发电机电磁计算
水轮发电机电磁计算单SFW3200-8-1730
水轮发电机计算单发电机型号：设计时间 :2011-10-29 16:01:58=======================================================================序号名称变量结果单位=======================================================================一. 基本数据1.1 额定数据1.101 额定功率 Pn 2000 (kW)1.102 额定功率因素 cosθn .81.103 额定容量 SN 2500 (kVA)1.104 额定电压 UN 6300 (V)1.105 相电压 Uθ 3637.307 (V) 1.106 额定电流 IN 229.114 (A) 1.107 相电流 Iθ 229.114 (A) 1.108 额定转速 nN 750 (r/min) 1.109 飞逸转速 nr 4 (r/min)1.110 额定频率 fN 50 (Hz)1.111 极数 2p 81.112 相数 M 31.113 飞轮力矩 GD2 737.895 (kN.m) 1.114 无功功率 Pr 1500.0000 (kW) 1.115 机械时间常数 Tmec 5686.403 (s) 1.115 重量估算 Gr 5.645 (t)1.2 定子铁芯和转子磁极铁芯尺寸1.201 定子铁芯外径 Dl 173 (cm)1.202 定子铁芯内径 Di 132 (cm)1.203 定子槽宽度 bs 1.68 (cm)1.204 定子槽高度 hs 7.48 (cm)1.205 定子槽楔高度 hk .5 (cm)1.206 定子线圈单边绝缘厚度δi .265 (cm)1.207 定子铁芯径向通风槽宽度及通风槽数 bvnv 9 (cm)1.208 无通风槽的定子铁芯长度 l 45 (cm)1.209 各段铁芯长度不相等时相邻通风槽的平均距离 tv 5.4 (cm)1.3 定子绕组数据1.301 定子槽数 Z 1081.302 每极每相槽数 q 4.51.303 每项并联支路数 a 11.304 每槽有效导体数 Ns 61.305 每支路电流 Ia 229.114 (A)1.306 定子线圈线规2.24x4.751.307 定子槽电流 Is 1374.684 (A) 1.308 电负荷 A 358.1979 (A/cm) 1.309 绕组节距 Y 111.310 短距系数β .8151.311 每相串联匝数 Wθ 1081.312 每支路有效导体截面积 Ac 61 (mm)1.313 定子绕组的电流密度 J 3.756 (A/mm) 1.314 热负荷 AJ 1345.3913 (A/cm.mm) 1.315 定子铁芯总长度 lt 54 (cm)1.316 定子绕组端部每半匝平均长度 lE 78.0079 (cm) 1.317 定子绕组每匝平均长度 lc 264.016 (cm) 1.318 定子绕组每相电阻 r(15) .082007 (Ω) 1.319 定子绕组每相电阻 r(75) .101689 (Ω)1.4 励磁绕组数据1.404 励磁绕组铜线线规 af 3.15 (mm)1.405 励磁绕组铜线线规 bf 22.4 (mm)1.406 励磁绕组铜线截面积 Af 70.56 (mm)1.407 励磁绕组每极匝数 Wf 53.51.408 励磁绕组每极匝数长度(单排线圈) lcf 199.5 (cm)1.409 励磁绕组电阻 Rf(15) .2123 (Ω)1.410 励磁绕组电阻 Rf(75) .2633 (Ω)1.411 励磁绕组电阻 Rf(120) .3015 (Ω)1.412 励磁绕组电阻 Rf(130) .31 (Ω)1.413 极弧半径 Rp 56.7516 (cm)2.106 极靴宽度 bp 36 (cm)2.126 极靴高度 hp 5.5 (cm)2.127 极身宽度 bm 23.5 (cm)2.128 极身高度 hm 21 (cm)1.5 阻尼绕组数据1.401 阻尼条节距 t2 3.07 (cm)1.402 阻尼绕组槽开口宽度 bsh 3 (mm)1.403 阻尼绕组槽开口高度 hsh 3 (mm)1.413 每极阻尼条数 nB 71.414 阻尼条直径 dB 14 (mm)1.415 圆阻尼条截面积 AB 1.5386 (cm)1.416 阻尼条长度 lB 73 (cm)1.417 阻尼环厚度 aR 10 (mm)1.418 阻尼环宽度 bR 50 (mm)1.419 阻尼环截面积 AR 500 (mm)1.420 阻尼环平均直径 DR 1304 (mm)1.421 直轴阻尼绕组电阻(标幺值) RDd* .021.422 交轴阻尼绕组电阻(标幺值) RDq* .0154二. 空载磁势计算2.1 磁路计算2.101 定子齿顶处齿距 t13.8378 (cm) 2.102 极距η 51.836 (cm) 2.103 气隙δ .8 (cm)2.104 比值δ/η .01542.105 比值δmax/δ 1.52.107 极弧系数αp .6942.108 定子1/3齿高处齿距 t1/33.9828 (cm) 2.109 定子1/2齿高处齿距 t1/24.0553 (cm) 2.110 定子齿顶处齿宽 bt 2.1578 (cm) 2.111 定子1/3齿高处齿宽 bt1/3 2.3028 (cm) 2.112 定子1/2齿高处齿宽 bt1/2 2.3753 (cm) 2.113 定子轭高 hj 12.52 (cm) 2.114 定子轭磁路长 Lj 62.9884 (cm) 2.115 定子铁芯叠压系数 KFE .942.116 定子铁芯有效长度 lef 42.3 (cm)2.117 比值 lt/η 1.04172.118 定子铁芯边缘段阶梯形高度 a1 0 (cm)2.119 定子铁芯边缘段阶梯形宽度 c1 0 (cm)2.120 定子铁芯计算长度 Lt＇ 54 (cm)2.121 主极极靴长度 lp 54 (cm)2.122 主极极身长度 lm 54 (cm)2.123 主极极靴计算长度 lp＇ 55.6 (cm)2.124 轴向气隙计算长度 l0 54.8 (cm)2.125 计算气隙δ＇ .933 (cm) 2.129 磁极压板厚度δp 4.5 (cm)2.130 磁极铁芯计算长度 lm＇ 58.5 (cm)2.131 磁极结构尺寸 ap 6.25 (cm)2.132 磁极结构尺寸 dt3.8455 (cm) 2.133 磁极结构尺寸 cp 12.8173 (cm) 2.134 磁极结构尺寸ηm 15.148 (cm) 2.135 定子齿重 GFet 633.1094 (kg) 2.136 定子轭重 GFej 2164.694 (kg) 2.137 磁极压板截面积 Ap 74.025 (cm) 2.138 磁极铁芯截面积 Am 1378.98 (cm)2.2 空载特性计算2.201 绕组基波短距系数 Kp1 .95792.202 绕组基波分布系数 Kd1 .956262.203 绕组基波系数 Kdp1 .9162.204 基波磁通θ1 .1656 (Wb)2.205 磁场波形系数 kθ .98582.206 极弧磁通系数 kλ .92022.207 空载额定电压时的每极磁通θ .1632 (Wb)2.208 空载额定电压时极靴部分的磁通θλ .1502 (Wb) 2.209 极靴上气隙的平均磁通密度 Bδ .7614 (T)2.210 定子1/3齿高处的磁通密度 Bt1/3 1.6458 (T)2.211 定子1/2齿高处的磁通密度 Bt1/2 1.5958 (T)2.212 定子轭的磁通密度 Bj 1.5408 (T)2.213 定子齿的气隙系数 kδ1 1.14622.214 定子铁芯径向通风槽的气隙系数 kδ2 1.07282.215 转子阻尼绕组槽的气隙系数 kδ3 1.02482.216 总气隙系数 kδ 1.26012.217 定子齿的磁位降 Ft 1092.08 (A)2.218 定子轭的磁位降 Fj 2519.536 (A) 2.219 磁极漏磁系数ζm 1.17482.220 极身根部磁通θm .1917 (Wb)2.221 极身根部的磁通密度 Bm 1.3902 (T)2.222 极靴的漏磁系数ζp 1.05762.223 极身上部的磁通θp .173 (Wb)2.224 极身上部的磁通密度 Bp 1.255 (T)2.225 磁极的平均磁通密度 Bm1/2 1.3564 (T)2.226 磁极的磁位降 Fm 1139.5 (A)2.227 转子轭与磁极接缝处的磁位降 Fj2 695.1 (A)2.228 气隙磁位降 Fδ 14322.5224 (A) 2.229 额定电压下的空载磁位降 Ff0 19768.7384 (A) 2.230 定子绕组漏抗 Xζ .0637三. 负载磁势计算3.1 短路和额定千伏安cosθ=0时的磁势计算3.101 短路电流为额定电流时的磁位降 Fk 13561.8953 (A) 3.102 短路比 Kc 1.45773.103 定子绕组总漏抗 Xζt .10823.104 cosθ=0时对应额定电压Uθ的每极磁通θ＇ .1736 (Wb)3.105 气隙平均磁通密度 Bδ＇ .8099 (T)3.106 空气隙的磁位降 Fδ＇ 15234.8449 (A) 3.107 定子轭的磁通密度 Bj＇ 1.6389 (T)3.108 定子轭的磁位降 Fj＇ 4383.9926 (A) 3.109 定子齿的磁通密度 Bt1/3 1.7506 (T)3.110 定子齿的磁位降 Ft1/3 1675.52 (a)3.111 磁极漏磁系数ζm＇ 1.30563.112 极靴的漏磁系数ζp＇ 1.10083.113 极身根部的磁通密度 Bm＇ 1.6963 (T)3.114 极身上部的磁通密度 Bp＇ 1.4385 (T)3.115 磁极的平均磁通密度 Bm1/2 1.6319 (T)3.116 磁极的磁位降 Fm＇ 2803.7 (A)3.117 转子轭与磁极接缝处的磁位降 Fj2＇ 848.15 (A)3.118 额定千伏安.cosθ=0过励时的总磁位降Σ 37595.7581 (A)3.2 用图解法确定额定负载时的磁势3.201 额定励磁磁动势 Ffn 33018.0919 (A)四. 励磁数据4.01 空载额定电压时的励磁电流 If0 184.7546 (A) 4.02 额定负载时的励磁电流 Ifo 308.5803 (A) 4.03 额定负载时励磁绕组的电流密度 Jf 4.3733 (A/cm) 4.04 空载时励磁绕组的滑环电压 Uf0 39.2234 (V)4.05 额定负载时励磁绕组的滑环电压 UfN 95.6599 (V)4.06 集电环上的励磁电压增长速度ΔUf 191.3198 (V/s) 4.07 直流励磁机的额定电压 Uf 105.2259 (V) 4.08 直流励磁机的额定电流 If 339.4383 (A) 4.09 直流励磁机的额定功率 Pf 35.7177 (kW) 4.10 励磁系统的顶置电压 Ufmax 191.3198 (V) 4.11 直流励磁机的最大励磁电流 Ifmax 877.6251 (A) 4.12 直流励磁机的瞬时最大功率 Pfmax 167.9071 (kW)五. 损耗和效率5.1 空载损耗5.101 空载额定电压时定子齿中铁耗 PFet 3.4261 (kW)5.102 空载额定电压时定子轭中铁耗 PFej 8.3511 (kW)5.103 空载额定电压时极靴表面附加损耗(叠片或实心磁极) PFepo 2.8552 (kW)5.104 空载时总损耗 PFe 14.6324 (kW)5.2 短路损耗5.201 并联股线间的环流系数 Kr .0062725.202 并联股线间的环流系数ε .374985.203 涡流损耗系数 Ks .01055.204 定子绕组费立德系数 KF 1.01685.205 短路电流为额定电流时磁场三次谐波在定子齿中的磁通密度 B3 2805.0193 (T) 5.206 短路电流为额定电流时磁场三次谐波在定子齿中引起的附加损耗 Pt3 1.7286 (kW) 5.207 额定电流时定子绕组铜耗 Pcu 16.014 (kW) 5.208 额定电流时双层定子绕组铜耗 Pcus .2686 (kW) 5.209 短路电流为额定电流时定子磁场中齿谐波在极靴表面及阻尼绕组中产生的附加损耗 Ppt .1143 (kW) 5.210 短路电流为额定电流时定子绕组磁势中高次谐波在极靴表面产生的附加损耗 Pkv .0558 (kW) 5.211 短路电流为额定电流时在定子此压板及端盖上的附加损耗 Pad .2395 (kW) 5.212 短路电流为额定电流时的总损耗 Pk 18.4208 (kW)5.3 励磁损耗5.301 额定负载，额定电压额定功率因数时的励磁损耗 Pcuf 25.6891 (kW)5.4 机械损耗(摩擦损耗及通风损耗)5.401 风摩损耗 Pfv 11.4305 (kW) 5.402 总机械损耗(包括风摩损耗) Pmec 51.4305 (kW)5.5 效率5.501 总损耗Σ 84.4837 (kW) 5.502 发电机额定负载时的效率η 95.947六. 温度计算6.1 定子温度计算6.101 铁耗在定子内圆产生的单位热负载 W1 .7241 (W/cm) 6.102 铜耗在定子内圆产生的单位热负载 W2 .342 (W/cm) 6.103 铜耗在线圈表面产生的单位热负载 W3 .0679 (W/cm) 6.104 铁芯对空气的温升θFe 33.8543 (K) 6.105 线圈绝缘温度降θi 11.246 (K) 6.106 线圈端部表面对空气的温升θE 24.9225 (K)6.107 定子有效部分的最高温升θmax 45.1 (K)6.108 定子线圈对空气的平均温升θcu 39.2131 (K)6.2 转子温度计算6.201 励磁损耗在磁极线圈侧表面产生的单位热负载 W2＇ 1.0985 (W/cm) 6.202 转子线圈的电负荷 A2 868.8972 (A/cm) 6.203 转子线圈的表面热系数 W〃 .0195 (W/cm℃) 6.204 转子线圈对空气的温升θf 56.3333 (K)七.经济指标7.01 发电机定子有效铁重 GFe 2797.8034 (kg) 7.02 定子绕组铜重 Gcu 464.4031 (kg) 7.03 励磁绕组铜重 Gcuf 536.2104 (kg) 7.04 阻尼条重量 GB 55.9792 (kg) 7.05 阻尼环重量 GR 36.4416 (kg) 7.06 发电机有效铜重 Gcut 1093.0343 (kg) 7.07 发电机单位容量有效铁重量 gfe 1.1191 (kg)7.08 发电机单位容量有铜铁重量 gcu .1858 (kg)八. 电抗和时间常数的计算8.1 电抗的计算8.101 定子绕组矩形波磁动势 Fa 12012.8686 (At) 8.102 定子绕组直轴电枢反应系数 Kad 1.0538.103 定子绕组电枢反应直轴磁动势 Fad 12649.550625 (At) 8.104 直轴电枢反应电抗 Xad .8831938.105 定子交轴与直轴电枢反应基波磁通之比 Kq .498.106 交轴电枢反应电抗 Xaq .4890468.107 定子绕组漏抗 Xζ .06378.108 直轴同步电抗 Xd .9468938.109 交轴同步电抗 Xq .5527468.110 极靴之间漏磁导λpl .4481658.111 极身之间漏磁导λml .7624778.112 磁极端面之间漏磁导λmb .1486328.113 磁极总漏磁导λm+p 1.3592748.114 瞬变过程磁极总漏磁导Λ 1.0026048.115 励磁绕组总电抗 Xζ2 1.0064728.116 励磁绕组漏抗 Xζf .1232798.117 直轴瞬变电抗 Xd＇ .1718798.118 交轴瞬变电抗 Xq＇ .5527468.119 阻尼绕组直轴漏抗(开口槽) Xζd .0794768.120 阻尼绕组交轴漏抗 Xζq .059607 8.121 直轴超瞬变电抗 Xd〃 .098062 8.122 交轴超瞬变电抗 Xq〃 .116831 8.123 负序电抗(当短路时) X2 .107036 8.124 负序电抗(外接大电抗时) X2 .005728 8.125 零序电抗 X0 .031276 8.126 定子绕组电阻(标幺值) R* .006405 8.127 励磁绕组电阻(标幺值) Rf* .0014168.2 时间常数的计算8.201 定子绕组开路时励磁绕组的时间常数 Tdo＇ 2.2636 (s) 8.202 定子绕组和励磁绕组开路时直轴阻尼绕组的时间常数 TDdo＇ .1533 (s) 8.203 定子绕组开路时交轴阻尼绕组的时间常数 TDqo＇ .1135 (s) 8.204 定子绕组短路时励磁绕组的时间常数 Td＇ .4109 (s) 8.205 定子绕组开路时，励磁绕组短路时直轴阻尼绕组的时间常数 Tdo〃 .0299 (s) 8.206 定子绕组及励磁绕组短路时直轴阻尼绕组的时间常数 Td〃 .0171 (s) 8.207 定子绕组短路时交轴阻尼绕组的时间常数 Tq〃 .024 (s) 8.208 励磁绕组短路时定子绕组的时间常数 Ta .0532 (s) 8.209 机端三相短路时瞬变电流衰减时间常数 Td3＇ .4109 (s) 8.210 机端三相短路时超瞬变电流衰减时间常数 Td3〃 .0171 (s) 8.211 机端三相短路时定子电流非周期分量衰减时间常数 Ta3 .053 (s) 8.212 机端两相短路时瞬变电流衰减时间常数 Td2＇ .599 (s) 8.213 机端两相短路时超瞬变电流衰减时间常数 Td2〃 .022 (s) 8.214 机端两相短路时非周期分量衰减时间常数 Ta2 .0532 (s) 8.214 机端单相短路时瞬变电流衰减时间 Td1＇ .647 (s) 8.214 机端单相短路时超瞬变电流衰减时间 Td1〃 .0228 (s)。
电磁感应定律的计算公式
电磁感应定律的计算公式电磁感应定律的计算公式1.[感应电动势的大小计算公式]1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}。
2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行，但可以不和磁感线垂直，其中sinA为v或L 与磁感线的夹角。
{L:有效长度(m)}，一般用于求瞬时感应电动势，但也可求平均电动势。
3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}。
4)E=B(L^2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω：角速度(rad/s)，V:速度(m/s)，(L^2)指的是L的平方}。
2.磁通量Φ=BS {Φ：磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)} 计算公式△Φ=Φ1-Φ2 ，△Φ=B△S=BLV△t。
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向：由负极流向正极}。
4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)，ΔI:变化电流，Δt:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}。
△特别注意 Φ，△Φ ，△Φ/△t无必然联系，E与电阻无关E=n△Φ/△t 。
发电机感应电动势公式nbsω
发电机感应电动势公式nbsω1. 概述发电机是将机械能转换为电能的设备，其工作原理是利用磁场与导体的相对运动产生感应电动势。
发电机感应电动势公式nbsω是描述发电机产生电动势的数学表达式，其中n为磁极对数，b为磁场密度，s为导体长度，ω为角速度。
2. 发电机感应电动势公式的推导发电机感应电动势公式nbsω可以通过法拉第电磁感应定律推导得出。
当导体以角速度ω在磁场中运动时，导体中的自由电子会受到洛伦兹力的作用，导致电子在导体内部产生漂移运动，从而在导体两端形成电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与导体在磁场中的运动速度、磁场的强度和导体的长度有关。
因此可以得出发电机感应电动势公式nbsω为：ε=nbsω。
3. 发电机感应电动势公式的参数含义- n：磁极对数，表示磁场的分布情况和导体的形状。
- b：磁场密度，表示磁场的强度。
- s：导体长度，表示导体在磁场中的有效长度。
- ω：角速度，表示导体相对磁场的运动速度。
4. 发电机感应电动势公式的应用发电机感应电动势公式nbsω在实际工程中有着广泛的应用。
通过这个公式，我们可以有效地计算出发电机在不同工况下产生的电动势大小，进而为电力系统的设计和运行提供重要参数。
在发电机设计中，需要根据具体的工况和要求来确定发电机的各项参数，其中包括磁场强度、导体长度和转子的转速等。
通过发电机感应电动势公式nbsω，可以对这些参数进行合理的选择和设计，从而提高发电机的效率和性能。
5. 结论发电机感应电动势公式nbsω是描述发电机产生电动势的重要数学表达式，通过对该公式的推导和参数的分析，我们可以更好地理解发电机的工作原理和特性。
在工程实践中，合理应用发电机感应电动势公式nbsω，可以帮助工程师设计出更加高效、可靠的发电机设备，实现电能的高效转换和利用。
6. 发电机感应电动势公式在发电机设计中的重要性发电机感应电动势公式nbsω在发电机设计中扮演着重要的角色。
在设计发电机时，工程师需要根据特定的工作要求和条件，确定发电机的各项参数，如磁场密度、导体长度等。
整流同步发电机电磁计算程序
整流同步发电机电磁计算程序一． 已知数据 整流直流电压U d 整流直流电流I d 励磁电流I B 额定转速n N直流计算功率()()B d d d I I u 2U P +⨯∆+=（注：励磁方式自励） 式中Δu ——二极管的电压降一般06.005.0Uu2d～=∆ 二．整流线路选择及换相角γ的确定 为减小电压脉动应选用奇数相数m ≥3换向角γ值与负载电流、发电机参数、整流回路的函数关系为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-d0dK 21UiX 2m 1cos πγ或()⎥⎦⎤⎢⎣⎡"-=-d1X 0.25.11cos ～γ 超瞬变电抗标幺值18.0X d ≤"d0dI i ≈则当γ＜βa ）电阻负载（)0,0X H H ==ϕ]U )m /(tg /[I 2X d02dkπγ=b) 电感负载)U /(I m 2X d0d2Hπγ=式中对奇数相数2m m 2= 三相桥式整流线路γ=35°～40° 五相桥式整流线路γ≤30°三、电机直流参数与交流参数的转换 1.直流电压与整流电压的转换 1）空载情况（即ΔU=0） a) 线路系数2m2COS2COS U U K 0MAXd0maxCXπψφ===2mπψ=----线路角，它决定了Ud0max 与最近的相电压幅值U υmax 之间的相移。
在相数m=2n 偶数全波整流线路中m2πβ=，ψ=0，k cx =2在相数m=2n ±1奇数全波整流线路中2m2πβ=，2m2πβψ==b) 整流系数m=2n ±1时⎪⎭⎫⎝⎛=2m sin 22m K Uππm=2n 时⎪⎭⎫ ⎝⎛=m sin 2m K Uππ c) 整流电压0u cx d0U k k U φ=式中U υ0----空载时的相电压（有效值）对三相桥式整流线路：L00d035U .134U .2U ==φ或()U 2U 427.0U d∆+=φU L0---空载时的线电压对六相半波：()U U 1.351U d∆+=φ2）负载情况换向系数2cos 1γκγ+=交流电压ucxdkk u2U U ⨯⨯∆+=κγφ2.整流电流与交流电流的转换 1）理想整流情况⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=m sin m 12m sin 2m I I dπππππφ 对三相桥式：d 815I .0I =φ对六相半波：dI 61I =φ2）实际换向情况()γφ0425m .01m 2I I d-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=或πγφ3m 2II d-= 3.交流侧容量φφU mI P ~= 发电机计算容量~n E P K K P =K E ------考虑发电机中电压降的系数()2*SH2H2EXsin cos K -+=ϕϕ式中：95.093.0cos H ～≈ϕ——额定负载时的功率因数（所研究整流线路）0.1506.0X *S～≈——电枢绕组漏电抗K n ≈1.02～1.03-------考虑由于相电流曲线的非正弦形而产生的磁场高次谐波所引起的杂散损耗 航空发电机K E 系数值（参考）对三相桥式：d d ~I u 2U 05.1P ∆+= 对六相半波：()d d ~I u U 81.1P ∆+= 四、确定交流发电机主要尺寸1.根据关系式：δφαδB A k k 1.6P n l D 0a2⋅⋅⋅⋅=⋅⋅和Dla=λ得 3nB A k k i P1.6D ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=λαδφ 式中：P ——计算容量（w ） K υ——磁场曲线波形系数 K 0——绕组系数n ——转子最小转速（r/min ） 2.各参数确定：1）旋转磁极式电机λ值的确定：P8.0D a== λ或p 5.0i=='τλ注：凸极式转子V ≤60～70m/s 及pn60VD π≤（)2n .1n p=2）计算极弧系数： a).均匀气隙pi4.0485.0αα+=或()⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅++=δαδδτκααpmax ap i 164b).非均匀气隙pi4.03.0αα+=或ppi 14αδταα-++=式中：ταpp b=选取τα8).055.0(p～≈和满足=zptb整数这一条件。
凸极同步发电机电磁计算程序
Kd
0.9577
0.9577
0.9577
25.绕组系数(基 波): 26.并联支路数： 27.每槽导体数：
Kdp a Ns
0.9250 2 8 4 64
0.9250 2 8 5 64
0.9250 2 8 3 64
28.并绕导线根数： Nt 29.每相串联导体 N 数: 30.槽面积（梨形槽）： bs0 hs0 hs1 hs2 齿靴角： 槽肩宽： 取槽肩宽： α bs1 bs1 mm mm mm mm rad mm mm mm mm mm mm2 mm2 mm2 mm mm mm2
γ2γ 2：rad am am: mm ap ap: mm hpm hpm: mm 87.磁极压板厚： 88.磁极压板宽： d' b' mm mm mm H/m H/m H/m Wb
89.磁极计算长度： l'm 90.极靴漏磁导： 91.极身漏磁导： 92.磁极漏磁导： 93.每极漏磁通： 94.漏磁系数： ζ与ζ'之差应小于 5% ，否则应重算 95.磁极磁通： Λp Λm Λ Φζ ζ
14.3061 42.4409 804.1538
9.4753 33.4346 740.8523
γ1
rad
0.4380 0.5764 74.3118 61.2747 18.4122 6 76 302
0.4540 0.5764 71.4432 61.2747 18.4122 6 78 292
0.4232 0.5764 76.9389 61.2747 18.4122 6 72 312
31.槽绝缘占面积： Ai 槽有效面积： 32.取d： 导线内径dc： 33.定子导线截面 积: 34.槽满率 Asef d dc qa Sf
三相异步发电机电磁场分析计算
3.5.1建立模型 (33)3.5.2后处理和结果分析 (33)3.6小结 (34)第四章实验验证及空载激磁电流影响因素的分析 (37)4.1实验验证 (37)4.1.1堵转实验 (37)4.1.2同步速下的空载实验 (38)4.1.3实验结果分析 (40)4.2空载激磁电流影响因素的分析 (40)4.2.1定子槽尺寸 (41)4.2.2转子槽尺寸 (42)4.2.3气隙长度 (44)4.2.4铁心长度 (45)4.2.5每相串联匝数 (46)4.3小结 (47)第五章三相异步发电机磁化曲线与空载建压稳态分析 (49)5.1有限元计算激磁电抗 (49)5.1.1加载转差电流并求解 (49)5.1.2后处理 (50)5.1.3结果分析 (51)5.2实验验证和拟合 (55)5.3异步电机发电原理 (56)5.4数学模型 (57)5.5稳态电量求解 (59)5.6小结 (60)结论 (61)参考文献 (63)攻读学位期间的研究成果 (69)致谢 (71)第一章引言第一章引言1.1课题背景以及研究意义电机的产生伴随着电磁场分析的进展，Farady在1831年发现了电磁感应原理，Jacob在1834年成功制造了世界上第一台旋转电机，英国的Parsons在1884年制造出第一台7.5kW、100V，6000r/min的直流汽轮发电机[1]，随着工业的迅猛发展和能源需求的不断提升，电能很快在全世界各行各业得到广泛的应用。
作为当今世界主要能源的煤、石油等不可再生能源存储量有限，随着社会对能源需求量的进一步提高，能源危机在不久的将来将会更加突出。
与此同时，不可再生能源的开发和使用过程对环境造成了污染和破坏，严重威胁到大家的生存环境。
在解决能源危机和保护环境的双重背景之下，人们的关注点普遍转移到可再生清洁能源的开发和利用上。
由于生产技术的不断发展和异步发电机自身的特点，异步发电机在风能等可再生洁净能源的开发利用上得到了足够的发展空间和技术支持。
发电机输出功率计算公式
发电机输出功率计算公式发电机是将机械能转化为电能的装置，通过与外界机械运动相连的发电机转子在磁场作用下发生电磁感应，从而产生电能输出。
发电机的输出功率是指单位时间内发电机输出的电能，其计算公式可以通过对发电机的基本原理和电力学知识进行推导得到。
发电机的输出功率计算公式可以通过以下步骤推导得到：第一步：计算旋转磁场的磁感应强度发电机中，转子通过旋转产生了旋转磁场，而磁感应强度与旋转磁场的速度和磁场强度有关。
我们可以通过以下公式计算旋转磁场的磁感应强度：B = Bm × sin(ωt)其中，B是旋转磁场的磁感应强度，Bm是旋转磁场的最大磁感应强度，ω是旋转磁场的角速度，t是时间。
第二步：计算磁感应强度与导线长度、速度和磁场角度的关系电磁感应定律指出，导线中以速度v通过磁感应强度为B的磁场时，导线上产生的感应电动势与导线的长度l和速度v成正比，与磁感应强度B的正弦值成正比。
我们可以通过以下公式计算磁感应强度与导线长度、速度和磁场角度的关系：E = Blv × sinθ其中，E是感应电动势，B是磁感应强度，l是导线长度，v是速度，θ是导线与磁感应强度方向的夹角。
第三步：计算单位时间内通过导线的电荷量单位时间内通过导线的电荷量等于单位时间内产生的感应电动势与感应电动势对应的电流的乘积。
我们可以通过以下公式计算单位时间内通过导线的电荷量：dq = E × i其中，dq是单位时间内通过导线的电荷量，E是感应电动势，i是感应电动势对应的电流。
第四步：计算单位时间内导线上的功率单位时间内导线上的功率等于单位时间内通过导线的电荷量和电动势的乘积。
我们可以通过以下公式计算单位时间内导线上的功率：P = dq × E其中，P是单位时间内导线上的功率，dq是单位时间内通过导线的电荷量，E是感应电动势。
第五步：计算发电机的输出功率发电机的输出功率等于单位时间内导线上的功率。
所以，在发电机中，输出功率可以通过以下公式计算得到：P = Blv × sinθ × i其中，P是发电机的输出功率，B是旋转磁场的磁感应强度，l是导线长度，v是速度，θ是导线与磁感应强度方向的夹角，i是感应电动势对应的电流。
凸极式同步发电机的电磁功率
凸极式同步发电机的电磁功率凸极式同步发电机是一种常见的发电机类型，它是通过电磁力的转换来转化机械能为电能的装置。
在这个过程中，电磁功率起着关键的作用。
凸极式同步发电机的电磁功率是指通过电流和电压之间的相互作用所产生的功率。
在正常运行时，凸极式同步发电机的电磁功率取决于磁场的强度和旋转速度。
当磁场的强度增加或旋转速度增加时，电磁功率也会相应增加。
凸极式同步发电机的电磁功率可以通过以下公式来计算：P = √3 * V * I * cosθ其中，P表示电磁功率，V表示线电压，I表示线电流，cosθ表示功率因数。
在实际运行中，凸极式同步发电机的电磁功率受到多种因素的影响。
首先，磁场的强度与励磁电流有关，励磁电流的变化会直接影响磁场的强度，从而影响电磁功率的大小。
其次，旋转速度的变化也会对电磁功率产生影响，旋转速度的增加会使电磁功率增加。
此外，电压和电流之间的相位差也会影响电磁功率的大小，功率因数越大，电磁功率越大。
凸极式同步发电机的电磁功率在实际应用中具有重要的意义。
首先，电磁功率的大小直接影响着发电机的输出功率，对于电力系统来说，输出功率的大小直接影响着电网的稳定性和可靠性。
其次，电磁功率的大小也直接影响着发电机的效率，电磁功率越大，发电机的效率越高。
因此，在设计和运行发电机时，需要合理控制电磁功率的大小，以提高发电机的性能和效率。
在实际应用中，凸极式同步发电机的电磁功率可以通过调节励磁电流、控制旋转速度和优化功率因数来实现。
通过合理调节励磁电流，可以改变磁场的强度，从而控制电磁功率的大小。
通过控制旋转速度，可以改变电磁功率的大小。
通过优化功率因数，可以提高电磁功率的大小。
因此，在实际运行中，需要根据具体情况来选择合适的控制策略，以实现最佳的电磁功率输出。
凸极式同步发电机的电磁功率是通过电流和电压之间的相互作用所产生的功率。
电磁功率的大小取决于磁场的强度、旋转速度和功率因数。
在实际应用中，需要合理控制和优化这些因素，以提高发电机的性能和效率。
发电机磁感应强度计算公式
发电机磁感应强度计算公式
发电机磁感应强度的计算公式可以通过法拉第电磁感应定律来推导。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁感应强度的变化率成正比。
在发电机中，通过旋转线圈或磁场的变化来产生感应电动势。
一般来说，在发电机中，磁感应强度（B）的计算公式可以表示为：
B = (Φ / A)。
其中，B代表磁感应强度，Φ代表通过表面的磁通量，A代表表面的面积。
另外，如果是在直流发电机中，可以使用以下公式计算磁感应强度：
B = (Φ / A) = (P Φ) / (2 π r l)。
其中，P代表极对数，Φ代表磁通量，r代表旋转半径，l代表
线圈长度。
在交流发电机中，由于磁场和线圈的相对运动，磁感应强度的计算会更为复杂，需要考虑磁场的变化率等因素。
总之，磁感应强度的计算公式会根据具体的发电机结构和工作原理而有所不同。
以上是一般情况下的计算公式，具体情况还需要结合具体的发电机结构和工作原理来确定。
高中发电机的公式推导
高中发电机的公式推导发电机的功率计算：p＝√3 *U *I *cosφ发电机的电流计算：I = P / (√3 *U *cosφ)公式中：P——功率kWU——电压vI——电流ACosφ——功率因素，小于11、电磁相关的1）电动机的感应电动势公式：E=4.44*f*N*Φ，E为线圈电动势、f为频率、S为环绕出的导体（比如铁芯）横截面积、N为匝数、Φ是磁通。
公式是怎么推导来的，这些事情我们就不去钻研了，我们主要是看看怎么利用它。
感应电动势是电磁感应的本质，有感应电动势的导体闭合后，就会产生感应电流。
感应电流在磁场中就会受到安培力，产生磁矩，从而推动线圈转动。
从上面公式知道，电动势大小与电源频率、线圈匝数及磁通量成正比。
磁通量计算公式Φ=B*S*COSθ，当面积为S的平面与磁场方向垂直的时候，角θ为0，COSθ就等于1，公式就变成Φ=B*S。
将上面两个公式结合一下，就可以得到电机磁通强度计算公式为：B=E/（4.44*f*N*S）。
2）另外一个是安培力公式，我们要知道线圈受到的力是多少，就需要这个公式F=I*L*B*sinα，其中I为电流强度，L为导体长度，B 为磁场强度，α是电流方向与磁场方向间的夹角。
当导线垂直于磁场时候，公式就变成F=I*L*B了（如果是N匝线圈的话，磁通B就是N匝线圈的总磁通，而不需要再乘N了）。
知道了受力，就知道转矩，转矩等于扭力乘以作用半径，T=r*F=r*I*B*L（向量乘积）。
通过功率=力*速度（P=F*V）以及线速度V=2πR*每秒转速（n秒）两个公式，可以与功率建立上关系，得到下面序号3的公式。
不过要注意，这时候使用实际输出扭矩，所以计算出的功率是输出功率。
2、交流异步电机的转速计算公式：n=60f/P，这个很简单，转速与电源频率成正比，与电机极对子（记住是一对）数成反比，直接套用公式就好。
不过这个公式实际计算出是同步转速（旋转磁场速度），异步电机实际转速会略低于同步转速，所以我们往往会看到4极电机一般是1400多转，达不到1500转。
发电电动机关键电磁参数的精确计算
发电电动机关键电磁参数的精确计算肖翦 周光厚 李建富 刘传坤(东方电机有限公司 四川 德阳 618000)[摘 要] 电磁场有限元方法可以分析传统解析法难以准确考虑的饱和、非线性、过渡过程等问题，它大大提高了电机的设计质量和性能指标，在发电电动机电磁专题研究中发挥着越来越重要的作用。
本文从电机电磁场分布、参数计算、空载电压谐波分析、空载特性和短路特性分析、电抗计算、阻尼绕组分析、端部磁场分析及端部电动力计算等方面具体阐述有限元方法在提高电磁参数计算精度，促进发电电动机优化设计方面的应用。
0 引言随着核电、风电等绿色能源的比重逐渐增大，电网的峰谷差不断增加以及超远距离输送电的需求，为了改善电网、电站的经济性和稳定性，大力发展抽水蓄能电站显得越来越重要。
抽水蓄能电站不仅有着在电网中由顶峰填谷作用而产生的经济效益，还有调峰效益、调频效益、负荷跟随效益、旋转备用效益、调相效益等。
发电电动机作为抽水蓄能电站的核心设备之一，与常规水轮发电机相比，发电电动机有着频繁启停、工况转换电气过渡过程复杂等特点。
为满足其在力学、电气性能方面更高的要求，转子设计更加复杂，会影响磁场分布、磁极漏磁及磁路饱和等，传统的磁路分析手段难以精确计算。
而且随着发电电动机单机容量的不断增加，对设计质量的要求进一步提高，需要对电机的电磁性能进行更加全面的分析。
电磁场有限元技术正是适用这种需求的现代数值计算方法。
与传统解析法相比，有限元计算法对磁路简化程度低、假设条件少、能够模拟材料的非线性，通过场路耦合能分析发电电动机电磁过渡过程、能够分析阻尼绕组涡流、端部磁场分布、端部电动力分布等物理现象，适用于电磁性能的研究分析和电机的优化设计。
本文以某发电电动机为研究对象，通过分析磁场分布、电压波形及谐波分析、特性曲线的计算、参数计算、阻尼绕组损耗及温度计算、端部磁场分析及端部电动力分析，为该发电电动机的优化设计提供了更加详尽、可靠的数据支持。
1 电磁场分布及磁路参数计算通过分析发电电动机内部各主要路径的磁场分布和计算主极磁场波形系数、磁极漏磁系数、极弧系数、交直轴电枢反应磁场波形系数等表征磁路特性的参数，可以了解电机内的电磁特性，为调整磁路结构及优化电磁参数提供了依据。
凸极同步发电机电磁程序计算(1)
1.1 cm
cm 0.92
bsl=
0.896 ≈
0.9
Rs=
0.510 cm
bt2=
1.173 cm
bts1÷3=
1.140 cm
定子槽
深：
hs=
槽面积，
取槽楔厚
度
h=
槽绝缘面 积 取：
则绝 缘导 线直 径： d=
定子导线 截面积 定子绕组 电密 发热参数
磁路 计算
定子齿计 算高度 定子轭高 度
定子轭计 算高度 定子轭磁 路长度
5.04 A/mm2 2964.32 A/cm
jjaa
IN aNtqa
115.445566 3 3 22..554455
hts’=
hjs=
h'
js
h
js
1 3
Rs
hjs’= ljs=
1.82 cm 4.24 cm
4.41 cm 15.15 cm
llhjjshsh'tsj'sts44hpp（Dh（s1s11DD21h1Dhs2si2h1h'j'jsR）3s）hRs3ss（1（.164.45633588044..0354.4.3
bso= 0.32 hso=
hol=
0.1
hsll =
0.15 hsl2=
ts1=
ts2=
ts1÷3=
btl=
中：
0.1 hsl= 1.9635 cm
1.5
0.15 hs2_=
ts
Di1 Z1
30 48
1.9625cm
1.9962 cm
ts1
Di1
2 ho1
Z1
hs11
电机电磁功率计算公式
电机电磁功率计算公式一、电机电磁功率的基本概念。
电机的电磁功率是指电机通过电磁感应作用，将电能转换为机械能（电动机情况）或者将机械能转换为电能（发电机情况）的这部分功率。
它是电机能量转换过程中的一个关键物理量。
1. 对于直流电动机。
- 已知电枢电动势E = C_e¶hi n（其中C_e为电动势常数，¶hi为每极磁通，n 为电机转速），电枢电流为I_a。
- 电磁功率P_em=E I_a。
- 从能量转换角度来看，电源输入电功率P_1=UI（U为电枢电压，I为总电流，对于并励电动机I = I_a+I_f，I_f为励磁电流；对于串励电动机I = I_a），电枢回路铜损耗p_Cua=I_a^2R_a（R_a为电枢电阻），电磁功率P_em=P_1-p_Cua。
2. 对于直流发电机。
- 同样E = C_e¶hi n，I_a为电枢电流。
- 电磁功率P_em=E I_a。
- 从能量转换角度，发电机输出电功率P_2=UI（U为电枢端电压，I为负载电流），电枢回路铜损耗p_Cua=I_a^2R_a，电磁功率P_em=P_2+p_Cua。
1. 三相异步电动机。
- 设三相异步电动机定子输入功率为P_1，定子铜损耗为p_Cu1，铁损耗为p_Fe，转子铜损耗为p_Cu2，机械损耗为p_mec，附加损耗为p_ad。
- 电磁功率P_em=P_1-p_Cu1-p_Fe。
- 另外，根据等效电路原理，电磁功率P_em=3I_2^′ 2frac{R_2^′}{s}（其中I_2^′为转子折算到定子侧的电流，R_2^′为转子电阻折算到定子侧的值，s为转差率）。
2. 三相同步发电机。
- 设相电压为E_0（空载电动势），相电流为I，功率因数角为φ。
- 电磁功率P_em=m E_0Icosθ（其中m = 3为相数，θ=ψ-φ，ψ为内功率因数角）。
- 从能量转换角度，如果输入机械功率为P_1，机械损耗为p_mec，铁损耗为p_Fe，则电磁功率P_em=P_1-p_mec-p_Fe。
凸极同步发电机电磁计算程序简版
凸极同步发电机电磁计算程序凸极同步发电机电磁计算程序引言凸极同步发电机是一种常用于电力系统的发电机类型，其中电磁计算是设计和分析凸极同步发电机的重要环节。
本文档将介绍一个电磁计算程序，用于计算凸极同步发电机的电磁参数和性能。
背景在设计凸极同步发电机时，电磁参数的准确计算对于确保发电机的正常运行和高效性能至关重要。
电磁计算涉及到多个参数和变量，如磁场强度、气隙磁密、磁链、电势、感应电动势等。
通过电磁计算，我们可以了解到发电机的性能特点，如转子和定子的电磁耦合程度、短路反应、励磁特性等。
功能电磁计算程序主要包括以下功能：1. 设置发电机的基本参数，如极对数、极距、气隙磁密等。
2. 计算磁场强度分布，以及各个部件的磁密和磁链。
3. 计算发电机的电势分布，包括定子和转子部分。
4. 计算感应电动势，以及对应的频率和相位。
5. 评估发电机的电磁性能，如短路电流、励磁特性等。
使用方法电磁计算程序的使用方法如下：1. 首先，用户需要打开电磁计算程序。
2. 在程序中设置发电机的基本参数，如极对数、极距、气隙磁密等。
这些参数是计算的基础。
3. 在设置完参数后，用户可以选择计算磁场强度分布。
程序会根据参数计算磁场强度在发电机各个部件中的分布情况。
4. 用户可以选择计算电势分布。
程序会计算定子和转子的电势分布情况。
5. 接下来，用户可以计算感应电动势。
程序会根据电势和磁链计算感应电动势，并给出对应的频率和相位。
6. 最后，用户可以评估发电机的电磁性能。
程序会根据计算结果给出一系列性能指标，如短路电流、励磁特性等。
结论凸极同步发电机电磁计算程序是一个用于计算发电机电磁参数和性能的工具。
通过对发电机的电磁特性的计算，可以更好地了解发电机的运行状况和性能特点。
该程序提供了一种快速、准确的计算方法，可用于发电机设计、分析和优化。
电磁学应用电磁感应与发电机原理的应用与计算
电磁学应用电磁感应与发电机原理的应用与计算电磁学应用——电磁感应与发电机原理的应用与计算电磁学是物理学中非常重要的一个分支，涉及到电荷、电流和磁场之间的相互作用。
电磁学的应用广泛，其中电磁感应和发电机原理是其中的重要内容。
本文将通过介绍电磁感应的基本原理，发电机的工作机制以及相关计算方法，来探讨电磁学在实际应用中的重要性。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是指通过磁场的变化产生电场，或者通过电场的变化产生磁场。
法拉第电磁感应定律是电磁感应的基础，它表明当磁通量通过一个线圈或者导体的闭合环路时，会在其上产生感应电动势。
电动势（EMF）的计算可以使用以下公式：E = -N * ΔΦ/Δt其中，E为感应电动势，N为线圈的匝数，ΔΦ为磁通量的变化量，Δt为时间的变化量。
这个公式表明感应电动势与磁通量的变化速率成正比，磁通量的变化越快，感应电动势越大。
二、发电机的工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的装置，它的工作原理正是基于电磁感应效应。
一个基本的发电机由一块磁铁（称为励磁体）和一个线圈（称为转子）组成。
当励磁体与转子一起旋转时，磁通量通过转子的线圈会发生变化，从而在线圈中产生感应电动势。
通过连接电路，感应电动势可以驱动电流流动，从而实现电能的输出。
为了增加发电机的输出功率，可以采取以下措施：1. 增加励磁体的磁场强度，通过使用更强的磁铁或者增加励磁电流来实现。
2. 增加线圈的匝数，通过增加线圈的圈数来增加感应电动势。
3. 增加转子的旋转速度，通过增加机械能输入来增加磁通量的变化速率。
三、电磁感应与发电机在实际中的应用1. 发电站：发电站是将机械能转化为电能的大型装置，其中使用的就是发电机。
发电站通过水力、火力、核能等方式产生转动机械能，然后将其转化为电能，并通过输电线路向远处供电。
2. 汽车发电机：汽车发电机是为汽车电路供电的装置。
它通过汽车发动机带动励磁体和线圈的旋转来产生感应电动势，向汽车电池充电并为各个电器设备供电。
电机的计算公式大全
电机的计算公式大全一、直流电机。
1. 感应电动势（E）- 对于直流发电机，E = C_evarPhi n，其中C_e为电动势常数（C_e=(pN)/(60a)，p为磁极对数，N为电枢绕组总导体数，a为电枢绕组并联支路对数），varPhi为每极磁通（单位为Wb），n为电机转速（单位为r/min）。
- 对于直流电动机，该公式同样适用，感应电动势为反电动势。
2. 电磁转矩（T）- T = C_TvarPhi I_a，其中C_T为转矩常数（C_T=(pN)/(2π a)），I_a为电枢电流（单位为A）。
3. 直流电动机的转速公式。
- 根据E = C_evarPhi n和U = E+I_aR_a（U为电枢电压，R_a为电枢电阻），可得n=frac{U - I_aR_a}{C_evarPhi}。
二、异步电动机。
1. 转差率（s）- s=frac{n_1-n}{n_1}，其中n_1为同步转速（n_1=(60f)/(p)，f为电源频率，单位为Hz），n为电动机的实际转速。
2. 电磁转矩（T）- 转矩的实用公式T = frac{2T_m}{(s)/(s_m)+frac{s_m}{s}}，其中T_m为最大转矩，s_m为临界转差率。
- 最大转矩T_m=frac{m_1pU_1^2}{4π f_1X_20}（m_1为定子相数，U_1为定子相电压，X_20为转子静止时的每相漏电抗）。
3. 定子电流（I_1）- 根据等效电路，I_1=frac{U_1}{Ż_1+frac{Ż_2'}{(1 - s)/(s)}}，其中Ż_1为定子阻抗，Ż_2'为转子折算到定子侧的阻抗。
三、同步电机。
1. 同步转速（n_1）- n_1=(60f)/(p)，与异步电机的同步转速公式相同。
2. 电磁功率（P_em）- 对于隐极同步电机P_em=mfrac{E_0U}{X_s}sinθ，其中m为相数，E_0为空载电动势，U为端电压，X_s为同步电抗，θ为功角。
发电机电磁计算
凸极同步发电机电磁计算公式5.1 额定数据和主要尺寸1．额定电压 U N V 600= 2．额定转速 n N 1500/min r = 3．额定频率 ƒHZ 50= 4．额定功率因数 cos ϕ=0.8 5．额定电流 80N I A = 6．相数 m=37．确定功率:600800.8 1.173.16P kw =⨯⨯⨯= 8．根据功率取对应T2X-250L 电机，额定功率75N P kw = 9．效率 91.4%η= 10．极数 2p 1201205041500N f n ⨯=== 11．计算功率：式中 1.08E K =（对于同步发电机取值）12．极弧系数：极弧长度(0.630.72)p b τ=～取'p α=0.67pb τ=13．气隙磁密 (0.7 1.07)B T δ=～ 取0.8B T δ= 14．取线负荷 280/280/A KA m A cm == 15．电机的计算体积 16．主要尺寸比：0.6 2.5λ=～ 17．定子铁心内径取值范围 18．定子铁心铁外径：按标准选取1430D mm = 则定子内径：11430302.823001.42 1.42i D D cm mm ==≈≈19．定子铁心有效长度： 20．定子铁心净长度：式中Fet K =0.92(对0.5mm 厚硅钢片)在对发电机的计算中,k k n b 不计入Fet l 中本次设计选用的硅钢片型号为：DR530-50对应的老牌号为D2221．磁极铁心总长度：300m ef l l mm == 22．磁极铁心净长度：式中Fem K =0.95（对于1 1.5mm ～厚钢片）23．极距： 1300235.524i D mm pππτ⨯===24．圆周速度：223.55/1000f m s τν=⋅=25．气隙长度：最小气隙：c K B A ⋅⋅⋅=δτδ）～（30.025.0 取 1.1mm δ= 最大气隙： 1.5 1.65M mm δδ==26．铁心的计算长度：23002 1.130.22i l l cm δ=+=+⨯= 5.2 定子绕组27．每极每相槽数：4=q28．定子槽数：槽4843421=⨯⨯==pmq Z 29．取绕组节距比：65=β30．绕组节距： 1043651=⨯⨯=⋅=mq y β 31．绕组短距系数(基波)：sin 0.9662p K πβ=⋅=（）32．绕组分布系数(基波)：sin20.958sin2d mK q mqππ==⋅33．绕组系数（基波）： 0.925dp p d K K K =⋅= 34．预计每极磁通 35．每相串联匝数初值 36．取并联支路数2a =37．每槽导线数：'12223441148S amN N Z ⨯⨯⨯=== 取11s N =38．每相串联导体数：1148118832s Z N N maφ⋅⨯===⨯39．线负荷：A=1138880224.2/3.1430Ni mN I A cm D φπ⨯⨯==⨯5.3 定子槽型尺寸(选取梨型槽)40．选定槽口尺寸： 41．定子齿距：11301.962548i s D t cmZ ππ⨯===42．定子齿宽度：式中：Fe K ：铁心叠压系数，取0.92 1t B ：定子齿磁密，取1.40 1.60T ～ 取1 1.1t b cm =43．槽形尺寸如图5.1：图5.1 定子槽形尺寸则定子齿计算宽度：44．定子槽深：12 1.87s so s s s h h h h R cm =+++= 45．槽面积，取槽锲厚度0.25h cm =，如图5.2所示：图5.2 定子槽尺寸=21.39cm46．槽绝缘面积 取：0.03i cm δ==20.182cm取槽满率为75%，绕组并绕根数为3t N =则绝缘导线直径：0.1658d cm===查表取铜对应的标称线规QZ:标称导线直径d=1.60mm 漆膜厚度0.06——0.1147．定子导线截面积（查表得）： 48．定子绕组电密：2806.63/23 2.0106N a t a I j A mm aN q ===⨯⨯ 49．发热参数：224.20 6.631486.45/j a A A j A cm =⋅=⨯= 5.4 磁路计算50．定子齿计算高度：'120.521.25 1.4233s ts s s R h h h cm =++=+= 51．定子轭高度：112i js s D D h h -=-43301.87 4.632cm -=-=52．定子轭计算高度：'13js js s h h R =+53．定子轭磁路长度：'143 4.814.9948js l D h cm pππ-=-==js （）（）54．极靴宽度：'011802sin 2p p i m b D pαδ=-⋅（）55．磁极偏心距：]cos 22[21111θδδδδδδ）（）（））（（m i i m i m D D D H ------=其中11arcsin 302p i m b D θδ︒==-=4.00mm56．极靴圆弧半径57．极靴边缘高度：' 2.5p h mm =（设计时取值） 58．极靴中心高度：'111cos 22i i p p m D Dh h δδθ=+--⋅（）-（） =3003002.5 1.1 1.65cos3022︒+---（）（）=22.93mm59．初取漏磁系数：3'10 1.11011 1.0470.2355δστ-⨯=+=+= 60．磁极宽度（磁极尺寸如图5.3所示）： 61．转子轭内径：808()ir D mm cm ==取值 62．转子轭外径：16516.5jr D mm cm ==63．磁极中心高：δ---=p jr i m h D D h ）（121=4.357cm64．磁极侧高度：'21cos 2jrm m D h h θ=+-（）式中29.2arcsinarcsin 33.8916.5m jr b D θ︒=== =5.7595cm65．转子轭高度：16.584.2522jr irjr D D h cm --=== 66．转子轭计算高度：'*12jr irjr D D h i -=+irD 2.2,4;6;8*........6;8;10p i ⎧⎫⎨⎬⎩⎭=14.255.586+⨯8= 图5.3 磁极尺寸67．转子轭磁路长度：'4jr jr jr l D h pπ=-（）=16555.8 4.2861c 8m π-=（）68．转子轭轴向长度：31.2r l cm = 69．磁极与轭间残隙：222300.8100.8100.09300300m l cm δ--=+⨯=+⨯=（）（） 70．实际极弧系数： 2arcsin2180p p pp b R R πατ︒=⋅=14.835214.49arcsin214.4923.55180π⨯⨯⨯⨯。
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凸极同步发电机电磁计算公式5.1 额定数据和主要尺寸1．额定电压 U N V 600= 2．额定转速 n N 1500/min r = 3．额定频率 ƒHZ 50= 4．额定功率因数 cos ϕ=0.8 5．额定电流 80N I A = 6．相数 m=37．确定功率:600800.8 1.173.16P kw =⨯⨯⨯= 8．根据功率取对应T2X-250L 电机，额定功率75N P kw = 9．效率 91.4%η= 10．极数 2p 1201205041500N f n ⨯=== 11．计算功率：' 1.0875101.25cos 0.8E N K P P kw ϕ⨯===式中 1.08E K =（对于同步发电机取值）12．极弧系数：极弧长度(0.630.72)p b τ=～取'p α=0.67pb τ=13．气隙磁密 (0.7 1.07)B T δ=～ 取0.8B T δ= 14．取线负荷 280/280/A KA m A cm == 15．电机的计算体积3'2'16.110ilp B dp NP D lef K K A B n δα⋅⋅⨯⋅=⋅⋅⋅33336.110101.25100.67 1.110.92280000.8150027.110m -⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯16．主要尺寸比：0.6 2.5λ=～ 17．定子铁心内径取值范围il D =0.23990.3860m==～ 18．定子铁心铁外径：()111.42 1.420.23990.3407i D D m===～0.3860～0.5481按标准选取1430D mm = 则定子内径：11430302.823001.42 1.42i D D cm mm ==≈≈19．定子铁心有效长度：23122127.1100.30113000.3i i D lef l lef m mm D -⋅⨯≈==≈≈ 20．定子铁心净长度：()3000.92276Fet Fet k k Fet l K l n b K l mm=-=⋅=⨯=式中Fet K =0.92(对0.5mm 厚硅钢片) 在对发电机的计算中,k k n b 不计入Fet l 中本次设计选用的硅钢片型号为：DR530-50对应的老牌号为D2221．磁极铁心总长度：300m ef l l mm == 22．磁极铁心净长度：0.953028.5Fem Fem m l K l cm =⋅=⨯=式中Fem K =0.95（对于1 1.5mm ～厚钢片）23．极距： 1300235.524i D mm pππτ⨯===24．圆周速度：223.55/1000f m s τν=⋅=25．气隙长度：最小气隙：c K B A ⋅⋅⋅=δτδ）～（30.025.0 28023.550.250.300.5 1.03030.8mm ⨯=⨯=（～）～1.2364取 1.1mm δ= 最大气隙： 1.5 1.65M mm δδ==26．铁心的计算长度：23002 1.130.22i l l cm δ=+=+⨯= 5.2 定子绕组27．每极每相槽数：4=q28．定子槽数：槽4843421=⨯⨯==pmq Z 29．取绕组节距比：65=β30．绕组节距： 1043651=⨯⨯=⋅=mq y β 31．绕组短距系数(基波)：sin 0.9662p K πβ=⋅=（）32．绕组分布系数(基波)：sin20.958sin2d mK q mqππ==⋅33．绕组系数（基波）： 0.925dp p d K K K =⋅= 34．预计每极磁通''20.80.670.23550.30 3.7910p ef B l wbδατ-Φ=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯35．每相串联匝数初值'144.544dp N ===取匝36．取并联支路数2a = 37．每槽导线数：'12223441148S amN N Z ⨯⨯⨯=== 取11s N =38．每相串联导体数：1148118832s Z N N maφ⋅⨯===⨯88442N ==匝 39．线负荷：A=1138880224.2/3.1430Ni mN I A cm D φπ⨯⨯==⨯5.3 定子槽型尺寸(选取梨型槽)40．选定槽口尺寸：0120.30.130so so s s b cm h cm h m h α===、、=0.15c 、=1.1cm 、齿靴角41．定子齿距：11301.962548i s D t cmZ ππ⨯===()()11111123020.10.15 1.995248i o s s D h h t cm Z ππ++++⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦===()()1111122123020.10.15 1.1 2.13948i o s s s D h h h t cmZ ππ++++++⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦===()()1111121()1322300.10.15 1.133 2.02148i o s s s D h h h tcmZ ππ⎡⎤⎡⎤++++++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦===42．定子齿宽度：11 1.96250.8 1.0666 1.21890.92(1.40 1.60)s t Fe t t B b cmK B δ⋅⨯===⋅～～式中：Fe K ：铁心叠压系数，取0.92 1t B ：定子齿磁密，取1.40 1.60T ～ 取1 1.1t b cm =43．槽形尺寸如图5.1：图5.1 定子槽形尺寸111 1.9952 1.10.89520.9s s t b t b cm cm =-=-=≈1211800.901801.10.522248s s s b R h tg tg cmZ ︒︒=+⋅=+=222 2.139 1.04 1.099t s s b t R cm =-=-=111()()332.0210.90 1.121s ts s btb cm =-=-=则定子齿计算宽度： '212 1.0992 1.11.1033t t ts b b b cm +⨯+⨯==≈ 44．定子槽深：12 1.87s so s s s h h h h R cm =+++= 45．槽面积，取槽锲厚度0.25h cm =，如图5.2所示：图5.2 定子槽尺寸2112222s s s s s s R b R A h h h π+=+-+（）220.520.900.521.250.2522π⨯+=-+（） =21.39cm46．槽绝缘面积 取：0.03i cm δ=()1212()2i i s s s s A h h R b δπ=+++⎡⎤⎣⎦+[]0.030.90π=⨯⨯⨯+2 1.25+(2+)0.52=20.182cm21.390.182 1.21sef s i A A A cm =-=-=取槽满率为75%，绕组并绕根数为3t N =则绝缘导线直径：0.1658d cm===查表取铜对应的标称线规QZ:标称导线直径d=1.60mm 漆膜厚度0.06——0.11 47．定子导线截面积（查表得）：22.0106a q mm =48．定子绕组电密：2806.63/23 2.0106N a t a I j A mm aN q ===⨯⨯ 49．发热参数：224.20 6.631486.45/j a A A j A cm =⋅=⨯= 5.4 磁路计算50．定子齿计算高度：'120.521.25 1.4233s ts s s R h h h cm =++=+= 51．定子轭高度：112i js s D D h h -=-43301.87 4.632cm -=-= 52．定子轭计算高度：'13js js s h h R =+0.524.63 4.803cm=+=53．定子轭磁路长度：'143 4.814.9948js l D h cm pππ-=-==js （）（）54．极靴宽度：'011802sin2p p i m b D pαδ=-⋅（）0.6718020.165sin 14.8354cm ⨯=-⨯⨯=（30）55．磁极偏心距：]cos 22[21111θδδδδδδ）（）（））（（m i i m i m D D D H ------=其中11arcsin 302p i m b D θδ︒==-0.55 2.753003002[ 1.1 1.65cos30]22︒⨯-=---（300）（）（）=4.00mm56．极靴圆弧半径1300 4.00 1.1144.922i p D R H mm δ=--=--= 57．极靴边缘高度：' 2.5p h mm =（设计时取值） 58．极靴中心高度：'111cos 22i i p p m D Dh h δδθ=+--⋅（）-（） =3003002.5 1.1 1.65cos3022︒+---（）（）=22.93mm59．初取漏磁系数：3'10 1.11011 1.0470.2355δστ-⨯=+=+= 60．磁极宽度（磁极尺寸如图5.3所示）：''42410 1.047 3.8810109.2028.5 1.55m Fem mb cm l B σ-Φ⨯⨯⨯==⨯=⋅⨯61．转子轭内径：808()ir D mm cm ==取值 62．转子轭外径：16516.5jr D mm cm == 63．磁极中心高：δ---=p jr i m h D D h ）（121116.5 2.2930.112=---（30）=4.357cm64．磁极侧高度：'21cos 2jrm m D h h θ=+-（） 式中29.2arcsinarcsin 33.8916.5m jr b D θ︒=== 16.54.3571cos33.892︒=+-（）=5.7595cm65．转子轭高度：16.584.2522jr irjr D D h cm --=== 66．转子轭计算高度：'*12jr irjr D D h i -=+irD 2.2,4;6;8*........6;8;10p i ⎧⎫⎨⎬⎩⎭=14.25 5.586+⨯8=图5.3 磁极尺寸67．转子轭磁路长度：'4jr jr jr l D h pπ=-（）=16555.8 4.2861c 8m π-=（）68．转子轭轴向长度：31.2r l cm = 69．磁极与轭间残隙：222300.8100.8100.09300300m l cm δ--=+⨯=+⨯=（）（） 70．实际极弧系数： 2arcsin2180p p pp b R R πατ︒=⋅=14.835214.49arcsin214.4923.55180π⨯⨯⨯⨯。