電機(jī)電磁線圈設(shè)計(jì)程序

1、線圈設(shè)計(jì)程序目 錄一、定子硬繞組 1二、定子軟繞組 2三、轉(zhuǎn)子插入式繞組 3四、轉(zhuǎn)子散下線繞組 4五、簡(jiǎn)化公式 5六、編制說(shuō)明 6定子硬線圈（成型）一、需要數(shù)據(jù)定子外徑Da；定子內(nèi)徑D； 鐵心總長(zhǎng)L；定子槽數(shù)Zi；極數(shù)2P；線圈節(jié)距Y（以槽數(shù)計(jì)）；每圈匝數(shù)n，每極每相槽數(shù)q；未絕緣繞組的高度和寬度a×b，絕緣后繞組直線部分的高度和寬度a×b絕緣后繞組端部的高度和寬度al×bl導(dǎo)線規(guī)格； 絕緣規(guī)范；槽形尺寸二、線圈尺寸計(jì)算1線圈兩邊在定子圓周上所垮的角度：= 2相鄰二線圈端部之距離：Lcb= bl+ 兩線圈端部的間隙見(jiàn)表1（電壓660）表1 2P定子外徑 246Da

2、5001.821.51.81.21.5Da5002.221.73上層線圈斜邊所張開(kāi)的角度（圖一）=sin-1 R1=D/2+G（圖一）4.槽口到未包絕緣的上層線圈的距離：G=hK+hohK槽楔厚；線圈槽部高度單邊絕緣厚度；槽下墊條厚度；ho齒尖高。5未包絕緣的下層線關(guān)到槽口的距離：H=G+a+ （圖三）層間墊條厚。 6線圈鼻端到定子內(nèi)圓的垂直距離j其值的大小以使線圈端部抬高6°8°一般可選用表2數(shù)值（鐵心外徑大者選用大值）。表2極數(shù)246j202515201015de12167拉軸直徑de一般采用12或16見(jiàn)表2。三、用作圖法求斜邊平均長(zhǎng)，線圈抬高值及其垮距：8作圖步步驟（

3、圖四）（圖四)（1） 以D/2為半徑作一弧gi（2） 通過(guò)圓心O點(diǎn)作任意直線OX，使其與gi相交于V點(diǎn)。（3） 作OX1及OX2兩直線，使各與OX，成/2角度，并分別與gi交于Q和S點(diǎn)。（4） 在OX取QB=G，取BB1=a，在OX2上取SE=H，取EE1= a，再在OX上取VK=j。（5） 連接BK，并作B1K1BK（6） 在OX上取KY=YF=de/2，再連接EF并作E1F1EF。（7） 作YX，使用權(quán)YX與YX成10°角，得YX與F1E1交點(diǎn)L。（8） 連接BE、B1E、EY并作LL1BE，連接LO交gi上一點(diǎn)L2。（9） 由作圖量得BK、EY、B1E、LL1、LL2。（10）

4、修正BK與EY成弧長(zhǎng)（只對(duì)2、4極）以O(shè)K為半徑分別以B、K點(diǎn)為圓心劃弧，交于一點(diǎn)O1，再以O(shè)1為圓心，O1K為半徑為BK，并量角BO1K。以O(shè)Y為半徑分別以Y、E點(diǎn)為圓心劃弧，交于一點(diǎn)O2，再以O(shè)2為圓心，O2Y為半徑為EY，并量夾角YO2E。BK=O1K1=1.745×O1K1×10-2EY=O2Y21=1.745×O2Y2×10-2四、確定中部分尺寸9斜邊部分的伸出長(zhǎng)（圖二）Ld1=tg×BK10斜邊假想弧長(zhǎng)（圖二） （圖二）T= 11斜邊與直線部分彎曲之半徑伸出長(zhǎng)M及弧長(zhǎng)PQ（圖二）彎曲半徑rB=r+r見(jiàn)表3M=rBtgPQ=（90-）

5、=（90-）表3極數(shù)2、46、8、10r252012.線圈端部總伸長(zhǎng)Ld=A+M+Ld1+aeA線圈端部伸出直線部分長(zhǎng)見(jiàn)表4表4 極數(shù)電壓 A2、4極6極以上500以下2025182066030002530202513平均每匝導(dǎo)線長(zhǎng)（不計(jì)引線）Lcp=2L+2A+2PQ+2T-2M+14兩線圈間引線長(zhǎng)L1=+（2030）15極間引線長(zhǎng)L2=+2016加引線長(zhǎng)后的每個(gè)線圈平均長(zhǎng)： L=n（Lcp+）=nLcp+2L1+17.每臺(tái)絕緣導(dǎo)線總重：G=8.9×k×S×L×Z1×10-6公斤S導(dǎo)線截面積（包括并繞導(dǎo)線）k導(dǎo)線絕緣系數(shù)（雙紗包線1.08；雙

6、玻璃絲包線1.2）。轉(zhuǎn)子插入式線圈一、 需要數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)子外徑D2；極數(shù)2P；鐵心長(zhǎng)L；轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2；相數(shù)M；線圈跨距Y2（以槽數(shù)計(jì)）；接法； 銅線規(guī)格a×b；絕緣規(guī)范；（長(zhǎng)度單位：毫米）二、 計(jì)算（一）槽尺寸校核：（參見(jiàn)絕緣規(guī)范）線圈寬度=b×并列排數(shù)+線圈絕緣厚度+匝間絕緣厚。線圈高度=a+線圈絕緣厚度 （圖一）則槽寬應(yīng)線圈寬+槽絕緣厚度+銅線線圈槽寬的公差+裝配間隙。 槽深應(yīng)2×線圈高+槽絕緣厚度+銅線線圈及槽高的公差+裝配間隙+槽口到楔底部的距離+墊條總厚度。（二）線圈計(jì)算1半線圈沿轉(zhuǎn)子槽間所跨之角度：（見(jiàn)圖四）圖二整節(jié)距時(shí)1= 式中y2整節(jié)距時(shí)的跨距圖二短節(jié)

7、距時(shí)2= 式中y2短節(jié)距時(shí)的跨距圖三長(zhǎng)端部時(shí)3= 式中y2= y2（或y2）+0.5圖三短端部時(shí)4= 式中= y2（或y2）-0.52相鄰二槽兩線圈端部斜邊之距離：E1F1=WS+式中：WS端線部分絕緣后之寬度； 相鄰兩線圈斜邊間隙，選用1.02.0（極數(shù)少者，功率大者選用較大值）。3由槽口至上層線圈邊之距離（見(jiàn)圖二或圖三）（圖二） （圖三） G=4由槽口至下層線圈邊之距離（見(jiàn)圖二或圖三） H=5由中心至上層線圈端部導(dǎo)線之平均半徑：R1=-（G+）6由中心至下層線圈端部導(dǎo)線之平均半徑：R2=-（H+）7上層線圈端部射線之弧長(zhǎng)：圖二整節(jié)距時(shí)L1=圖二短節(jié)距時(shí)L1=圖三長(zhǎng)端部時(shí)L1=-（+槽內(nèi)匝間

8、絕緣）圖三短端部時(shí)=-（+槽內(nèi)匝間絕緣）8下層線圈端部射線之弧長(zhǎng)：圖二整節(jié)距時(shí)L2=圖二短節(jié)距時(shí)L2=圖三長(zhǎng)端部時(shí)L2=-（+槽內(nèi)匝間絕緣）圖三短端部時(shí)=-（+槽內(nèi)匝間絕緣）9上層線圈端部展開(kāi)時(shí)與直線部分所成的平面角度（由三角形可得）見(jiàn)圖四、圖五。（圖四）（圖五）sin=0.159310下層線圈端部展開(kāi)時(shí)與直線部分所成的平面角度：sin=0.159311上層線圈斜邊部分射線之弧長(zhǎng)K1=L1-（m1+）=L1-2(r1+bs/2)(1-sin)設(shè)r1=r2=610 m1+ bs絕緣后線圈寬r1從直線部分轉(zhuǎn)向斜邊部分的彎曲半徑；r2從斜邊部分轉(zhuǎn)向線圈端部的彎曲半徑； 式中L1及下式L2分別以項(xiàng)7、

9、8中的值計(jì)算之。12下層線圈斜邊部分射線之弧長(zhǎng)K2=L2-（m2+）=L2-2(r1+bs/2)(1-sin)13彎曲部分之伸出長(zhǎng)a1、c1、a2、c2a1值系由三角形D1N1C1求得a1=D2N=（r1+ bs/2）cos 取r2=r1C1=a1=（r1+ bs/2）cosa2=（r1+ bs/2）cos同理C2=a2=（r1+ bs/2）cos14斜邊部分伸出長(zhǎng)Cx圖四時(shí)：Cx=1/2（Cx1+Cx2）=1/2（K1tan+K2tan）圖五長(zhǎng)端部時(shí)： =1/2（K1tan+K2tan）圖五短端部時(shí)： =1/2（K1tan+K2tan）15線圈端部伸出總長(zhǎng)圖四時(shí)：Ld=A+a1+Cx1+C1

10、+d圖五時(shí)：Ld=A+a1+ +C1+d=（A+2）+a1+C2+（d+2）式中A直線部分伸出鐵心長(zhǎng)，其值見(jiàn)表1 d尖端部分伸出長(zhǎng)=并頭套寬度+10mm（一般取2535）表1轉(zhuǎn)子電壓V500及以下5001000Amm202516上層線圈端部斜邊弦長(zhǎng)T1圖四時(shí)：T1=圖五長(zhǎng)端時(shí)： =圖五短端時(shí)： =17下層線圈端部斜邊弦長(zhǎng)T2圖四時(shí)：T2=圖五長(zhǎng)端時(shí)： =圖五短端時(shí)： =18端部斜邊的彎曲半徑（從圖六求得）所對(duì)的弦長(zhǎng)KK1=2R1sin()K2=2R2sin()MN1=R1-MN2=R2-1=2=（也可以用作圖法求出彎曲半徑）19斜邊T1T2所對(duì)的弧長(zhǎng)=2Raicsin20.上層線圈由于r1r2

11、所接之曲弧長(zhǎng) L1=（r1+）（90°-）21下層線圈由于r1r2所接之曲弧長(zhǎng)L2=（r1+）（90°-）22上層線圈半匝平均長(zhǎng) 圖四時(shí)Lcp1=L+2（A+2L1+d） 圖五時(shí)Lcp1=L+2A+4L1+2d+423下層線圈半匝平均長(zhǎng) 圖四時(shí)Lcp2=L+2（A+2L2+d） 圖五時(shí)Lcp2=L+2A+4L2+2d+424每臺(tái)線圈未絕緣導(dǎo)線的總重 Gcu=r(Lcp1+Lcp2)Z2S×10-6 (公斤) 式中r導(dǎo)線比重，銅線r=8.9，鋁線r=2.7 s導(dǎo)線截面積（包括并繞導(dǎo)線的截面）注：短節(jié)路與整節(jié)路線線圈計(jì)算方法一樣，分別以短節(jié)距或整節(jié)距y2計(jì)算即可。（圖

12、六）注：端部斜邊的彎曲半徑的求法：1 計(jì)算法：= （=2 作圖法：如圖，先畫(huà)R1（R2）和斜邊伸出長(zhǎng)Cx作一假想圓柱。連和使其分別等于、。作的垂直平分線，交于。在上取=MN，過(guò)三點(diǎn)作圓即得彎曲半徑轉(zhuǎn)子軟線圖（散下線）一、已知數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)子外徑D2；鐵心長(zhǎng)L；轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2；極數(shù)2P；節(jié)距y2（以槽數(shù)計(jì)）；每圈匝數(shù)n；導(dǎo)線規(guī)格；轉(zhuǎn)子槽形（平均槽寬b，槽高h(yuǎn)）；絕緣規(guī)范；長(zhǎng)度單位：毫米。二、線圈基本尺寸1 線圈平均跨距：2 線模寬度：三、計(jì)算：（一）單層鏈形線圈（圖一） （圖一）3彎曲半徑的確定：R一般采用20。 4線圈端部伸出長(zhǎng)：Ld=A+b+RA線圈端部伸出鐵心直線長(zhǎng)（一般為1020，跨距大者選大值

13、），見(jiàn)表1。表1跨距80以下80120120以上A1015205線圈平均匝長(zhǎng)：Lcp=2L+2A+（二）單層梭形線圈（圖二）（圖二）6彎曲半徑的確定： R一般采用20或25，大者用大值。 r一般采用5。7線圈端部伸出長(zhǎng)：Ld=A+b+k1見(jiàn)表2。表2極數(shù)2468、10k10.280.30.30.320.320.340.340.368作圖量出L1、12。9線圈平均匝長(zhǎng)： Lcp=210引線長(zhǎng)：L=+20二、 每臺(tái)線圈的重量：G=10-6 公斤導(dǎo)線比重，銅線=8.9，鋁線=2.7k導(dǎo)線絕緣及引線系數(shù)見(jiàn)表3（轉(zhuǎn)準(zhǔn)確計(jì)算可參數(shù)0EE.208.001-2表3）表3導(dǎo)線種類聚脂或高強(qiáng)度漆包線單紗漆包銅線雙

14、玻璃絲包銅線銅線鋁線k1.041.11.11.2S導(dǎo)線截面（包括并線導(dǎo)線的截面）一、 定子硬繞組（成型）Lcp=2L+2A+k/cos+式中：L定子鐵心長(zhǎng)；A線圈端部伸出直線部分長(zhǎng)；平均跨距=y1D1定子內(nèi)徑h1定子槽高Z1定子槽數(shù)y1定子節(jié)距端部斜邊所張開(kāi)的角度=sin-1b1定子槽寬de拉軸半徑=12（2、4P）；=16（6P）端部伸出長(zhǎng)：Ld=A+ktan+二、 定子散下線圈Lcp=2（L+2A+ ）y1tan-1=tan-12k2鐵心外徑120145167245280327368A81212151820線圈形式鼓形梭形半梭形梯形k11.051.11.121.1LcP=L+1.4（僅適用

15、于5#以下，2極單層，鼓形線圈）極數(shù)2468k20.30.320.350.3831#32.6#35#37.2#k30.50.340.260.25端部伸出長(zhǎng)Ld=A+k2 =A+k3（僅適用于單層鼓形線圈）三、轉(zhuǎn)子插入式線圈平均半匝長(zhǎng)Lcp=L+2A+0.575/cos+(2535)轉(zhuǎn)子電壓500伏以下5001000A2025式中：L轉(zhuǎn)子鐵心長(zhǎng)A端部直線伸出部分長(zhǎng)半均跨距=y2D2轉(zhuǎn)子外徑h2轉(zhuǎn)子槽高y2轉(zhuǎn)子線圈節(jié)距Z2轉(zhuǎn)子槽數(shù)sin-1b2轉(zhuǎn)子槽寬端部伸出長(zhǎng)：Ld=A+（2535）四、轉(zhuǎn)子散下線單層鍵形線圈平均匝長(zhǎng)Lcp=2L+2A+（20+b2/2）+（m40）式中：b2平均槽寬my2-b0

16、.96端部伸出長(zhǎng)：Ld=A+b+20跨距80以下80120120以上A101520線圈設(shè)計(jì)程序編制說(shuō)明1 此設(shè)計(jì)程序是在我廠設(shè)計(jì)人員多年來(lái)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)手稿公式的基礎(chǔ)上參考了外廠、外所的設(shè)計(jì)公式，并結(jié)合了我廠生產(chǎn)實(shí)際初步整理出來(lái)的初稿，還應(yīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中反復(fù)驗(yàn)證。2 線圈設(shè)計(jì)程序共分四部分（定子硬繞組、定子散下線繞組、轉(zhuǎn)子插入式繞組；轉(zhuǎn)子散下線繞組）3 線圈平均匝長(zhǎng)的簡(jiǎn)化近似計(jì)算公式是在線圈設(shè)計(jì)程序的基本上簡(jiǎn)化出來(lái)的，它僅供電磁時(shí)計(jì)算平均匝長(zhǎng)及端部伸出長(zhǎng)之用。4 根據(jù)本公式及簡(jiǎn)化公式抽算了我廠部分規(guī)格的產(chǎn)品，平均匝長(zhǎng)與生產(chǎn)圖紙數(shù)據(jù)比較見(jiàn)附表。線圈設(shè)計(jì)程序公式驗(yàn)算結(jié)果線圈型式電機(jī)型號(hào)新程序計(jì)算結(jié)果Lcp

17、簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果Lcp簡(jiǎn)化計(jì)算誤差%按舊程序計(jì)算（或舊圖紙）Lcp新舊程序計(jì)算誤差%定子硬繞組JB41-21383.41383.7+0.0291350+2.47JB51-215861582.6-0.2151560+1.41JB53-415281521.6-0.421520+0.5251JB42-4125421241.6-1.01258-0.75JBR52-61522.21512JBR62-8161241634.4+1.391640-1.08JZRH82-1017151718.2+0.187轉(zhuǎn)子插入繞組JZR71-10576587.5+1.96580-0.66JZR82-10859874JBR52-

18、6792808+0.75793-0.126JBR62-8826.5804.9828+1.5815800+1.41+0.61JBR61-6JBR51-8784633.6770624定子散下線繞組彭形8JO211-4359.4354.4-1.4實(shí)測(cè)線模周長(zhǎng)348BJO251-6523527+0.76實(shí)測(cè)線模周長(zhǎng)515梭形JZR61-10730728-0.274JZR51-8826.8816.4-1.31816+1.3梯形JBS11-2434.4432-0.55436-0.37JBS22-4534.6538+0.64537-0.45JBS31-6454458+0.88480-5.4定子軟線圈（散下線

19、）一、 已知數(shù)據(jù)：定子內(nèi)徑D1；鐵心長(zhǎng)L；槽數(shù)Z1；極數(shù)2P；節(jié)距y（以槽數(shù)計(jì)算）；每線圈匝數(shù)n；導(dǎo)線規(guī)格；定子槽形（平均槽寬b，槽高h(yuǎn)）；（長(zhǎng)度單位.毫米）二、 線圈基本尺寸1線圈平均跨距：y2線模寬度m=（-b）1.041.04經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)3線模厚度：（圖一）bP=×1.05 （圖一）bP應(yīng)為導(dǎo)線的直徑d的整數(shù)倍。能取下數(shù)最好6、8、10、12、14nB每圈導(dǎo)體數(shù)4直線部分伸出長(zhǎng)：A一般選用1220機(jī)座號(hào)大者選大值，見(jiàn)表1表1鐵心外徑A120145812167245121528032718368及以上20三、 計(jì)算：（一）雙層梯形線圈計(jì)算（圖二）（圖二）5彎曲半徑的確定：R=k1mk

20、1見(jiàn)表2。表2極數(shù)2極4極6極8極k10.280.300.300.320.320.340.340.36k20.30.320.350.38k40.290.300.300.320.320.350.350.37k50.50.330.350.250.270.240.26注：k1值在導(dǎo)線絕緣較厚者，取大值。r一般采用510跨距大者選大值。6線圈端部伸出長(zhǎng)：Ld=A+b+R7用作圖法量L1、8線圈平均匝長(zhǎng)：Lcp=2L+2A+L1+0.01745（R+b/2）+（r+b/2）（二）雙層梭形線圈計(jì)算（圖三）（圖三）9彎曲半徑的確定：R一般采用20r一般采用5。10線圈端部伸出長(zhǎng)：Ld=A+b+k2mk2見(jiàn)表

21、211線圈平均匝長(zhǎng)：Lcp=2L+2A+2L1+0.01745（R+b/2）+2（r+b/2）（三）雙層半梭形線圈的計(jì)算：（圖四）（圖四）（與梭形線圈計(jì)算方法相似，只是跨距中心偏移，這種線圈的特點(diǎn)具有梭形及梯形之特點(diǎn)）。12偏移后的線圈跨距：a=k3mk30.550.57極數(shù)少者取大值C=m-a13線圈伸出長(zhǎng)：Ld=A+b+k4mk4見(jiàn)表214線圈平均匝長(zhǎng)Lcp=2L+2A+L1+L2+0.01745（R+b/2）+（r+b/2）+一般為57.5（四）單層線圈的計(jì)算單層梭形線圈計(jì)算與雙層梭形一樣。單層鼓形線圈計(jì)算（圖五）（線模寬度2極為=（）0.9；4、6、8極按項(xiàng)2計(jì)算）15線圈端部伸出長(zhǎng)L

22、d=h+b+Ah=k5k5見(jiàn)表2，機(jī)座號(hào)小者選大值A(chǔ)見(jiàn)表1，對(duì)2極者選小值16彎曲半徑的決定：r510R=R=0.5cm(2極)17線圈每匝平均長(zhǎng)：Lcp=2L+2A+L1+0.01745（R+b/2）+（r+b/2）Lcp=2（L+2A+R）（2極）注：（1）同心式繞組時(shí)應(yīng)變動(dòng)A值按內(nèi)外層線圈端部留有35毫米的問(wèn)題。 （2）交叉式有兩種不同跨距的線圈時(shí)，可變動(dòng)小跨距的線圈的A值，使兩種線圈端部伸出長(zhǎng)Ld相等。18每組平均引線總長(zhǎng)：L=+20/qna并聯(lián)支路數(shù)m相數(shù)x雙層x=1，單層x=219每組線圈絕緣導(dǎo)線重：G1= （公斤）導(dǎo)線比重，銅線=8.9，鋁線=2.7i并繞導(dǎo)線數(shù)S單極導(dǎo)線截面積，

23、見(jiàn)表4k絕緣導(dǎo)線重量系數(shù)，見(jiàn)表320每臺(tái)線圈絕緣導(dǎo)線總重：G=G1×2m/x （公斤）x=2單層，1雙層絕緣導(dǎo)線重量系數(shù)k 表3導(dǎo)線直徑d聚脂或聚乙烯醇縮醛漆包單紗漆包銅線雙玻璃線包銅線銅線鋁線0.511.0361.121.1061.3750.621.0281.0951.0851.3050.721.0751.260.801.0681.2330.901.0641.21.01.0811.1781.121.0261.0781.0581.1551.21.0241.0551.1451.31.0221.071.0481.1351.41.021.0651.0451.1241.51.0181.0621.0431.1151.621.0171.0551.041.107繞組用絕緣圓銅線標(biāo)準(zhǔn)直徑、截面積 表4直徑dmm截面積Smm2絕緣后直徑di直徑dmm截面積Smm2絕緣后直徑di銅線牌號(hào)銅線牌號(hào)QZQQSOCSBECQZQQSOCSBEC0.270.05730.320.770.4660.860.991.040.290.05610.340.800.5030.891.041.070.310.07550.360.55