電機設計之三演示

（優(yōu)選）電機設計之三課件目前一頁\總數(shù)三十頁\編于十七點第四章參數(shù)計算§4-1繞組電阻的計算直流電阻可按下式計算：

按國家標準GB755-81的規(guī)定，各絕緣等級的基準工作溫度為：對于A級、E級、B級絕緣的基準工作溫度為75℃；對于F級、H級絕緣的基準工作溫度為：115℃。

由于集膚效應，使交流電阻較直流電阻值大。交流電阻值按下式計算：目前二頁\總數(shù)三十頁\編于十七點一、直流電機直流電機電樞繞組的電阻可按下式計算：二、感應電機1、定子繞組每相電阻可按下式計算：目前三頁\總數(shù)三十頁\編于十七點2、繞線式轉(zhuǎn)子電阻計算計算公式同上，但系數(shù)KF’取1，因為在正常運行時，轉(zhuǎn)子電流的頻率很低集膚效應忽略不計。3、籠型轉(zhuǎn)子電阻的計算指折算到定子方面的轉(zhuǎn)子每相電阻。折算系數(shù)如下：

把籠型轉(zhuǎn)子繞組當作一個對稱多相繞組，其相數(shù)等于槽數(shù)即導條數(shù)，每相的導條數(shù)為1。于是：

各導條電流的有效值是相等的，相鄰導條之間的相位差為相鄰兩槽間的電角度α。目前四頁\總數(shù)三十頁\編于十七點

同理，轉(zhuǎn)子端環(huán)各段中的電流有效值也相等，相鄰兩段中的電流相位差也等于α。導條電流與端環(huán)電流之間的關系：如圖所示，導條電流IB等于相鄰兩端電流IR之差。由相量圖可得：目前五頁\總數(shù)三十頁\編于十七點

計算每相電阻時，可用接成星形的電阻來替代接成多邊形的端環(huán)電阻。如圖所示。等效的相電阻R2的電損耗應等于原來籠型轉(zhuǎn)子繞組的電損耗即：目前六頁\總數(shù)三十頁\編于十七點折算到定子方面的每相轉(zhuǎn)子電阻為：三、同步電機同步電機電樞繞組的每相電阻的計算和感應電機的算式一樣?！?-2繞組電抗的一般計算方法

繞組電抗分為兩類：1、主電抗；2、漏電抗。通常把它們表示成標么值的形式。例如，標么值表示的繞組漏抗等于：電抗的計算方法有兩種：1）磁鏈法對任何一個電路的電抗可以寫成：因此，在一定頻率之下，電抗的計算歸結(jié)為對電路的電感L的計算。目前七頁\總數(shù)三十頁\編于十七點則電感的計算又可歸結(jié)為對磁鏈的計算。2、能量法§4-3主電抗的計算

主電抗即為相應于基波磁場或相應于同時交鏈定、轉(zhuǎn)子繞組的主磁場的電抗，屬于主電抗。在感應電機中，又將主電抗稱為勵磁電抗；在同步電機中，則稱為電樞反應電抗。

計算主電抗時假定：1）電樞槽部導體中的電流集中在槽中心線上；2）μ=∞；3）槽開口的影響用氣隙系數(shù)來計及。目前八頁\總數(shù)三十頁\編于十七點AX目前九頁\總數(shù)三十頁\編于十七點上式也可寫成如下形式：

從公式可以看出，感應電機的主電抗或勵磁電抗Xm，主要與繞組的每相匝數(shù)N、電樞的軸向長度lef及極距與氣隙之比τ/δ有關。因此，選用較大的A和較小的Bδ將使電機的主電抗變大。目前十頁\總數(shù)三十頁\編于十七點

對于凸極式同步電機，顯然，由于氣隙不均勻，則對應于不同氣隙尺寸下的主電抗值是不同的。根據(jù)雙反應理論，把主電抗分為直軸的電樞反應電抗和交軸的電樞反應電抗。式中，系數(shù)Kd與Kq由曲線圖查得。

對于隱極式同步電機，由于電機氣隙基本上均勻，因此電樞反應電抗不分成直軸與交軸，即：§4-4漏電抗的計算

漏電抗即為漏磁場對應的電抗。繞組的漏電抗分為：1）槽漏抗；2）諧波漏抗；3）齒頂漏抗；4）端部漏抗等四個部分。上述四個部分的漏抗全部相加即得總的漏抗值。目前十一頁\總數(shù)三十頁\編于十七點0.40.50.60.70.80.91.0αp00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0kd,kq0.050.031.01.52.0kdkq圖4-2系數(shù)kd及kq目前十二頁\總數(shù)三十頁\編于十七點因此，漏抗的計算歸結(jié)為相應的比漏磁導λ的計算一、槽漏抗的計算（一）單層整距繞組的槽漏抗計算時假定：1）電流在導體截面上均勻分布；2）不計鐵心磁阻；3）槽內(nèi)漏磁力線與槽底平行。

槽漏磁分為兩部分計算：1）通過h0高度上的漏磁通和槽內(nèi)全部導體匝鏈；2）通過h1高度上的漏磁通和部分導體匝鏈。對于h1高度上的磁通則有：目前十三頁\總數(shù)三十頁\編于十七點每相槽漏抗：每相繞組共有2pq個槽，如果并聯(lián)支路數(shù)為a，每一支路中有2pq/a個槽中的導體相串聯(lián)，故每一支路的槽漏抗為：目前十四頁\總數(shù)三十頁\編于十七點

由式可見，每相槽漏抗與每相串聯(lián)匝數(shù)N成平方關系，因此每相串聯(lián)匝數(shù)N的多少對于每相的槽漏抗數(shù)值影響最大。對于其它槽形，亦可采用類似方法來獲得有關槽比漏磁導的計算公式。（二）雙層整距繞組的槽漏抗仍以矩形開口槽為例，槽中有兩層線圈邊，如圖所示：目前十五頁\總數(shù)三十頁\編于十七點

求槽漏抗的基本思想是分別求出上層、下層線圈邊的自感及互感，然后相加得出總自感。假設上、下層串聯(lián)導線數(shù)為Ns/2，則：

由于是整距繞組，所以上下層線圈邊屬于同一相，其電流也屬同一相，不存在時間上的相位差，故每槽漏感：每相槽漏抗：目前十六頁\總數(shù)三十頁\編于十七點對比單層整距繞組的槽比漏磁導的計算化式，不難看出：目前十七頁\總數(shù)三十頁\編于十七點（三）雙層短矩繞組的槽漏抗由于采用短矩繞組，因此在有些槽中的上下層線圈邊中的電流不屬于同一相，如圖所示。

具體有多少個槽的上下層線圈電流不屬于同一相，則要看線圈的節(jié)距比β=y/τ的值。目前十八頁\總數(shù)三十頁\編于十七點

于是在一個極距范圍內(nèi)，一相繞組（例如A相）的總磁鏈（用符號法表示的復振幅）為：目前十九頁\總數(shù)三十頁\編于十七點目前二十頁\總數(shù)三十頁\編于十七點二、諧波漏抗計算

電機定子（電樞）多相繞組通多相電流，在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，除了基波磁場外，還有一系列的旋轉(zhuǎn)諧波磁場，雖然轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向不同，但是它們切割電樞繞組感應電勢頻率均為基率電勢頻率f1。

因此，諧波電勢應反映在定子回路的電勢平衡方程中。但是由于它們不產(chǎn)生有用的轉(zhuǎn)矩。所以一般把諧波磁場所感應的基頻電勢看作漏抗壓降，相應的電抗稱之為諧波漏抗。計算諧波漏抗時假定：1）各槽線圈邊中的電流集中在槽中心線上；2）鐵心磁導率μ無窮大；3）氣隙是均勻的，開口槽對各次諧波的影響以氣隙系數(shù)來計及；4）忽略各次諧波磁場在對方繞組中所感應的電流對本身的削弱作用。目前二十一頁\總數(shù)三十頁\編于十七點諧波磁場對繞組的磁鏈：相對于ν次諧波的諧波漏抗：總的諧波漏抗（所有各次諧波漏抗之和）：對諧波比漏磁導λδ的計算也可以采用查曲線的方法。1、定子繞組諧波漏抗的計算目前二十二頁\總數(shù)三十頁\編于十七點

以上諧波漏抗的計算式子適用于氣隙均勻的電機如感應電機、隱極式同步電機等。對于凸極式同步電機的諧波漏抗可以近似地應用上式，但要乘以一個系數(shù)Kd，即：2、感應電機籠型轉(zhuǎn)子繞組的諧波漏抗計算目前二十三頁\總數(shù)三十頁\編于十七點三、齒頂漏抗計算

在同步電機里，氣隙比較大，于是磁場不是完全沿著徑向穿越氣隙，其部分磁力線經(jīng)由一個齒頂進入另一個齒頂形成閉合回路，如圖所示。這些漏磁稱之為齒頂漏磁。與之相應的漏抗為齒頂漏抗，如下圖所示。b0δ目前二十四頁\總數(shù)三十頁\編于十七點當槽口面對極間區(qū)域時，齒頂比漏磁導的計算式為：齒頂總的比漏磁導為：齒頂漏抗為：目前二十五頁\總數(shù)三十頁\編于十七點

對于隱極式同步電機，由于氣隙是均勻的，則有：四、端部漏抗計算

繞組端部漏抗是相應于繞組端部匝鏈的漏磁場的電抗。對于不分組的單層同心式繞組則有：為了便于計算，將上式化為與槽漏抗公式相同的形式：目前二十六頁\總數(shù)三十頁\編于十七點對于分組的單層同心式繞組，其端部比漏磁導為：對于單層鏈式繞組，其端部比漏磁