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电磁负荷与电机性能及运行经济性分析

2020-01-13 17:54:30     来源:电机技术日参        

【大比特导读】例如将使异步电机的最大转矩、起动转矩和起动电流降低,永磁同步电机的电压变化率增大、短路电流、短路比、静态和动态稳定度下降。在直流电机中,则会使换向恶化。

电机的主要尺寸决定于电磁负荷电负荷(A)和磁负荷(Bδ)。电磁负荷愈高,电机的尺寸将愈小,质量就越轻,成本也越低。这就是在可能情况下,一般总希望选取较高的A和Bδ值的原因。但电磁负荷值的选取与许多因素有关,不但影响电机有效材料的耗量,而且对电机的参数、起动和运行性能、可靠性等都有重要影响。我们讨论电磁负荷对电机性能和经济性的影响,然后简单介绍具体选择方法。

直流电机

电磁负荷对电机性能和经济性的影响1电负荷A较高时

●电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。

●Bδ一定时,由于铁心质量减小,铁耗随之减小。

●绕组用铜(铝)量将增加,这是由于电机的尺寸小了,在Bδ不变的条件下,每极磁通将变小,为了产生一定的感应电势,绕组匝数必须增多。

●增大了电枢单位表面上的铜(铝)耗,使绕组温升增高。

●改变了电机参数与电机特性。随着A增大,绕组电抗的标么值将增大,这会引起电机工作特性的改变。例如将使异步电机的最大转矩、起动转矩和起动电流降低,永磁同步电机的电压变化率增大、短路电流、短路比、静态和动态稳定度下降。在直流电机中,则会使换向恶化。

2气隙磁Bδ较高时

●电机的尺寸和体积将较小,可节省钢铁材料。

●使电枢基本铁耗增大。这是因为Bδ提高后,在其他条件不变时,虽会使电机体积与电枢铁心质量减小,但因电枢铁心中的磁密与Bδ间有一定的比例关系,铁内磁密将相应增加,铁的比损耗(即单位质量铁心中的损耗)是与铁内磁密的平方成正比的。因此随着Bδ的提高,比损耗增加的速度比电枢铁芯质量减小的速度为快。而电枢的基本铁耗系等于其铁心质量和比损耗的乘积,因此Bδ提高后,将导致电枢铁耗增加,效率降低,在冷却条件不变时,温升也将升高。

●气隙磁位降和磁路的饱和程度将增加。Bδ提高后,一方面直接增大了气隙磁位降的数值;另一方面,由于铁内磁密增大而使磁路饱和程度增加。这样,对于直流电机和同步电机,会因励磁磁势增大而引起励磁绕组用铜量与励磁损耗增加,效率降低;在冷却条件不变时,使励磁绕组温升增高。有时还会因励磁绕组体积过大而使布置发生困难(内极式电机),或导致磁极与电机外形尺寸加大(外极式电机)。对于异步电机,会因励磁电流增加而使功率因数变坏。

●改变了电气参数与电机特性。随着Bδ的增大,绕组电抗的标么值将减小,从而影响电机的起动特性和运行特性。

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