【正文】 的 ,熱交換率發(fā)生了變化 ,與熱量沿轉(zhuǎn)子到氣隙再到定子路徑傳遞時(shí)不一樣了。對(duì)高頻 電機(jī)進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題 : (1) 水冷系統(tǒng)不能帶走轉(zhuǎn)子隨輸出功率升高而增加的損耗熱量。軸承設(shè)計(jì)時(shí)要考慮 :最大轉(zhuǎn)速 。由于軸承的尺寸不同 ,即使是轉(zhuǎn)速相同 ,內(nèi)部圓周速度也不同 ,所以不能單純用轉(zhuǎn)速的高低來(lái)表示電機(jī)的轉(zhuǎn)速水平 ,而要用 NDm 值來(lái)表示。由于電機(jī)兩端磁軸承本身占有一定的軸向長(zhǎng)度 ,為了在高速時(shí)能避開轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速 (以免引起轉(zhuǎn)軸的共振 ) ,只能盡量控制電機(jī)本身的軸向長(zhǎng)度 。 空氣軸承的結(jié)構(gòu)原理如圖 6 所示 。 ?? 6. 極對(duì)數(shù)： 2?p 7. 定轉(zhuǎn)子槽數(shù) 每相每極槽數(shù)取整數(shù) 31?q 則 3632322 11 ?????? mpqZ 262?Z 并采用 轉(zhuǎn)子斜槽 8. 定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù) 94362 11 ??? pZZ p 2164262 22 ??? pZZ p 高頻交流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 11 9．確定電機(jī)主要尺寸 主要尺寸來(lái)確定 lDi 和 efl 1 0 1 0 39。1 ?dpK可取 mAA 2600039。39。1139。211101592)(22)(22???????????????mrhhbrAsss?? 按槽絕緣采用DMDM復(fù)合絕緣， mmi ?? ，槽楔為 mmh 2? ，復(fù)合板，槽絕緣占面積。 128 mmmmJIA BB ??? mmbZhhDb sssi33321202212m a x226]10)([)](2[??????????????????高頻交流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 15 mmbZhhhDbssssi3332222202212m in210332]10)([)](2[???????????????????mmbbbbb iiiii3333m i n2m a x2m a x222)(31)(3131???????????????? 導(dǎo)條截面積（轉(zhuǎn)子槽面積） 232222212121202)()2553(0 0 1 )20 0 4 ()2()2(mmhbbhbbA sssssB?????????????? 估計(jì)端環(huán)電流 AApZII R 9254264472 239。39。 ???? pavs aBBF ?? 28. 氣隙磁密計(jì)算 高頻交流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 17 TTAFB s ???? ?? ? 29. 定子齒部磁密： TTAFB isi 00 311 ????? ?? 30. 轉(zhuǎn)子齒部磁密 TTAFB isi 322 ????? ?? 31. 從 D23磁化曲線找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度： cmAHi ? cmAHi ? 32. 有效氣隙長(zhǎng)度 mmkef 33 ?? ?????? ?? ? 其中氣隙系數(shù)為 )()()()()(22010110111???????????????bbtbtk??? )101()()()()(2333332020220222?????????????????????????bbtbtk??? 0 2 2 ???? ??? kkk mmrhhLi 32121111 )( ????????? mrhhLi 32122122 )( ?????? 高頻交流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 18 mmp hDL jj 33339。 2222 ??????? AAFFFFFF jjii)(2121??????????? ?? ： AAkNm pFI dpm 2 111 ???? ??? ? * ??? kWmm III ???????????????????)()(432621110??????efefsdpms lpkkNmfX * ???? ?NkWmsms UIXX 參數(shù)計(jì)算 46. 線圈平均半匝長(zhǎng) 單層線圈 ycBc Kll ??? =+ = 12dll tB ?? =+2 = σ y = prhhhD i 2/])(2[ 21211101 ?? ???? =π [+2(+)+() 103+ 103]? /22 高頻交流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 20 =10 3m 節(jié)距比 2/3≤ ? ≤ 1,取 ? = 其中 d1是 線圈直線部分伸出鐵心的長(zhǎng)度，取 10~30mm。然而，經(jīng)過(guò)半個(gè)月多地大量閱讀參考資料和復(fù)習(xí)專業(yè)書以后，逐漸對(duì)課題內(nèi)容有了較深的認(rèn)識(shí)，從而基本上掌握了異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)思路，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的各種問(wèn)題。當(dāng)看到自己設(shè)計(jì)完成的作品時(shí)，心里無(wú)比的自豪，同時(shí)也為自己將來(lái)步入社會(huì)，在工作崗位增加了一份自信和從容。同時(shí)我也認(rèn)識(shí)到搞好設(shè)計(jì)工作，不僅需要充足的知識(shí)準(zhǔn)備，而且更需要心理上的準(zhǔn)備。高頻高速發(fā)電機(jī)供電質(zhì)量控制技術(shù)、多機(jī)并網(wǎng)及與其他供電系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)的研究。1 )(212 )( ??? ???????? ?? AABkF 630 ??????? ? ??? ???? AALHF iii 32111 ?????? ? AALHF iii 9 32222 ?????? ? ??????? ?? F FFFk iis 誤差 = %1% ??? ，合格 TTAB jj 00 311 ????? ?? TTAB jj 322 ????? ?? D23磁化曲線找出對(duì)應(yīng)上述磁密的磁場(chǎng)強(qiáng)度： cmAH j ? cmAH j ? 降：其中軛部磁位降校正系數(shù)由資料的附圖查出 339。1103)(232????????????????? 轉(zhuǎn)子軛部高度 mhDDh sij 3322239。39。 初步取轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電密 239。39。 ???? ??? 按定子內(nèi)外徑比 求出定子沖片外徑 mDD DD i i 39。 3339。39。 圖 6 空氣軸承結(jié)構(gòu)原理示意圖 3) 磁懸浮軸承 。 非機(jī)械接觸式高速軸承的分類 普通的機(jī)械軸承在高頻 電機(jī)中應(yīng)用壽命很短 ,一般需要采用非機(jī)械接觸式軸承 ,主要有三類 [14]: 1) 充油軸承 。 無(wú)摩擦軸承技術(shù) 為克服機(jī)械軸承的性能不足 ,近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)了氣浮軸承、磁軸承 ,特別是磁軸承具有無(wú)接觸、無(wú)潤(rùn)滑、無(wú)磨損、無(wú)機(jī)械噪聲和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn) ,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)領(lǐng)域獲得較為廣泛的運(yùn)用。使用的軸承數(shù)目。 (5) 設(shè)計(jì)良好的散熱系統(tǒng)必須使電磁結(jié)構(gòu)和機(jī)械軸承的溫升限度同時(shí)到達(dá)。這種散熱系統(tǒng)采用常溫的乳化水作為致冷劑 ,水就在定子的水槽中流動(dòng)。除了轉(zhuǎn)子速度外 ,氣隙中的摩擦轉(zhuǎn)矩還受高頻 電機(jī)軸向冷卻氣流速度的影響。在電機(jī)性能計(jì)算中忽略鐵耗等效電阻 ,計(jì)算得到的機(jī)電特性不受影響 。一般用下面的方法計(jì)算 : 首先計(jì)算不考慮集膚效應(yīng)的轉(zhuǎn)子直流電阻 Rrdc和轉(zhuǎn)子槽漏抗 Xrdc ,由 Xrdc/Rrdc= 2(βh) 2/3 (7) 可求得 h (等效矩形導(dǎo)條的高度 ) ,則 Kr=βh {[sin h(2βh)+sin (2βh) ]/[cosh(2βh) cos (2βh) ]} Kl=3{[sin h(2βh) sin(2βh )]/[cos h(2βh) cos(2βh) ]}/2βh (8)其中 :β =(ω μ 0c/2ρs )1/2 (9) 式中 :ω為電角速度 (對(duì)應(yīng)于導(dǎo)條內(nèi)電流的頻率 ) , c 為導(dǎo)條寬 , s 為槽寬 , h 為等效矩形導(dǎo)條高 ,ρ為材料的電阻率。 (3) 轉(zhuǎn)子電阻 (折算到定子側(cè) ) 一般高頻異步電機(jī)被設(shè)計(jì)成鼠籠型轉(zhuǎn)子 ,導(dǎo)條的截面積較定子導(dǎo)線截面積大得多 ,且在額定轉(zhuǎn)差率下 ,轉(zhuǎn)子的滑差頻率較高 (例如同步轉(zhuǎn)速 30000r/ min ,2 對(duì)極 ,轉(zhuǎn)差 時(shí) ,轉(zhuǎn)子的工作頻率就是 100Hz) ,因此轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的集膚效應(yīng)就不能忽略了 ,集膚效應(yīng)使轉(zhuǎn)子電阻增大。特別要考慮 :主磁通的飽和 。一般用鋁鐵合金或純銅。而氣隙諧波的產(chǎn)生是由于定子繞組在槽中位置的不連續(xù)性 (繞組諧波 )以及不光滑的定子表面的導(dǎo)磁率的變化(導(dǎo)磁諧波 ) 。轉(zhuǎn)子端環(huán)可采用整體銅環(huán)并經(jīng)銀焊與導(dǎo)條牢固地焊在一起 ,可以進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)子電阻降低轉(zhuǎn)子電損耗。與硅鋼片相比 ,非晶態(tài)磁性材料的缺點(diǎn)是飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 (最大值是 2T) 和鐵心占空比系數(shù)較低 ,機(jī)械加工性差 ,在較高溫度下性能不穩(wěn)定 ,但是此種材料的高電阻率和高機(jī)械強(qiáng)度很適合 高頻電 機(jī)的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)對(duì)高頻 電機(jī)的研究還不是很多，基本上限于功率較小的發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)。 軸承的研究也是與高頻 電機(jī)密不可分的內(nèi)容，因?yàn)槠胀ㄝS承難以承受在高速系統(tǒng)中承受長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，必須采用新材料和新結(jié)構(gòu)的軸承。所謂高 頻高速電機(jī)通常是指頻率超過(guò) 400Hz的電機(jī)。這些都對(duì)異步電機(jī)的特性研究提出了新的課題，特別是高頻電機(jī)在各個(gè)行業(yè)得到應(yīng)用使得電機(jī)特性分析更加有必要。由此決定了不同于普通電機(jī)的高速電機(jī)特有的關(guān)鍵技術(shù)。電機(jī) 設(shè)計(jì) 。其主要特點(diǎn)有兩個(gè)：一是轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)；二是 定子繞組電流和鐵心中磁通的高頻率。 2. 掌握高頻 交流電動(dòng)機(jī) 設(shè)計(jì)的基本方法 。 3. 分析 和掌握高頻 交流電動(dòng)機(jī) 的工藝 特點(diǎn) 。由此決定了不同于普通電機(jī)的高頻 電機(jī)特有的關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù) 高頻交流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) II 10kw Highfrequency ac motor design Abstract : The high frequency electrical motors are now being one of the hot areas of research. There are two main features: First, the rotor highspeed rotation and the other is the stator windings current and iron hearts of the highfrequency magic flux. This decision is different from the ordinary highspeed electrical motor unique key technologies. The key technology for design of high–frequency asynchronous motor : electromagic design 。 高頻 電機(jī)在機(jī)械工業(yè) (如高速磨床、銑床 ) 、國(guó)防工業(yè) 等各方面獲得了廣泛的應(yīng)用 ,它對(duì)于減少裝置體積重量 ,提高設(shè)備性能有重要的意義。 高頻電機(jī)的研究現(xiàn)狀 近年來(lái)，高 頻電機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣 泛的應(yīng)用，對(duì)電機(jī)在高速運(yùn)行狀態(tài)下的特性分析越來(lái)越顯得重要。它們具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是由于 頻率高 轉(zhuǎn)速高，所以電機(jī)功率密度高，而體積遠(yuǎn)小于功率普通的電機(jī)，可以有效的節(jié)約材料。目前人們正在研究的類型有氣動(dòng)軸承及磁力軸承。 高頻交流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 3 第 2 章 高頻異步電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 磁性材料的選擇 高頻 異步電機(jī)供電頻率在幾百赫茲到幾千赫茲 ,隨著頻率的提高 ,鐵心損耗會(huì)迅速增加 ,鐵心損耗將占高頻 異步電機(jī)總損耗的比重較大 (