单相串励电动机设计.docVIP

单相串励电动机设计 基本公式: 反电动势E: 对于直流串励电动机: 其中: P–––极对数; N–––电枢总的导体数 a–––电枢绕组并联支路对数 Φ–––每极气隙磁通量 n–––电机转速 对于单相串励电动机: kp–––电枢绕组短距系数. 电压平衡方程式: 对于直流串励电动机: Ra---––––电枢绕组电阻 Rf––––激磁绕组电阻 (Ub---––––电刷与换向器间压降 对单相串励电动机: Ux----–––端电压有功分量 Ur––––端电压无功分量 电磁力矩公式: 对于直流串励电动机: ; 对于交流串励电动机: .(此为平均力矩,非瞬时力矩) 其中:( --––– 电枢电流超前主磁通的相角. 每极气隙磁通量为: -- ––– 极弧系数 ( ––– 极弧长度 -- ––– 电枢铁芯计算长 -- ––– 气隙磁密 转速: 略去电刷和换向器之间的压降△Ub,则直流串励电动机的转速: 对单相串励电动机,在略去ΔUb和假设θ=0的条件下有: 则. 电机主要参数之间的关系 电负荷(线负荷)、电密及发热因子之间的关系. 电负荷A定义: 沿电枢圆周单位长度上的安培导体数称为电负荷. 公式: N -- ––– 电枢总导体数 D --––– 电枢外径 a ––– 电枢绕组的并联支路对数 电密J:- 导体单位横载面积上通过电流的大小. d --––– 导体直径 发热因子: 电枢绕组的线负和导体电密J的乘积A·J叫发热因子.它决定了电机温升的高低. 从上可见,在电流一定的条件下,对于整个电机有: 导线的横载越大,则温升越低; 电枢直径越大,则温升越低; 电枢匝数越小,则温升越低. 但在实际情况中,为了增大力矩,往往电枢匝数较大,使得电枢温升高于定子线圈部位的温升.电机绝缘等级越高,允许发热因子的数值越大,一般对串激电机,A·J为700~1400安/厘米?安/毫米2). 电机的体积、转速与功率之间的关系. 对于串励电动机 : 因串激电动机则 式中: ------ 计算功率, ------- 效率, P -------- 额定功率, -------- 计算极弧系数, ------- 类同于电机的体积. 从上可知: 在要求的转速与计算功率比值一定的条件下,改用不同类型的电机芯片(即改变D),则可通过改变铁芯长度L来保证达到相同的性能; 在电机的芯片与长度一定的条件下,要求的功率越大,则转速越高,如若要保证工作点的转速,则应提高工作点的效率; 在功率一定的条件下,可提高转速以减小电机体积. 利用系数KA与力矩之间的关系. 利用系数KA它反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料. 因,则. 可见: 在D2·L(即电机体积)一定的条件下,产生的力矩越大,则利用系数越高. 电负荷与磁负荷之间的关系. 由可知: 若线负荷A不变,气隙磁密Bδ增大,则电机体积减小,用铁量减小;同时因铁损与成正比则电机铁耗增大,温升也将升高;同时气隙磁层降和磁路饱和程度增加,功率因子下降; 磁负荷Bδ不变,线负荷A增大,则电机体积减小,用铁量减少;因Bδ一定,而铁芯重量减小,则铁耗减少;同时因每极磁通变小,为了产生一定的感应电势,则绕组匝数必须增加,致使用铜量增加,铜耗随之增加,使绕组温升增高. 、 FORM-ENG-001 (7/25/2000)