【正文】 127．橫軸同步電抗標(biāo)么值七、短路比128．電樞電抗壓降磁勢(shì)129．短路磁勢(shì)130．飽和短路比 131．不飽和短路比132．額定電壓時(shí)感應(yīng)電勢(shì)標(biāo)么值 的空載磁勢(shì)將 及各部磁密 ， 均乘以C倍，并計(jì)算， 求得各部分的H及F，得對(duì)應(yīng)于的空載磁勢(shì)（1）（2）（3） 根據(jù)查表1(4) 根據(jù)查表1(5)(6)(7)3064258(8) 根據(jù)查表2(9)15760 根據(jù)查表331(10)134．滿載勵(lì)磁磁勢(shì)八、勵(lì)磁繞組135．勵(lì)磁繞組線規(guī)（1）圓線 （2）扁線 （安） 5 10 20線規(guī) 136．勵(lì)磁繞組電密初值 ｐ 2 4 6 450～500；500～600（隱極）470498472137．滿載勵(lì)磁電流初值138．勵(lì)磁繞組每極匝數(shù) 取接近的整數(shù)336330360139．滿載勵(lì)磁電流140．勵(lì)磁繞組電密141．空載時(shí)的勵(lì)磁電流142．空載額定電壓時(shí)的勵(lì)磁電流143．短路額定電流時(shí)的勵(lì)磁電流先按比例作圖，確定層數(shù)及各層匝數(shù)(1) 繞組高度圓線：=沿高度方向?qū)w數(shù)扁線：=沒(méi)度度方向?qū)w數(shù)(2) 繞組厚度圓線： =沿高度方向?qū)w數(shù)扁線： =沒(méi)度度方向?qū)w數(shù)(3)幾何中心距（其中，）145．勵(lì)磁繞組平均匝長(zhǎng) = =146．勵(lì)磁繞組電阻（1）時(shí) （2）時(shí) （3）時(shí) 147．勵(lì)磁繞組銅凈重（千克）148．勵(lì)磁繞組銅毛重（千克）149．額定勵(lì)磁電壓九、短路電流，過(guò)載能力及暫態(tài)電抗150．空載時(shí)穩(wěn)定短路電流倍數(shù)151．額定負(fù)載時(shí)穩(wěn)定短路電流倍數(shù)152．額定負(fù)載時(shí)勵(lì)磁磁勢(shì)與氣隙，殘陽(yáng)磁勢(shì)和的比值153．154．考慮磁路飲和時(shí)過(guò)載能力修正系數(shù)KK對(duì)應(yīng)于 查曲線6155．過(guò)載能力標(biāo)么值156．勵(lì)磁繞組漏磁導(dǎo)157．勵(lì)磁繞組漏抗標(biāo)么值158．勵(lì)磁繞組總電抗標(biāo)么值159．瞬變直軸電抗標(biāo)幺值160．瞬變橫軸電抗標(biāo)幺值十、額定負(fù)載時(shí)的損耗及效率161．沖擊短路電流倍數(shù)標(biāo)幺值162．額定負(fù)載時(shí)的電樞磁密163．電樞齒單位鐵耗(瓦/千克) 對(duì)硅鋼片（瓦/千克）164．電樞齒鐵重千克165．電樞齒部鐵耗（瓦）當(dāng)100千伏安 取當(dāng)千伏安 取166．額定負(fù)載時(shí)電樞軛部磁密167．電樞軛部單位鐵耗(瓦/千克)168．電樞軛部鐵重千克 其中 169．電樞軛部鐵耗（瓦）當(dāng)100千伏安 取當(dāng)千伏安 取170．電樞槽口氣隙比值171．磁極表面磁密脈動(dòng)系數(shù)，對(duì)應(yīng)于查曲線7172．磁極表面氣隙磁密脈動(dòng)幅值173．磁極單位表面鐵耗（瓦/厘米）用1mm鋼片時(shí)，取槽節(jié)距 174．磁極極掌表面鐵耗175．總鐵耗176．電樞繞組銅耗177．勵(lì)磁損耗178．轉(zhuǎn)子圓周速度（米/秒）179．機(jī)械損耗180．附加損耗 以千伏安為單位375375375181．總損耗182．效率93%%%十一、主要材料重量第五章 電磁設(shè)計(jì)結(jié)果分析首先進(jìn)行計(jì)算成果的復(fù)算，以檢測(cè)計(jì)算成果的正確性。較高的槽滿率可以減小槽的面積，從而減小鐵心尺寸，有利于節(jié)省硅鋼片的耗量，也可以節(jié)省材料。槽滿率通常不能取得太高，如果槽滿率設(shè)計(jì)得太高的話，會(huì)使嵌線造成困難，容易引起絕緣損傷。（3）槽滿率對(duì)電機(jī)性能的影響槽滿率指的是導(dǎo)線有規(guī)則的排列所占的面積與槽的有效面積之比，即：。但是氣隙不能過(guò)小，否則除了影響機(jī)械可靠性以外，還會(huì)使諧波磁場(chǎng)以及諧波漏抗增大，這會(huì)造成諧波轉(zhuǎn)矩以及附加損耗的增加，進(jìn)而造成較高溫升與較大噪聲。氣隙選取一般盡可能的小，如果氣隙過(guò)大，則會(huì)使氣隙處磁壓降增大，這會(huì)使得勵(lì)磁磁勢(shì)增大以及勵(lì)磁繞組地銅耗量增大。對(duì)于直流電機(jī)，電樞直徑是指轉(zhuǎn)子外徑；對(duì)于一般結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電機(jī)與同步電機(jī)，則指定子內(nèi)徑。（1）同步電動(dòng)機(jī)主要尺寸確定在同步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)之初，首先要進(jìn)行主要尺寸的選擇，這影響到同步電動(dòng)機(jī)很多重要的性能。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。這個(gè)階段要求設(shè)計(jì)3個(gè)方案：最省材料方案，最有效率方案以及一般方案（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電磁設(shè)計(jì)結(jié)束以后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件尺寸、加工要求和材料的規(guī)格及及性能要求。（2）電磁設(shè)計(jì)電磁設(shè)計(jì)階段的任務(wù)是根據(jù)技術(shù)條件或者技術(shù)任務(wù)書的規(guī)定，參照生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算以及方案比較，確定與設(shè)計(jì)電機(jī)電磁性能有關(guān)尺寸和數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算出其電磁性能。得一相繞組地合成電動(dòng)勢(shì) ，或稱氣隙電動(dòng)勢(shì)。），把電樞磁動(dòng)勢(shì)分解成直軸與交軸磁動(dòng)勢(shì)、兩個(gè)分量，然后根據(jù)對(duì)應(yīng)磁導(dǎo)分別計(jì)算出其所產(chǎn)生的直軸、交軸電樞磁通。這種考慮凸極電機(jī)氣隙的不均勻性，把電樞反應(yīng)分成直軸電樞反應(yīng)與交軸電樞反應(yīng)分別處理的方法，就稱雙反應(yīng)理論。隨著負(fù)載電流性質(zhì)的不同，電樞磁動(dòng)勢(shì)作用在不同地空間位置。因此直軸磁阻比交軸磁阻小。此時(shí)，電樞磁場(chǎng)作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子拖動(dòng)外部機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)，此為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式。這個(gè)相對(duì)位置決定了同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式。同步電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（3）相互作用定義：磁極間同性相斥、異性相吸的電磁力。繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)間相位差和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的空間相位差相等。同步電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)均以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，只是空間相位不同。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)共同作用，兩者有相角差。原因：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割繞組。因?yàn)榇艌?chǎng)隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)，稱為直流勵(lì)磁的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上裝有直流勵(lì)磁產(chǎn)生的磁極，磁極與轉(zhuǎn)子無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。速度：同步速度，方向：與定子相同。同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組稱為電樞繞組，因此，上述磁勢(shì)又稱電樞磁勢(shì)，相應(yīng)的磁場(chǎng)稱電樞磁場(chǎng)。這旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)是以電氣方式形成的。對(duì)稱三相電流流過(guò)定子對(duì)稱三相繞組,將在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：又稱為電樞磁勢(shì)，相應(yīng)的磁場(chǎng)稱電樞磁場(chǎng)速度：同步速度，方向：從有超前電流的相轉(zhuǎn)向有滯后電流的相。此外，電機(jī)銘牌還常列出額定勵(lì)磁電壓，額定勵(lì)磁電流, 額定溫升等參數(shù)。(6) 額定轉(zhuǎn)速：指同步電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。(4) 額定功率因數(shù)：指額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的功率因數(shù)。(2) 額定電壓：指正常運(yùn)行時(shí)定子三相繞組的線電壓，單位為或者。冷卻方式同步電動(dòng)機(jī)常用冷卻方式有自冷式、自扇冷式、他扇冷式、管道通風(fēng)式和外裝冷卻器等。安裝型式同步電動(dòng)機(jī)常用的安裝型式有底角安裝、用底角附帶凸緣安裝和用凸緣安裝等三種。1）工作制、防護(hù)型式、安裝型式、冷卻方式工作制同步電機(jī)常用的工作制為連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和短續(xù)周期工作制。現(xiàn)代變頻調(diào)速技術(shù)的迅猛發(fā)展使同步電動(dòng)機(jī)迎來(lái)了“春天”，速度再也不是同步電動(dòng)機(jī)的瓶頸，并且還可以發(fā)揮它的巨大優(yōu)勢(shì)。在發(fā)電機(jī)方面，同步電機(jī)擁有最廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，幾乎所有的交流電都是由同步電機(jī)產(chǎn)生的?；h(huán)裝在轉(zhuǎn)子軸上，由引線連接到勵(lì)磁繞組，并且由電刷接到勵(lì)磁裝置。阻尼繞組是由一根根的裸通條，放在極靴的阻尼槽中，然后再兩端面用銅環(huán)焊接在一起，形成端接回路。凸極電機(jī)的氣隙是不均勻的，圓周各處的磁阻各不相同，在轉(zhuǎn)子磁極的幾何中線處氣隙最大，磁阻也很大。凸極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，磁極形狀與直流機(jī)較相似，磁極上裝有集中式直流勵(lì)磁繞阻。在同步電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)而需要承受很大的機(jī)械應(yīng)力，所以隱極式轉(zhuǎn)子大多采用整塊強(qiáng)度高和良好導(dǎo)磁性能的鑄鋼或鍛鋼加工而成。隱極式轉(zhuǎn)子的圓周上開有槽，槽中嵌放有分布式直流勵(lì)磁繞組。分為兩種類型，隱極式和凸極式。端蓋的作用與異步電機(jī)基本相同，用于將電機(jī)本體的兩端封蓋起來(lái)，且與機(jī)座、定子鐵心和轉(zhuǎn)子一起構(gòu)成電機(jī)內(nèi)部完整的通風(fēng)系統(tǒng)。定子機(jī)座是支承部件，作用為安放定子鐵心和電樞繞組，并且構(gòu)成所需的通風(fēng)路徑，因此它要有足夠的剛度和強(qiáng)度。大型同步電機(jī)因?yàn)槌叽缣?，硅鋼片常做成扇形沖片，然后組裝成圓形。定子鐵心是構(gòu)成磁路的部件，通常采用硅鋼片疊裝而成，可減少磁滯和渦流損耗。同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：和直流電機(jī)以及異步電機(jī)相同，都是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。由于勵(lì)磁繞組的功率與電樞的功率相比，所占比例較小，勵(lì)磁電壓又較低，因此使磁極旋轉(zhuǎn)，通過(guò)滑環(huán)為勵(lì)磁繞組供電較容易實(shí)現(xiàn)。圖13 旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機(jī)圖14 旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機(jī)實(shí)際應(yīng)用中，需通過(guò)滑環(huán)將電功率自轉(zhuǎn)子導(dǎo)入或?qū)С觥Ｍ诫姍C(jī)用作補(bǔ)償機(jī)時(shí)， 能向電網(wǎng)發(fā)出感性無(wú)功功率，滿足電網(wǎng)對(duì)無(wú)功功率的要求。同步電機(jī)用作電動(dòng)機(jī)時(shí)，效率高且功率因數(shù)可調(diào)；而異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)必須從電網(wǎng)吸收無(wú)功勵(lì)磁功率，使電網(wǎng)功率因數(shù)變壞。同步電機(jī)用作發(fā)電機(jī)時(shí)，是應(yīng)用最廣泛的。按發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)來(lái)分，有汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和其他原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)（如柴油機(jī)等）。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分，有旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式；在旋轉(zhuǎn)磁極式中，有凸極式的和隱極式的；有立式的和臥式。同步電機(jī)的系列、品種、規(guī)格很多，可以按用途、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、通風(fēng)方式、冷卻方式、發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)的負(fù)載等分類。以同步補(bǔ)償機(jī)方式運(yùn)行時(shí)，實(shí)際上是一臺(tái)接在交流電網(wǎng)上空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)。由此可見(jiàn)，當(dāng)極數(shù)一定時(shí)，同步電機(jī)的頻率與轉(zhuǎn)速有嚴(yán)格的關(guān)系。轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組通入直流電后，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于磁鐵。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，它發(fā)出的交流電動(dòng)勢(shì)也是是固定的，這是因?yàn)?，交流電?dòng)勢(shì)的頻率f決定于極數(shù)p和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n，即f=pn/60。它的主要運(yùn)行方式有三種，即同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)及同步補(bǔ)償機(jī)。同步電機(jī)最突出的特點(diǎn)就是如果電網(wǎng)的頻率不變，穩(wěn)態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)且與負(fù)載的大小無(wú)關(guān)。 同步電機(jī)分為同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)。同步電機(jī)的特點(diǎn)是：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關(guān)系n=ns=60f/p，ns稱為同步轉(zhuǎn)速。本文在前人的研究基礎(chǔ)上，介紹了三相同步電動(dòng)機(jī)機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做了嘗試。但是，由于同步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)費(fèi)事、重載時(shí)有振蕩乃至失步的危險(xiǎn)，一般工業(yè)設(shè)備很少采用同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 密級(jí)： NANCHANG UNIVERSITY 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 THESIS OF BACHELOR（2006—2010年）題 目75kw4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)75kw4極變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)電磁方案及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要同步電機(jī)用作電動(dòng)機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，只要電源頻率保持恒定，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就絕對(duì)不變。除此以外，同步電動(dòng)機(jī)還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，就是可以控制勵(lì)磁來(lái)調(diào)節(jié)它的功率因數(shù)，甚至超前。自從電力電子變壓變頻技術(shù)開發(fā)出來(lái)并獲得廣泛應(yīng)用以后，情況就大不相同了，采用電壓頻率協(xié)調(diào)控制，同步電動(dòng)機(jī)便和異步電動(dòng)機(jī)一樣成為調(diào)速電機(jī)家族的一員，原來(lái)由于供電電源頻率固定不變而阻礙同步電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用的問(wèn)題都已迎刃而解。關(guān)鍵詞：同步電動(dòng)機(jī)；電機(jī)設(shè)計(jì)；變頻調(diào)速系統(tǒng)75kw4 pole synchronous motor electromagnetic frequency control scheme and control systemAbstractSynchronous motor used as a motor has many advantages, as long as the power supply to maintain constant frequency, synchronous motor speed is absolutely unchanged. In addition, the synchronous motor and a prominent advantage is that we can control the excitation t