3,4讲)电机设计 第三章 磁路计算-lf

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1、电机设计陈世坤主编第三章磁路计算3.1概述3.2空气隙磁压降的计算3.3齿部磁压降的计算3.4轭部磁压降的计算3.5磁极漏磁系数与磁极磁压降的计算3.6励磁电流和空载特性计算§3.1概述一、磁路计算的目的确定电机中感应一定电势所对应的主磁场所必需的励磁磁动势，进而计算励磁电流及电机的空载特性；校核磁密是否合适；确定电机的一部分有关尺寸。二、磁路计算所依据的基本原理三、电机设计中磁路计算的一般步骤四、电机中常用的磁性材料二、磁路计算所依据的基本原理----安培环路定律电机进行能量转换的原理是法拉弟电磁感应定律。当定转子中绕组通过电流时产生磁场，这些磁场（运动、变化）反作用于绕

2、组使之产生感应电流或电磁转矩。通常这些磁场十分复杂，计算困难，为了简化计算，我们用路的观点来看待磁场，将三维场变成一维的路或二维的平面场。安培环路定律说明：1、积分路径：积分路径是沿着磁场强度矢量取向（即沿磁力线；2、选择通过一对极的中心线构成闭合回路；3、包围的电流：是回路所包围的全电流，即每对极的励磁磁动势。三、电机设计中磁路计算的一般步骤1、回路分成许多段，各段H恒定且磁通均匀分布（F为每对磁极励磁磁势）2、根据磁路对称性，只需计算半条回路上的各段磁位降，其和等于每极励磁磁动势。以下叙述磁位降或磁势均为每极的。F1+F2+…+Fn=F0分段：1）空气隙；2）定子齿（磁

3、极）；3）定子轭；4）转子齿（磁极）；5）转子轭。其中，空气隙磁压降最大（约60～85％）磁路计算的一般思路：四、电机中常用的磁性材料§3.2空气隙磁压降的计算计算思路：每极磁通的确定直流电机：交流电机2.确定气隙最大的磁密3.确定气隙磁场强度（磁极中心线处的气隙磁场强度）4.确定气隙磁位降是单边气隙径向长度（m）是气隙系数，因槽口影响使气隙磁阻增加而引入的系数。因此，气隙磁压降的计算归结为Kδ、αp′、lef的计算。一、计算极弧系数αp′的确定αp′＝Bav/Bδ由每极磁通平均磁通密度可以认为：气隙磁通集中在极弧计算长度bp′范围内且磁密均为Bδ。∴αp′＝bp′/ταp

4、′由B(x)曲线确定，取决于励磁磁势、磁路饱和度例：直流电机1）气隙均匀bp′≈bp（弧长）＋2δ2）气隙不均匀A.改变磁极端部（削角气隙极弧）B.偏心气隙极弧目的是为了削弱电枢反应对于A:bp′＝bp（弧长）对于B:bp′＝bp（弧长）二、电枢或气隙的轴向计算长度lef在计算空气隙磁密最大值时，用的是电枢或气隙的轴向计算长度，而不是铁心的总长度主要从以下三个方面进行考虑：1）无通风道时，经过作图和分析证明：铁心总长lt和计算长度lef满足如下关系式：lef＝lt＋2δ（考虑边缘效应）2）有通风道时lef＝lt-Nvbv′式中：Nv——径向通风道数bv′——一个径向通风所损

5、失的长度为了计算方便，从等效磁道的观点出发，引入计算长度的概念，即在这个长度内它的磁密不变。三、气隙系数Kδ气隙系数Kδ是由于定、转子开槽后使气隙的磁阻增加而引入的系数。它使气隙磁压降Fδ增大。其物理意义如下：在计算气隙磁路长时，引入，1、Kδ物理意义2.Kδ的计算：（根据主磁通不变）在一个齿距范围内：无槽时:φ1＝Bδt开槽时:φ2＝Bδmaxt–B0s（阴影部分）令φ1＝φ2，即Bδt＝Bδmaxt–B0s得其中，β0、s均与δ、b0(槽口宽度)有关。1）分析法∴系数γ可理论计算2）工程计算近似法半开口槽：开口槽：3）经验公式定、转子都开槽的话，则磁路计算的基本原理及一

6、般步骤空气隙磁位降的计算---计算极弧系数αp′的确定知识点回顾空气隙磁位降的计算---电枢或气隙的轴向计算长度lef的确定空气隙磁位降的计算---气隙系数Kδ的确定Thanks！