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电机体积与电磁负荷的关系

发布时间:2018-05-31 23:31:00 点击:    

 
 

无锡伯顿亚虎国际娱乐2018年5月31日讯 尤其材料的极限应用、电磁负荷尽可能往高提升、单位功率的材料消耗、利用系数等等,搅得他一头雾水。今天重点谈谈电机常数,剖析其物理含义,搞明白为什么要想方设法探底电磁负荷极限值。

电机常数是怎么回事

电机进行能量转换时,无论是从机械能变成电能(发电机),或从电能变成机械能(电动机),能量均以电磁能的形式通过定、转子间的气隙进行传递,与之对应的功率成为电机的电磁功率,用电机的计算功率P′表示,按下式计算:

P′=mEI×10-3(千伏安)——(1)

    式中: m——绕组相数

 E——绕组电动势(伏)

 I——绕组相电流(安)


绕组电动势为

E=4KwmfWKdpΦ(伏)——(2)

   式中 Kwm——气隙磁场波形系数,正弦分布时等于1.11

f——电流频率(赫)

W——绕组每相串联匝数

Kdp——绕组系数,以基波绕组系数Kdp1代入

Φ——每极磁通(韦)

电流频率为

f =pn/60——(3)

    式中 p——极对数

n——转速(转/分)

每极磁通为

Φ=BδavτLef=Bδαp′τLef(韦)——(4)

    式中 Bδ——气隙磁密最大值(特斯拉)

αp′——计算极弧系数,αp′=Bδav/Bδ,其中Bδav为气隙平均磁密

Lef——电枢计算长度(米)

τ——极距(米),τ=πD/2p(米),其中D为电枢直径(米)

沿电枢圆周单位长度上的总电流称为电负荷A,即

A=2mWI/πD (安/米)——(5)

将(3)~(4)代入(2),(2)代入(1),整理后可得

(D2Lefn)/P′=6.1×103/(αp′Kwm KdpA Bδ)=CA——(6)

对于一定功率、转速范围的电机,电负荷A、磁负荷Bδ变动范围不大,αp′、Kwm 、Kdp的变化范围更小,故此CA称为电机常数。


式(6)可变为

CA=(D2Lef)/(P′/n)=(60D2Lef)/(2πT′)——(7)

式中T′为计算转矩,T′=P′/Ω=60P′/2πn, Ω为机械角速度(弧度/秒)。

解析电机常数

式(7)中(D2Lef)近似表示转子有效部分体积,定子有效部分体积也和它有关。故而电机常数大体反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料(铜、铝、硅钢片)的体积,并一度程度上反映了结构材料的耗用量。

电机常数CA的倒数为

KA=1/CA=(2πT′)/(60D2Lef)=P′/(D2Lefn)——(8)

式(8)表明,KA表示单位体积有效材料所能产生的计算转矩,其大小反映电机有效材料的利用程度,称为利用系数。随着电机制造水平的提高和材料质量的改进,利用系数将不断增大。


电磁负荷A、Bδ


式(6)中αp′、Kwm 、Kdp的数值一般变化不大,因此,电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A、Bδ有关。电磁负荷A、Bδ愈高,电机尺寸愈小,这就是为什么要想方设法探底电磁负荷的极限值根本性原因,直接关系到对设计电机的性能和经济性。

 
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