【正文】 電機的外形設(shè)計需要考慮到電機的散熱效果，對電機進(jìn)行二維制圖之后，通過一定的計算對電機外殼散熱片做出定型，然后方能進(jìn)行電機的三維模型設(shè)計。后者質(zhì)量較好，運行中轉(zhuǎn)子鐵心與支架或軸不容易產(chǎn)生松動現(xiàn)象。 22 1．鑄鋁轉(zhuǎn)子 鑄鋁轉(zhuǎn)子與軸配合有三種 —— 滾花、熱套及鍵。扣片先壓成弧形，展平后應(yīng)比沖片上的鴿尾槽略寬 (寬 ～ )，這樣，放入壓緊的鐵心上的鴿尾槽中將它打平，會牢牢地將鐵心張緊，端部打彎后使鐵心成一整體。對于大型 2極電機，應(yīng)安放 2個端箍。 槽部靠槽楔緊固即可。繞組及鐵心的設(shè)計包括電磁設(shè)計、絕緣處理及機械固定三個部 分。對于異步電機，硅鋼片上的絕緣層主要依靠附在其上的漆膜或氧化膜。只在端部整形需要相間絕緣柔軟時才選用兩層。一般將 sTUU fNc ?,2 ?? 代 sU 表達(dá)式得到的計算結(jié)果與大多數(shù)實際情況相近。 對繞組絕緣的要求是：有足夠的電氣強度和機械強度；良好的耐熱性和散熱能力，便于包繞、槽內(nèi)嵌放及貯存，與絕緣浸漬漆有很好的相容性，對不同環(huán)境，如腐蝕、潮濕等有較好的適應(yīng)性；對于高壓電機，還應(yīng)考慮耐電暈性能。 (5)選擇加工公差、配合座及粗糙度，核算尺寸鏈。 異步電機采用的安裝方式有 20 余種，但基本安裝方式只有三種，即臥式、立式及懸臂式。再次假設(shè)時，應(yīng)取 stI? 略大于上面求得的值，并重新計算，最后計算值與假定值的誤差不能超過 %3? 。 由于電機繞組是分布的，由相鄰槽內(nèi)電流建立的齒部漏磁通的方向正好相反，飽和現(xiàn)象并不嚴(yán)重， 而齒頂和齒尖部分飽和現(xiàn)象卻十分嚴(yán)重，繞組的端部漏磁通通過繞組端部周圍的空氣，不存在飽和影響，因此只在槽漏抗，諧波漏抗和斜槽漏抗的計算中要考慮漏磁路飽和的影響。我國國家標(biāo)準(zhǔn)對各種類型感應(yīng)電動機的起動性能都有具體規(guī)定。 3．效率的計算 感應(yīng)電動機的效率可按下式計算，寫成標(biāo)幺值便是 %10011%1001 **1** ????????? ???????????? ?? ??? ppP pN? 效率是電機的主要性能指標(biāo)之一，近幾年來世界各國電機行業(yè)在設(shè)計和制造高效節(jié)能感應(yīng)電動機方面采取的措施除增加有效材料用量和選用優(yōu)質(zhì)材料來降低銅（鋁）損耗和鐵損耗外（有一定限度，因為材料的增加也意味著能源消耗的增加），在分析和降低附加損耗和機械方面損耗進(jìn)行了不 少研究，主要的措施有：選用合適的槽配合，設(shè)計新型繞組以減少諧波引起的附加損耗，改進(jìn)加工工藝，設(shè)計高效風(fēng)扇等。 (2).星 — 三角混合連接繞組 星 — 三角混合連接繞組是把普通的 600 相帶三相繞組分成兩套三相 繞組：這兩套三相繞組之間在空間相位上彼此相差 30o電角度，其中一套采用星型接法，一套采用三角形接法。 雙層疊繞組通常用子功率較大的感應(yīng)電動機，如 J02系列 6號機座和 Y180及以上的電機，其主要優(yōu)點是， (1)可以選擇有利的節(jié)距以改善磁勢與電勢波形，使電機的電氣性能較好， (2)端部排列方便， (3)線圈尺寸相同，便于制造。 2.定子繞組形式和節(jié)距的選擇 單層繞組的優(yōu)點是： (1)槽內(nèi)無層間絕緣，槽的利用率高；（ 2）同一槽內(nèi)的導(dǎo)線都屬于同一相，在槽內(nèi)不會發(fā)生相間 擊穿；（ 3）線圈總數(shù)比雙層的少一半，嵌線比較方便。 與鐵心的設(shè)計 1.定子槽數(shù)的選擇 在極數(shù)，相數(shù)既定的情況下，定子的槽數(shù)決定手每極每相槽數(shù) 1q 。因此 siii kHBB 0???? 。為了計算方便，通常計算是最大氣隙磁通密度 ?B 所在的磁極中心線處的氣隙磁壓降。 改善磁動勢波形是指氣隙磁動勢分布波形接近于正弦波，即其諧波含量減少了，由此帶來的效果是 附加損耗、電磁噪聲都減小了； Ts曲線的形狀也改善了，即減少了寄生轉(zhuǎn)矩，提高了起動過程中的最小轉(zhuǎn)矩，提高了繞組系數(shù)則意味著使 ?B 下降， ?cos 及效率都得到提高，或者保持島不變，可適當(dāng)?shù)販p少匝數(shù)，或者縮短鐵心，即收到節(jié)銅或硅鋼片的效果。當(dāng)鐵心尺寸確定后，鐵耗隨磁密的增加而增加。 盡管隨著電機類型不同，溫度場分布亦不盡相同，但仍有一個共同的規(guī)律。 如圖 為籠形轉(zhuǎn) 子繞組圖 。槽滿率是導(dǎo)線有規(guī)則排列所占的面積與槽的有效面積之比， %100211 ??efsif A dNNS 。采用半閉口槽可以減少鐵心表面損耗和齒內(nèi)脈振損耗，并使有效氣隙長度 ef? 減小，功率因數(shù)得到改善。從電機的性能、溫升考慮，定子槽數(shù)多為好，可獲得較好的磁勢波形；繞組能選取較為理想的節(jié)矩，調(diào)整節(jié)矩的余地也大；每槽的發(fā)熱量也小了；因諧波漏抗減小，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩也提高了，但對扭斜的鑄鋁轉(zhuǎn)子來說，槽數(shù)多會使槽部總的橫向“泄漏”電流增加，導(dǎo)致雜散損耗增加。為此必須采取措施來加強冷卻，例如：采用較復(fù)雜的通風(fēng)系統(tǒng)。端蓋，軸承，刷架，換向器和繞組支架等結(jié)構(gòu)部件的尺寸較小，重量較輕。 此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。由于對于電動機有 一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以不同品牌電動機的基本結(jié)構(gòu)變化都不大，只是在外形上存在少許差異。在電網(wǎng)的總負(fù)荷中 ，異步電動機用電量約占 60%以上。 定子繞組是由帶有絕緣的鋁導(dǎo)線或銅導(dǎo)線繞制而成的，小型電機采用散下線圈或稱軟繞組，大中型電機采用成型線圈，又稱為硬繞組。 現(xiàn)在分別說明不同類型電機的 ? 值的選擇。 （ 3）由于繞組端部較短，因此，端部漏抗減小。 （ 6） 由于電機細(xì)長，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量與圓周速度較小，這對于轉(zhuǎn)速較高或要求機電時間常數(shù)較小的電機是有利的。但在設(shè)計時可通過選用諧波含量少的繞組 (如雙層短節(jié)距 )、轉(zhuǎn)子斜槽、增大氣隙等措施，使這一弊病得到緩解。開口槽增大了氣隙磁場中的磁導(dǎo)齒諧波分量，為了避免因此引起較大的空載附加損耗，可采用磁性槽楔，但此時槽漏抗將增大。 轉(zhuǎn)子槽形尺寸對于電動機的一系列性能參數(shù)如：起動電流、起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、起動過程中的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子銅耗、功率因數(shù)、效率、溫升等都具有相當(dāng)大的影響；此外，槽的各部分尺寸對于這些技術(shù)參數(shù)又有程度不同、性質(zhì)不同的影響。 1.電磁負(fù)荷匹配 電磁負(fù)荷的匹配直接影響電機的溫升。 定子電密：轉(zhuǎn)于導(dǎo)條電密：轉(zhuǎn)子端環(huán)電密 ? 4： 2： 1。 對于某些結(jié)構(gòu)特殊的電機，如氟里昂冷卻或轉(zhuǎn)軸通冷卻液的電機，則未必遵循上述的匹配規(guī)律。 近年來，隨著絕緣導(dǎo)線質(zhì)量和浸漆質(zhì)量的提高，散嵌線圈已逐漸用到功率較大的電機上。要計算處于主極中心線上的那個齒內(nèi)的磁密 Bi，顯然該處一個齒距范圍內(nèi)的氣隙磁密平均值是 ?B ，氣隙磁通為 tlB efi ?? ? ，若認(rèn)為 ? i全部進(jìn)入齒中，則齒中磁密為iii AB ?? ，對采用梨形槽的小電機，齒磁密為iiFeefi blK tlBB ?? ? 。所以只需計算軛部平均弧長上的磁壓降。 4．絕緣材料用量和加工工時增加，槽利用串降低。一般適用于 q1= 8的二極電機中 。從結(jié)構(gòu)上看，單雙層繞組比雙層繞組在較短的實際節(jié)距下，可以得到較大的有效節(jié)距，從而使基波繞組系數(shù)提高。 通常三相感應(yīng)電動機工作性能計算只需計算額定數(shù)據(jù)，即額定電流、 13 額定功率因數(shù)、額定效率、額定轉(zhuǎn)差率和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。事實上，對應(yīng)與最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率不是很大，因而集膚效應(yīng)對轉(zhuǎn)子參數(shù)的影響可不考慮，但此時的電流卻大于額定電流（ ）倍，漏磁路飽和對參數(shù)的影響就不能不考慮。漏磁路的飽和主 要引起定轉(zhuǎn)子漏抗的減少：電流增加固然引起磁勢成正比的增加，但由于飽和，磁通雖增加，卻增加的很少，這樣單位電流產(chǎn)生的磁鏈實際上減少了，因此漏電流隨著電流的增加而減少。實際上認(rèn)為集膚效應(yīng)減小了導(dǎo)條的高度，以此來確定轉(zhuǎn)子電阻和槽漏抗的變化。決定電磁參數(shù)及總體結(jié)構(gòu)的兩個代表性防護(hù)等級是 IP23及 IP44。 (2)分析、核算支撐件、受力件。 (4)消除產(chǎn)生振動、噪聲的隱患。 a. 匝間絕緣 正常運行時異步電機的匝間電壓＝ NUN? ( ?NU — 相電壓， N一每相串聯(lián)的匝數(shù) )并不高，但在開關(guān)操作時要產(chǎn)生過電壓，此電壓又直接施加到相端的首匝上，其最大沖擊電壓峰值有可能 達(dá)到相電壓的 22 倍或以上；加上嵌線時匝間絕緣容易被損傷，因此在使用過程中，由于濕熱、霉菌、腐蝕及電磁力的作用，極易產(chǎn)生匝間破壓短路事故。中墊及端部相與相間的絕緣均應(yīng)按相間絕緣考慮。此外，還借助