Ms.参今天与大家谈谈电机主要尺寸确定的一般方法,某些电机可能根据其本身特点而采用不同的步骤,甚至将主要尺寸关系式写成其它形式。
1 计算功率P,
首先根据电机的额定功率,利用式(1)-(5)得出计算功率P,。
然后根据P,与n(交流电机为同步转速,直流电机为额定转速),结合所设计电机的特点,利用推荐的数据或曲线选取电磁负荷A、Bδ,代入式(6)即可算得电机的电枢体积D2Lef。计算时,交流电枢若采用单层整距绕组,可预取Kdp=0.96;若为双层短距绕组(线圈节距y=5ι/6时),则可预取Kdp=0.92。
P’=KEPN/ηNcosψN………………(1)
式(1)适用于异步电机和同步发电机,P’单位为千伏安。
P’=KEPN/cosψN………………(2)
式(2)适用于同步发电机,P’单位为千伏安。
P’=KEPN………………(3)
式(3)适用于同步调相机,P’单位为千伏安。
P’=KgPN………………(4)
式(4)适用于并励绕组的直流发电机,P’单位为千瓦。
P’=KmPN/ηN………………(5)
式(5)适用于并励绕组的直流电动机,P’单位为千瓦。
式(1)-(5)中:
KE——额定负载时感应电势与端电压的比值;
ηN和cosψN——额定负载时的效率和功率因数;
Kg——考虑发电机的电枢压降和并励绕组电机而引入的系数;
Km——考虑发电机的电枢压降和并励绕组电机而引入的系数。
nD2Lef/P’=CA………………(6)
2 D与Lef计算
参考推荐的数据选用适当的λ,即可由已算得的电枢体积D2Lef,分别求得主要尺寸D与Lef。对于异步电机和同步电机,同时还要确定它们的定子外径D1。为了充分利用硅钢片,减少冲模等工艺装备的规格与数量,加强通用性和考虑系列电机功率等级递增的需要,我国目前规定了交流电机定子铁心的标准外径D1与直流电机的标准电枢外径Da。当D1(或Da)>99厘米时,应采用扇形片。
需要指出的是,所规定的标准直径系根据我国当时的生产水平规定,并非一成不变。事实上,在一些新系列电机中也采用其它直径。
3 经验类比法
实际生产中,由于已积累了丰富的实践经验,经常采用“类比法”来确定主要尺寸。所谓“类比法”即根据所设计电机的具体条件(结构、材料、技术经济指标、工艺等),参照已生产过的同类型相近规格电机的设计和试验数据,直接初选主要尺寸及某些其他数据。例如对于异步电机,通过“类比”,一般常直接选取定子外径(和相应的机座号或轴中心高)、内径、长度及气隙尺寸、转子内径、定转子槽数等。若所设计的电机I和已生产过的同类型电机II,极数相同而额定功率不同,则由式(6)知,可近似以PNI/PNII的关系确定电枢长度、导体截面和匝数。