湖南大學(xué)電機(jī)CAD復(fù)習(xí)要點(diǎn)及答案電機(jī)設(shè)計(jì)

/電機(jī)的主要尺寸是指什么？電樞鐵心的直徑和長(zhǎng)度電機(jī)的主要尺寸是由什么所確定？計(jì)算功率和轉(zhuǎn)速之比或轉(zhuǎn)矩所確定。電機(jī)的設(shè)計(jì)流程是什么？確定主要尺寸、磁路計(jì)算、參數(shù)計(jì)算、性能計(jì)算。電機(jī)中的幾何相像定律指的是什么？并由此說明白什么？，該式即通常所謂的幾何相像定律。它表明，在B和J的數(shù)值保持不變時(shí)，對(duì)一系列功率遞增、幾何形態(tài)相像的電機(jī)，每單位功率所需有效材料的重量、成本及產(chǎn)生的損耗，均和功率的1/4次方成反比，也就是隨著單機(jī)容量的增大，其有效材料的利用率和電機(jī)的效率均將提高。其次，這確定律可用來大體上估計(jì)和已制成電機(jī)幾何形態(tài)相像，但功率不同的電機(jī)的重量、成本或損耗；也可用來分析通常是幾何形態(tài)相像的系列中各規(guī)格電機(jī)之間的相應(yīng)關(guān)系。電磁負(fù)荷的選擇主要從電機(jī)的哪些方面進(jìn)行考慮？電機(jī)的冷卻條件、電機(jī)所用的材料和絕緣結(jié)構(gòu)的等級(jí)、電機(jī)的功率及轉(zhuǎn)速。電機(jī)常數(shù)CA和利用系數(shù)KA的物理意義是什么？電機(jī)常數(shù)，電機(jī)常數(shù)大體上反映產(chǎn)生單位計(jì)算轉(zhuǎn)矩所耗用的有效材料的體積，并在確定程度上反映了結(jié)構(gòu)材料的耗用量。電機(jī)常數(shù)的倒數(shù)為KA，它表示單位體積有效材料所能產(chǎn)生的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，因此，它的大小反映了電機(jī)有效材料的利用程度，通常稱為利用系數(shù)。隨著電機(jī)制造水平的提高，材料質(zhì)量的改進(jìn)，利用系數(shù)將不斷增大。7、什么是主要尺寸關(guān)系式？依據(jù)它可得到哪些結(jié)論？電機(jī)的主要尺寸關(guān)系式為依據(jù)它可得出以下結(jié)論：（1）電機(jī)的主要尺寸由其計(jì)算功率和轉(zhuǎn)速之比或者計(jì)算轉(zhuǎn)矩確定。（2）電磁負(fù)荷不變時(shí)，相同功率的電機(jī)，轉(zhuǎn)速較高的，尺寸較小，尺寸相同的電機(jī)，轉(zhuǎn)速較高時(shí)，則功率越大。（3）轉(zhuǎn)速確定時(shí)，若直徑不變而接受不同長(zhǎng)度，則可得到不同功率的電機(jī)。（4）電磁負(fù)荷選的越高，電機(jī)尺寸就越小。8、選擇主要尺寸比值時(shí)，通常主要考慮的是什么？當(dāng)有效體積不變時(shí)，λ值較大的電機(jī)的外形較瘦長(zhǎng)，反之則粗短。選擇λ值時(shí)，通常主要考慮電機(jī)參數(shù)和溫升、節(jié)約用銅(鋁)、轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等方面的限制和要求。其選擇的詳細(xì)要點(diǎn)如下：(1)在合理范圍內(nèi)適當(dāng)選擇較大的λ值。lef較大而D較小，電機(jī)較瘦長(zhǎng)，此時(shí)端部較短，可削減繞組端部用銅和端部各部件(端蓋、軸承、刷架和換向器等)的尺寸，可使得電機(jī)端部漏抗減小、重量和成本降低及效率得以提高。(2)高速大型電機(jī)的λ值一般選擇得較大。由于電機(jī)瘦長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，將λ值選得較大可以滿足轉(zhuǎn)子材料強(qiáng)度限制。(3)λ值不宜選擇得過大。λ值過大時(shí)，風(fēng)路便增長(zhǎng)，冷卻條件變差，此時(shí)必需實(shí)行措施來加強(qiáng)冷卻，對(duì)于無徑向通風(fēng)道的開啟式或防護(hù)式的電機(jī)，為充分利用繞組端部散熱，其λ值應(yīng)選擇的較小。此外由于鐵芯瘦長(zhǎng)，還將增加沖片數(shù)量，增加疊壓和嵌線工時(shí)。(4)同步電機(jī)一般選擇較大的λ值。對(duì)于異步電機(jī)，若為中小型電機(jī)，通常取λ=0.4～1.5；若為大型電機(jī)，通常取λ=1～3.5，極數(shù)較多時(shí)取較大值。對(duì)于同步電機(jī)，若為凸極電機(jī)，一般取λ=0.4～1.5，并隨著極數(shù)的增加而增大；高速或大型同步電機(jī)，由于材料機(jī)械強(qiáng)度的限制，故λ值選擇得較大，可達(dá)3～4。若為汽輪機(jī)，轉(zhuǎn)速高，離心力大，為使轉(zhuǎn)子機(jī)械應(yīng)力不超過允許值，在加強(qiáng)冷卻的條件下，電機(jī)的λ值隨功率的增加而增大。對(duì)于直流電機(jī)，若為中小型電機(jī)，通常取λ=0.6～1.2；若為大型電機(jī)，通常取λ=1.25～2.5。λ值越大，電樞越瘦長(zhǎng)，換向條件變差，故直流電機(jī)接受較小λ值。若是要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小(例如軋鋼機(jī))或是大型高速的直流電機(jī)，λ值也應(yīng)取得大些。9磁路計(jì)算的目的和基本原理?磁路計(jì)算的目的在于確定產(chǎn)生主磁場(chǎng)磁動(dòng)勢(shì)，并進(jìn)而計(jì)算勵(lì)磁電流以及電機(jī)的空載特性。通過磁路計(jì)算還可以校核電機(jī)各部分磁通密度選擇是否合適?；驹恚喝娏鞫桑ò才喹h(huán)路定律）：磁場(chǎng)強(qiáng)度向量沿任一閉合回路的線積分等于該回路所包圍的全電流（電流代數(shù)和），假如積分路徑沿著磁場(chǎng)強(qiáng)度向量取向（即沿著磁力線），則等式左邊為磁場(chǎng)強(qiáng)度H在dl方向上的線積分，所選擇的閉合回路一般通過磁極中心線，等式右邊為回路包圍的全電流，即等于沒對(duì)極的勵(lì)磁磁勢(shì)。10、各類電機(jī)的磁路可分為哪5段？空氣隙；定子齒（或磁極）；轉(zhuǎn)子齒（或磁極）；定子軛；轉(zhuǎn)子軛。11.1若將一臺(tái)額定電壓為380V，Y接法的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)改為△接法保證其沖片尺寸及磁化電流不變，應(yīng)如何變更其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)？對(duì)于每相來說，大致可以得出依據(jù)公式、，可以得到將N增加到原來的1.732倍?；蛘叽鸬脑敿?xì)一些（簡(jiǎn)化計(jì)算，把電機(jī)各部分的磁場(chǎng)化成等效磁路，則線積分可代替求和所以Y接法變更為接法后I變?yōu)樵瓉淼谋都醋優(yōu)樵瓉淼谋兑ＷC沖片及磁化電流不變，則應(yīng)把N改為原來的倍且電樞長(zhǎng)度不變）11、若將一臺(tái)感應(yīng)電機(jī)的額定頻率由50HZ改為60HZ，要求保持勵(lì)磁磁勢(shì)基本不變，應(yīng)變更什么為最佳？實(shí)行措施后，基本鐵耗在不計(jì)飽和影響時(shí)會(huì)不會(huì)發(fā)生變更？分析得假如要維持原設(shè)計(jì)沖片及勵(lì)磁磁勢(shì)不變，就要維持不變，所以N要削減到原設(shè)計(jì)的.從而保持勵(lì)磁磁勢(shì)基本不變、磁密不變，基本鐵耗會(huì)增加。12、寫出每極磁通的計(jì)算公式，每極磁通是依據(jù)什么得到的？假如已知每極磁通及，如何計(jì)算氣隙磁壓降？對(duì)于直流電機(jī)，每極磁通：；對(duì)于溝通電機(jī)，每極磁通：。每極氣隙磁通可以依據(jù)繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)確定。計(jì)算氣隙磁壓降就在于計(jì)算極弧系數(shù)-電樞計(jì)算長(zhǎng)度及氣隙系數(shù)。13、從等式可知，越大，漏抗標(biāo)幺值越小，對(duì)值是否也變?。繛槭裁?？漏抗絕漏抗的計(jì)算問題可以歸結(jié)為相應(yīng)的比漏磁導(dǎo)的計(jì)算。也就是，漏抗的計(jì)算可歸結(jié)為漏磁鏈的計(jì)算，對(duì)于確定的繞組，便只是漏抗磁通的計(jì)算。因?yàn)樵龃螅玫铰┐磐ㄔ龃螅┛勾_定值變大。14、若電機(jī)頻率由50Hz變成60Hz，則勵(lì)磁電抗、漏抗將如何變更？增大，增大。15、問：繞組電抗可分為哪兩大類？主電抗和漏電抗。16、問：集膚效應(yīng)、飽和分別會(huì)對(duì)電機(jī)的一些參數(shù)會(huì)產(chǎn)生什么影響？集膚效應(yīng)將使得電機(jī)槽內(nèi)的有效截面減小，因而電阻增加、槽漏抗減小。磁路飽和將使得電機(jī)鐵心磁阻增加。18、電機(jī)的損耗可分為哪四大類？基本鐵耗、電氣損耗、附加（或雜散）損耗、機(jī)械損耗。19、基本鐵耗是怎么產(chǎn)生的，并可以分為哪幾類？在頻率確定的狀況下，主要和什么有關(guān)？基本鐵耗是由主磁場(chǎng)在鐵心內(nèi)發(fā)生變更時(shí)產(chǎn)生的，這種變更可以是交變磁化或者旋轉(zhuǎn)磁?；??？煞譃榇艤p耗、渦流損耗、軛部（齒聯(lián)軛）及齒部的基本鐵耗。基本鐵耗在頻率確定的狀況下，主要和鐵心中的磁通密度、材料的厚度及性能有關(guān)；此外，鐵心沖疊工藝水平的凹凸及加工方法也往往對(duì)鐵耗的大小有重要影響。17、感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參數(shù)間的關(guān)系？

勵(lì)磁電抗定子槽漏抗轉(zhuǎn)子槽漏抗定子諧波漏抗轉(zhuǎn)子諧波漏抗定轉(zhuǎn)子端部漏抗定子每槽導(dǎo)體數(shù)增加--?-?-、?氣隙增大ˉ??ˉˉ?槽口寬度減小-----?槽口高度增大?--???槽形變寬變矮?ˉˉ???鐵心長(zhǎng)度增加-----?定子繞組由整距變短距ˉˉ?ˉ??定子槽數(shù)增加ˉˉ?ˉ??頻率由50Hz變成60Hz------定子繞組Y變Dˉˉˉˉˉ?20、諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的兩種緣由？諧波磁場(chǎng)可由兩種緣由造成：1）電機(jī)鐵心開槽導(dǎo)致氣隙磁導(dǎo)不勻整；2）空載勵(lì)磁磁勢(shì)空間分布曲線中有諧波存在。21、空氣冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型分為哪幾種？（一）開路冷卻（或自由循環(huán)）或閉路冷卻（或封閉循環(huán)）；（二）徑向、軸向和混合式通風(fēng)系統(tǒng)；（三）抽出式和鼓入式；（四）外冷和內(nèi)冷。22、電機(jī)風(fēng)扇的作用及其結(jié)構(gòu)形式？風(fēng)扇的作用在于產(chǎn)生足夠的壓力，以驅(qū)動(dòng)所需的氣體通過電機(jī)。風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)形式從原理來講可分為離心式和軸流式兩種。23、電機(jī)中熱量傳播的方式及其基本定律是什么？電機(jī)中熱量傳播的方式有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種。24、在電機(jī)的溫升計(jì)算中，最主要的是計(jì)算什么？在電機(jī)中的溫升計(jì)算中，最主要的是計(jì)算繞組和鐵心的溫升。25、電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)可依據(jù)哪幾種分類方法來進(jìn)行分類？電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)可按通風(fēng)冷卻系統(tǒng)、防護(hù)型式和安裝結(jié)構(gòu)型式來進(jìn)行分類。26、簡(jiǎn)述主要類型電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容？感應(yīng)電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)有：1，封閉式；2，防護(hù)式；3，箱型結(jié)構(gòu)。同步電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)有：1，凸極同步電機(jī)；2，隱極同步電機(jī)直流電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)，其基本特征是：防護(hù)式、機(jī)座帶底腳、有兩個(gè)端蓋軸承、單軸伸、自扇冷軸向抽風(fēng)式通風(fēng)系統(tǒng)（容量較大時(shí)也可接受外通風(fēng)）。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：（1）確定電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)型式；（2）確定零部件的結(jié)構(gòu)型式、材料、形態(tài)、尺寸、加工精度、形位公差、表面粗糙度和技術(shù)要求等；（3）確定某些零部件（如轉(zhuǎn)子鐵心和軸，機(jī)座和端蓋等）之間的機(jī)械連接方式、協(xié)作種類等；（4）核算零部件的機(jī)械性能。27、電機(jī)產(chǎn)生噪聲的類型分為哪三類？電磁噪聲、空氣動(dòng)力噪聲和機(jī)械噪聲。28、電機(jī)轉(zhuǎn)子固有特性的分析，主要是計(jì)算什么？電機(jī)轉(zhuǎn)子固有特性的分析，主要是計(jì)算轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速。29、感應(yīng)電機(jī)電磁計(jì)算主要包括哪幾個(gè)部分？感應(yīng)電機(jī)的電磁計(jì)算主要包括：主要尺寸和氣隙的確定；定轉(zhuǎn)子繞組和沖片的設(shè)計(jì)；工作性能的計(jì)算；起動(dòng)性能的計(jì)算；以及深槽式感應(yīng)電機(jī)和雙籠轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。30、感應(yīng)電機(jī)滿載時(shí)及空載時(shí)的磁化電流是怎樣計(jì)算的？它們和哪些因素有關(guān)？感應(yīng)電機(jī)的磁化電流計(jì)算公式：。31、利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)的程序可分成哪三種類型？并分別予以簡(jiǎn)要闡述？利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)的程序可以分成“設(shè)計(jì)分析”、“設(shè)計(jì)綜合”、和“設(shè)計(jì)優(yōu)化”種類型?！霸O(shè)計(jì)分析”程序是按程序員事先估計(jì)好的若干設(shè)計(jì)參量，依確定程序步驟來計(jì)算產(chǎn)品的性能，相當(dāng)于通常的設(shè)計(jì)核算；“設(shè)計(jì)綜合”程序是依據(jù)已知的性能要求，確定電機(jī)各設(shè)計(jì)參量的程序，實(shí)質(zhì)上就是自動(dòng)修改并重復(fù)分析設(shè)計(jì)，最終得到適合給定要求的設(shè)計(jì)方案；“設(shè)計(jì)優(yōu)化”程序是對(duì)設(shè)計(jì)問題提出明確的數(shù)學(xué)模型，然后依據(jù)現(xiàn)代數(shù)學(xué)的尋優(yōu)理論并接受優(yōu)化方法，自動(dòng)得到最優(yōu)方案的程序。32、應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)電機(jī)大致可分為幾個(gè)步驟？選定目標(biāo)、數(shù)學(xué)描述、數(shù)值處理編制程序、整理輸入數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)程序和輸出結(jié)果分析。33、利用電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)，綜合設(shè)計(jì)按實(shí)力方式可分為哪三種？?jī)?yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化方法，綜合調(diào)整。34、由手算轉(zhuǎn)變到機(jī)算的最突出問題是什么？有兩個(gè)突出問題：一是曲線和圖表的處理；二是迭代的處理。35,簡(jiǎn)述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)和額定參數(shù)并說明電磁核算程序中迭代過程1、起動(dòng)電流倍數(shù)：越小越好（補(bǔ)充）P226：2、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：越大越好3、起動(dòng)時(shí)間：越短越好4、起動(dòng)設(shè)備：簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、牢靠1、額定功率：軸上輸出的機(jī)械功率。千瓦。2、額定電壓：定子繞組的線電壓，伏。3、額定電流：電機(jī)在額定電壓和功率下，定子繞組中流過的線電流，安。4、額定頻率：50赫。5、額定轉(zhuǎn)速：電機(jī)在額定電壓、頻率和功率下的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。迭代過程：（1）選定對(duì)象（2）數(shù)學(xué)描述（3）數(shù)值處理（4）編制程序（5）數(shù)據(jù)處理（6）程序檢驗(yàn)（7）運(yùn)行程序 （8）輸出結(jié)果分析36對(duì)于一臺(tái)感應(yīng)電機(jī)，為什么要進(jìn)行磁路計(jì)算，請(qǐng)你把計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)和之相對(duì)應(yīng)的框圖畫出來？磁路計(jì)算