【正文】 使用。電流給定值運(yùn)算器如圖所示： 電流給定值運(yùn)算器 產(chǎn)生有效磁通的合成磁化電流、磁場(chǎng)電流以及電樞電流的等效勵(lì)磁電流分量之間的關(guān)系為：因而為維持有效磁通恒定，電樞電流的等效勵(lì)磁電流分量給定值應(yīng)為： 此外，速度給定通過(guò)速度調(diào)節(jié)器ST以及除以有效磁通的運(yùn)算，可以得到電樞電流的等效轉(zhuǎn)矩電流分量給定值。這樣，通過(guò)矢量的旋轉(zhuǎn)變換VR4以及2φ/3φ變換，就可以獲得三相電樞電流的給定值，其運(yùn)算過(guò)程為： 以及 而供給磁場(chǎng)繞組的電流可以寫(xiě)成：由于為電樞電流中產(chǎn)生有效磁通的等效勵(lì)磁電流分量，故是一個(gè)無(wú)功電流。如果需要保持同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為1，則應(yīng)使該項(xiàng)電流為零，此時(shí)磁場(chǎng)繞組電流的給定值應(yīng)為：圖示給出了磁通運(yùn)算器的運(yùn)算框圖： 磁通運(yùn)算器的運(yùn)算框圖圖中實(shí)測(cè)的電樞電流經(jīng)過(guò)3φ/2φ變換，變換稱(chēng)αβ坐標(biāo)系中的二相分量。即 再經(jīng)過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)變換VR1，變換成轉(zhuǎn)子dq坐標(biāo)系中的分量和： 式中是來(lái)自磁極位置運(yùn)算器的輸出。從dq坐標(biāo)系中的電樞電流分量以及磁場(chǎng)電流，可以計(jì)算出dq軸的有效磁通分量。如果不考慮磁路的非線性，則與稱(chēng)正比，與成正比，即有（圖中I/φ變換器的運(yùn)算功能） 式中分別為與磁路工作點(diǎn)有關(guān)的d、q軸比例系數(shù)。 計(jì)算出的經(jīng)過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換，可以得到靜止αβ坐標(biāo)系中的有效磁通分量。故VR2的運(yùn)算功能為： 為了求得有效磁通的大小及相對(duì)α軸的空間位置角可采用K/P變換，即為了計(jì)算出電樞電流中的等效勵(lì)磁電流分量，還需要求出功率角θ，這可以通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)變換VR3來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)?，則第四章 電機(jī)設(shè)計(jì)的基本理論準(zhǔn)備階段：首先是熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，收集相近電機(jī)的產(chǎn)品樣本（或樣機(jī)）和技術(shù)資料（包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)），并聽(tīng)取生產(chǎn)和使用單位的意見(jiàn)與要求；然后在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定及分析相應(yīng)資料的基礎(chǔ)上，編制技術(shù)任務(wù)書(shū)或技術(shù)建議書(shū)。電磁設(shè)計(jì)：本階段的任務(wù)是根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書(shū)（技術(shù)建議書(shū)）的規(guī)定，參照生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算和方案比較，來(lái)確定與所設(shè)計(jì)電機(jī)電磁性能有關(guān)的尺寸和數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算其電磁性能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件尺寸、加工要求與材料的規(guī)格及性能要求，包括必要的機(jī)械計(jì)算及通風(fēng)和溫升計(jì)算。通常，首先根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書(shū)（技術(shù)建議書(shū)）中規(guī)定的防護(hù)型式、安裝方式與冷卻方式，再考慮電磁計(jì)算中所選負(fù)荷的高低，來(lái)選取合適的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)；然后安排產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)，繪制總裝配草圖。然后分別繪制部件的分裝配圖和零件圖，并對(duì)總裝配草圖進(jìn)行必要的修改。 電機(jī)參數(shù)對(duì)電機(jī)的影響電阻、電抗是電機(jī)的重要參數(shù)。其中電阻包括直流電阻和交流電阻，而電抗包括主電抗和漏電抗，對(duì)于同步電機(jī)，主電抗叫做電樞反應(yīng)電抗，而對(duì)于異步機(jī)來(lái)說(shuō)則叫做勵(lì)磁電抗，漏電抗則包括槽漏抗、端部漏抗、齒頂漏抗和諧波漏抗。電阻的大小不僅影響電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，并且與電機(jī)的運(yùn)行性能亦有極密切的關(guān)系。例如在設(shè)計(jì)繞組時(shí)，如果選取較高的電流密度，則所用的導(dǎo)體截面就較小，用銅量就較少而電阻就較大。電阻越大，電機(jī)運(yùn)行時(shí)繞組中的電損耗就較大，繞組中的瞬變電流增長(zhǎng)或衰減速度則較快。感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻的大小對(duì)其轉(zhuǎn)距特性影響特別突出。繞組電抗的大小亦對(duì)所設(shè)計(jì)電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行性能有很大的影響。一方面漏抗不能過(guò)小，否則同步電動(dòng)機(jī)短路時(shí)或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生不能允許的電流。另一方面漏抗又不宜過(guò)大，否則會(huì)引起同步電動(dòng)機(jī)的電壓變化率增大，感應(yīng)電機(jī)的功率因數(shù)、最大和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低，直流電機(jī)的換向條件惡化等。此外，在同步電機(jī)里，瞬變電抗也與漏抗的大小密切相關(guān)，而瞬變電抗對(duì)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性有很大的影響。因此正確選定及計(jì)算這些參數(shù)是極重要的。 電機(jī)氣隙大小對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)的影響 氣隙控制是生產(chǎn)電機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，電機(jī)生產(chǎn)廠會(huì)控制很?chē)?yán)格。一般情況下定子是經(jīng)過(guò)沖壓加工后液壓疊加工而成，而轉(zhuǎn)子是經(jīng)車(chē)加工的。電機(jī)的磁阻主要集中在電機(jī)的氣隙上，電機(jī)的氣隙主要影響電機(jī)的主磁通和電磁轉(zhuǎn)矩。如果氣隙越大，則磁阻越大，勵(lì)磁損耗加大，勵(lì)磁電流加大，導(dǎo)致功率因素下降，所以一般要求氣隙越小越好。但因?yàn)榧庸さ膯?wèn)題，氣隙不可能做的很小。氣隙大了會(huì)使電機(jī)的空載電流加大，以至于出力減小，而氣隙太小則會(huì)造成轉(zhuǎn)子和定子的磨擦加大，俗稱(chēng)為掃膛，這樣會(huì)使電機(jī)損壞，并且若氣隙過(guò)小還會(huì)導(dǎo)致氣隙諧波磁場(chǎng)增大，電機(jī)雜散損耗和噪聲增加，最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，而且裝配也回變的相當(dāng)困難。 槽滿率對(duì)電機(jī)的影響當(dāng)槽滿率變小時(shí)，電樞繞組電密會(huì)變大，相應(yīng)的電樞發(fā)熱參數(shù)升高，因而不利槽內(nèi)導(dǎo)線的散熱。同時(shí)，槽滿率變小會(huì)導(dǎo)致電樞繞組每相電阻變大，使得電組銅耗上升，降低了電機(jī)的效率。較高的槽滿率值不僅可以縮小槽面積，鐵心尺也可應(yīng)縮小，提高材料的利用率；而且有利于槽內(nèi)導(dǎo)線的散熱。但是高槽滿率會(huì)給嵌線帶來(lái)困難并增加嵌線工時(shí)。槽滿率太高了在嵌線時(shí)極易引起絕緣損傷，將造成電機(jī)報(bào)廢等比較嚴(yán)重的后果。第五章 同步電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程方案一方案二方案三一、額定數(shù)據(jù)和技術(shù)要求1． 額定功率5050502．相數(shù)3333．額定線電壓4004004004．額定相電壓5．額定頻率5050506．極數(shù)4447．額定效率%%%8．額定功率因數(shù)9．額定相電流10．額定轉(zhuǎn)速15001500150011．額定轉(zhuǎn)矩12．機(jī)座中心高（cm）13．定子槽滿率80~85%14．定子繞組電密7~15．氣隙磁密~二、定子沖片設(shè)計(jì)16．定子外徑17．定子內(nèi)徑18．定子槽數(shù)36363619．電樞拼片條件（1）每圈扇形片數(shù)666（2）重疊數(shù)222（3）每片槽數(shù)666（4）扇形片高（5）扇形片寬（6）無(wú)軸流拼片條件66620．每極每相槽數(shù)33321．極距22．定子槽形(1) (2)(3)(4)(5)(6)r23．每槽有效面積為絕緣層厚度,E級(jí)取=,為槽楔厚, =2r（1）直徑位置槽節(jié)距槽寬齒 寬（2）直徑位置槽節(jié)距槽寬齒 寬（3）直徑位置槽節(jié)距槽寬齒 寬25．定子齒距26．平均齒寬=1/3[bz2,bz3中之大者+2（bz2,bz3之最小者）]27．電樞卡氏系數(shù)其中：槽節(jié)距三、轉(zhuǎn)子沖片設(shè)計(jì)28．氣隙長(zhǎng)度=29．最大氣隙30．轉(zhuǎn)子外徑31．磁軛外徑32．轉(zhuǎn)子(磁軛)內(nèi)徑33．磁極寬度34．磁極尺寸計(jì)算（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）35．磁極壓板厚36．磁極壓板寬37．氣隙極距比值0．0050．0050．00538．氣隙比值39．極抱百分值40．磁極抱角41．等效極弧系數(shù)（查曲線1及2）[用公式計(jì)算見(jiàn)附錄一]42．波形系數(shù) （查曲線1及2）[或用基波幅值系數(shù)，用公式計(jì)算見(jiàn)附錄一]43．磁極偏心距偏心半徑：=四、電樞繞組和鐵心長(zhǎng)度計(jì)算44．繞組并聯(lián)支路數(shù)22245．估算每槽導(dǎo)體所占面積46．選擇每槽導(dǎo)體數(shù)注意：選偶數(shù)22222047．電樞繞組節(jié)距單層匝數(shù)=222220雙層匝數(shù)= 11111048．每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) (q=2,3,4或5)13213212049． 線負(fù)荷50．估算每根導(dǎo)體的截面積51．每根導(dǎo)線并 繞根數(shù)n33352．電樞線規(guī)裸徑/絕緣徑 /截面積 53．電樞繞組電密 54．每槽導(dǎo)線所 占面積55．槽滿率56．繞組系數(shù)Kdp57．定子斜槽因數(shù)（一般，可不計(jì)算）11158．每極磁通180665659．電機(jī)鐵芯長(zhǎng)度60．電樞鐵心長(zhǎng)61．磁極鐵心長(zhǎng)62．磁極鐵心凈長(zhǎng) 63．鐵心有效長(zhǎng)64．鐵心純長(zhǎng)65．電樞繞組尺寸(1) (y以槽數(shù)計(jì))(2)(3)(4)(5) 66．每相電樞繞組長(zhǎng)67．電樞繞組每相電阻 （歐）(1)在75℃時(shí)(歐)(2)在20℃時(shí) (歐)68．電樞繞組銅重 (千克)69．電樞繞組銅毛重 (千克)五、磁路計(jì)算70．氣隙磁密8100750071．氣隙安匝72．電樞齒磁密 158001660073．電樞齒磁場(chǎng)強(qiáng)度， 根據(jù)查表174．電樞齒計(jì)算高度75．電樞齒安匝數(shù)76．電樞軛高度77．電樞軛計(jì)算高度78．電樞軛磁密145711349279．電樞軛磁路長(zhǎng)（拼片定子）80．電樞軛磁通分布系 數(shù) 根據(jù)查表481．電樞軛磁場(chǎng)強(qiáng)度 根據(jù)查表11682．電樞軛安匝數(shù)83．電樞齒軛及氣隙安 匝和84．極掌漏磁常數(shù)85．極身漏磁常數(shù) =為壓板厚86．磁極漏磁常數(shù)87．每極漏磁通88．磁極磁通1714332187724789．漏磁系數(shù) P 2 4 6 時(shí) 90．磁極極身截面= （1m/m鋼片）91．磁極 極身磁密 14000~1560092．磁極極身磁場(chǎng)強(qiáng)度，根據(jù)查表293．磁極極身安匝94．磁軛高度95．轉(zhuǎn)子磁軛路長(zhǎng)96．轉(zhuǎn)子磁軛長(zhǎng)度97．轉(zhuǎn)子磁軛磁密 =98．轉(zhuǎn)子磁軛磁場(chǎng)強(qiáng)度，根據(jù) 查表399．轉(zhuǎn)子磁軛安匝數(shù)100．殘隙長(zhǎng)度101．殘隙處截面102．殘隙磁密103．殘隙安匝數(shù)104．每極空載的磁安匝數(shù)六、參數(shù)計(jì)算105．電樞槽單位漏比磁導(dǎo) 從曲線3查出[的計(jì)算公式見(jiàn)附錄二]106．槽面積107．108．109．互感漏磁導(dǎo)110．.電樞槽漏磁比磁導(dǎo)111．.電樞繞組等效節(jié)距112．電樞繞組端接漏磁比磁導(dǎo)113．曲折比漏磁導(dǎo)114．相帶漏磁比磁導(dǎo)（1）q=整數(shù)（，無(wú)阻尼籠）根據(jù)y從曲線5查出，或用公式計(jì)算見(jiàn)附錄三（2）q=分?jǐn)?shù)115．每相電阻標(biāo)幺值116．每相定子漏抗117．每相漏磁電抗標(biāo)么值118．空載額定電壓時(shí)的氣隙與殘隙磁勢(shì)和119．每相電樞反應(yīng)磁勢(shì)120．直軸電構(gòu)反應(yīng)常數(shù) 查曲線4121．橫軸電樞反應(yīng)常數(shù)查曲線4122．直軸電樞反應(yīng)磁勢(shì)123．橫軸電樞反應(yīng)磁勢(shì)124．直軸電樞反應(yīng)電抗標(biāo)么值125．橫軸電樞反應(yīng)電抗標(biāo)么值126．直軸同步電抗標(biāo)么值