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        {振動電機}電機體積與電磁負荷關系是怎樣的
        2020-09-22閱讀量:1791
        {振動電機}電機體積與電磁負荷關系是怎樣的

        {振動電機}入職時間不長的小S找到小編,講訴了他鬧心的困惑:參與了多型電機的設計工作,竟然一次比一次問題多,從一開始的不太了解到后來愈來愈多的迷茫。

        尤其材料的極限應用、電磁負荷盡可能往高提升、單位功率的材料消耗、利用系數等等,攪得他一頭霧水。小編今天重點談談電機常數,剖析其物理含義,搞明白為什么要想方設法探底電磁負荷極限值。

        電機常數是怎么回事

        電機進行能量轉換時,無論是從機械能變成電能(發電機),或從電能變成機械能(電動機),能量均以電磁能的形式通過定、轉子間的氣隙進行傳遞,與之對應的功率成為電機的電磁功率,用電機的計算功率P′表示,按下式計算:

        P′=mEI×10-3(千伏安)——(1)

        式中: m——繞組相數

        E——繞組電動勢(伏)

        I——繞組相電流(安)

        繞組電動勢為

        E=4KwmfWKdpΦ(伏)——(2)

        式中 Kwm——氣隙磁場波形系數,正弦分布時等于1.11

        f——電流頻率(赫)

        W——繞組每相串聯匝數

        Kdp——繞組系數,以基波繞組系數Kdp1代入

        Φ——每極磁通(韋)

        電流頻率為

        f =pn/60——(3)

        式中 p——極對數

        n——轉速(轉/分)

        每極磁通為

        Φ=BδavτLef=Bδαp′τLef(韋)——(4)

        式中 Bδ——氣隙磁密Max(特斯拉)

        αp′——計算極弧系數,αp′=Bδav/Bδ,其中Bδav為氣隙平均磁密

        Lef——電樞計算長度(米)

        τ——極距(米),τ=πD/2p(米),其中D為電樞直徑(米)

        沿電樞圓周單位長度上的總電流稱為電負荷A,即

        A=2mWI/πD (安/米)——(5)

        將(3)~(4)代入(2),(2)代入(1),整理后可得

        (D2Lefn)/P′=6.1×103/(αp′Kwm KdpA Bδ)=CA——(6)

        對于一定功率、轉速范圍的電機,電負荷A、磁負荷Bδ變動范圍不大,αp′、Kwm 、Kdp的變化范圍更小,故此CA稱為電機常數。

        式(6)可變為

        CA=(D2Lef)/(P′/n)=(60D2Lef)/(2πT′)——(7)

        式中T′為計算轉矩,T′=P′/Ω=60P′/2πn, Ω為機械角速度(弧度/秒)。

        解析電機常數

        式(7)中(D2Lef)近似表示轉子有效部分體積,定子有效部分體積也和它有關。故而電機常數大體反映了產生單位計算轉矩所耗用的有效材料(銅、鋁、硅鋼片)的體積,并一度程度上反映了結構材料的耗用量。

        電機常數CA的倒數為

        KA=1/CA=(2πT′)/(60D2Lef)=P′/(D2Lefn)——(8)

        式(8)表明,KA表示單位體積有效材料所能產生的計算轉矩,其大小反映電機有效材料的利用程度,稱為利用系數。隨著電機制造水平的提高和材料質量的改進,利用系數將不斷增大。

        電磁負荷A、Bδ

        式(6)中αp′、Kwm 、Kdp的數值一般變化不大,因此,電機的主要尺寸在很大程度上和選用的電磁負荷A、Bδ有關。電磁負荷A、Bδ愈高,電機尺寸愈小,這就是為什么要想方設法探底電磁負荷的極限值根本性原因,直接關系到對設計電機的性能和經濟性。

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