发电机电磁计算.docx
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发电机电磁计算
凸极同步发电机电磁计算公式
额定数据和主要尺寸
1．额定电压UN«SkipRecordIf...»
2．额定转速nN«SkipRecordIf...»
3．额定频率ƒ«SkipRecordIf...»
4．额定功率因数cos«SkipRecordIf...»=
5．额定电流«SkipRecordIf...»
6．相数m=3
7．确定功率:
«SkipRecordIf...»
8．根据功率取对应T2X-250L电机，额定功率«SkipRecordIf...»
9．效率«SkipRecordIf...»
10．极数«SkipRecordIf...»2p«SkipRecordIf...»
11．计算功率：
«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»（对于同步发电机取值）
12．极弧系数：
极弧长度«SkipRecordIf...»
取«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
13．气隙磁密«SkipRecordIf...»取«SkipRecordIf...»
14．取线负荷«SkipRecordIf...»
15．电机的计算体积
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
16．主要尺寸比：
«SkipRecordIf...»
17．定子铁心内径取值范围
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
18．定子铁心铁外径：
«SkipRecordIf...»
按标准选取«SkipRecordIf...»
则定子内径：
«SkipRecordIf...»
19．定子铁心有效长度：
«SkipRecordIf...»
20．定子铁心净长度：
«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»=（对0.5mm厚硅钢片）
在对发电机的计算中,«SkipRecordIf...»不计入«SkipRecordIf...»中
本次设计选用的硅钢片型号为：
DR530-50对应的老牌号为D22
21．磁极铁心总长度：
«SkipRecordIf...»
22．磁极铁心净长度：
«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»=（对于«SkipRecordIf...»厚钢片）
23．极距：
«SkipRecordIf...»
24．圆周速度：
«SkipRecordIf...»
25．气隙长度：
最小气隙：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
取«SkipRecordIf...»
最大气隙：
«SkipRecordIf...»
26．铁心的计算长度：
«SkipRecordIf...»
定子绕组
27．每极每相槽数：
«SkipRecordIf...»
28．定子槽数：
«SkipRecordIf...»
29．取绕组节距比：
«SkipRecordIf...»
30．绕组节距：
«SkipRecordIf...»
31．绕组短距系数（基波）：
«SkipRecordIf...»
32．绕组分布系数（基波）：
«SkipRecordIf...»
33．绕组系数（基波）：
«SkipRecordIf...»
34．预计每极磁通
«SkipRecordIf...»
35．每相串联匝数初值
«SkipRecordIf...»
36．取并联支路数«SkipRecordIf...»
37．每槽导线数：
«SkipRecordIf...»取«SkipRecordIf...»
38．每相串联导体数：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
39．线负荷：
A=«SkipRecordIf...»
定子槽型尺寸（选取梨型槽）
40．选定槽口尺寸：
«SkipRecordIf...»
41．定子齿距：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
42．定子齿宽度：
«SkipRecordIf...»
式中：
«SkipRecordIf...»：
铁心叠压系数，取
«SkipRecordIf...»：
定子齿磁密，取«SkipRecordIf...»
取«SkipRecordIf...»
43．槽形尺寸如图：
图定子槽形尺寸
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
则定子齿计算宽度：
«SkipRecordIf...»
44．定子槽深：
«SkipRecordIf...»
45．槽面积，取槽锲厚度«SkipRecordIf...»，如图所示：
图定子槽尺寸
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
46．槽绝缘面积取：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
取槽满率为75%，绕组并绕根数为«SkipRecordIf...»
则绝缘导线直径：
«SkipRecordIf...»
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——
47．定子导线截面积（查表得）：
«SkipRecordIf...»
48．定子绕组电密：
«SkipRecordIf...»
49．发热参数：
«SkipRecordIf...»
磁路计算
50．定子齿计算高度：
«SkipRecordIf...»
51．定子轭高度：
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
52．定子轭计算高度：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
53．定子轭磁路长度：
«SkipRecordIf...»
54．极靴宽度：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
55．磁极偏心距：
«SkipRecordIf...»其中«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
56．极靴圆弧半径
«SkipRecordIf...»
57．极靴边缘高度：
«SkipRecordIf...»
58．极靴中心高度：
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
59．初取漏磁系数：
«SkipRecordIf...»
60．磁极宽度（磁极尺寸如图所示）：
«SkipRecordIf...»
61．转子轭内径：
«SkipRecordIf...»
62．转子轭外径：
«SkipRecordIf...»
63．磁极中心高：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
64．磁极侧高度：
«SkipRecordIf...»式中«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
65．转子轭高度：
«SkipRecordIf...»
66．转子轭计算高度：
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
图磁极尺寸
67．转子轭磁路长度：
«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
68．转子轭轴向长度：
«SkipRecordIf...»
69．磁极与轭间残隙：
«SkipRecordIf...»
70．实际极弧系数：
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
=
71．气隙比：
«SkipRecordIf...»
72．最小气隙比极距：
«SkipRecordIf...»
73．基波磁场幅度系数：
«SkipRecordIf...»（查交流电机设计手册）
74．三次谐波磁场幅度系数：
«SkipRecordIf...»
75．磁场分布系数：
«SkipRecordIf...»
76．磁场波形系数：
«SkipRecordIf...»
77．直轴电枢反应磁场幅度系数：
«SkipRecordIf...»（查交流电机设计手册）
78．交轴电枢反应磁场幅度系数：
«SkipRecordIf...»（查交流电机设计手册）
79．电枢磁动势直轴折算系数：
«SkipRecordIf...»
80．电枢磁动势交轴折算系数：
«SkipRecordIf...»
81．定子卡氏系数（对于半闭口半开口槽）：
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
=
82．阻尼笼卡氏系数（阻尼笼尺寸如图所示）：
«SkipRecordIf...»
图阻尼笼尺寸
83．卡氏系数：
«SkipRecordIf...»
84．空载每极总磁通：
«SkipRecordIf...»
85．气隙磁密（最大值）：
«SkipRecordIf...»
86．定子视在齿磁密：
«SkipRecordIf...»
查表：
«SkipRecordIf...»≤则«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=
87．定子轭磁密：
«SkipRecordIf...»
88．气隙磁压降：
«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
89．定子齿磁压降：
«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»对应于«SkipRecordIf...»，查磁化曲线B25=得«SkipRecordIf...»=
90．定子轭磁压降：
«SkipRecordIf...»
式中：
«SkipRecordIf...»为轭部修正系数«SkipRecordIf...»=
«SkipRecordIf...»对应于«SkipRecordIf...»，查磁化曲线B25=得«SkipRecordIf...»=
91．气隙、定子齿、轭部磁压降之和：
«SkipRecordIf...»
92．计算漏磁几何尺寸：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
93．磁极压板厚：
«SkipRecordIf...»
94．磁极压板宽：
«SkipRecordIf...»
95．磁极计算高度：
«SkipRecordIf...»
96．极靴漏磁导：
«SkipRecordIf...»
=
97．极身漏磁导：
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»=
98．磁极漏磁导：
«SkipRecordIf...»
99．每极漏磁通：
«SkipRecordIf...»
100．漏磁系数：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
101．磁极磁通：
«SkipRecordIf...»
102．磁极极身截面积：
«SkipRecordIf...»
103．极身磁密：
«SkipRecordIf...»
104．转子轭磁密：
«SkipRecordIf...»
105．残隙处磁密：
«SkipRecordIf...»
106．极身磁压降：
«SkipRecordIf...»
查磁化曲线B25=表可得：
«SkipRecordIf...»=对应于«SkipRecordIf...»
107．转子轭磁压降：
«SkipRecordIf...»
查磁化曲线B25=表可得：
«SkipRecordIf...»=
108．残隙磁压降：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
109．空载每极磁压降：
«SkipRecordIf...»
稳态参数
110．定子线圈尺寸（如图所示）：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
取30度
图线圈尺寸
定子线圈节距：
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»参考值取«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
111．线圈半匝平均长度：
«SkipRecordIf...»
112．定子绕组相电阻：
«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
113．定子槽比漏磁导：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
=
114．定子绕组端部比漏磁导：
«SkipRecordIf...»
115．谐波比漏磁导：
«SkipRecordIf...»
116．每相漏抗：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»`
117．漏抗标么值：
«SkipRecordIf...»
118．相电阻标么值：
«SkipRecordIf...»
119．每极电枢反应磁动势：
«SkipRecordIf...»
120．电枢反应直轴折算磁动势：
«SkipRecordIf...»
121．电枢反应交轴折算磁动势：
«SkipRecordIf...»
122．直轴电枢反应电抗：
«SkipRecordIf...»
123．交流电枢反应电抗：
«SkipRecordIf...»
124．直轴同步电抗：
«SkipRecordIf...»
125．交轴同步电抗：
«SkipRecordIf...»
126．短路比：
«SkipRecordIf...»
127．内功率因数角：
«SkipRecordIf...»
128．额定功角：
«SkipRecordIf...»
则：
«SkipRecordIf...»
额定负载时励磁磁动势和励磁绕组
129．额定负载时内电动势：
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
130．额定工况时磁路计算：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
131．额定负载时每极磁压降：
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
132．额定负载时励磁磁动势：
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
133．取励磁绕组每极匝数：
«SkipRecordIf...»
134．额定励磁电流：
«SkipRecordIf...»
135．空载励磁电流：
«SkipRecordIf...»
136．取励磁电流电密（取值）：
«SkipRecordIf...»
137．励磁绕组导线截面积：
«SkipRecordIf...»
138．励磁绕组线规：
«SkipRecordIf...»
励磁线圈的尺寸如图所示：
图励磁线圈尺寸
139．第n层线圈平均匝长度：
«SkipRecordIf...»
=2[+28+«SkipRecordIf...»
=+«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»——线圈框架直线长度
«SkipRecordIf...»——线圈框架直线宽度
«SkipRecordIf...»——框架圆角半径
«SkipRecordIf...»——导线长边尺寸
«SkipRecordIf...»=1为第一层
«SkipRecordIf...»=2为第二层
140．励磁绕组平均匝长度：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»——第«SkipRecordIf...»层线圈匝数
141．励磁绕组电阻：
«SkipRecordIf...»
142．额定励磁电压：
«SkipRecordIf...»
——为电刷压降,励磁绕组取B级绝缘
励磁绕组E级绝缘«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
励磁绕组B级绝缘«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
励磁绕组F级绝缘«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
143．空载励磁电压：
«SkipRecordIf...»
r«SkipRecordIf...»
144．电压调整率:
«SkipRecordIf...»
=1%
式中：
«SkipRecordIf...»
阻尼绕组设计
145．每极阻尼笼条数：
«SkipRecordIf...»
146．每极定子绕组截面积：
«SkipRecordIf...»
147．每根阻尼条截面积：
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
148．阻尼条直径：
«SkipRecordIf...»
149．阻尼槽节距：
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
取«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»
150．阻尼笼最大磁密：
«SkipRecordIf...»
151．端环尺寸（）：
«SkipRecordIf...»取«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»取«SkipRecordIf...»
图端环尺寸
损耗与效率
152．定子齿钢片重：
«SkipRecordIf...»
=48«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
153．定子轭钢片重：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
154．材料单位损耗：
«SkipRecordIf...»（查资料可得）
155．齿部单位损耗：
«SkipRecordIf...»
156．轭部单位损耗：
«SkipRecordIf...»
157．定子铁损耗：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
158．磁极单位表面损耗：
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
式中：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
159．磁极表面损耗：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
160．定子绕组铜损耗：
«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»
161．励磁损耗：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»——励磁系统的效率
162．机械损耗：
«SkipRecordIf...»
=«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»
163．附加损耗：
«SkipRecordIf...»
164．总损耗：
«SkipRecordIf...»
165．效率：
«SkipRecordIf...»
瞬态参数和时间常数
166．励磁绕组漏抗：
«SkipRecordIf...»
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
式中«SkipRecordIf...»
167．励磁绕组电抗：
«SkipRecordIf...»
168．阻尼绕组直轴电抗：
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»
169．阻尼绕组横轴电
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