【文章內(nèi)容簡介】 頭去推求兩種極數(shù)下的磁密比，看其是否符合電機的工作狀況。 例如我們在前面討論的 4／ 6 極電機，分兩種情況。第一為恒轉(zhuǎn)矩情況，由式（ 33）得 ，亦即要求四極下出力較高，上例槽數(shù) Q1=6（對四極為短距，六極為全距）。這時 ， ，因四極下電機轉(zhuǎn)速較高，可取四極時繞組為并聯(lián)，得，把上面各數(shù)代入（ 31）得 故知三相繞組的連接應(yīng)為 2Y／ Y。 第二為“恒功率”情況（即要求兩種極數(shù)下功率接近）由式（ 34）得 再由式（ 31）得 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 這個比值接近于 1/，故知三相繞組的連接應(yīng)為 2Y／△。 4． 3 設(shè)計計算上的特點 1．繞組系數(shù) 與一般單速電機一樣，雙速電機的繞組系數(shù)為 其中 kq為分布系數(shù)， ky 為短矩系數(shù)。 ky的計算與單速電機一樣，分布系數(shù) kq的物理意義與單速電機是相同的，但對于非 60o或 120o相帶繞組一般應(yīng)按矢量圖的矢量分布求得，可表示為 對 120o 相 帶繞組，計算 時應(yīng)計算每對極下每相的槽數(shù)，即 2．磁路計算 磁路計算方法與普通單速電機相同，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高（但此時鐵耗比較大，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)計算 （ 1）槽漏抗計算：對于非 60o 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應(yīng)的 、 值之平均值計算，如下表。 相位差 0o 60o 120o 180o 1 0 1 （ 2）諧波漏抗 4/2 極雙速異步電動機設(shè)計 14 60o、 120o相帶繞組 按一般公式計算（對 120o相帶繞組， q1須用每對極下每相的槽數(shù)）。而對于其它各種不規(guī)則分布繞組尚無統(tǒng)一公式，可按 60o 相帶計算后按經(jīng)驗適當(dāng)放大 ~ 倍。 第五章 雙速電動機的變極調(diào)速方法、功率和定子 繞組結(jié)法及氣隙磁密的相互關(guān)系 不同的改接方法時，電動機功率及轉(zhuǎn)矩的變化 在變極調(diào)速時，根據(jù)定子繞組的不同改接方法，電動機在不同轉(zhuǎn)速時的輸出功率和轉(zhuǎn)矩會有不同的比例關(guān)系。 圖 42 圖 42 是最常用的一種改接方法，即 2Y／△接法； 圖 43 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 15 圖 43 的 2Y／ Y接法也是常用的一種改接方法，即在倍極數(shù)時定子繞組為星形接法，而在少極數(shù)時為雙星形接法。若在不同改接方法時，保持電源電壓 U1不變，通過每個線圈中的電流 不變（即保持導(dǎo)體的電流密度不變），則電動機的輸出功率的變化如下： 當(dāng) 2Y／△接法時，在倍極數(shù)時為△接法，輸出功率為： （ 41） 在少極數(shù)時為 2Y 接法，輸出功率為： （ 42） 若不考慮電動機在兩種極數(shù)下 和 的變化，則 （ 43） 當(dāng) 2Y／ Y 接法時，在倍極數(shù)時為 Y 接法，輸出功率為 （ 44） 在少極數(shù)時為 2Y 接法，輸出功率為 （ 45） 同樣若不考慮電動機在兩種極數(shù)下 和 的變化，則 （ 46） 由公式 43 可以看出，在 2Y／△接法時，電動機的轉(zhuǎn)速變化一倍，輸出功率只變化約 15%，所以，這種接法適用于恒功率的情況下調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。由于轉(zhuǎn)矩 ， 是轉(zhuǎn)子的角速度，低速時約為高速時的一半，所以在低速時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩將比高速時大。金屬切削機床在一般的情況下，低速時進行粗切削，進刀量大，需要轉(zhuǎn)矩大；高速時進行精切削，進刀量小，需要轉(zhuǎn)矩小 ，而在不同轉(zhuǎn)速時所需功率接近恒定值，因此適宜于采用2Y／△接法調(diào)速。 4/2 極雙速異步電動機設(shè)計 16 由公式 46 可以看出，在 2Y／ Y接法時，電動機在高速時允許的輸出功率將比低速時的增大一倍。由 可以知道，在兩種轉(zhuǎn)速下電動機的額定轉(zhuǎn)矩接近不變，故為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。起重機、運輸帶等機械，由于負載轉(zhuǎn)矩是恒定的，所以適宜于采用 2Y／ Y調(diào)速。 根據(jù)機械負載的要求，我們 可以選用恒功率或恒轉(zhuǎn)矩變極調(diào)速的電動機。但是對于一臺已經(jīng)制好的電動機，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接法的電動機，如果在多極數(shù)時把 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，使電機磁路過分飽和，激磁電流急劇增大，而使電動機損壞。 不同的改接方法時，電動機氣隙的磁通密度的變化 由感應(yīng)電勢公式 和每極主磁通 可得 根據(jù)這個關(guān)系式可以知道電動機變極調(diào)速時氣隙磁通密度 （正弦分布的磁通密度和幅度值）的比例關(guān)系為： （ 47） 在不同的改接方法時，保持電源線電壓不變，將不同極數(shù)時的電勢 E極對數(shù) p、每相串聯(lián)匝數(shù) 、繞組系數(shù) 的關(guān)系值代入，可得氣隙磁通密度的比例關(guān)系，如表 41。 表 41 接 法 p/2p 2Y／△ 1/2 1/2 2Y／ Y 1 1/2 1/2 由表可以看出，在不同的改接方法時，電動機在兩種極數(shù)下的氣隙磁通密度的比例是不同的，相應(yīng)的齒部和軛部的磁通密度的比例也都不相同，所以設(shè)計變極調(diào)速電動機白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 時要根據(jù)電動機不同極數(shù)下的性能要 求，使電動機在不同極數(shù)下運行時，各部分磁通密度都能在合理的范圍內(nèi)，并且使磁性材料得到盡可能的充分利用。如果要把一般的單速電動機改制成部極調(diào)速電動機，需要對電機磁路的各部分的磁通密度進行校核，必要時，可以適當(dāng)調(diào)整每相串聯(lián)匝數(shù)來保證兩種極數(shù)下的性能要求。 4/2 極雙速異步電動機設(shè)計 18 第六章 磁計算程序框圖 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 圖 61 電磁計算基本步驟框圖 4/2 極雙速異步電動機設(shè)計 20 第七章 雙速電動機電磁設(shè)計程序分析及電磁設(shè)計 四極電磁設(shè)計程序分析及電磁計算 已知數(shù)據(jù)： YD132M4／ 2 380 伏 △ 緣等級 B級 84 電流倍數(shù) 36／ 32。 額定數(shù)據(jù)和主要尺寸 1．輸出功率： PN= 2．額定電壓： UN= =380V（ 接） 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．極對數(shù)： P=2 7. 定轉(zhuǎn)子槽 數(shù) 36/32 8．定轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)： 9 8 10.．查《中小型電機設(shè)計手冊》確定電動機主要尺寸： 定子內(nèi)徑： 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 21 鐵心長度： = ， 參照類似電機轉(zhuǎn)子內(nèi)徑： 11．極距： m= m 12．定子齒距： = m= 13．轉(zhuǎn)子齒距： m= 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，一般斜一個定子齒距 ，于是轉(zhuǎn)子斜槽寬 =。 16. 設(shè)計定子繞組： 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)： (取 A’=29000) 取并聯(lián)支路數(shù) a1=1,可得每槽導(dǎo)體數(shù) = 雙層繞組取偶數(shù)，所以 =44 定子繞組每個線圈匝數(shù) =22 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)： 4/2 極雙速異步電動機設(shè)計 22 528 17. 每相串聯(lián)匝數(shù)： =264 18. 繞組線規(guī)設(shè)計： 附錄二，采用高強度漆包線，并繞根數(shù) ，絕緣后 ， 。 19. 定子槽形設(shè)計： （ 1）槽面積 = = 按附錄三，槽絕緣采用 DMDM復(fù)合絕緣， =,槽 楔 為 h=2mm 層壓板，（ 2）槽絕緣占面積 = （ 3）槽有效面積 =（ ） = （ 4）槽滿率： 符合要求。 20.．鐵心長度： 厘米 鐵心有效長度： 厘米 凈鐵心長： 厘米 對于不涂漆的硅鋼片取壓裝系數(shù)： 21．繞組系數(shù)： = 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 23 = = 22. 每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)： =528 = 磁路計算 23．計算每極磁通： 由于采用低諧波繞組，可得 ，初設(shè) 得 = 24．每極下齒部截面積： = 9 = 參照類似電機槽型設(shè)計取： 槽口寬 =，槽口高度 =，槽寬 =，槽高 = 采用梨形 槽。 按齒寬和定子軛部計算高度的估算值作出定子槽形如下圖，齒寬計算如下： 2r21 = m= 4/2 極雙速異步電動機設(shè)計 24 =m= = 轉(zhuǎn)子齒寬： = = = = 截面積： = = 25．定子軛部高度計算： 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 25 轉(zhuǎn)子軛部高度計算 = 軛部導(dǎo)磁截面積 26．一極下空氣隙截面積： 27．波幅系數(shù)：由 查得 28．氣隙磁密計算： 29．對應(yīng)于氣隙磁密最大值處的定子齒部磁密： 30．轉(zhuǎn)子齒部磁密： T 31．定子軛部磁密： 32．轉(zhuǎn)子軛部磁密： = 33．從附錄三的 D23 磁化曲線找出對應(yīng)上述磁密的磁場強度： 從電機設(shè)計附錄五的 D23 磁化曲線找出對應(yīng)于上述磁密的磁場強度： ； 34．齒部磁路計算長度： 4/2 極雙速異步電動機設(shè)計 26 35．軛部磁路計算長度： 36．有效氣隙長度： m= 其中氣隙系數(shù)計算： = 37．計算氣隙磁壓降： 38．齒部磁壓降： 39．飽和系數(shù)： 誤差： 40．計算軛部磁壓降，并查取校正系數(shù)表 ，于是 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 27 ； ，于是 41．每極磁勢 42．計算滿載磁化電流： 43．磁化電流標幺值： 44．勵磁電抗： 參數(shù)計算 45．線圈平均半匝長 定子線圈節(jié)距 取 C= 其中節(jié)距比 直線部分長度 其中 是線圈直線部分伸出鐵心的長度，去 10~30mm。 4/2 極雙速異步電動機設(shè)計 28 46．雙層線圈端部軸向投影長： 47． 為漏抗系數(shù)： 48. 按照電機設(shè)計附錄四計算定子槽比漏磁導(dǎo)。因為是雙層繞組且短距，機設(shè)計附錄四計算定子槽比漏磁導(dǎo)。因為是雙層繞組，短距，根據(jù) 相帶查沈陽機電學(xué)院電機系編的《三相異步電動機 — 原理，設(shè)計與實驗》圖 6— 13 得：節(jié)距漏抗系數(shù) 式中 因 ， 49．只在鐵心部分有槽漏抗，因而計算槽漏抗時要乘上 ： 50．考慮到飽和的影響，定子諧波漏抗： 其中 = 由電機設(shè)計圖 410以 q=6, =。 51．端部漏抗： 52．可知感應(yīng)電機定子繞組漏抗為： 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 29 除 以 阻 抗 基 值 ， 便 可 得 定 子 漏 抗 標 幺 值 式中 ，等于 定子漏抗標幺值： 53．轉(zhuǎn)子槽比漏