【文章內(nèi)容簡介】 不變的，但是它的電角跨距卻取決于極數(shù)。一個(gè)等于圓周 1 ／8 的線圈節(jié)距，對(duì)于 8 極接法提供了整距，對(duì)于6 極為 2／3整距，而對(duì)于 4 極接法卻只是一半極距。應(yīng)避免太窄的節(jié)距，而且對(duì)于一個(gè)2：1速比的變極繞組，可采用的方案是對(duì)大極數(shù)選用線圃節(jié)距為 1 言極距，因而對(duì)于小極數(shù)變?yōu)?2／3。節(jié)距實(shí)用上也可接近于1和1／2(短距系數(shù)為 1．O )以便防止低速接法下漏電抗太大。3 . 轉(zhuǎn)子槽形選擇和尺寸1. 轉(zhuǎn)子槽形感應(yīng)電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子槽形種類很多，有平底槽、梨形槽，對(duì)于采用鑄鋁轉(zhuǎn)子的中小型電動(dòng)機(jī)，尤其是小功率電機(jī)，一般采用圖 （a）所示平底槽形。圖 轉(zhuǎn)子槽形2. 轉(zhuǎn)子槽形尺寸的確定轉(zhuǎn)子槽形尺寸對(duì)于電動(dòng)機(jī)的一系列性能參數(shù)如:起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)矩（即Ts曲線的形狀）、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子銅耗、功率因數(shù)、 效率、溫升等都有相當(dāng)大的影響；此外，槽的各部分尺寸對(duì)這些技術(shù)參數(shù)又有程度不同、性質(zhì)不同的影響。其中起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)電流、最大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子 槽形尺寸的關(guān)系最為密切，由于起動(dòng)電流和最大轉(zhuǎn)矩之間存在一定的比例關(guān)系，因此籠型轉(zhuǎn)子槽形尺寸的確定除與定子槽形尺寸的確定有一些相似的原則之外，還必須著重考慮起動(dòng)性能的要求。對(duì)于鑄鋁轉(zhuǎn)子，槽面積和鋁條的截面積可認(rèn)為 是相等的。為了確定導(dǎo)條截面積，需要先估算轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電流 I2?？紤]到轉(zhuǎn)子電流 I2 和定子電流I1兩者的相位不同，并根據(jù)電流的折算，可寫出式中：——轉(zhuǎn)子每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)；—— 轉(zhuǎn)子基波繞組系數(shù)； ——考慮定轉(zhuǎn)子電流相位不同而引入的系數(shù)，與功率因數(shù)有關(guān)。因，且籠型轉(zhuǎn)子的對(duì)于普通中小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)鑄鋁轉(zhuǎn)子，一般取JB=106～106A/m2。為了保證有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子電阻值不能太小，因此不能選取太小的 JB；但是JB太大了也不行，因?yàn)檫@將導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)差率增大，并且使轉(zhuǎn)子的電阻損耗大增，效率降低，發(fā)熱嚴(yán)重。槽形和槽面積初步確定后，可進(jìn)一步確定轉(zhuǎn)子槽的具體尺寸，其方法與確定定子槽形的方法相似。估算時(shí)轉(zhuǎn)子齒磁密 Bi2 和 Bj2 可參考類似電機(jī)的數(shù)據(jù)，一般 Bi2 在 ～ 之間；小型電機(jī)一般較低，約為 ，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子沖片 直接套在軸上，除 2 極電機(jī)和部分 4 極電機(jī)外，軛部導(dǎo)磁截面都比較富裕。槽口部分尺寸可參考相近規(guī)格的電機(jī)來決定。3 . 轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選擇繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組通常是對(duì)稱的三相繞組，線圈的節(jié)距接近或等于基波的極距，因此定子諧波磁場一般不會(huì)引起較大的附加轉(zhuǎn)矩，并且轉(zhuǎn)子回路中可以串接外加電阻以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因而它與籠型轉(zhuǎn)子不同，無須把附加轉(zhuǎn)矩對(duì)起動(dòng)的影響作為首先和必須考慮的因素。為了減少噪音和振動(dòng)，一般應(yīng)采用整數(shù)槽繞組。為了減少附加損耗，q2 和 q1 不宜太多，很少選用 q2 =q1177。1。當(dāng)采用 q2=（b+）分?jǐn)?shù)槽時(shí)，宜選 d=2 的分?jǐn)?shù)槽，所以選取轉(zhuǎn)子槽數(shù)為32。3 . 定轉(zhuǎn)子槽配合問題籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)在選取轉(zhuǎn)子槽數(shù)時(shí)，必須與定子槽數(shù)有恰當(dāng)?shù)呐浜?，這就是所謂的槽配合。如果配合不當(dāng)，會(huì)使電機(jī)性能惡化，例如有可能導(dǎo)致附加損耗、附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)與噪聲增加，從而使效率降低、溫升增高、起動(dòng)性能變壞、嚴(yán)重 時(shí)甚至無法起動(dòng)。因?yàn)檫@些原因，在選擇槽配合時(shí)必須慎重對(duì)待。通常在選擇槽 配合時(shí)主要考慮下列原則：為了減小附加損耗，應(yīng)采用少槽近槽配合。為了避免在起動(dòng)過程中，產(chǎn)生較強(qiáng)的同步附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)和噪聲，應(yīng)避免采用下式列的槽配合:3 .2 技術(shù)參數(shù)1．繞組系數(shù) 與一般單速電機(jī)一樣，多速電機(jī)的繞組系數(shù)為：其中 kq 為分布系數(shù)，ky 為短矩系數(shù)。ky 的計(jì)算與單速電機(jī)一樣，分布系數(shù) kq 的物理意義與單速電機(jī)是相同的，但對(duì)于非60176。 或120176。 相帶繞組一般應(yīng)按矢量 圖的矢量分布求得，可表示為120176。 相帶繞組，計(jì)算 q1 時(shí)應(yīng)計(jì)算每對(duì)極下每相的槽數(shù)，即。2．磁路計(jì)算磁路計(jì)算方法與普通單速電機(jī)相同，其中（1）（ ）的選擇：一般情況下，變極繞組的繞組系數(shù)較低，故選用（ ）值比普通單速電機(jī)為小。（2）關(guān)于兩極軛磁密問題：兩極軛磁密允許比普通單速電機(jī)高（但此時(shí)鐵耗比較大，效率相應(yīng)降低），以便獲得各速度下合理的氣隙磁密比和功率分配。3．參數(shù)計(jì)算（1）槽漏抗計(jì)算：對(duì)于非相帶繞組槽漏磁導(dǎo)中的KU和KL應(yīng)根據(jù)每相各槽上下層線圈邊相位差所對(duì)應(yīng)的KU39。、KL39。值之平均值計(jì)算，如表 所示。、值計(jì)算相位差101（2）諧波漏抗、 相帶繞組按一般公式計(jì)算（對(duì)相帶繞組,q1須用每對(duì)極下每相的槽數(shù)）。而對(duì)于其它各種不規(guī)則分布繞組尚無統(tǒng)一公式，~。4．三相繞組的連接和磁密比的估計(jì) 前面分析過，改變繞組間相互連接可以實(shí)現(xiàn)變極的目的，這是一方面。另一方面，我們還需要通過繞組的不同連接，配合節(jié)距和匝數(shù)的選擇，調(diào)節(jié)電機(jī)在兩種極數(shù)下的磁密比，以滿足電機(jī)工作狀況對(duì)功率分配（如恒轉(zhuǎn)矩、恒功率）的要求。下面推導(dǎo)一下它們之間的關(guān)系。由電勢的基本公式式中 Φ ——每極磁通（麥麩），忽略磁路飽和的影響時(shí)式中 ——極距（厘米）； ——鐵心有效長度（厘米）； ——定子鐵心內(nèi)徑（厘米）；P——極數(shù)。現(xiàn)在以通常字母代表第一種極數(shù)下的量，而以右上角帶“180?！狈?hào)的字母代表第二種極數(shù)下的量，則得 （31）即 （32）再推求與之間的近似關(guān)系，我們知道異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，其中, ,忽略與 的差別，同時(shí)近似認(rèn)為兩種極數(shù)下溫升接近的條件為故得 （33）于是，電動(dòng)機(jī)在兩種極數(shù)下的功率關(guān)系為 （34）我們可以依照電機(jī)的工作狀況對(duì)兩種極數(shù)下的功率要求，由式（33）和（34）近似地確定兩種極數(shù)下的電磁轉(zhuǎn)矩比和磁密比，然后適當(dāng)選擇繞組節(jié)距，算出繞組系數(shù) 和，再由式（31）推求兩種極數(shù)下的連接方式為 2Y／△、2Y／Y或是其它。反之，在確定了三相繞組的連接方式后，又可回頭去推求兩種極數(shù)下的磁密比，看其是否符合電機(jī)的工作狀況。3 .3 轉(zhuǎn)矩特性和功率特性一只三相單速異步電動(dòng)機(jī)用變極方法經(jīng)過改繞獲得了多速，由于接線方法和繞組排列的不同，電動(dòng)機(jī)在不同極數(shù)( 即不同轉(zhuǎn)速) 時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率也是不同的。但是，它們之間在數(shù)量上卻大致有一定的關(guān)系，一般有恒功率、恒轉(zhuǎn)矩 和可變轉(zhuǎn)矩三種情況。恒功率是指電動(dòng)機(jī)在各種極數(shù)時(shí)的輸出功率基本接近，由于輸出功率P（瓦）=輸出轉(zhuǎn)距 M（牛米）轉(zhuǎn)速 n （轉(zhuǎn)/ 分）／因此必然轉(zhuǎn)速高時(shí)轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)速低時(shí)轉(zhuǎn)矩大。恒轉(zhuǎn)矩是指電動(dòng)機(jī)在各種板數(shù)時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩基本接近，所以轉(zhuǎn)速高時(shí)功串高轉(zhuǎn)速低時(shí)功率小。可變轉(zhuǎn)矩則是介于恒功率和恒轉(zhuǎn)矩兩者之間的一種情況。單繞組多速電動(dòng)機(jī)的這種恒功率、恒轉(zhuǎn)矩和可變轉(zhuǎn)矩的性能特點(diǎn)具有一定的實(shí)際意義，因?yàn)楦鶕?jù)生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)，對(duì)于變速也有不同的要求，一般也可分為恒功率、恒轉(zhuǎn)矩和可變轉(zhuǎn)矩三種情況。例如車床用雙速電動(dòng)機(jī)，它往往低速時(shí)負(fù)載重要求轉(zhuǎn)矩大,高速時(shí)負(fù)載輕，轉(zhuǎn)矩可小些因此,對(duì)于這種變速要求具有恒功率 特性。又如鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇類型機(jī)械 ,它需要的轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的降低而減小，這種變速要求屬于可變轉(zhuǎn)矩。另有些機(jī)械，不論轉(zhuǎn)速如何，它的負(fù)載是不變的，這就要求變速具有恒轉(zhuǎn)矩特性。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩有以下關(guān)系：我們以角標(biāo)2表示多極數(shù)的量，角標(biāo)1表示少極數(shù)的量，并忽略 和的差別，則從式我們看出：在既定的極數(shù)比和忽略不同極數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)的差別以及忽略低15單繞組雙速異步電機(jī)設(shè)計(jì)速通風(fēng)條件較差的條件下單繞組多速電動(dòng)機(jī)的性能特點(diǎn)將取決于繞組的接法。YD132M4/2 極電機(jī)的特性：1. 采用 2Y/Y 接法，此時(shí) ,由于 2 極時(shí)為兩路并聯(lián)，4極時(shí)一路串聯(lián)，所以,則由上可知，在這種情況下得到的是恒轉(zhuǎn)矩特性。起重機(jī)、運(yùn)輸帶等機(jī)械，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩是恒定的，所以適宜于采用 2Y／Y 調(diào)速。2. 2Y/△接法：由此可知，在這種情況下得到的是可變轉(zhuǎn)矩特性。金屬切削機(jī)床在一般的情況下，低速時(shí)進(jìn)行粗切削，進(jìn)刀量大，需要轉(zhuǎn)矩大；高速時(shí)進(jìn)行精切削，進(jìn)刀量小，需要轉(zhuǎn)矩小，而在不同轉(zhuǎn)速時(shí)所需功率接近恒定值，因此適宜于采用 2Y／△接法調(diào)速。根據(jù)機(jī)械負(fù)載的要求，我們可以選用恒功率或恒轉(zhuǎn)矩變極調(diào)速的電動(dòng)機(jī)。但是對(duì)于一臺(tái)已經(jīng)制好的電動(dòng)機(jī)，我們應(yīng)當(dāng)按照它的銘牌上規(guī)定的連接方法使用，不能隨便改變接法。例如，規(guī)定是 2Y／Y 接法的電動(dòng)機(jī)，如果在多極數(shù)時(shí)把Y接法改為△接法，則每相繞組的電壓將提高到 倍，感應(yīng)電勢E1及主磁通也就相應(yīng)地增大，使電機(jī)磁路過分飽和，激磁電流急劇增大，而使電動(dòng)機(jī)損壞。第 4 章 電磁設(shè)計(jì) 四極電機(jī)電磁設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)： YD132M4/2 380V△/2Y B 級(jí) 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸1．輸出功率：2．額定電壓：3．功電流：4．效率：按照技術(shù)條件規(guī)定取5．功率因數(shù)：按照技術(shù)條件規(guī)定取6．極對(duì)數(shù)： P=27. 定轉(zhuǎn)子槽數(shù)： 36/328．定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)： 9．查《中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定電機(jī)的主要尺寸：再由表 10–3，按定子內(nèi)外徑比求出定子沖片外徑根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)直徑最后確定 D1=定子內(nèi)徑： 鐵心長度： 10． 氣隙的確定：氣隙長度：鐵心有效長度：轉(zhuǎn)子外徑：參照類似電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)徑：11．極距12．定子齒距:13．轉(zhuǎn)子齒距:14．定子繞組采用雙層疊繞式，節(jié)距 1~11，Y=10.15．為了削弱齒諧波磁場的影響，轉(zhuǎn)子采用斜槽，一般斜一個(gè)定子齒距，于是轉(zhuǎn)子斜槽寬。16. 設(shè)計(jì)定子繞組：每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)：取并聯(lián)支路數(shù),可得每槽導(dǎo)體數(shù)雙層繞組取偶數(shù)，所以 定子繞組每個(gè)線圈匝數(shù)每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)：17. 每相串聯(lián)匝數(shù)：18. 繞組線規(guī)設(shè)計(jì)：附錄二，采用高強(qiáng)度漆包線，并繞根數(shù)，絕緣后,19. 定子槽形設(shè)計(jì)：（1）槽面積：按附錄三，槽絕緣采用 DMDM 復(fù)合絕緣，,槽楔為 層壓板,（2）槽絕緣占面積:（3）槽有效面積:（4）槽滿率:符合要求。: 鐵心有效長度：凈鐵心長：對(duì)于不涂漆的硅鋼片取壓裝系數(shù)：21．繞組系數(shù)：22．每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)23．計(jì)算每極磁通：由于采用低諧波繞組，可得 ,初設(shè)得24．每極下齒部截面積：參照類似電機(jī)槽型設(shè)計(jì)取：槽口寬b01 =，槽口高度 h01 =，槽寬bs1 =，槽高h(yuǎn)s1 =采用梨形槽。轉(zhuǎn)子齒寬：截面積:25．定子軛部高度計(jì)算：轉(zhuǎn)子軛部高度計(jì)算：軛部導(dǎo)磁截面積：26．一級(jí)下空氣隙截面積：