電機電磁線圈設計程序

線圈設計程序2目 錄一、定子硬繞組… 1二、定子軟繞組… 2三、轉(zhuǎn)子插入式繞組… 3四、轉(zhuǎn)子散下線繞組… 4五、簡化公式… 5六、編制說明… 6定子硬線圈〔成型〕一、需要數(shù)據(jù)定子外徑Da；定子內(nèi)徑D； 鐵心總長L；定子槽數(shù)Zi；極數(shù)2P；線圈節(jié)距〔以槽數(shù)計；每圈匝數(shù)，每極每相槽數(shù)；未絕緣繞組的高度和寬度a′×b′，l 絕緣后繞組直線局部的高度和寬度a″×b″絕緣后繞組端部的高度和寬度a″×bl 導線規(guī)格；絕緣標準；槽形尺寸二、線圈尺寸計算線圈兩邊在定子圓周上所垮的角度：Y360Z1

Y1802 Z1″△相鄰二線圈端部之距離：L=″△cb l1〔電壓≤660〕12P定子外徑 △

2 4 ≥6Da≤500 1.8～2 1.5～1.8 1.2～1.5Da＞500 2.2 2 1.7Z1Lcb上層線圈斜邊所張開的角度〔圖一〕Φ=sin-1 2RZ1Lcb〔圖一〕槽口到未包絕緣的上層線圈的距離：G=hK+δ+δ′+hohK——槽楔厚；δ——線圈槽部高度單邊絕緣厚度；δ′——槽下墊條厚度；ho——齒尖高。未包絕緣的下層線關到槽口的距離：H=G+a″+δ″ 〔圖三〕δ″——層間墊條厚。j其值的大小以使線圈端部抬高6°～8°2〔鐵心外徑大者選用大值。2jde7．拉軸直徑

220～2512

415～20

≥610～1516de12162。3三、用作圖法求斜邊平均長，線圈抬高值及其垮距：8．作圖步步驟〔圖四〕〔圖四)D/2gi通過圓心OOXgi相交于VOX1OX2OX，成α/2gi交于Q和SOXQB=G，BB1=a′，OX2SE=HEE1=a′，再OXVK=j。4BK，B1K1∥BKOXKY=YF=de/2EF并作E1F1∥EF。YXYXYX10°YX′F1E1交點L。BE、B1E、EYLL1⊥BELOgiL2。BK、EY、B1E、LL1、LL2。BKEY〔2、4〕OK為半徑分別以BKO1O1為圓心，O1KBK，并量角∠BO1K。OYY、EO2O2為圓心，O2YEY，并量夾角∠YO2E。BK=EY=

180180

O1Kα1=1.745×O1Kα1×10-2O2Yα21=1.745×O2Yα2×10-2四、確定中局部尺寸9．斜邊局部的伸出長〔圖二〕Ld1=tgΦ×BK斜邊假想弧長〔圖二〕 〔圖二〕T= EY2Ld21MPQ〔圖二〕彎曲半徑rB=r+

b2r32r

802rPQ=

B360

〔90-Φ〕=

B180

〔90-Φ〕53極數(shù)2、46、8、10r25202線圈端部總伸長Ld=A+M+Ld1+de2

+ae″A4電壓極數(shù)A電壓極數(shù)A500660～30002、4極620～2525～3018～2020～25平均每匝導線長〔不計引線〕Lcp=2[L+2A+2PQ+2T-2M+deaπ]2兩線圈間引線長2L1=(D2LL2)2Z1L1=L2=極間引線長L2=(D2LL2)22P

+〔20～30〕+20加引線長后的每個線圈平均長：L=n〔Lcp+2l1 2l2〕=nLcp+2L1+2l2n nq q每臺絕緣導線總重：S——導線截面積〔包括并繞導線〕k——導線絕緣系數(shù)〔雙紗包線；雙玻璃絲包線。6轉(zhuǎn)子插入式線圈一、需要數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)子外徑D2；極數(shù)2P；鐵心長L；轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2；相數(shù)M；線圈跨距2〔以槽數(shù)計；接法； 銅線規(guī)格；絕緣標準；〔長度單位：毫米〕二、計算〔一〕〔參見絕緣標準〕線圈寬度=b×并列排數(shù)+線圈絕緣厚度+匝間絕緣厚。線圈高度=a+線圈絕緣厚度 〔圖一〕則槽寬應≥線圈寬+槽絕緣厚度+銅線線圈槽寬的公差+裝配間隙。2×線圈高+槽絕緣厚度+銅線線圈及槽高的公差+裝配間隙+槽口到楔底部的距離+墊條總厚度。〔二〕線圈計算半線圈沿轉(zhuǎn)子槽間所跨之角度〔見圖四α〕1234圖二整節(jié)距時α圖二短節(jié)距時α圖三長端部時α圖三短端部時α1234

180y2=Z2==180y2=Z2=180y2=Z2=180y2=Z2

式中y2——整節(jié)距時的跨距式中y2′——短節(jié)距時的跨距式中y2″=y2〔或y2′〕+0.5y2=y2〔或y2′〕-0.5相鄰二槽兩線圈端部斜邊之距離：EFS=W+△EFS=W+△S式中：W——端線局部絕緣后之寬度；S△——相鄰兩線圈斜邊間隙，選用1.0～2.0〔極數(shù)少者，功率大者選用較712由中心至上層線圈端部導線之平均半徑：R=D21 2

- G+線圈銅線高度 a〔〕2〔〕由中心至下層線圈端部導線之平均半徑：R=D22 2

-〔H+

a〕2〕上層線圈端部射線之弧長：″ 1圖二整節(jié)距時L″ 1

=R1y21Z211′=1y21Z2圖三長端部時L

Ry

-〔b+槽內(nèi)匝間絕緣〕1L圖三短端部時 =L1

Z21Ry1Z2

2〔2- b+槽內(nèi)匝間絕緣〕〔2下層線圈端部射線之弧長：大值。3．由槽口至上層線圈邊之距離〔見圖二或圖三〕〔圖二〕大值。3．由槽口至上層線圈邊之距離〔見圖二或圖三〕〔圖二〕〔圖三〕G=4．由槽口至下層線圈邊之距離〔見圖二或圖三〕H=

=R2y22Z222′=R2y22Z2圖三長端部時L

″=R1y

+槽內(nèi)匝間絕緣〕22 Z2 222R2圖三短端部時L=2R2

-〔b

+槽內(nèi)匝間絕緣〕2 Z2 2〔由三角形DEF可得〕見圖四、圖五。

1 11〔圖四〕〔圖五〕EF sinα= 11 = 11 2=0.1593 11 2DF

2R R11 1 2下層線圈端部開放時與直線局部所成的平面角度：EFZ

2 2 2R2上層線圈斜邊局部射線之弧長1 1 1 1 1 1 s設r1

=r=6 10 m～2 ～

1

s——絕緣后線圈寬r1——從直線局部轉(zhuǎn)向斜邊局部的彎曲半徑；r2——從斜邊局部轉(zhuǎn)向線圈端部的彎曲半徑；1 式中L及下式L7、81 下層線圈斜邊局部射線之弧長2 2 2 2 2 1 s1 1 2 1 1 1 彎曲局部之伸出長a、c、a、ca值系由三角形DNC1 1 2 1 1 1 a=D1

/2〕cosα r=rs〔 〕 21C=a= r1+bs〔 〕 211 1 s2 a=〔r1+b/2〕cos2 C

=a=〔r1+b/2〕cosβ2 2 sCx圖五長端部時：Cx =1/2〔K1tanα+K2tanβ〕圖五短端部時：Cx =1/2〔K1tanα+K2tanβ〕線圈端部伸出總長圖四時：Ld=A+a+Cx+C+d1 1 1圖五時：Ld=A+a+Cx C

+〔d+2〕1 1 1 2式中A——直線局部伸出鐵心長，其值見表1d——尖端局部伸出長=并頭套寬度+10mm〔一般取25~35〕1轉(zhuǎn)子電壓VAmm

500及以下 500～100020 251上層線圈端部斜邊弦長T11圖四時：T=1

Cxsin圖五長端時：T=1

Cxsin圖五短端時：T=1

Cxsin2下層線圈端部斜邊弦長T22圖四時：T=2

Cxsin圖五長端時：T =2圖五短端時：T 2

sinsinK端部斜邊的彎曲半徑ρ〔從圖六求得〕K))

KK=2R1

sin(

K18012R 11K=2R2

2sin(K22R2

180)R2R2(K1)21 21 1R2R2(K2)22 22 2= 1ρ MN T2= 12 8MN1ρ=MN T2ρ=2 22 8MN

〔也可以用作圖法求出彎曲半徑ρ〕2斜邊TT

121 2 TT12 =

2RaicsinT1 T T 1

1~22R12上層線圈由于rr12L11S=〔r+bL11S2

9-

18012下層線圈由于rr12SL=〔r+bS2 1 2

90〕180上層線圈半匝平均長180Lcp

+d〕Lcp

11=L+2A+1

T1TT1

1TT1

+2d+412下層線圈半匝平均長12Lcp

=L+2〔A+2T22T

+2L

+d〕2Lcp2

=L+2A+

+TT2 TT

+2d+42每臺線圈未絕緣導線的總重Gcu=r(Lcp1+Lcp2)Z2S×10-6 (公斤)2式中r——導線比重，銅線r=8.9，鋁線r=2.7s——導線截面積〔包括并繞導線的截面〕2yy計算即可。22注：端部斜邊的彎曲半徑的求法：計算法：ρ=4(MN)2T28MN∵aNNMN(2MN)〔(aN)22MN(MN)2=2MN=作圖法：

T24(MN)8MN〔圖六〕〔圖六〕R1〔R2〕和斜邊伸出長Cx作一假想圓柱。連aa和apK、T。作apzz，交apN。在ozM，過三點作圓即得彎曲半徑o1

p轉(zhuǎn)子軟線圖〔散下線〕一、數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)子外徑DZ2y〔以槽數(shù)計每圈匝數(shù)n；導線規(guī)格；轉(zhuǎn)子槽形〔平均槽寬，槽高；絕緣標準；長度單位：毫米。二、線圈根本尺寸線圈平均跨距：(Dn)yZ2 2線模寬度： b)0.96m三、計算：〔一〕單層鏈形線圈〔圖一〕 〔圖一〕彎曲半徑確實定：R20。線圈端部伸出長：Ld=A+b+R——線圈端部伸出鐵心直線長〔一般為10~2，跨距大者選大值1?？缇?80以下A 10

180~12015

120以上20線圈平均匝長：Lcp=2[L+2A+(Rb)+(2 m

2R)]1516〔二〕單層梭形線圈〔圖二〕〔圖二〕彎曲半徑確實定：R2025，τ大者用大值。r5。線圈端部伸出長：Ld=A+b+k1m1k見表2。12極數(shù)2468、10k10.28~0.30.3~0.320.32~0.340.34~0.361 作圖量出L1、αα。1 線圈平均匝長：]1 2 1 2 210．引線長：L=(Dh)+204P二、 每臺線圈的重量：G=kSLcpnZ210-6 公斤2導線種類聚脂或高強度漆包線單紗漆包銅線雙玻璃絲包銅線k銅線1.04鋁線1.11.11.2ρ——導線比重，銅線ρ=8.9，鋁線ρ=2.7導線種類聚脂或高強度漆包線單紗漆包銅線雙玻璃絲包銅線k銅線1.04鋁線1.11.11.23S——導線截面〔包括并線導線的截面〕一、定子硬繞組〔成型〕2Lcp=2[L+2A+kτ/cos+ de]2式中：L——定子鐵心長；A——線圈端部伸出直線局部長；=y(Dh=y1 1Z 111D——定子內(nèi)徑1111h——定子槽高Z——定子槽數(shù)y——定子節(jié)距111

Z(b

2)D——端部斜邊所張開的角度=sin-1 1D11b——定子槽寬1ed{=124P；=1〔6P〕}e

Ld=A+k二、定子散下線圈cosLcp=2〔L+2A+ k1 〕cos

2tan +2 2 (Dh)y1 11Z11tan-12k2=tan-12k2鐵心外徑120~145167~245280~327≥368A8~1212~151820線圈形式鼓形梭形半梭形梯形k11.051.11.121.1極數(shù)極數(shù)246≥8k20.30.320.350.3831#32.6#35#37.2#k30.50.340.260.25端部伸出長Ld=A+k2τ轉(zhuǎn)子電壓500伏以下500~1000A2025三、轉(zhuǎn)子插入式線圈平均半匝長轉(zhuǎn)子電壓500伏以下500~1000A2025式中：L——轉(zhuǎn)子鐵心長A——端部直線伸出局部長2)2Z2D2——轉(zhuǎn)子外徑h2——轉(zhuǎn)子槽高y2——轉(zhuǎn)子線圈節(jié)距Z2——轉(zhuǎn)子槽數(shù)Zb——sin-122ZbD2b2——轉(zhuǎn)子槽寬端部伸出長：Ld=A+tan〔25~35〕2四、轉(zhuǎn)子散下線單層鍵形線圈平均匝長〔]式中：b2——平均槽寬mτ—[(m

h)y

-b]0.9622 22Z2跨距τ80以下80~120120以上A101520線圈設計程序編制說明此設計程序是在我廠設計人員多年來設計閱歷手稿公式的根底上參考了外廠、外所的設計公式，并結合了我廠生產(chǎn)實際初步整理出來的初稿，還應在生產(chǎn)實踐中反復驗證。線圈設計程序共分四局部〔定子硬繞組、定子散下線繞組、轉(zhuǎn)子插入式繞組；轉(zhuǎn)子散下線繞組〕線圈平均匝長的簡化近似計算公式是在線圈設計程序的根本上簡化出來的，它僅供電磁時計算平均匝長及端部伸出長之用。依據(jù)本公式及簡化公式抽算了我廠局部規(guī)格的產(chǎn)品，平均匝長與生產(chǎn)圖紙數(shù)據(jù)比較見附表。線圈設計程序公式驗算結果線圈型式電機型號算結果線圈型式電機型號算結果算結果誤差〔或舊圖紙〕計算誤差LcpLcp%Lcp%定子硬繞組JB41-21383.41383.7+0.0291350+2.47JB51-215861582.6-0.2151560+1.41JB53-415281521.6-0.421520+0.5251JB42-4125421241.6-1.01258-0.75JBR52-61522.21512JBR62-8161241634.4+1.391640-1.08JZRH82-1017151718.2+0.187轉(zhuǎn)子插入繞組JZR71-10576587.5+1.96580-0.66JZR82-10859874JBR52-6792808+0.75793-0.126826.5 815+1.41804.9 800+0.61JBR61-6 784 770JBR51-8 633.6 624

簡化計

簡化計算

按舊程序計算

舊程序JBR62-8

828

+1.5定子散下線繞組彭形 8JO211-4 359.4 354.4 -1.4

實測線模周長3482BJO51-6 523 527 +0.76 實測線模周長2515梭形 JZR61-10JZR51-8

730826.8

728816.4

-0.274-1.31 816 +1.3梯形JBS11-2434.4432-0.55436-0.37JBS22-4534.6538+0.64537-0.45JBS31-6454458+0.88480-5.4定子軟線圈〔散下線〕一、數(shù)據(jù)：定子內(nèi)徑D；鐵心長；槽數(shù)Z；極數(shù)2；節(jié)距〔以槽數(shù)計算圈匝數(shù)；導線規(guī)格；定子槽形〔平均槽寬b，槽高h；〔長度單位.毫米〕二、線圈根本尺寸1．線圈平均跨距：Z y線模寬度τ=〔τ-b〕1.04m1.04——閱歷數(shù)據(jù)〔圖一〕b=b=P b

×1.05 〔圖一〕Pb——d6、8、10、12、14PnB——每圈導體數(shù)直線局部伸出長：2327A——12~201鐵心外徑120~145167~245鐵心外徑120~145167~245280~327368及以上A8~1212~151820三、計算：〔一〕雙層梯形線圈計算〔圖二〕彎曲半徑確實定：R=k1τmk1——2。

〔圖二〕k20.3k20.30.320.350.38極數(shù)246≥8k10.28～0.300.30～0.320.32～0.340.34～0.368．線圈平均匝長：Lcp=2{L+2A+L1+0.017458．線圈平均匝長：Lcp=2{L+2A+L1+0.01745[〔R+b/2〕+〔r+b/2〕]}12〔二〕雙層梭形線圈計算〔圖三〕〔圖三〕彎曲半徑確實定：R——一般承受20r——5。線圈端部伸出長：k5 0.5 0.33～0.35 0.25～0.27 0.24～0.26注：k1r——5～106．線圈端部伸出長：Ld=A+b+R17．用作圖法量L、、11 2線圈平均匝長：10.0174[〔R+b/〕1〔r+b/2〕2〔三〕〔三〕〔圖四〕〔圖四〕〔與梭形線圈計算方法相像，只是跨距中心偏移，這種線圈的特點具有梭形及梯形之特點。偏移后的線圈跨距：a=k3τmk3——0.55~0.57極數(shù)少者取大值C=τm-a線圈伸出長：Ld=A+b+k4τmk4——見表214．線圈平均匝長Lcp=2{L+2A+A+L1+L2+0.01745[〔R+b/2〕1+〔r+b/2〕2+3]}A5～7.5〔四〕單層線圈的計算單層梭形線圈計算與雙層梭形一樣。單層鼓形線圈計算〔圖五〕〔〔2極為m、6、82計算〕15．線圈端部伸出長Ld=h+b+Ah=k5 mk5—— 2，機座號小者選大值A12極者選小值16．彎曲半徑的打算：r——5~10R=h 2m2 8hR=0.5cm(2極)線圈每匝平均長：Lcp=2{L+2A+L1+0.01745[〔R+b/2〕1+〔r+b/2〕2]}〔〔2極〕〔〕同心式繞組時應變動A值按內(nèi)外層線圈端部留有～5題?！?〕穿插式有兩種不同跨距的線圈時，可變動小跨距的線圈的ALd相等。)2Pm——相數(shù)x——雙層x=1，單層x=219．每組線圈絕緣導線重：G1is(lcpnl)k106q 〔公斤〕 ——導線比重，銅線=8.9，鋁線=2.7i——并繞導線數(shù)S——單極導線截面積，見表4k——絕緣導線重量系數(shù)，見表320．每臺線圈絕緣導線總重：〔公斤〕1.01.121.0811.0261.0781.0581.1781.01.121.0811.0261.0781.0581.1781.155導線直徑k聚脂或聚乙烯醇縮醛漆包3單紗漆包雙玻璃線d≥銅線 鋁線銅線包銅線0.511.036 1.121.1061.3750.621.0851.3050.721.0951.0751.260.801.0281.0681.2330.901.0641.21.21.0241.0551.1451.31.0221.071.0481.1351.41.021.0651.0451.1241.51.0181.0621.0431.1151.621.0171.0551.041.107mmSmmS銅線牌號mm截面S銅線牌號mm2QZQQSOCSBECmm2QZQQSOCSBEC0.270.05730.320.770.4660.860.99