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电机气隙磁通密度(电机磁隙小对性能的影响)

文章来源:创始人 人气:1 发布时间:2022-11-23 10:46 S M L

根据电机的综合技术经济指标,选择最合适的电负载和磁负载值,使制造和运行的总成本最小,并具有良好的性能。除了不要选择过高的电负荷和磁负荷值外,还应考虑它们的比值。因为这个合适的比值不仅影响电机的参数和特性,还与铜(铝)耗和铁耗的分布密切相关,即会影响电机效率曲线上最高效率的位置。

正因为如此,对于经常轻载运行的电机,通常建议选择较大的电负载值和较低的磁负载值,以便在轻载时获得较高的效率。

1电机的冷却条件对电磁负荷的选用也有重要影响

如保护电机由于冷却条件较好而选择的电负载和磁负载,可以高于同规格的封闭式电机,通常比一般小型异步电机高15~20%左右。

2电机所用的材料与绝缘结构的等级也直接影响

电磁负载的选择。绝缘结构的耐热性越高,电机的允许温升越高。磁性材料(包括一些也起磁路作用的结构部件)的材料性能越好,允许的磁密度就越高。当电枢绕组由铝线制成时,由于其电阻率较高,为了保证足够的空间以避免过大的电气损耗,电磁负荷通常低于铜线。

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3电磁负荷的选择还和电机的功率及转速有关

电磁负载的选择还与电机的功率和转速有关,具体来说与电枢直径(或极距)和转子的圆周速度有关。对于圆周速度较高的电机,转子与气隙中冷却介质的相对速度较高,因此冷却条件得到改善,电磁负载可选择较大。电枢直径(或极距)越小,选择的电磁负载就应该越小。这主要是空间是否足够的问题。可以这样解释:在内电枢的电机(如DC电机)中,电枢直径越小,为了保证平行于槽壁时有一定的槽隙,齿根会越窄;当平行于齿壁时,槽的尺寸将受到限制,以保证一定的齿截面积。

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所以当电机功率较小时(通常直径也较小),如果平行于槽壁,由于齿根磁密的限制,磁负载的值不会太高,因为齿根磁密的最大值通常是有限的。超过这个值后,励磁电流和铁损会迅速增大,由于齿根磁密的限制,相位不能太深,从而限制了槽距的大小和电负载的数值。如果平行于齿壁,小直径电机的槽距比大直径电机的槽距小,所以在齿距、齿宽、相深一定的情况下,电气负荷要小一些。同样,在内极式电机(如凸极同步电机)中,当电枢直径变小时,励磁绕组所占的空间也会变小,这就限制了励磁磁势的取值,使电枢反应磁势及其密切相关的电负载和磁负载不能过高。不仅如此,对于电枢直径较小的电机,导体通常更细(因为电流小),绝缘所占比例更大,使得槽空间的利用更差。这时候为了尽可能的增加槽隙,齿宽必须要窄一些,这就要求磁负载不能太高。

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电磁负荷选择时要考虑的因素很多,很难单纯从理论上来确定。通常主要参考电机工业长期积累的经验数据,并分析对比所设计电机与已有电机之间在使用材料、结构、技术要求等方面的异同后进行选取。

工业发展的历史表明,随着材料,特别是电工材料、冷却条件和电机结构的不断改进,电机的利用系数以及电负载和磁负载的数值一直在逐渐增加,从而使电机的体积和质量不断下降,而性能指标仍能得到保证。

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