三相异步电动机空壳重绕计算 电工电子技术在专业中的应用

(1) 极数计算。

2p=(0.35～0.4)

式中:p为极对数;Z_s为定子槽数;b_t为定子齿宽(cm);h_y为定子轭高(cm)。

(2) 极距计算。

τ=

式中:τ为极距(cm);D_si为定子铁心内径(cm)。

(3) 气隙磁通密度选择。根据铁心尺寸,从表3-7中选择气隙磁通密度B_g。

表3-7　小型异步电动机定子绕组电磁设计参考数据

(4) 每极磁通计算。

Φ=a_pB_gτK_Fel_S

式中:Φ为每极磁通(Wb);a_p为极弧系数,与极数、磁路饱和程度有关,可先按表3-8决定电动机饱和系数K_S,再根据K_S查表3-9,得极弧系数a_p;B_g为气隙磁通密度(T);τ为极距(m);K_Fe为铁心叠压系数,K_Fe＝0.92～0.95,本例取K_Fe＝0.92;l_S为定子铁心长度(m)。

表3-8　饱和系数K_S的选择

表3-9　极弧系数α_p的选择

(5) 轭磁通密度计算。

B_y＝

式中:B_y为轭磁通密度T,计算结果应在表3-7范围内;h_y为定子轭高(m)。

(6) 齿磁通密度计算。

B_t＝

式中:B_t为齿磁通密度(T),计算结果应在表3-7范围内;b_t为定子齿宽(m)。

(7) 确定绕组因数及接法。

① 压降因数K_V的选取(表3-10)。

表3-10　压降因数K_V

② 确定绕组型式。

③ 确定线圈节距。单层线圈采用全节距y,

y=

双层线圈采用短节距,短矩因数K_S按下式计算:

K_S＝sinβ 90°

β=

式中:β为短距比,一般取β=0.8～0.9;Z_p为每极槽数。

④ 按下列公式或查表3-11决定绕组因数K_W。

K_W＝K_dK_S

K_d＝

α=

式中:K_d为分布因数;K_d为短距因数;q为每极每相槽数;α为用电角度表示的槽距角。

表3-11　三相双层绕组(60°相带)绕组因数

(续表)

(续表)

(续表)

(续表)

(续表)

注:如果是120°相带(每对极3个极相组)的绕组时,还应将上述的绕组系数乘以0.866。

⑤ 确定绕组接线方式。

⑥ 根据电源电压确定每相定子绕组承受的电压U_p。

(8) 每相绕组线圈匝数计算。

N_p＝

式中:K_V为压降因数;K_W为绕弧形因数。

(9) 每槽导线数计算。

N_S＝

式中:a为定子绕组并联支路数;Z_S为定子槽数。

(10) 导线直径计算。

① 计算带绝缘的导线直径d_Wi。

d_Wi＝

A_e＝A_S-A_i

式中:d_Wi为带绝缘的导线直径(mm);S_f为槽满率,一般控制在75%～80%;A_e为槽有效面积(mm²);N_S为每槽导线数;A_S为槽净面积(mm²);A_i为槽绝缘所占面积(mm²)。

槽绝缘所占面积,对于梨形槽可按下式计算:

绕组为双层绕组,

A_i＝Δi(2h_S+πR+2R+b_S1)

绕组为单层绕组,

A_i＝Δi(2h_S+πR+2R+b_S1)

式中:Δi为槽绝缘度(mm)。对于E级绝缘Δi=0.25～0.40 mm;B级绝缘Δi=0.25～0.45 mm;F级绝缘Δi=0.35～0.50 mm;H级绝缘Δi=0.45～0.50 mm。

② 计算导线直径d_W。根据带绝缘的导线外径,选取所需要的导线直径。

(11) 选取电流密度J。小型异步电动机的电流密度见表3-6。

表3-6　绕组中平均电流密度

(单位:A/mm²)

(12) 相电流计算。

I_p＝aA_WJ

式中:I_p为相电流(A);A_W为导线截面积(mm²)。

(13) 线负荷计算。

A=

式中:A为线负荷(A/cm),计算结果应在表3-6范围内;D_si为定子铁心内径(cm)。

(14) 电动机的功率计算。

P=U₁I_{1cosφη×10^-3}

P=U₁I_{1cosφη×10^-3}

式中:P为电动机额定功率(kW);U₁为电动机额定电压(线电压,V);I₁为电动机额定电流(线电流,A);cosφ为电动机功率因数;η为电动机效率。

电动机cosφ和η的近似值,参见表3-12选取。

表3-12　三相异步电动机的η_N和cosφ_N

(续表)

(续表)

(续表)

(续表)

(续表)

注:括号内的功率为J02型电动机的功率。