磁路计算

损失长度：
bv
bv 2
bv 5
（一边开风道）
bv
bv
bv 2
5
2
（二边开风道）
③ 综上所述：
lef lt 2 Nvbv
三、气隙系数 k
② 校核电机各部分磁密选择得是否合适；
③ 确定一部分有关尺寸。
2． 磁路计算所依据的基本原理
——（安培环路定律）全电流定律
H dl i
① 积分路径：积分路径是沿着磁场强度矢量取向（即 沿磁力线）选择通过一对极的中心线 构成闭合回路；
H dl H dl
② 包围的电流：
i 是回路所包围的全电流，即每对极的励磁磁势。
f (Ks)
Ks
,
磁路越饱和,
Bav越大,
越大
p
KNM f (Ks )
B(x)正弦分布, KNM 1.11, Ks , Bav
（三）凸极同步电机的
p
凸极同步电机采用集中励磁绕组，励磁磁势在空间分布是
矩形。如略去钢中磁位降，F 的空间分布也为矩形。
一般力图使 B(x) 为正弦分布，气隙本应做成正弦分布。
2．不均匀气隙
① 削角极弧
bp
bp
(两侧边缘效应削弱)
p
bp
bp
② 偏心气隙极弧 max 3时
bp bp
但计算 F 时要用：
eq 0.75 0.25 max
p
bp
(等效气隙长)
（二）异步电机
p
的确定
一般异步电机气隙较小，由于磁路钢部分的饱和， 气隙磁场已不是正弦波，而是比较扃平形状。此时
3． 电机设计中磁路计算的一般步骤
① 为简化计算，通常把电机各部分磁场分成等值的各段磁路。 所谓等值的磁路是指各段磁路上的磁位降等于磁场内对应点 之间的磁位降，并认为各段中磁通沿截面均匀分布，各该段 的磁场强度保持为恒值。
H dl H dl H L Ht Lt H j1Lj1 HmLm H j2Lj2
Bav
比正弦分布大，
p
0.637
p
决定定子齿及转子齿的饱和程度。齿部越饱
和，气隙磁场波形愈平，
p
愈大，因异步机由下面决定。
1．确定饱和系数
Ks
F
Ft1 F
Ft 2
初 选Ks 1.15 1.45 F , Ft1, Ft2 Ks (Ks Ks ) 1%
2．由
p
与
Ks
关系曲线找到
p
Ks
p
p
第三章 磁路计算
§3-1 概述
1．磁路计算的目的
在于确定电机中感应一定电势所对应的主磁场所必需的
磁化力或励磁磁动势，进而计算励磁电流及电机的空载
特性，校核电机各部分磁密选择得是否合适，确定一部
分有关尺寸。
①
E
(E
4KNm Kdp
f N)，
F0
if 0
F0 N
f (if 0 )或E
f (if 0 )
无径向通风道电机气隙磁场 的轴向分布
有径向通风道电机气隙磁场 的轴向分布
3．计算方法 ①边缘效应的影响（无径向通风沟）
如考虑边缘效应，经过作图和分析证明：lef lt 2
如不考虑边缘效应（如直流电机设计），则：lef lt
②通风道的影响 计算长度：lef lt Nvbv
Nv 铁心中径向通风道数 bv 径向通风道的宽度 bv 沿铁心长度因一个径向通风道所损失的长度
因而它决定于励磁磁势分布曲线的形状、气隙的均匀
程度及磁路饱和程度。
如：F 是正弦分布， 均匀，磁路不饱和
则
B(
x)
是正弦，
p
2
0.637
磁路越饱和，B(x)
越平，Bav
越大，
p
越大
（一）直流电机
p
的确定
1．均匀气隙：
p
bp
而
bp
bp
2
bp 极弧实际长度
p
bp
2
2 计及极靴尖处的边缘效应
② 由于电机中一对极磁路中两个极的磁路情况相似，所以 只需计算半条回路上的各段磁位降，它们的总和就等于每 个评级的励磁磁势。以下叙述磁位降或磁势均为每极的。
步骤： u
E
B
S
ห้องสมุดไป่ตู้
H
HL
F0
4．电机中常用的磁性材料
热轧 硅钢片冷轧无含硅硅钢量片(1(含3硅%)量.5%以下)
比损耗小, 导磁性好, 平整度高 价格低, 导磁导热, 焊接性能好
E
4KNm Kdp fN
2．确定气隙最大的磁密 B
B S B p lef
B
p lef
3．确定气隙磁场强度 H（ 极中心线处的气隙磁场强度）
B 0H
H
B
0
0.8B
106
4．确定气隙磁位降 F
F H L H k k H
是单边气隙径向长度（m）
k 是气隙系数，因槽口影响使气隙磁阻增加而引入的系数。
电枢铁心 涂漆的硅钢片 磁极,极轭 低碳钢板,结构钢,低合金钢 凸极同步机整块磁极 锻钢 直流机极轭 铸钢
§3-2 空气隙磁压降的计算
计算方法是：
u
E
B
S
H
F
H L
1.每极磁通φ的确定
直流电机中：
Ea
pNa n 60a
Ea pn Na
韦
60 a
交流电机中： E 4KNmKdp fN
③ 在实际上，定、转子都具有径向通风，气隙磁场沿轴向分布
不均匀；由于径向通风道没有钢片，磁通较少，因此也不能用 lt
2. lef 的物理意义：
由于边缘效应和径向通风沟的影响，使气隙磁场沿轴向分 布不均匀，在铁心中磁密大，在通风沟及定、转子端部磁 密较小。为了计算方便，从等效磁道的观点出发，引入计
算长度 lef 的概念，即在这个长度内它的磁密 B 为不变。
算长度 lef ，而不是铁心的总长度 lt 。
B S B p lef
B
p lef
l 1．为什么用 ef 而不用 lt：(沿轴向磁场分布不均匀，为什么？)
① 边缘效应的影响：主磁通不仅在铁心总长 lt 的范围穿过
空气隙，而且有一小部分从定、转子端面进入，这种现象 称为边缘效应。
② 径向通风道的影响
B(x)
B1 cos
x
0H (x)
0
F
(x)
B 1
B
0 F
(x)
cos
x
凸极同步气隙磁密分布曲线
一般 : 当x bp ,
2
(x) max
max
c osbp
x
1.5
2
(一般选取bp (.55 ~ 0.75) )
二、电枢或气隙的轴向计算长度 lef
在计算空气隙磁密最大值时，用的是电枢或气隙的轴向计
下面要解决
p
、l e f
、k 如何确定：
一、计算极弧系数
p
的确定
1.
p
的物理意义
lef
2
Bxdx
B plef
2
①
1
p
2
B
2
x dx
Bav
B
B
Fs
1
p
B Bav
波幅系数
直流电机沿电枢圆周方向 的气隙磁密分布B(x)
②
p
bp
表示极弧计算长度与极距之比
2. p大小的决定
p
计算极弧系数的大小决定气隙磁密 B(x) 形状，