電機(jī)設(shè)計(jì)-答案(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電機(jī)的主要尺寸間的關(guān)系是什么？根據(jù)這個(gè)關(guān)系式能得出哪些重要結(jié)論？答：電機(jī)的主要尺寸間的關(guān)系是D2lefn/P=6.1/(pKNmKdpAB).根據(jù)這個(gè)關(guān)系式得到的重要結(jié)論有:電機(jī)的主要尺寸由其計(jì)算功率P和轉(zhuǎn)速n之比P/n或計(jì)算轉(zhuǎn)矩T所決定;電磁負(fù)荷A和B不變時(shí)，相同功率的電機(jī)，轉(zhuǎn)速較高的，尺寸較??；尺寸相同的電機(jī)，轉(zhuǎn)速較高的，則功率較大。這表明提高轉(zhuǎn)速可減小電機(jī)的體積和重量。轉(zhuǎn)速一定時(shí)，若直徑不變而采取不同長度，則可得到不同功率的電機(jī)。由于極弧系數(shù)p、 KNm與Kd的數(shù)值一般變化不大，因此電機(jī)的主要尺寸在很大程度上和選用的電磁負(fù)荷A和B有關(guān)。電磁負(fù)荷選得越高電機(jī)的尺寸

2、就越小。2.1. 電機(jī)常數(shù)CA和利用系數(shù)KA的物理意義是什么？ 答：CA：大體反映了產(chǎn)生單位計(jì)算轉(zhuǎn)矩所消耗的有效材料。KA：單位體積有 效材料能產(chǎn)生的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。2.3.什么是電機(jī)中的幾何相似定律？為何在可能情況下，希望用大功率電機(jī)來代替總功率相等的小功率電機(jī)？為何冷卻問題對于大電機(jī)比對小電機(jī)更顯得重要?答：在轉(zhuǎn)速相同的情況，當(dāng)=下，即當(dāng)B和J的數(shù)值保持不變時(shí)，對一系列功率遞增，幾何形狀相似的電機(jī)，每單位功率所需有效填料的重量、成本及產(chǎn)生損耗均懷功率的1/4次方成反比。用大功率電機(jī)代替總功率相等的數(shù)臺(tái)小電機(jī)的原因是隨著單機(jī)容量的增加，其效材料的重量G、成本Gef相對容量的增加要慢。因此用大功率電

3、機(jī)代替總功率相等的數(shù)臺(tái)小電功率機(jī)。其有效材料的利用率提高了。損耗增加相對容量慢，因此效率提高了。冷卻問題對大功率電機(jī)比對小功率電機(jī)更顯得重要的原因是電機(jī)損耗與長度l的立方成成正比，而冷卻表面卻與長度的平方成正比。功率上升，長度變長，損耗增加大于冷卻的增加。為了使溫升不超過允許值，隨著功率的增加，要改變電機(jī)的通風(fēng)和冷卻系統(tǒng)，從而放棄它們的幾何形狀相似。2.5.若2臺(tái)電機(jī)的規(guī)格，材料結(jié)構(gòu)，絕緣等級與冷卻條件都相同，若電機(jī)1的線寬荷比電機(jī)2的線寬荷高，則2臺(tái)電機(jī)的導(dǎo)體電流密度能否一樣，為什么？ 答：不能選的一樣，因?yàn)椋簭膓=AJ式子上看，A1>A2由題中可知1=2，q1=q2，所以J1<

4、J2。即電機(jī)1的電流密度須選得低一些。3.4.氣隙系數(shù)K的引入是考慮什么問題？假設(shè)其他條件相同，而把電樞槽由半閉口改為開口槽，則K將增大還是減??？ 答：氣隙系數(shù)K的引入是考慮因槽口的影響使氣隙磁阻增大的問題。由公式（見圖3-11），B是定子沒有開槽時(shí)的磁密最大值，Bmax是維持磁通為既定值，齒頂處氣隙最大磁密必須由無槽時(shí)的B增加到Bmax。由半閉口槽變成開口槽，由于磁通不變（因?yàn)橥獠侩妷翰蛔儯鄣拇抛柙龃?，通過槽的有磁通減少，通過齒部的磁通增大，即Bmax增大。而B不變，則K變大。3.5.空氣隙在整個(gè)磁路中所占的長度很小，但卻在整個(gè)磁路計(jì)算中占有重要的地位，為什么？答：因?yàn)樵跉庀渡系拇艍航嫡?/p>

5、據(jù)整條閉合磁路的60%85%，所以重要。因?yàn)榭諝庀兜拇艑?dǎo)率比鐵的磁導(dǎo)率小得多，=/(Sµ.),=/(S).所以氣隙磁阻比鐵心磁阻大得多,又因?yàn)閁m=mRm.所以氣隙磁壓降比鐵心磁壓降大得多,故氣隙磁壓降占整個(gè)回路磁壓降很大的比例.3.7.在不均勻的磁場的計(jì)算中，為什么常把磁場看做均勻的，而將磁路長度（ef，Lef齒聯(lián)扼磁路長度）加以校正？校正系數(shù)有的大于1.有的小于1，是說明起物理意義？ 答：為了簡化計(jì)算而將磁場看成均勻的，ef大于1對比校正是考慮到槽開口影響。Lef大于1對此是考慮邊緣效應(yīng)，而齒聯(lián)扼處有一部分磁路損失段。3.9.感應(yīng)電機(jī)滿載時(shí)及空載時(shí)的磁化電流是怎樣計(jì)算的？他們與哪

6、些因素有關(guān)？若他們的數(shù)值過大，可以從哪些方面去調(diào)整效果更為顯著？ 答：1.先根據(jù)感應(yīng)電視E確定沒幾氣隙磁通2.計(jì)算磁路各部分的磁壓降，各部分磁壓降的總和便是每級所需要磁勢3.計(jì)算出磁化電流。他們與線圈匝數(shù)，磁路尺寸，氣隙大小，磁路飽和程度有關(guān)，若他們的數(shù)值過大可從增加匝數(shù)，減小氣隙來調(diào)整3.10. 將一臺(tái)感應(yīng)電機(jī)的頻率有50改為60，維持原設(shè)計(jì)的沖片及勵(lì)磁磁勢不變，問應(yīng)如何調(diào)整設(shè)計(jì)？在不計(jì)飽和時(shí)其值為多少？解：維持沖片及勵(lì)磁磁勢不變，則磁通不變；根據(jù),當(dāng)頻率由50改為60,要保持電機(jī)輸出不變，則匝數(shù)應(yīng)減少為原來的5/6。又，在不計(jì)飽和時(shí)，鐵耗將增加為原來的倍。3.11.將一臺(tái)380V，Y接法的

7、電機(jī)改為接法，維持原沖片及磁化電流不變，問如何設(shè)計(jì)？解：Y接法的電機(jī)改為接法，將增大倍，頻率不變；則將增大倍，又沖片不變，則不變，槽尺寸不變，又不變，所以需增大倍，槽尺寸不變，則線徑應(yīng)適當(dāng)減小。4.3.槽數(shù)越多為什么每相漏抗變小？試從物理概念進(jìn)行說明答：由漏抗=4當(dāng)槽數(shù)越多，則表明q越大，從而漏抗變小，物理概念上可知采用分布繞組和槽數(shù)增大都是使每槽產(chǎn)生的磁勢波形的基波越接近正弦波從而減少每漏抗.4.4.有些資料中把籠形繞組的相數(shù)取做等于Z2，有些資料中又取等于Z2/p，究竟應(yīng)該取等于多少？為什么？答：兩種都可以，因?yàn)槎际菍Χㄗ哟艌龅牟ㄐ芜M(jìn)行分析的。2漏抗的大小對于交流電機(jī)的性能有何影響？答：一

8、方面漏抗不能過小，否則同步發(fā)電機(jī)短路時(shí)或感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生不能允許的電流。另一方面漏抗又不能過大，否則會(huì)引起同步發(fā)電機(jī)的電壓變化率增大，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)、最大和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低（若為直流電機(jī)則換向條件惡化）。4.9 感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與參數(shù)間的關(guān)系？勵(lì)磁電抗定子槽漏抗轉(zhuǎn)子槽漏抗定子諧波漏抗轉(zhuǎn)子諧波漏抗定轉(zhuǎn)子端部漏抗定子每槽導(dǎo)體數(shù)增加­­¾­¾­、 ¾氣隙增大¯¾¾¯¯¾槽口寬度減小­­­­­¾槽口高度增大&

9、#190;­­¾¾¾槽形變寬變矮¾¯¯¾¾¾鐵心長度增加­­­­­¾定子繞組由整距變短距¯¯¾¯¾¾定子槽數(shù)增加¯¯¾¯¾¾頻率由50Hz變成60Hz­­­­­­定子繞組Y變D¯¯¯¯¯¾5

10、.1. 空載鐵心損耗的大小主要與哪些因素有關(guān)？ 答:空載鐵心損耗主要是渦流，磁滯損耗，其大小主要與磁密的平方，磁通變化快慢即電源頻率即鐵心重量等。5.2.要減小負(fù)載時(shí)繞組銅中的附加損耗，一般采用哪些措施？ 答：附加損耗主要由漏磁產(chǎn)生，而漏磁又主要是諧波和齒諧波產(chǎn)生的，當(dāng)要減小負(fù)載附加損耗時(shí)，可用諧波含量少的繞組 入短路，分布繞組，也可以用斜槽，近槽配合來減少齒諧波。10.2.三相感應(yīng)電機(jī)中，氣隙的大小對電機(jī)性能有哪些影響？一臺(tái)三相籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)間過長,不符合要求，在不拆定子繞組的情況下，應(yīng)采取什么叫簡單的措施來解決這一問題？這樣做對電機(jī)其他性能有何影響？ 答：氣隙的大小主要對勵(lì)磁電

11、流和功率因素附加損耗有影響，在允許的情況下氣隙需要盡量取小些來降低勵(lì)磁電流增加功率因素。起動(dòng)時(shí)間過長是因?yàn)槠饎?dòng)轉(zhuǎn)矩過小，從而可知主要因?yàn)闅庀哆^小，使附加轉(zhuǎn)矩，附加損耗都增加其由漏磁引起和諧波大。在不拆換定子繞組的情況下可車轉(zhuǎn)子外圍增大氣隙從而增大起動(dòng)出力。但這樣做對電機(jī)的勵(lì)磁電流會(huì)增加從而減小功率因素。10.5.為什么計(jì)算三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能必須考慮集膚和飽和效應(yīng)？他們分別對哪些參數(shù)的哪個(gè)部分有影響？ 答：由于起動(dòng)時(shí)，電流很大會(huì)使定轉(zhuǎn)子的磁路高度飽和，另外電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率等于電源頻率，比正常運(yùn)行時(shí)高很多，這些原因真實(shí)存在，從而對起動(dòng)有影響，所以必須考慮，它們?nèi)缂w效應(yīng)會(huì)增加起動(dòng)電阻從而提高起動(dòng)

12、轉(zhuǎn)矩。飽和集膚效應(yīng)都會(huì)使電抗變下從而增大起動(dòng)電流。10.6.三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁計(jì)算中應(yīng)考慮那些性能指標(biāo)？如果計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)效率不符合要求，應(yīng)從哪些方面著手調(diào)整？ 答：應(yīng)考慮1.效率。2.功率因素cos 3.最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Tm/Tn 4.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 5.起動(dòng)電流倍數(shù) 6.繞組和鐵心溫升7.起動(dòng)過程中的最小轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。當(dāng)效率不合要求時(shí)應(yīng)選擇1.優(yōu)質(zhì)材料2.合適的工藝 3.合理尺寸從而增有效材料的用量，降低銅耗和鐵耗。10.7.如功率因素cos不符合要求，應(yīng)從哪些方面著手調(diào)整？這些調(diào)整措施會(huì)不會(huì)引起其他后果？ 答：應(yīng)從電路方面講，設(shè)法降低勵(lì)磁電流和漏磁參數(shù)可調(diào)整電機(jī)的尺寸 如縮小定轉(zhuǎn)子槽面積，降低個(gè)部

13、分磁密；減小氣隙，增加每槽導(dǎo)體數(shù)Ns1增大Di1，放長li（或增大定轉(zhuǎn)子槽寬，減小槽高以降低X）但這些調(diào)整也會(huì)帶來其它方面的影響。10.8.三相感應(yīng)電機(jī)中影響最大轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流的是那些參數(shù)？它們之間關(guān)系如何？如果這三項(xiàng)指標(biāo)中有兩項(xiàng)或一項(xiàng)不符合要求，應(yīng)如何著手調(diào)整？ 答：由關(guān)系式Tm= Tst=Ist=影響Tm，Ist是電阻和電抗大致都是成比例關(guān)系而Tst與轉(zhuǎn)子電阻成正比關(guān)系。調(diào)整則主要是從X電抗入手調(diào)整。10.9.一臺(tái)原設(shè)計(jì)用銅線繞制的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，修理時(shí)若改用鋁線繞制，為盡可能提高電動(dòng)機(jī)的出力，假定：（1）原來氣隙磁密偏低（2）原來槽滿率偏低，重繞時(shí)應(yīng)如何考慮？工注鋁的電阻率約為

14、銅的1.6倍。 答：提高出力則需要提高功率由主要尺寸比Dlefn/P=6.1/(pKNmKdpABg)和只重繞線圈可知式子中DL，p/n及ap，Knm，Kdp都不變則 應(yīng)設(shè)法增加磁密Bg因?yàn)槊娣e不變則相應(yīng)增大從而可提高功率增加出力，所以U不變且UN,增大，則在匝數(shù)要減少，線徑適當(dāng)增大，但是由于線徑增大會(huì)使槽滿率減小，所以應(yīng)多根導(dǎo)線并繞，另外在提高功同時(shí)要保證效率磁密增加導(dǎo)致?lián)p耗增加，要控制銅耗就要降低電阻R，只需盡量增加鋁的線徑來盡可能提高效率。10.10.將一臺(tái)感應(yīng)電機(jī)的定子繞組匝數(shù)增加5%，同時(shí)將鐵心長度減小5%，其余尺寸都不變，試分析其空載電流，基本鐵耗電機(jī)參數(shù)，性能指標(biāo)等變化情況。 答

15、：由于鐵心長度減少5%，由于主要尺寸比可知K為5%（減?。┒鳳feBG，由于UN,可知減少5%（因?yàn)閁一定匝數(shù)N增加5%）,=BS,S減少5%的平方，可知B應(yīng)增加5%，因?yàn)镚k則Pfe減少5%，I0=F0/Nf，F(xiàn)應(yīng)變小5%（F=Rm，減少5%）N增加5% ，則I0減小5%的平方）性能指標(biāo)功率因素會(huì)增加，最大轉(zhuǎn)矩減小，銅鐵耗將減小?？蛰d電流減小。例題1. 兩臺(tái)電機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵心完全一樣，一臺(tái)，、（已知），另一臺(tái)，、相同，問=？如何設(shè)計(jì)？ 解：因?yàn)镴、 B、n、f 相同，兩臺(tái)電機(jī)幾何相似，又因?yàn)閮膳_(tái)電機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵芯完全一樣，所以幾何相似比為1，所以，,根據(jù)，鐵芯一樣，相同，所以不變，所以，槽尺寸一樣，所以線徑，。例題2.已知電機(jī)1，2的主要關(guān)系如下，填出空白部分?jǐn)?shù)字 PCGKA電機(jī)1：1KW10010Kg0.1KW10/111/10電