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如何选择电机电负荷和气隙磁密?

2019-06-19 16:02:50     来源:电机技术日参        

【大比特导读】从电机综合技术经济指标出发来选取最合适的电负荷和磁负荷值,以便使制造和运行的总费用最小,而且性能良好。

电机综合技术经济指标出发来选取最合适的电负荷和磁负荷值,以便使制造和运行的总费用最小,而且性能良好。除了不应选择过高的电负荷和磁负荷数值外,还应考虑它们的比值要。因为这适当一比值不仅影响电机的参数和特性,而且同铜(铝)耗与铁耗的分配密切有关,也即会影响电机效率曲线线上出现最高效率的位置。

正因为这样,对经常处于轻载运行的电机,通常宜选用较大的电负荷值和较低的磁负荷值,以便在轻载时能得到较高的效率。

1、电机的冷却条件对电磁负荷的选用也有重要影响

例如防护式电机,由于冷却条件较好选用的电负荷和磁负荷,可比相同规格封闭式电机的高,对一般小型异步电机,通常可高出15~20%左右。

2、电机所用的材料与绝缘结构的等级也直接影响

电磁负荷的选择。所用绝缘结构的耐热等级愈高,电机允许的温升也就愈高;导磁材料(包括兼起磁路作用的某些结构部件的材料性能越好,允许选用的磁密就可越高。电枢绕组采用铝线时,由于其电阻率较大,为保证足够的安放空间以免电损耗过大,往往采用比铜线时较低的电磁负荷。

电机

3、电磁负荷的选择还和电机的功率及转速有关

电磁负荷的选择还和电机的功率及转速有关,确切地说是与电枢直径(或极距)及转子的圆周速度有关。圆周速度较高的电机,其转子与气隙中冷却介质的相对速度较大,因而冷却条件有所改善,电磁负荷可选得大些。电枢直径(或极距)愈小,所选取的电磁负荷也应愈小,这主要是空间是否充裕的问题,可解释如后:在内电枢的电机(如直流电机)中,电枢直径愈小,则在平行槽壁时,为保证一定的槽空间,齿根将愈窄;在平行齿壁时,为保证一定的齿截面积,槽尺寸将受限制。

因此,当电机功率较小时(通常直径也较小),若为平行槽壁,则磁负荷的数值将因受齿根磁密限制而不能取得过高,因为通常齿部磁密最大值有一定限制,超过此值后,励磁电流和铁耗将迅速增加同时,还因齿根磁密的限制而使相不能太深,从而限制了槽空间的大小和电负荷的数值。若为平行齿壁,则在齿距、齿宽和相深一定的情况下,直径小的电机中,槽的空间比直径大的电机要小,电负荷也就应选得较小。同样,在内极式电机(如凸极同步电机)中,电枢径变小时,励磁绕组能够占用的空间也将变小,这就限制了励磁磁势的数值,使电枢反应磁势和与之密切有关的电负荷及磁负荷,都不能取得太高。不但如此,电枢直径较小的电机,通常导线较细(因为电流小),绝缘所占比重就较大,使槽的空间利用变差,这时为了尽可能增加槽的空间,必须将齿宽取得狭些,这就要求磁负荷不能取得太高。

电磁负荷选择时要考虑的因素很多,很难单纯从理论上来确定。通常主要参考电机工业长期积累的经验数据,并分析对比所设计电机与已有电机之间在使用材料、结构、技术要求等方面的异同后进行选取。

工业的发展历史表明,随着材料,特别是电工材料性能、冷却条件和电机结构的不断改进电机的利用系数和电负荷与磁负荷的数值一直在逐步提高,从而使电机的体积和质量不断减小,而能指标仍能得到保证。

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