電機設(shè)計最佳教程第二講電機主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定課件

電機設(shè)計第二講

電機主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定2011.09.15講課人：邢偉04四月2023提要1、電機的設(shè)計任務(wù)書2、電機的主要尺寸公式電機的身材——主要參數(shù)與長徑比電機的主要尺寸公式幾個主要概念4、電機的幾何相似定律和系列化電機設(shè)計3、電磁負荷與主要尺寸比的選擇1、電機的設(shè)計任務(wù)書——電機設(shè)計的起點和依據(jù)產(chǎn)品規(guī)格：額定功率、額定轉(zhuǎn)速（頻率、極數(shù)）、額定電壓技術(shù)要求

效率、可靠性、溫升、轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性運行條件：工作制、使用環(huán)境

2.1電機的身材04四月2023三圍：定子外徑D1定子內(nèi)徑D2轉(zhuǎn)子外徑d1電機的身材身高:鐵心的軸向長度

L2.1電機的身材2.1電機的身材人：身高三圍力量速度肌肉的發(fā)達程度電機：軸向長度lef電樞直徑D功率P轉(zhuǎn)速n電磁負荷A、

Bδ長徑比轉(zhuǎn)矩2.2電機的主要尺寸公式電機的主要尺寸公式（電機設(shè)計基本公式）：直流電機：2.2電機的主要尺寸公式2.3幾個主要概念電機的計算功率（視在內(nèi)功率）電機的利用系數(shù)電機常數(shù)電機的電磁負荷電機的熱負荷2.3幾個主要概念3.1電磁負荷的選擇線負荷A提高，氣隙磁密不變電機的尺寸和體積將較小，可節(jié)省鋼鐵材料鐵耗減小為保持感應(yīng)電勢不變，繞組匝數(shù)增加，銅（鋁）材料將增加電樞單位表面上的銅耗增加，繞組溫升增高，電機參數(shù)和電機特性的改變，在后續(xù)章節(jié)中逐漸展開氣隙磁密提高，線負荷A不變電機的尺寸和體積將較小，可節(jié)省鋼鐵材料電樞基本鐵耗增大，效率降低，冷卻條件不變的話可導(dǎo)致溫升提高氣隙磁壓降和磁路的飽和程度增加。直流電機的勵磁繞組用銅量和勵磁損耗增加，效率下降；感應(yīng)電機的勵磁電流上升，功率因數(shù)變壞。電機參數(shù)和電機特性的改變，在后續(xù)章節(jié)中逐漸展開3.1電磁負荷的選擇3.1電磁負荷的選擇A與值不易過高，而且比值要適當(dāng)，應(yīng)為這一比值除了影響電機的參數(shù)和特性，還與電機銅耗、鐵耗的分配相關(guān)，也即會影響電機效率曲線上出現(xiàn)最高效率的位置。A與值的選擇與電機的冷卻條件、材料、絕緣等級、功率、轉(zhuǎn)速、電機的結(jié)構(gòu)形式（內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子）3.2主要尺寸比的選擇對散熱的影響：加長了軸向風(fēng)路和風(fēng)阻，增大了定子鐵心和機座的接觸面積。因此，對于開放式和封閉式電機，長徑比的選擇不同。對加工和工藝的影響：線圈數(shù)目下降，制造工時下降、絕緣材料消耗下降；沖片數(shù)目增多，工時增加；下線工時增多，難度加大；軸承支撐點間間距增大，軸需要加粗。有利于降低電機的轉(zhuǎn)動慣量和機械時間常數(shù)，提高電機的頻響。感應(yīng)電機、同步電機、直流電機的長徑比選擇范圍見課本p17

專著推薦【美】E.列維，《多相電動機直接設(shè)計法》陳明震，童本正，胡崇岳，魏美琪譯.機械工業(yè)出版社，1989年出版4.1電機的幾何相似定律概念：幾何形狀相似、長度因次l

、有效材料有效材料的成本

總損耗4.1電機的幾何相似定律幾何相似定律表明：隨著功率增大，電機的損耗相對減小，效率提高隨著功率增大，電機的有效材料利用率提高，成本降低隨著功率增大，電機的功率密度提高4.2系列化電機設(shè)計概念：

系列化電機——技術(shù)要求、應(yīng)用范圍、結(jié)構(gòu)型式、冷卻方式、生產(chǎn)工藝基本相同，功率及尺寸按一定規(guī)律遞增，零部件通用性很高的一系列電機?？煞譃榛鞠盗?、派生系列和專用系列。4.3系列化電機設(shè)計的特點（1）功率按一定規(guī)律遞增

相鄰兩功率等級之比或稱為功率（容量）遞增系數(shù)，按照“GB321-64優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系”選取?？稍谛」β史秶鷥?nèi)采用小的遞增系數(shù)，在大功率范圍內(nèi)采用大的遞增系數(shù)，所謂復(fù)合優(yōu)先數(shù)系。

（2）安裝尺寸和功率等級相適應(yīng)系列化電機的安裝尺寸一般按軸中心高分級，原則上也應(yīng)按優(yōu)先數(shù)系遞增。系列化設(shè)計時，需要確定功率等級與軸中心高的對應(yīng)關(guān)系。軸中心高等級太少，則可減少電機制造時的工藝設(shè)備，方便用戶安裝，但電磁設(shè)計將不夠合理，材料得不到充分利用。通常一個軸中心高對應(yīng)2~3個功率等級。4.3系列化電機設(shè)計的特點（5）考慮派生的可能性

作少量改動即派生出某些產(chǎn)品，以滿足特殊性能、特殊環(huán)境與特殊使用條件方面的要求

（6）系列電機的額定電壓按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級選用其中一種或幾種（7）系列電機有一定的轉(zhuǎn)速范圍或等級