电机设计复习重点和课后答案(陈世坤第二版)

电机设计复习重点和课后答案（陈世坤第二版）

第二章

1电机的主要尺寸是指什么？【P9】它们由什么决定？【P12】

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电机的主要尺寸间的关系是什么？【P10】根据这个关系式能得出哪些重要结论？【P12】 答：电机的主要尺寸间的关系是D 2l ef n /P ’=6.1/(αp ’

K Nm K dp AB δ).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αp ’、 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。

第三章

3磁路计算的目的?【P23】

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磁路计算所依据的基本原理？【P23】

答：磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理⎰l d H =∑I 。积分路径沿着磁场强度矢

量取向（磁力线），则⎰=dl H ∑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电机的磁路可分为几段进行？【P23】为什么气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例？

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，δm R =δ/(Sµ.),mFe R =l /(S Fe μ).所以气隙磁阻比铁心磁阻大得多,又因为Um=Φm R m .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在电机设计时通常对铁心磁密BFe 取硅钢片磁化曲线的饱和点,为什么?

答:铁心磁密的饱和点为B Fe =1.5T.当B Fe 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?为什么引入轭部磁压降校正系数Cj 这一概念?【P36-37】

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=⎰Lj l d H 0

.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

l d H Lj 01

.Hjav 和Hj 存在值不同,引入磁压降

校正系数Cj=Hj jav

H 来修正.

8在磁路计算中,当齿部磁密超过1.8T 时,为什么要进行修正?【P33】

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B δl ef t/(K e F b l t

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

9异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成?【P51-62】

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.

10交流电机定子单层整距绕组每槽漏感L s '

如何计算?【P51-52】 答:高度h.范围内全部槽中电流产生的漏磁链Ψs1=Ns(Bs1S)=Ns*S*μ.2INs/bs=N 2s 2I μ.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d Ψs2=(Ns*x/h1)d Φx=(Ns*x/h1)22I μ.lefdx/bs.高度h1范围内由槽中电流产生的漏磁链为Ψs2=Ψ1

0⎰h d s2=N 2s μ.lef 2I dx h x ⎰102=N 2s 2I

μ.h1lef/(3bs).槽漏磁链总和Ψs=Ψs1+Ψs2=N 2s 2μ。Lef(h./bs+h1/(3bs)).即每槽漏感为：L s '

=Ψs/(2I)=N 2s μ.lef(h./bs+h1/(3bs)).（bs 为槽宽） 第五章

11电机的损耗分别为哪几种?【P76】哪些损耗是不变损耗?哪些损耗是可变损耗？【P76】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。

12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N S ≤0.05,S 变

化不大，也认为转速不变。对于直流电机有n=E/(Ce Φ) ≈Un/(Ce Φ),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。