电机设计复习重点和课后答案陈世坤第二版

电电 机机 设设 计计 复复 习习 重重 点点 和和 课课 后后 答答 案案 （（ 陈陈 世世 坤坤 第第 二二 版版 ）） 第二章第二章 1 1 电机的主要尺寸是指什么？电机的主要尺寸是指什么？【【P9P9】】它们由什么决定？它们由什么决定？【【P12P12】】 答：电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度。对于直流电机，电枢直 径是指转子外径；对于一般结构的感应电机和同步电机，则是指定子内径。它 们由计算功率 P’ ’决定。 2 2 电机的主要尺寸间的关系是什么？电机的主要尺寸间的关系是什么？【【P10P10】】根据这个关系式能得出哪些重要结根据这个关系式能得出哪些重要结 论？论？【【P12P12】】 答：电机的主要尺寸间的关系是D lefn/P =6.1/(αp’KNmKdpABδ).根据这个 关系式得到的重要结论有 :①电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速 n 之比 P’/n 或计算转矩 T 所决定;②电磁负荷 A 和 B δ不变时，相同功率的电机，转速 较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。这表明提高 转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时，若直径不变而采取不同长度， 则可得到不同功率的电机。 ④由于极弧系数α p ’、 K Nm 与 K d 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 和 B δ有关。电磁负荷选 得越高电机的尺寸就越小。 2’’ 第三章第三章 3 3 磁路计算的目的磁路计算的目的? ?【【P23P23】】 答：磁路计算的目的在于确定产生主磁场所必需的磁化力或励磁磁动势， 并进而计算励磁电流以及电机的空载特性。通过磁路计算还可以校核电机各部 分磁通密度选择是否合适。 4 4 磁路计算所依据的基本原理？磁路计算所依据的基本原理？【【P23P23】】   答：磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理Hdl=∑I。积分路径沿着 磁场强度矢量取向（磁力线） ，则Hdl ∑I。等式左边为磁场 H 在dl方向上的 线积分；所选择的闭合回路一般通过磁极的中心线，等式右边为回路包围的全 电流，即等于每对极的励磁磁势。 5 5 电机的磁路可分为几段进行？电机的磁路可分为几段进行？【【P23P23】】为什么气隙磁压降占整个回路磁压为什么气隙磁压降占整个回路磁压 降很大的比例？降很大的比例？ 答：电机的磁路可分为如下各段： 1）空气隙；2）定子齿（或磁极） ；3） 转子齿（或磁极） ；4）定子轭；5）转子轭。因为空气隙的磁导率比铁的磁导率 小得多，R m =δ/(Sµ.),R mFe =l/(S Fe ).所以气隙磁阻比铁心磁阻大得多,又因为 Um= ΦmRm.所以气隙磁压降比铁心磁压降大得多,故气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比 例. 6 6 在电机设计时通常对铁心磁密在电机设计时通常对铁心磁密 BFeBFe 取硅钢片磁化曲线的饱和点取硅钢片磁化曲线的饱和点, ,为什么为什么? ? 答:铁心磁密的饱和点为 B Fe=1.5T.当 BFe 小于 1.5T 时,材料利用不够.当 B Fe 大于 1.5T 时,过饱和点,上升幅度不大.而且又需要更大的励磁电流、损耗和成 本都会增加.所以应取 B Fe=1.5T. 7 7 计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时一般取什么磁密为计算磁密计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时一般取什么磁密为计算磁密 ? ?为什么为什么 引入轭部磁压降校正系数引入轭部磁压降校正系数 CjCj 这一概念这一概念? ?【【P36-37P36-37】】 答:计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时,一般取轭部切向最大磁密 Bj 作为 计算磁密.因为齿联轭磁密分布不均匀,齿联轭磁路全长上的磁压降 Fj= 0 1 为了简化计算,引用一个等效的均匀磁场代替不均匀磁场Hjav= Lj Lj   Hdl.  Lj 0   Hdl.Hjav 和 Hj 存在值不同,引入磁压降校正系数 Cj= Hjav 来修正. Hj 8 8 在磁路计算中在磁路计算中, ,当齿部磁密超过当齿部磁密超过 1.8T1.8T 时时, ,为什么要进行修正为什么要进行修正? ?【【P33P33】】 答:齿部磁密超过 1.8T,此时齿部磁密比较饱和,铁的磁导率μ.比较低,使 齿部的磁阻和槽部相比差别不是很大 .这样,一个齿距内的磁通大部分将由齿部 进入轭部,部分磁通通过槽部进入轭部.因而齿部中的实际磁通密度 B 比通过公 式Bδleft/(K Fe l t b t )小些.即实际的磁场强度及磁压降也会小一些 ,所以要进行修 正. 第四章第四章 9 9 异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成? ?【【P51-62P51-62】】 答:异步电机:槽漏抗,谐波漏抗,端部漏抗,斜槽漏抗. 同步电机:槽漏抗,谐波漏抗,齿顶漏抗,端部漏抗. 1010 交流电机定子单层整距绕组每槽漏感交流电机定子单层整距绕组每槽漏感 L s如何计算 如何计算? ?【【P51-52P51-52】】 答 : 高 度 h. 范 围 内 全 部 槽 中 电 流 产 生 的 漏 磁 链 Ψ s1=Ns(Bs1S)=Ns*S* μ.2INs/bs=N2s2Iμ.h.lef/bs.高度 h1 范围内距槽底 X 处高 dx 的范围内产生的 漏磁链dΨs2=(Ns*x/h1)dΦx=(Ns*x/h1)22Iμ.lefdx/bs.高度h1范围内由槽中电流 产生的漏磁链为Ψs2=dΨs2=N sμ.lef2I 0 2 h1h1 0 2dx=N s2Iμ.h1lef/(3bs).槽漏x2 磁链总和Ψ s=Ψs1+Ψs2=N2s2μ。Lef(h./bs+h1/(3bs)).即每槽漏感为：L s =Ψ s/(2I)=N2sμ.lef(h./bs+h1/(3bs)).（bs 为槽宽） 第五章第五章 1111 电机的损耗分别为哪几种电机的损耗分别为哪几种? ? 【【P76P76】】 哪些损耗是不变损耗哪些损耗是不变损耗? ?哪些损耗是可变哪些损耗是可变 损耗？损耗？【【P76P76】】哪些损耗是主要损耗？哪些损耗是次要损耗？哪些损耗是主要损耗？哪些损耗是次要损耗？ 答：电机的损耗分别为：①定子转子铁心中的基本铁耗；②空载时铁心中 的附加（杂散）损耗；③电气损耗；④负载时的附加（杂散）损耗；⑤机械损 耗。其中①②⑤为不变损耗；③④为可变损耗。①③⑤为主要损耗，②④为次 要损耗。 1212 为什么所有电机的机械损耗都为不变损耗？为什么所有电机的机械损耗都为不变损耗？ 答：不变损耗是指损耗不随负载的变化而变化。机械损耗包括通风损耗、 轴承摩擦损耗和电刷摩擦损耗。主要的决定因素是转速n。对于同步电机有 n=n1=60f/p,由于f 和p不变， 故转速不变。 对于异步机有 n=(1-s)n1=(1-s)60f/p. 空载时 S=0,额定负载时S N≤0.05,S 变化不大，也认为转速不变。对于直流电机 有 n=E/(CeΦ) ≈Un/(CeΦ),所以也认为转速基本不变。综上所述，对于所有电 机，n 都不变，机械损耗也不变，即机械损耗是不变的。 第七章第七章 1313