電機設(shè)計第三章

1、第第3章章 磁路計算磁路計算 n概述n空氣隙磁壓降的計算n齒部磁壓降的計算n軛部磁壓降的計算n磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算n勵磁電流和空載特性計算3.1 3.1 概述概述 磁路計算的目的磁路計算的目的 在于確定電機中感應(yīng)一定電勢所對應(yīng)的主磁場所必需的磁化力在于確定電機中感應(yīng)一定電勢所對應(yīng)的主磁場所必需的磁化力或勵磁磁動勢，進而計算勵磁電流及電機的空載特性，校核電或勵磁磁動勢，進而計算勵磁電流及電機的空載特性，校核電機各部分磁密選擇得是否合適，確定一部分有關(guān)尺寸。機各部分磁密選擇得是否合適，確定一部分有關(guān)尺寸。(4)0()()0000EEKKfNNm dpFFif iEf ifffN ，或 校

2、核電機各部分磁密選擇得是否合適；校核電機各部分磁密選擇得是否合適； 確定一部分有關(guān)尺寸。確定一部分有關(guān)尺寸。 3.1 3.1 概述概述 磁路計算所依據(jù)的基本原理磁路計算所依據(jù)的基本原理 （安培環(huán)路定律）全電流定律（安培環(huán)路定律）全電流定律 il dH 積分路徑：積分路徑：積分路徑是沿著積分路徑是沿著磁場強度矢量取向（即沿磁力線）磁場強度矢量取向（即沿磁力線） 選擇通過一對極的中心線構(gòu)選擇通過一對極的中心線構(gòu)成閉合回路；成閉合回路； dlHl dH 包圍的電流包圍的電流： 是回路是回路所包圍的全電流，即每對極所包圍的全電流，即每對極的勵磁磁勢。的勵磁磁勢。 i3.1 3.1 概述概述 電機設(shè)計中

3、磁路計算的一般步驟電機設(shè)計中磁路計算的一般步驟 為簡化計算，通常把電機各部分磁場分成等值的各為簡化計算，通常把電機各部分磁場分成等值的各段磁路。所謂等值的磁路是指各段磁路上的磁位降等于磁場段磁路。所謂等值的磁路是指各段磁路上的磁位降等于磁場內(nèi)對應(yīng)點之間的磁位降，并認為各段中磁通沿截面均勻分布內(nèi)對應(yīng)點之間的磁位降，并認為各段中磁通沿截面均勻分布，各該段的磁場強度保持為恒值。，各該段的磁場強度保持為恒值。 2211jjmmjjttLHLHLHLHLHdlHl dH3.1 3.1 概述概述 由于電機中一對極磁路中兩個極的磁路情況相似，所以只需計由于電機中一對極磁路中兩個極的磁路情況相似，所以只需計算

4、半條回路上的各段磁位降，它們的總和就等于每極的勵磁磁勢。算半條回路上的各段磁位降，它們的總和就等于每極的勵磁磁勢。以下敘述磁位降或磁勢均為每極的。以下敘述磁位降或磁勢均為每極的。 步驟：步驟： 0FHLHSBEu3.1 3.1 概述概述 電機中常用的磁性材料電機中常用的磁性材料 (1 3%),(.5%),熱軋硅鋼片含硅量比損耗小導磁性好 平整度高冷軋無硅鋼片 含硅量以下價格低 導磁導熱 焊接性能好電樞鐵心涂漆的硅鋼片磁極 極軛低碳鋼板 結(jié)構(gòu)鋼 低合金鋼凸極同步機整塊磁極鍛鋼直流機極軛鑄鋼3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 計算方法是：計算方法是： LHFHSBEu1 1、每極

5、磁通的確定、每極磁通的確定 直流電機中：直流電機中： aNpnEnapNEaaaa6060交流電機中：交流電機中： fNKKEfNKKEdpNmdpNm443.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 2 2、確定氣隙最大的磁密、確定氣隙最大的磁密 avpefpefBSBlBl 3 3、確定氣隙磁場強度（極中心線處的氣隙磁場強度）、確定氣隙磁場強度（極中心線處的氣隙磁場強度） 600108 . 0BBHHB3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 4 4、確定氣隙磁位降、確定氣隙磁位降 HkkHLHF是單邊氣隙徑向長度（是單邊氣隙徑向長度（m） 是氣隙系數(shù)，因槽口影響使氣隙

6、磁阻增加而引入的系數(shù)是氣隙系數(shù)，因槽口影響使氣隙磁阻增加而引入的系數(shù)。 k3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 下面要解決下面要解決 、 、 如何確定：如何確定： peflk計算極弧系數(shù)的確定計算極弧系數(shù)的確定 的物理意義的物理意義 p22pefeflB x dxBl 221avpB x dxBBBbpp距之比表示極弧計算長度與極（1）（2）3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 下面要解決下面要解決 、 、 如何確定：如何確定： peflk計算極弧系數(shù)的確定計算極弧系數(shù)的確定 大小的決定大小的決定 p)(xB 計算極弧系數(shù)的大小決定氣隙磁密計算極弧系數(shù)的大小決定

7、氣隙磁密 形狀，因而它決定于形狀，因而它決定于勵磁磁勢分布曲線的形狀、氣隙的均勻程度及磁路飽和程度。勵磁磁勢分布曲線的形狀、氣隙的均勻程度及磁路飽和程度。 如：如： 是正弦分布，是正弦分布， 均勻，磁路不飽和均勻，磁路不飽和pF 則則 是正弦，是正弦， 磁路越飽和，磁路越飽和， 越平，越平， 越大，越大， 越大越大 )(xB637. 02p)(xBavBp3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 計算極弧系數(shù)的確定計算極弧系數(shù)的確定 （一）直流電機（一）直流電機 的確定的確定 p均勻氣隙：均勻氣隙： bpp極弧實際長度pppbbb2應(yīng)計及極靴尖處的邊緣效23.2 3.2 空氣隙磁壓

8、降的計算空氣隙磁壓降的計算 計算極弧系數(shù)的確定計算極弧系數(shù)的確定 （一）直流電機（一）直流電機 的確定的確定 p不均勻氣隙不均勻氣隙 削角極弧削角極弧 )(兩側(cè)邊緣效應(yīng)削弱ppbbpppbb 偏心氣隙極弧偏心氣隙極弧 ppbb 時3max但計算但計算 時要用：時要用： Fmax0.750.25()eqppb等效氣隙長3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 計算極弧系數(shù)的確定計算極弧系數(shù)的確定 （二）異步電機（二）異步電機 的確定的確定 p 一般異步電機氣隙較小，由于磁路鋼部分的飽和，氣隙磁場已不是一般異步電機氣隙較小，由于磁路鋼部分的飽和，氣隙磁場已不是正弦波，而是比較扃平形狀。

9、此時正弦波，而是比較扃平形狀。此時 比正弦分布大，比正弦分布大， 。 決定定子齒及轉(zhuǎn)子齒的飽和程度。齒部越飽和，氣隙磁場波形愈平，決定定子齒及轉(zhuǎn)子齒的飽和程度。齒部越飽和，氣隙磁場波形愈平， 愈大，異步機由下面決定。愈大，異步機由下面決定。avB637. 0ppp3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 計算極弧系數(shù)的確定計算極弧系數(shù)的確定 （二）異步電機（二）異步電機 的確定的確定 p1 1、確定飽和系數(shù)、確定飽和系數(shù) 12ttsFFFKF121.15 1.45,()1%sttsssKF FFKKK初選2 2、由、由 與與 關(guān)系曲線找到關(guān)系曲線找到 ppsK(),()( ),1.

10、11,Kspf KKBpsspavKf KB xKKBssNMNMav磁路越飽和越大越大正弦分布pefBl 12,ttF FF12ttsFFFKF()1%ssKK sK初選 由由 與與 關(guān)系曲線找到關(guān)系曲線找到 ppsK？否否3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 計算極弧系數(shù)的確定計算極弧系數(shù)的確定 （三）凸極同步電機的（三）凸極同步電機的 p 凸極同步電機采用集中勵磁繞組，勵磁磁勢在空間分布是矩形。凸極同步電機采用集中勵磁繞組，勵磁磁勢在空間分布是矩形。如略去鋼中磁位降，如略去鋼中磁位降， 的空間分布也為矩形。一般力圖使的空間分布也為矩形。一般力圖使 為正為正弦分布，氣隙本應(yīng)

11、做成正弦分布。弦分布，氣隙本應(yīng)做成正弦分布。F)(xB10001( )cos( )( )( )cosFB xBxH xxFBBxx:,( )max21.5maxcos2(.55 0.75) )bpxxbpbp一般 當一般選取3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 電樞或氣隙的軸向計算長度電樞或氣隙的軸向計算長度 efl 在計算空氣隙磁密最大值時，用的是電樞或氣隙的軸向計算長度在計算空氣隙磁密最大值時，用的是電樞或氣隙的軸向計算長度 ，而不是鐵心的總長度而不是鐵心的總長度 。 efltlefpefplBlBSB3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 電樞或氣隙的軸向計

12、算長度電樞或氣隙的軸向計算長度 efl為什么用為什么用 而不用而不用 ：（沿軸向磁場分布不均勻，為什么？）：（沿軸向磁場分布不均勻，為什么？） efltl （1 1）邊緣效應(yīng)的影響：主磁通不僅在鐵心總長）邊緣效應(yīng)的影響：主磁通不僅在鐵心總長的范圍穿過空氣的范圍穿過空氣隙，而且有一小部分從定、轉(zhuǎn)子端面進入，這種現(xiàn)象稱為邊緣效應(yīng)。隙，而且有一小部分從定、轉(zhuǎn)子端面進入，這種現(xiàn)象稱為邊緣效應(yīng)。 （2） 徑向通風道的影響徑向通風道的影響 （3） 在實際上，定、轉(zhuǎn)子都具有徑向通風，氣隙磁場沿軸向分在實際上，定、轉(zhuǎn)子都具有徑向通風，氣隙磁場沿軸向分布不均勻；由于徑向通風道沒有鋼片，磁通較少，因此也不能用。布

13、不均勻；由于徑向通風道沒有鋼片，磁通較少，因此也不能用。 3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 電樞或氣隙的軸向計算長度電樞或氣隙的軸向計算長度 efl的物理意義：的物理意義： efl 由于邊緣效應(yīng)和徑向通風溝的影響，使氣隙磁場沿軸向分布不由于邊緣效應(yīng)和徑向通風溝的影響，使氣隙磁場沿軸向分布不均勻，在鐵心中磁密大，在通風溝及定、轉(zhuǎn)子端部磁密較小。為了均勻，在鐵心中磁密大，在通風溝及定、轉(zhuǎn)子端部磁密較小。為了計算方便，從等效磁道的觀點出發(fā)，引入計算長度的概念，即在這計算方便，從等效磁道的觀點出發(fā)，引入計算長度的概念，即在這個長度內(nèi)它的磁密為不變。個長度內(nèi)它的磁密為不變。 無徑向通

14、風道電機氣隙磁場的軸向分布無徑向通風道電機氣隙磁場的軸向分布 有徑向通風道電機氣隙磁場的軸向分布有徑向通風道電機氣隙磁場的軸向分布 3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 電樞或氣隙的軸向計算長度電樞或氣隙的軸向計算長度 efl計算方法計算方法 （1 1） 邊緣效應(yīng)的影響（無徑向通風溝）邊緣效應(yīng)的影響（無徑向通風溝）如考慮邊緣效應(yīng)，經(jīng)過作圖和分析證明：如考慮邊緣效應(yīng)，經(jīng)過作圖和分析證明：如不考慮邊緣效應(yīng)（如直流電機設(shè)計），則：如不考慮邊緣效應(yīng)（如直流電機設(shè)計），則： 2teflltefll3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 電樞或氣隙的軸向計算長度電樞或氣隙的軸

15、向計算長度 efl計算方法計算方法 （2 2）通風道的影響）通風道的影響 計算長度：計算長度： vvtefbNll鐵心中徑向通風道數(shù)vN徑向通風道的寬度vb通風道所損失的長度沿鐵心長度因一個徑向vb損失長度：損失長度： 25bvbvbv252bvbvbv（3 3）綜上所述：）綜上所述： vvtefbNll23.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 氣隙系數(shù)氣隙系數(shù) k 在計算氣隙磁路長時，引入在計算氣隙磁路長時，引入 ， ， 就是由于電就是由于電樞開槽后而引起的氣隙系數(shù)。樞開槽后而引起的氣隙系數(shù)。 kkefk為什么引入？為什么引入？ 由于電樞開槽后，使氣隙磁導分布不均勻，在齒冠處氣

16、隙磁導較由于電樞開槽后，使氣隙磁導分布不均勻，在齒冠處氣隙磁導較槽口處的磁導大，故較之光滑電樞，磁力線集中于齒冠。因此，在槽口處的磁導大，故較之光滑電樞，磁力線集中于齒冠。因此，在靠近齒冠處的靠近齒冠處的 大于光滑電樞中所得到大于光滑電樞中所得到 的。在同一磁通下，的。在同一磁通下，有槽電樞之氣隙磁壓降大于無槽電樞的氣隙磁壓降。考慮這種有槽有槽電樞之氣隙磁壓降大于無槽電樞的氣隙磁壓降?？紤]這種有槽電樞氣隙磁壓降的增大，就把氣隙由增至電樞氣隙磁壓降的增大，就把氣隙由增至 。maxBBef3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 氣隙系數(shù)氣隙系數(shù) k物理意義：物理意義： 從等效計算氣隙

17、磁勢的角度上看，把一個有槽的電樞從等效計算氣隙磁勢的角度上看，把一個有槽的電樞看成為一臺無槽電樞，后者的氣隙長度為看成為一臺無槽電樞，后者的氣隙長度為 ，而氣隙磁密仍為，而氣隙磁密仍為 。 kefkBmaxmaxmmtefttBBBBkkBFF 等效磁勢開槽后有槽無槽開槽后開槽后3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 氣隙系數(shù)氣隙系數(shù) k物理意義：物理意義： 從等效磁勢觀點出發(fā)：從等效磁勢觀點出發(fā)： 6maxmax6max0.8100.810efefefFHBFHHkBkBkBk 3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 1）開槽后一個齒距）開槽后一個齒距t內(nèi)的磁通：

18、內(nèi)的磁通：一個齒距的最大磁通：一個齒距的最大磁通： 由于開槽后減少的磁通：由于開槽后減少的磁通： 氣隙系數(shù)氣隙系數(shù) k計算方法：計算方法： （1 1）分析法）分析法 10maxSBtBtBmax10SB2) 未開槽時一個齒距未開槽時一個齒距t內(nèi)的磁通：內(nèi)的磁通： tB 3）保持同一個主磁通不變：保持同一個主磁通不變： tBSBtB10max3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 氣隙系數(shù)氣隙系數(shù) k計算方法：計算方法： （1 1）分析法）分析法 3）保持同一個主磁通不變：保持同一個主磁通不變： tBSBtB10maxtSBBB10maxmax00 11maxBkBttBtStSB

19、max00BB 和和 均與均與 、槽口寬、槽口寬 有關(guān)有關(guān) 01S0b又可表示成：又可表示成： 210004ln 1222bbbtktgt3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 氣隙系數(shù)氣隙系數(shù) k計算方法：計算方法： （1 1）近似公式近似公式 01b半閉口槽和半開口槽半閉口槽和半開口槽 2000)75. 04 . 4()75. 04 . 4(bbtbtk開口槽：開口槽： 2000)55()5(bbtbtk3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 氣隙系數(shù)氣隙系數(shù) k計算方法：計算方法： （3 3）經(jīng)驗公式）經(jīng)驗公式 ):(10101111定子齒寬ZZbbtk定、轉(zhuǎn)

20、子都開槽的話，則定、轉(zhuǎn)子都開槽的話，則 21kkk3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 極軛間殘余氣隙磁位降的計算極軛間殘余氣隙磁位降的計算 引入：引入： 由于工藝上的原因及旋轉(zhuǎn)時的離心力作用，凸極同由于工藝上的原因及旋轉(zhuǎn)時的離心力作用，凸極同步電機轉(zhuǎn)子磁極與磁軛的接觸面間不可能形成處處密合，步電機轉(zhuǎn)子磁極與磁軛的接觸面間不可能形成處處密合，而在局部出現(xiàn)殘隙，在磁路計算時可把它看成磁路中附而在局部出現(xiàn)殘隙，在磁路計算時可把它看成磁路中附加一均勻等值氣隙。加一均勻等值氣隙。3.2 3.2 空氣隙磁壓降的計算空氣隙磁壓降的計算 極軛間殘余氣隙磁位降的計算極軛間殘余氣隙磁位降的計算

21、計算方法：計算方法： 小型凸極同步機：小型凸極同步機： 42108 . 0310mjl米米 殘隙的磁密：殘隙的磁密： mmmjblB ：磁極磁通m：極身寬mb殘隙引起的磁位降：殘隙引起的磁位降： 6108 . 0jjjBF安安有的直接用經(jīng)驗公式：有的直接用經(jīng)驗公式： mjBF5003.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 齒部磁路計算長度每極齒部磁壓降ttttttLBHLHtF:（一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密齒磁密 tB 1.81.8T T ：齒部磁路比較飽和，磁導小，主磁齒部磁路比較飽和，磁導小，主磁通大部分由齒通過，但有小部分則經(jīng)過槽進入軛部。通大部分由齒通過，但有小

22、部分則經(jīng)過槽進入軛部。 tB3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 因此分析時必須分兩種情況來討論。因此分析時必須分兩種情況來討論。 齒磁密小于齒磁密小于1.8T的場合的場合 通過齒部的磁通通過齒部的磁通 因為齒磁密小于因為齒磁密小于1.8T，齒磁路飽和程度不高，齒部導磁率齒磁路飽和程度不高，齒部導磁率槽部導槽部導磁率。因此可認為在一個齒距范圍內(nèi)的主磁通從空氣隙進入鐵心表面后，磁率。因此可認為在一個齒距范圍內(nèi)的主磁通從空氣隙進入鐵心表面后，幾乎全部從齒通過。又因為選擇的積分路徑是通過磁極的中心線，因此要幾乎全部從齒通過。又因為選擇的積分路徑是通過

23、磁極的中心線，因此要計算處于主極中心線上的那個齒內(nèi)磁密計算處于主極中心線上的那個齒內(nèi)磁密 。顯然這個齒所在地區(qū)的空氣隙。顯然這個齒所在地區(qū)的空氣隙剛好是最大值剛好是最大值 ， 該處一個齒距的范圍內(nèi)的空氣隙磁通為該處一個齒距的范圍內(nèi)的空氣隙磁通為 。tBBtlBef3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密小于齒磁密小于1.8T的場合的場合 通過齒部的磁通通過齒部的磁通 slRslRTBmmt08 . 1槽齒槽齒一個齒下的氣隙磁通全部由齒通過。 （1）tlBBBefttlBeft（2）3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁

24、密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密小于齒磁密小于1.8T的場合的場合 齒中的磁密齒中的磁密 tlBSBeftttt)()3/1;(不含通風道鐵心長度處齒寬平行槽取靠近最狹的如平行齒取齒寬計算齒寬 ttlbttFetblKS)93. 092. 05 . 0( FetFevvttKmmKbNll涂漆硅鋼片對鐵心疊壓系數(shù)ttFeeftblKtlBB3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密小于齒磁密小于1.8T的場合的場合 每極齒部磁壓降每極齒部磁壓降 平行齒：平行齒： ttttLHHBtF 平行槽：平行槽： 沿槽高上各點齒寬度是變化的，因此齒磁密

25、與也相應(yīng)變化。沿槽高上各點齒寬度是變化的，因此齒磁密與也相應(yīng)變化。因此我們?nèi)∪齻€位置計算因此我們?nèi)∪齻€位置計算tttttLHHHBtF平均的3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密小于齒磁密小于1.8T的場合的場合 每極齒部磁壓降每極齒部磁壓降 111222121(4)6ttteftrtrt ttFeeftttFetefttttt ttFettrtttFH LB l tBHK lbB l tBHK lbB l tBHK lbHHHH齒根處齒中部齒頂處sattssatstrtrsatrbZDbbZhDbbtbZhDt)()2(213.3 3.

26、3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密小于齒磁密小于1.8T的場合的場合 在齒不太飽和以及齒寬沿其高度上的變化不大時，可采用近似的在齒不太飽和以及齒寬沿其高度上的變化不大時，可采用近似的公式計算。公式計算。 求出離齒最狹部分求出離齒最狹部分1/31/3處齒高處的處齒高處的 ttttLHHB31t3131F 11113333efttttttFetB l tBHFHLK lb11131(2)3asstDhbbZ注意：注意： 每極齒部磁壓降每極齒部磁壓降 3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密小于齒磁

27、密小于1.8T的場合的場合 每極齒部磁壓降每極齒部磁壓降 矩形槽尺寸及齒部磁場強度分布矩形槽尺寸及齒部磁場強度分布 用圖解法求取實際齒磁密和相應(yīng)磁場強度用圖解法求取實際齒磁密和相應(yīng)磁場強度3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密大于齒磁密大于1.8T的場合（對于熱軋鋼片）的場合（對于熱軋鋼片） 當齒磁密超過當齒磁密超過1.8T，這時齒部磁路比較飽和，鐵的導磁率下降，這時齒部磁路比較飽和，鐵的導磁率下降，此時齒部磁阻與槽的磁阻相差不大，磁通大部分將由齒通過，小部分此時齒部磁阻與槽的磁阻相差不大，磁通大部分將由齒通過，小部分則經(jīng)過槽部進入軛部。

28、因此按上面方法來算的比實際齒的磁密大，算則經(jīng)過槽部進入軛部。因此按上面方法來算的比實際齒的磁密大，算出的齒部磁密及磁壓降都會大一些。出的齒部磁密及磁壓降都會大一些。 3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密大于齒磁密大于1.8T的場合（對于熱軋鋼片）的場合（對于熱軋鋼片） 實際齒磁密計算方法實際齒磁密計算方法 一個齒距范圍內(nèi)磁通一個齒距范圍內(nèi)磁通 ： tsxtxt 磁密磁密 ： tBttxsxtxtxtxSSS,sxtxttxtxtxBBSBB 齒實際磁密齒視在磁密 假想一個齒距范圍內(nèi)全部磁通通過齒ssxssxtxsxsxsxtxsxkHk

29、BSSSS03.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密大于齒磁密大于1.8T的場合（對于熱軋鋼片）的場合（對于熱軋鋼片） 實際齒磁密計算方法實際齒磁密計算方法 磁密磁密 ： tB3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密大于齒磁密大于1.8T的場合（對于熱軋鋼片）的場合（對于熱軋鋼片） 實際齒磁密計算方法實際齒磁密計算方法 磁密磁密 ： tBttxsxssxtxtxHHHkHBB故等磁位面近似假設(shè)圓柱形表面為,0sttxtxstttstxtxtxkHBBkHBBkHBB257. 1001.2

30、57tttsBBHk3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （一）齒磁密的計算（一）齒磁密的計算 齒磁密大于齒磁密大于1.8T的場合的場合實際齒磁密計算方法實際齒磁密計算方法 磁場強度磁場強度 ： tH 是下傾的直線方程，直線斜率為是下傾的直線方程，直線斜率為 ，可用可用 作圖求得作圖求得sttkHB257. 1sk257. 1ttttLHHBtF)257. 1(skarctg或：或： skttttLHHB tF查曲線，3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （二）齒的磁路長度（二）齒的磁路長度 對每一極的磁路而言，定子或轉(zhuǎn)子電樞齒的磁路計算長度，按工廠習慣。對每一極的磁路

31、而言，定子或轉(zhuǎn)子電樞齒的磁路計算長度，按工廠習慣。 直流電機電樞梨形槽（或類似槽）圖直流電機電樞梨形槽（或類似槽）圖3-133-13a a 2()(,)2222123Lhrrrt 處齒寬大 磁密低 少算一部分齒高 異步機梨形槽（或類似槽）圖異步機梨形槽（或類似槽）圖3-133-13b b 112121(,)12trLhhr 處齒寬大 磁密低 少算一部分齒高3.3 3.3 齒部磁壓降的計算齒部磁壓降的計算 （二）齒的磁路長度（二）齒的磁路長度 對半開口槽：圖對半開口槽：圖3-18 3-18 )(21忽略槽口處磁壓降hhLt 對開口槽：圖對開口槽：圖3-173-17 sthL 3.4 3.4 軛部

32、磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 軛的類型軛的類型 極聯(lián)軛（磁軛）：極聯(lián)軛（磁軛）：直流電機定子軛、轉(zhuǎn)場式凸極同步電機轉(zhuǎn)子軛直流電機定子軛、轉(zhuǎn)場式凸極同步電機轉(zhuǎn)子軛 齒聯(lián)軛（心軛）：齒聯(lián)軛（心軛）：異步電機定轉(zhuǎn)子軛、異步電機定轉(zhuǎn)子軛、 同步機、直流機電樞軛同步機、直流機電樞軛 交流電機齒聯(lián)軛交流電機齒聯(lián)軛 直流電機齒聯(lián)軛直流電機齒聯(lián)軛 少極少極 軛的磁路長度較長，軛磁位降較大；軛的磁路長度較長，軛磁位降較大；多極多極 軛的磁路長度較矩，軛磁位降較小。軛的磁路長度較矩，軛磁位降較小。 3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 極聯(lián)軛磁壓降的計

33、算極聯(lián)軛磁壓降的計算 1 1、軛部的磁通、軛部的磁通 磁極的磁通：磁極的磁通： :1.15 1.2(1)10:1.351m 直流機同步機 磁軛的磁通：磁軛的磁通： 2mj 經(jīng)過磁極分成兩路分別進入左右兩邊軛，經(jīng)過極聯(lián)軛經(jīng)過磁極分成兩路分別進入左右兩邊軛，經(jīng)過極聯(lián)軛每個截面之磁通數(shù)認為都是每個截面之磁通數(shù)認為都是 。 m2m3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 極聯(lián)軛磁壓降的計算極聯(lián)軛磁壓降的計算 2 2、軛部的磁密、軛部的磁密 jjmjjjLhSB2jjFejjjhLkSLh則如用薄鋼片沖疊軛的軸向長度軛高,3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 極聯(lián)軛磁壓降的計算極聯(lián)軛

34、磁壓降的計算 3 3、由、由 )(查磁化曲線jjHB 4 4、軛磁路長度、軛磁路長度 是軛的平均直徑一個極磁路長javjavjDpDL)(2125 5、軛部的磁壓降、軛部的磁壓降 maxmin1)222jjavjjjjjavDDDFH LLDp3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 1、與前面有何不同、與前面有何不同 交流電機的齒聯(lián)軛在一個極距的氣隙磁通分散地進入齒部及交流電機的齒聯(lián)軛在一個極距的氣隙磁通分散地進入齒部及軛部，所以經(jīng)過由齒磁軛各個截面穿過的磁通是不同的，即沿軛部，所以經(jīng)過由齒磁軛各

35、個截面穿過的磁通是不同的，即沿軛部積分路徑上的磁密分布不均勻；并在每一處的截面中沿徑軛部積分路徑上的磁密分布不均勻；并在每一處的截面中沿徑向上的磁密分布也是不均勻的。向上的磁密分布也是不均勻的。（圖（圖3-19）3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 磁極中心線上：磁極中心線上： 00jB3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 極間中心線上：極間中心線上： jmBB 2 靠近內(nèi)徑磁路短，磁通多，磁密高；靠近內(nèi)徑磁路短，磁通多，磁密高； 靠近外徑磁路長，磁通少，磁密低?？拷鈴酱怕烽L，磁通

36、少，磁密低。 3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 2 2、假設(shè)、假設(shè) 假設(shè)以軛部平均弧長（每極）作為軛的磁路計算長度假設(shè)以軛部平均弧長（每極）作為軛的磁路計算長度 假設(shè)軛部截面上各點磁密沿半徑方向均勻分布假設(shè)軛部截面上各點磁密沿半徑方向均勻分布如異步機負載時的磁路，忽略槽漏磁的影響。如異步機負載時的磁路，忽略槽漏磁的影響。 3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 3 3、計算、計算 （1 1）軛部

37、的磁通）軛部的磁通 處（相鄰兩極中性線上）：磁通為處（相鄰兩極中性線上）：磁通為 ，磁密為最大；，磁密為最大；處處 （磁極中心線上）：磁通接近于（磁極中心線上）：磁通接近于0 0，磁密為，磁密為0 0。j2x0 x20)()(:)2(0 xefjxdxxBlxS 的磁通中任意軛截面3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 3 3、計算、計算 （2 2）軛部的磁密）軛部的磁密 軛部切向磁密與軛截面垂直軛部切向磁密與軛截面垂直 002( )( )( ):( )22jefjxjjFeFeefjjjFeFe

38、lxB xB x dxk hlk hllxBB x dxk hlk hl當3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 222222211113232:32:dvrhDDhrhDDhhsijsijj轉(zhuǎn)子圓底槽定子圓底槽軛計算長度其中0,22dvdvbNlllvvtjj如無通風道轉(zhuǎn)子軸向通風道直徑軛軸向長度 若轉(zhuǎn)子鐵心直接套在軸上的兩極異步機，轉(zhuǎn)子電流頻率低，部分磁通若轉(zhuǎn)子鐵心直接套在軸上的兩極異步機，轉(zhuǎn)子電流頻率低，部分磁通滲入轉(zhuǎn)軸，此時滲入轉(zhuǎn)軸，此時 222222123233ijsDDrhhdv3 3

39、、計算、計算 （2 2）軛部的磁密）軛部的磁密3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 3 3、計算、計算 （3 3）軛部磁壓降）軛部磁壓降 由于齒聯(lián)軛中磁密分布不均勻，全長的軛磁路的磁壓降需各段相加，由于齒聯(lián)軛中磁密分布不均勻，全長的軛磁路的磁壓降需各段相加，太麻煩。從等效磁壓降出發(fā)，用等效磁場強度來計算。太麻煩。從等效磁壓降出發(fā)，用等效磁場強度來計算。 jjjjjavBHHCH1,22javjDFC H LLCjjj jjp軛部磁壓降校正系數(shù)由曲線查取3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的

40、計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 3 3、計算、計算 （3 3）軛部磁壓降）軛部磁壓降 ().,jjBC軛部磁密用的是最大值 計算軛部磁密沿徑向分布不均勻 靠槽底處路徑短 磁密大3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降交流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 3 3、計算、計算 （3 3）軛部磁壓降）軛部磁壓降 因此從等效磁勢觀點引入因此從等效磁勢觀點引入 ,;,.,.jjjjjjjjhhChhhCCCCBBC與有關(guān)分布越不均勻 走小圓磁通多但 大的影響就相應(yīng)小與比值有關(guān)與有關(guān)軛

41、部磁路越飽和 磁路分布越不均勻 越會走小圓走3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 直流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降直流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 1 1、與交流電機的齒聯(lián)軛有何不同？、與交流電機的齒聯(lián)軛有何不同？ 直流電機齒聯(lián)軛中的磁通分布與交流電機分布是相同的，也不是處直流電機齒聯(lián)軛中的磁通分布與交流電機分布是相同的，也不是處處在軛截面中穿過的磁通是處在軛截面中穿過的磁通是 ，只有在兩主極極尖之間的那段電樞，只有在兩主極極尖之間的那段電樞軛中穿過了軛中穿過了 ；在極弧下的那段電樞軛中，穿過每個截面的磁通均小

42、；在極弧下的那段電樞軛中，穿過每個截面的磁通均小于于 。所不同的是計算方法不一樣。所不同的是計算方法不一樣。 222交流機：交流機： jjjjjjjjjFemjLHCFCHBlhk影響修正磁場分布不均勻的采用系最大23.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 直流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降直流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 2 2、直流機計算方法、直流機計算方法 （1 1）二極小型直流電機）二極小型直流電機 由于軛部磁路較長，且極數(shù)少，每極磁通量大，為使軛的高度不超由于軛部磁路較長，且極數(shù)少，每極磁通量大，為使軛的高

43、度不超過，一般選用較高的軛部磁密。軛部常用二段來計算。過，一般選用較高的軛部磁密。軛部常用二段來計算。 軛部的磁通：軛部的磁通： 2mj軛部最大磁密：軛部最大磁密： ()2jjjj jFejjFeBThk h lk h l同交流3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 直流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降直流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 2 2、直流機計算方法、直流機計算方法 2222111123jjjjjjjjjjBBHHLBBHH L兩極尖之間極弧范圍 總的磁壓降：總的磁壓降： jpjjpjjjjjjLHLHLHLHF)1 (212211jpjjpjLLLL)1

44、(21其中3.4 3.4 軛部磁壓降的計算軛部磁壓降的計算 齒聯(lián)軛磁壓降的計算齒聯(lián)軛磁壓降的計算 直流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降直流電機的齒聯(lián)軛的磁壓降 2 2、直流機計算方法、直流機計算方法 （2 2）四極和四極以上的直流電機四極和四極以上的直流電機 極數(shù)多的電機，由于軛部磁壓降在整個磁路磁壓降中占的比例極數(shù)多的電機，由于軛部磁壓降在整個磁路磁壓降中占的比例不大，可采用近似方法進行計算。不大，可采用近似方法進行計算。 jjjjjjj jFeBHFH Lk h l3.5 磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算一、漏磁系數(shù)一、漏磁系數(shù))1 (m35). 11.25;1.2( 1凸

45、小于直流3.5 磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算1 1、凸極同步電機的磁極漏磁系數(shù)、凸極同步電機的磁極漏磁系數(shù)jtjtjtmpFFFFF)(1.13.5 磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算一、漏磁系數(shù)一、漏磁系數(shù)2、直流電機的主極漏磁系數(shù)、直流電機的主極漏磁系數(shù)26102)7 . 01 . 1 (jttjtjmFFFFFl3.5 磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算一、漏磁系數(shù)一、漏磁系數(shù)二、磁極磁壓降的計算二、磁極磁壓降的計算mmmmmFemmmmmhHFbdblKAAAB)( )2(但直流電機無壓板3.5 磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算磁極漏磁系數(shù)與磁極磁壓降的計算認為沿極身高度的不同截面中的磁密都是Bm3.6 勵磁電流和空栽特性計算勵磁電流和空栽特性計算各類電機勵磁電流或空載特性的計算步驟為：各類電機勵磁電流或空載特性的計算步驟為： （1）根據(jù)感應(yīng)電勢）根據(jù)感應(yīng)電勢E確定每極氣隙磁通確定每