200225250280定子沖片外徑290327368400445交流電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)定子外徑直流電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子外徑見表2-2第44頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4523 九月 2022（1）設(shè)計(jì)極數(shù)相同而功率相近的電機(jī)取則2 類比法 實(shí)際中，根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，采用類比法。根據(jù)具體條件，（結(jié)構(gòu)、材料、技術(shù)

28、、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、工藝等）參照已生產(chǎn)過的同類型相近規(guī)格電機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，直接初選主要尺寸及某些其他數(shù)據(jù)。前提：A、J、B基本不變。第45頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4623 九月 2022線圈匝數(shù)之比導(dǎo)線截面積之比（2）用已有沖片設(shè)計(jì)新電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)），電壓等級變化，極數(shù)、功率、頻率相同第46頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4723 九月 2022前提：氣隙磁密不變一臺三相異步電動機(jī)，額定電壓為1140V，用已有同功率

29、、同極數(shù)的380V電機(jī)的沖片進(jìn)行設(shè)計(jì)。為保持電壓平衡，N應(yīng)為原來的3倍。輸出功率不變，則電流應(yīng)與電壓成反比，為原來的1/3。保持電流密度不變，導(dǎo)體的截面積應(yīng)為原來的1/3輸出轉(zhuǎn)矩不變，則鐵心長度不變。保持磁負(fù)荷不變，則磁通不變。第47頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4823 九月 2022（3）用已有沖片設(shè)計(jì)新電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)），電壓不變，極數(shù)相同，功率相同，頻率不同（如：50Hz60Hz） 前提：氣隙磁密不變，電樞長度與轉(zhuǎn)矩成正比極數(shù)不變，頻率由50Hz升高到60Hz，則轉(zhuǎn)速為原來的6/5倍功率不變，則轉(zhuǎn)矩

30、為原來的5/6倍，鐵心長度為原來的5/6倍保持磁負(fù)荷不變，則磁通為原來的5/6倍為保持電壓平衡關(guān)系，N應(yīng)不變電壓不變，功率不變，則電流不變，導(dǎo)線直徑不變第48頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering4923 九月 20225系列電機(jī)及其設(shè)計(jì)特點(diǎn)一、系列電機(jī) 1 系列電機(jī) 技術(shù)要求、應(yīng)用范圍、結(jié)構(gòu)型式、冷卻方式、生產(chǎn)工藝基本相同，功率及安裝尺寸按一定規(guī)律遞增，零部件通用性很高的一系列電機(jī)。如Y、Y2、 Z2、 T2企業(yè)產(chǎn)品：工廠生產(chǎn)的一般為系列電機(jī)只有用戶要求與系列產(chǎn)品在功率、技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)等方面差別較大時(shí)，才進(jìn)行專

31、門設(shè)計(jì)，但仍盡可能利用已有的工藝裝備或零部件，降低成本，縮短開發(fā)制造周期第49頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering5023 九月 20222 系列電機(jī)的特點(diǎn)：額定功率有一定范圍，按一定比例遞增，為“硬性”等級 Y系列0.55kW-250kW 26個等級:0.55,0.75,1.1,1.5,2.2,3,4,5.5,7.5,11,15,18.5,22,30,37,45,55,75,90,110,132,160,185,200,220,250額定電壓按規(guī)定的電壓等級選一種或幾種 Y系列異步電動機(jī)：380V Z2系列直

32、流電機(jī)：電動機(jī)110或220V，發(fā)電機(jī)115V或230V 有一定轉(zhuǎn)速范圍或等級 Y系列的同步速：3000、1500、1000、750r/min 同步發(fā)電機(jī)：3000（2極）、1500（4極）、1000（6極） 750（8極）第50頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering5123 九月 2022規(guī)定了系列電機(jī)鐵心的若干外徑尺寸或軸中心高 考慮功率遞增情況和標(biāo)準(zhǔn)尺寸硅鋼片的合理剪裁。感應(yīng)電動機(jī)：中心高（用毫米表示）機(jī)座號型號 Y100L14的意義 每個系列有多個機(jī)座號，同一機(jī)座號幾種極數(shù)(對應(yīng)不同轉(zhuǎn)速)，同一機(jī)座號中每

33、種極數(shù)有多種鐵心長度，對應(yīng)不同功率Y系列12個機(jī)座號：80、90、100、112、132、160、180、200、225、250、280、315；每機(jī)座號有25個不同極數(shù)，每一機(jī)座號有13種不同長度。第51頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering5223 九月 2022315機(jī)座，共有14個規(guī)格：2極(110、132、160kW) 4極（110、132、160 kW）6極(75、90、110、132kW) 8極(55、75、90、110 kW) 10極(45、55、75 kW）(5)規(guī)定了一定的防護(hù)型式Y(jié)系列小型三

34、相感應(yīng)電動機(jī):IP23與IP44IP23： 能防止手指觸及機(jī)殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動部分，能防止直徑 大于12毫米的固體進(jìn)入 與垂直線成60度或小于60度的淋水無有害影響第52頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering5323 九月 2022IP44：能防止厚度大于1毫米的工具、金屬線或類似的物體觸 及機(jī)殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動部分 能防止直徑大于1毫米的小固體進(jìn)入（不包括由外風(fēng)扇 送、吸風(fēng)的通風(fēng)孔）。 任何方向?yàn)R水于電機(jī)，應(yīng)無有害影響。 這些特點(diǎn)為設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)帶來了方便，如：零部件通用性高，便于成批生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的機(jī)械化

35、、自動化，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，降低成本。第53頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering5423 九月 2022 3 系列電機(jī)的分類 基本系列： 使用面廣、生產(chǎn)量大的一般用途系列 Y Y2 T2 Z2系列 派生系列：按不同使用要求，進(jìn)行部分改動而由基本系列派生出的系列，與基本系列有很多通用性。如YD系列多速感應(yīng)電動機(jī)采用多速繞組，YH系列高轉(zhuǎn)差率感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子籠為鋁合金，都是從Y系列派生的，其結(jié)構(gòu)和主要零部件與Y系列相同。第54頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Ele

36、ctrical Engineering5523 九月 2022 專用系列： 適用于某種特殊條件但使用面很窄的系列。 YB系列隔爆型三相異步電動機(jī)，適用于煤礦井下的固定設(shè)備及工廠可燃性氣體或空氣形成的爆炸性混合物的場所。二、系列電機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.功率遞增的規(guī)律 功率遞增系數(shù)kp： 同一系列中相鄰兩功率等級之間的比值（P大/P?。?第55頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School of Electrical Engineering5623 九月 2022 kp影響：kp小，功率等級多，易于滿足不同用戶要求，選用方便，減小過安裝容量，使用經(jīng)濟(jì)性好；但制造工藝裝備增加，生產(chǎn)管理復(fù)雜，制造成本高。 kp選取 我國電機(jī)的功率等級：GBT321-2005優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系根號內(nèi)數(shù)字表示功率比，根號外的數(shù)字表示功率分段的數(shù)目。公比：若將110kW分成5、10、20和40個功率段時(shí)，分別如上所示第56頁，共61頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)41分，星期五School