电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度。对于直流电机电枢直径是指转子外径对于一般结构的感应电机和同步电机则是指定子内径。它们由计算功率P’决定。2电机的主要尺寸间的关系是什么根据这个关系式能得出哪些重要结论答电机的主要尺寸间的关系是D2lefn/P’=6.1/(αp’KNmKdpABδ).根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速n之比P’/n或计算转矩T所决定;②电磁负荷A和Bδ不变时相同功率的电机转速较高的尺寸较小尺寸相同的电机转速较高的则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时若直径不变而采取不同长度则可得到不同功率的电机。④由于极弧系数αp’、KNm与Kd的数值一般变化不大因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A和Bδ有关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。3磁路计算的目的? 答磁路计算的目的在于确定产生主磁场所必需的磁化力或励磁磁动势并进而计算励磁电流以及电机的空载特性。通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择是否合适。4磁路计算所依据的基本原理答磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理。积分路径沿着磁场强度矢量取向磁力线则。等式左边为磁场H在dl方向上的线积分所选择的闭合回路一般通过磁极的中心线等式右边为回路包围的全电流即等于每对极的励磁磁势。5电机的磁路可分为几段进行为什么气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例答电机的磁路可分为如下各段空气隙定子齿或磁极转子齿或磁极定子轭转子轭。因为空气隙的磁导率比铁的磁导率小得多所以气隙磁阻比铁心磁阻大得多,又因为Um=ΦmRm.所以气隙磁压降比铁心磁压降大得多,故气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例. 6在电机设计时通常对铁心磁密BFe取硅钢片磁化曲线的饱和点,为什么? 答:铁心磁密的饱和点为BFe=1.5T.当BFe小于1.5T时,材料利用不够.当BFe 大于1.5T时,过饱和点,上升幅度不大.而且又需要更大的励磁电流、损耗和成本都会增加.所以应取BFe=1.5T. 7计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时一般取什么磁密为计算磁密?为什么引入轭部磁压降校正系数Cj这一概念? 答:计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时,一般取轭部切向最大磁密Bj作为计算磁密.因为齿联轭磁密分布不均匀,齿联轭磁路全长上的磁压降为了简化计算,引用一个等效的均匀磁场代替不均匀磁场

　　和Hj存在值不同,引入磁压降校正系数Cj=HjjavH来修正. 8在磁路计算中,当齿部磁密超过1.8T时,为什么要进行修正? 答:齿部磁密超过1.8T,此时齿部磁密比较饱和,铁的磁导率μ.比较低,使齿部的磁阻和槽部相比差别不是很大.这样,一个齿距内的磁通大部分将由齿部进入轭部,部分磁通通过槽部进入轭部.因而齿部中的实际磁通密度B 比通过公式Bδleft/(KeFbltt)小些.即实际的磁场强度及磁压降也会小一些,所以要进行修正. 9异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成? 答:异步电机:槽漏抗,谐波漏抗,端部漏抗,斜槽漏抗. 同步电机:槽漏抗,谐波漏抗,齿顶漏抗,端部漏抗. 10交流电机定子单层整距绕组每槽漏感Ls如何计算? 答:高度h.范围内全部槽中电流产生的漏磁链s1=Ns(Bs1S)=Ns*S*μ.2INs/bs=N2s2Iμ.h.lef/bs.高度h1范围内距槽底X处高dx的范围内产生的漏磁链ds2=(Ns*x/h1)dΦx=(Ns*x/h1)22Iμ.lefdx/bs.高度h1范围内由槽中电流产生的漏磁链为槽漏磁链总和s=s1+s2=N2s2μ。Lef(h./bs+h1/(3bs)).即每槽漏感为

　　电机的损耗分别为①定子转子铁心中的基本铁耗②空载时铁心中的附加杂散损耗③电气损耗④负载时的附加杂散损耗⑤机械损耗。其中①②⑤为不变损耗③④为可变损耗。①③⑤为主要损耗②④为次要损耗。12为什么所有电机的机械损耗都为

　　不变损耗答不变损耗是指损耗不随负载的变化而变化。机械损耗包括通风损耗、轴承摩擦损耗和电刷摩擦损耗。主要的决定因素是转速n。对于同步电机有n=n1=60f/p,由于f和p不变故转速不变。对于异步机有n=(1-s)n1=(1-s)60f/p.空载时S=0,额定负载时NS≤0.05,S 变化不大也认为转速不变。对于直流电机有n=E/(CeΦ) ≈Un/(CeΦ),所以也认为转速基本不变。综上所述对于所有电机都不变机械损耗也不变即机械损耗是不变的。13按国标规定电机的绝缘材料分为哪些等级对应的极限温度是多少答、E、B、F、H级绝缘相应的极限温度为105、120、130、155、180℃。14在计算电机的发热时往往只计算各部件中的温升而不计算实际温度。试解释其中原因答实际温度t=△τ+t..其中t.为周围环境温度由于周围环境温度随季节和地域的不同而变化较大故电机的实际温度变化也比较大故不能用电机的实际温度评判电机的好坏。而温升△τ=t-排除了周围环境温度的影响只取决于电机损耗的多少。故用来评判电机的好坏。15根据冷却介质的不同电机冷却系统可分为哪几种方式目前应用最广泛的是哪种方式答电机的冷却系统可分为①空气冷却系统。包括开路或闭路冷却径向、轴向或混合式吸入式或后入式外冷或内冷。②油冷却系统③水冷却系统④氢冷却系统。其中目前应用最广泛的是空气冷却系统。16电机中常用的风扇是哪种类型离心式风扇的主要优点是什么缺点是什么答电机中常用的风扇是离心式风扇。它的优点是压力较高缺点是效率较低。17离心式风扇根据叶片形状的不同可分为哪几种形式其效率从大到小依次是什么答可分为①径向式②前倾式③后倾式叶片离心式风扇。效率的高低为②〉③〉①。18离心式风扇与轴流式风扇各有什么优缺点为什么一般中小型电机中很少采用轴流式风扇答离心式风扇压力较高效率较低。轴流式风扇压力较低效率较高。因为感应电机同步机中的孔隙很小轴身风阻大风很难通过只有直流机可以用轴流式风扇而直流机的应用范围又很小。而且离心式风扇能产生较大压力最适合于一般电机特别是中小型电机绝大部分为交流机通风系统的需要。所以一般中小型电机很少用轴流式风扇。19在电机的CAD中求解非线性方程组有哪几种方法并给予说明。答有两种方法为迭代法和对分法。①迭代法选取B=BT,由1得由2得再把B1代入1得再把H2代入2得B2。反复操作经过几次迭代后所得的Bi-Bi-1的绝对值小于给定的精确度时结束计算。得出最后的B和H的值。②对分法令--f(B)…③若

　　即Bi为方程组的解。以根所在区间的中点为第一个迭代点代入式③的右端进行计算。若计算结果与零相比超出允许误差则进行第二次迭代。每次迭代都以上次迭代点为根所在区间的新端点。舍去不包括根所在那一段区间再次以新区间的中点为迭代点不断迭代直到区间缩小到规定范围内则认为求解成功。20感应电机的电气参数有哪些如若功率因数降低怎么提高功率因数?(励磁电抗)(考试原题) 21画出相邻90电角度的磁极的最佳积分路径其中定子有开槽转子为凸极。该电机共有几个磁极请画出积分路径的磁力线路径和方向及气隙磁通的极性。在画上出考试原题若在电磁设计时发现轭部磁密Bj偏大该如何使Bj在合理范围内从轭部轭高轭部计算长度齿宽和齿距来考虑

　　考试原题课后相关作业答案P22 1什么是主要尺寸关系式根据这个关系式可得出哪些重要结论见复习题什么是电机中的几何相似定律为何在可能情况下总希望用大功率电机来代替总功率相等的小功率电机为何冷却问题对于大电机比对小电机更显得重要? 答在转速相同的情况当DbaD=lbla=hbha=bbba=…下∝PGef∝∝4/3PP∝P4/11。即当B和J的数值保持不变时对一系列功率递增几何形状相似的电机每单位功率所需有效填料的重量、成本及产生损耗均怀功率的1/4次方成反比。用大功率电机代替总功率相等的数台小电机的原因是随着单机容量的增加其效材料的重量G、成本Gef相对容量的增加要慢。因此用大功率电机代替总功率相等的数台

　　小电功率机。其有效材料的利用率提高了。损耗增加相对容量慢因此效率提高了。冷却问题对大功率电机比对小功率电机更显得重要的原因是电机损耗与长度l的立方成成正比而冷却表面却与长度的平方成正比。功率上升长度变长损耗增加大于冷却的增加。为了使温升不超过允许值随着功率的增加要改变电机的通风和冷却系统从而放弃它们的几何形状相似。P43 2磁路计算时为什么要选择通过磁极中心的一条磁力线路径为计算选用其它路径是否也可得到同样的结果答磁路计算时选择通过磁极中心的一条磁力线的原因是此路径包围所的电流此路径的气隙和铁心的B、H和相应的尺寸较容易计算。选用其他路径也可得到相同的结果。4气隙系数Kδ的引入是考虑什么问题假定其他条件相同而把电枢槽由半闭中槽改为开口槽则Kδ增大还是减小答气隙系数Kδ的引入是考虑因槽口的影响使气隙磁阻增大的问题。由公式见图3-是定子没有开槽时的磁密最大值是维持磁通Φ为既定值齿顶处气隙最大磁密必须由无槽时的Bδ增加到Bδmax。由半闭口槽变成开口槽由于磁通Φ不变因为外部电压不变槽的磁阻增大通过槽的有磁通减少通过齿部的磁通增大即Bδmax增大。而Bδ不变则Kδ变大。5空气隙在整个磁路中所占的长度很小但它在整个磁路计算中却占有十分重要的地位这是为什么见复习题5) 6极联轭与齿联轭的磁势计算方法为什么不一样答极联轭的气隙磁通分布是均匀的经过磁极之后分成两路分别进入左右两的轭部经过极联轭的每个截面的磁通认为都是Φm/2。齿联轭的磁通是气隙磁通“分散”地进入齿部及轭部所以齿联轭各个截面穿过的磁通是不同的即沿积分路径上的磁密分布不均匀并且每处的截面中沿向上的磁密也不是均匀分布的。这样在计算轭部磁压降时必须作适当简化。故极联轭与齿联轭的磁势计算方法不一样。P75 2漏抗的大小对于交流电机的性能有何影响答一方面漏抗不能过小否则同步发电机短路时或感应电机起动时将产生不能允许的电流。另一方面漏抗又不能过大否则会引起同步发电机的电压变化率增大感应电动机的功率因数、最大和起动转矩降低若为直流电机则换向条件恶化。5本槽漏抗与谐波漏抗的大小主要与哪些因数有关答槽漏抗Xs=4πfμ.N2lefλs/(pq),它的大小主要与槽比漏磁导λs和N2及lef有关。谐波漏抗

　　它的大小主要与谐波比漏磁导、计算长度lef和匝数N有关。6感应电机励磁电抗的大小主要与哪些因素有关它对电机的性能有何影响答励磁电抗主要与主磁导λm、匝数N 和计算长度lef有关。主要影响感应电机的性能为功率因素。因为功率因素

　　即随着励磁电抗Xm的增大功率因数会上升。P96 1空载铁心损耗的大小主要与哪些因素有关答:空载铁心损耗主要是基本铁耗基本铁耗与B2、f1.3、重量GFe和厚度有关。8若将一台感应机的额定频率由50Hz改为

　　要求保持励磁势基本不变应改变什么数据为最合佳采取该措施后基本铁耗在不计饱和影响时会不会变化? 答励磁磁动势不。由于励磁磁动势不变尺寸又不变故磁场强度H也不变即磁密B也不变磁通Φ也不变。由于有不变不变故匝数N下降1.2倍。感应电机运行时铁心磁路处于饱和状态此时磁通不能改变变小或变大会使电机的铁心材料利用不充分或励磁电流增加及损耗增大。由于基本铁耗与频率f1.3成正比故基本铁耗增加。由于输出功率由于T∝-s)/p.所以输出功率P增加。由有效率没有下降反而上升。P117 3伯努利方程代表的物理意义是什么为什么在液体的运动过程中它的静压力和动压力之间可以相互转化答

　　内所包含的总能量保持不变。因为流体在流动的过程中不是固定不变的。若变小则动压力变小动压头降小。又因为全压头不变则静压力必然变大反之亦

　　然。所以静压力和动压力之间可以互相转化。5流阻或风阻的串联和并联应如何计算与电阻的串并联方法相比较有何异同答流阻或风阻的串并联用风路图计算。串联时渡过各个风阻的流量相同气体通过整个管道或风路所需的全部压力等于各部分压力损耗的总和。串联时等效流阻或风阻为。并联时由于支路的压降为且流过各支路的压降相等。可以推导出。电路中电阻等效于风路中的风阻。电流等效于风路中的流量qVI。电压等效风路中的压降。串并联的计算原理相同。所不现的是电路中电压与电流成正比而风路中压降与流量的平方成正比。6试比较离心式风扇和轴流式风扇的工作原理它们各有什么公有优缺点为什么在一般中小型电机中很少用轴流式风扇答离心式风扇的工作原理是风扇转动时处于其叶片间的气体受离心力的作用向外飞逸因而风扇叶轮边缘出口处形成压力。优点是在压力较高缺点是效率较低。轴流式风扇的工作原理是风扇转动时气体受叶片鼓动沿轴向动力在风扇出口处形成压力。优点是效率高缺点是压力低。感应电机、凸极同步机的孔缝很小使得轴向风阻。风很难通过只有直流机可以有轴流式风扇而直流机的应用范围很小。而且离心式风扇能产生较高压力。由于一般电机特别是中小型电机是交流电机使用的是离心式风扇故中小型电机很少采用轴流式风扇。P139 1电机绝缘结构按其耐热等级分别规定了极限温度但是在计算电机的发热时往往只计算各部分的温升而不计算实际温度试解释其原因见复习题

　　九游会官网 J9平台

　　第2章电磁场有限元分析简介 电磁场的边值问题实际上是求解给定边界条件下的麦克斯韦（Maxwell）方程组及由方程组深化出的其他偏微分方程问题。从求解问题的技术手段上来说，它可以分为解析求解和数值求解两大类。对于简单模型，有时可以得到方程的解析解。若模型复杂度增加，则往往很难获得模型的解析解。随着计算工具，特别是高速大容量电子计算机的发展，电磁场数值分析已深入到工业生产各个领域，解决问题的面越来越广，分析的问题也日趋复杂。电磁场数值分析是一门综合性的学科，涉及电磁场理论、数值分析、计算方法、计算机基础知识及高级语言等多个方面，但在计算上存在着共性。有限元法是一种常用的数值方法，并有相应的电磁软件问世，其中ANSOFT公司的Maxwell 3D/2D就是非常优秀的电磁分析软件。 本章将对电磁场的基本理论、电磁场有限元的求解及ANSOFT公司的Maxwell 3D/2D 作简单的介绍。至于完整的电磁理论描述，读者可以参考许多教科书。如果读者已熟悉电磁理论，完全可以略过本章，直接从第2章开始学习如何使用Maxwell电磁软件。 1.1电磁场基本理论 1.1.1麦克斯韦方程组 在19世纪中叶，麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出了适用于所有宏观电磁现象的数学模型，称之为麦克期韦方程组。它是电磁场理论的基础，也是工程电磁场数值分析的出发点。 麦克斯韦方程组包括微分和积分两种形式，在此仅给出它们的微分形式，通过它们可以导出能用有限元处理电磁问题的微分方程。 麦克斯韦方程组为 法拉第电磁感应定律 麦克斯韦-安培定律 高斯电通定律 高斯磁通定律 电荷守恒定律

　　式中，E为电场强度，V/m；D为电通量密度，C/m；H为磁场强度，A/m；B为磁通量密度，T；J为电流密度，A/㎡；P为电荷密度C/m3。 上面5个方程中包含两个旋度方程式（1.1）、式（1.2）和3个散度方程式（1.3）、式（1.4）和式（1.5）。

　　电机现代设计方法与优化作业 电气工程刘亚敏 1520310052 1、所用算法的寻优策略 本篇论文所采用的算法为蚁群算法，又称蚂蚁算法，其定义为：各个蚂蚁在没有事先告诉他们食物在什么地方的前提下开始寻找食物。当一只找到食物以后，它会向环境释放一种挥发性分泌物pheromone (信息素,该物质随着时间的推移会逐渐挥发消失，信息素浓度的大小表征路径的远近)来实现的，吸引其他的蚂蚁过来，这样越来越多的蚂蚁会找到食物。有些蚂蚁并没有像其它蚂蚁一样总重复同样的路，他们会另辟蹊径，如果另开辟的道路比原来的其他道路更短，那么，渐渐地，更多的蚂蚁被吸引到这条较短的路上来。最后，经过一段时间运行，可能会出现一条最短的路径被大多数蚂蚁重复着。 蚁群算法是一种新型的模拟进化算法，该算法通过模拟蚂蚁觅食的方式，使一定数量的蚂蚁在解空间内进行随机搜索，对路径上蚂蚁释放的信息素进行更新，按照转移概率决定前进的方向，最后收敛于全局最优解。蚁群算法具有较强的鲁棒性。相对于其它算法，蚁群算法对初始路线要求不高，即蚁群算法的求解结果不依赖子初始路线的选择，而且在搜索过程中不需要进行人工的调整。其次，蚁群算法的参数数目少，设置简单，易于蚁群算法应用到其它组合优化问题的求解。现在蚁群算法己经在电力网络优化、网络路中分配、函数优化和集成电路布线等领域得到应用。本文将蚁群算法进行了改进，将其用于永磁同步电机的优化设计中。

　　2、论文对算法的改进 算法与其它智能优化算法相比，存在搜索时间长的缺陷，该算法的复杂度可以反映这一点；而且该算法容易出现停滞现象，即搜索到一定程度后，所有个体发现的解完全一致，不能对解空间进行进一步的搜索，不利于发现更好的解。本文借鉴蚁群算法的进化思想，针对以上提及的两个问题，将算法的数学模型做了三方面的改进。 2.1转移规则的改进 对每只蚂蚁i ，定义其函数值为相应的目标函数值Zi ，并记蚂蚁i 与蚂蚁j 的目标函数值的差值为 蚂蚁j 到蚂蚁i 的转移概率为 式中:———蚂蚁j 邻域内的信息素数量； α和β———算法的权重因子，本文取α=β =1。 2.2信息素更新规则的改进 由于信息素强度Q 是表征蚂蚁所经轨迹数量的一个常数，它影响算法的全局收敛速度[ 5]。蚂蚁之间通过信息素进行交流，因此, 本文针对蚁群算法寻优过程易陷入局部最小的弊端，提出根据算法搜索的情况，动态修改需要增加的信息素的方法。即用时变函数Q(t)

　　电机设计复习版(May you pass!!!) 第一章 2．电机设计的任务 ① 根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）和技术要求（效 率、参数、温升、机械可靠性）；② 结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况；③ 运用有关的理论和计算方法；④ 正确处理设计中遇到的多种矛盾； 设计出性能好，体积小、结构简单、运行可靠。制造和使用、维修方便的先进产品。 3.设计的依据 给定：（1）额定功率（2）额定电压（3）相数及相间连接法（4）额定频率（5）额定转速（6）额定功率因数 感应电机 1-5 同步电机1-6 直流电机1 2 5 4．电机设计过程 ：① 准备阶段② 电磁设计③ 结构设计 第二章 5.主要尺寸：靠近气隙的电枢直径（D ）与铁心有效长度（L ） 直流电机D 为转子外径.交流电机D 为转子内径 6. 电机的主要参数之间的关系式 计算功率： m ── 电枢绕组相数；E ── 电枢绕组相电势 I ── 电枢绕组相电流 310()P mEI KVA -=?

　　7从确定主要尺寸关系式所得的结论 1、电机的主要尺寸决定于：计算功率P’与转速n之比或计算转矩T’决定 2.、A 、Bδ不变时，相同功率的电机，n↑，尺寸较小； 尺寸相同的电机，n↑，功率较大 3、转速一定，若直径不变而采用不同长度可得不同的功率的电机 4、α?p KNm、Kdp一般变化不大电机的主要尺寸在很大程度上和选择的A 、Bδ有关， A 、Bδ↑，电机的尺寸就愈小。 8.几何相似定律 在电流密度、磁感应强度、转速、频率保持不变时，对一系列功率递增，几何相似的电机，每单位功

　　一、电动机的选择 1、空气压缩机电动机的选择 1.1电动机的选择 （1）空压机选配电动机的容量可按下式计算 P=Q(Wi+Wa) ÷1000ηηi2 (kw) 式中P——空气压缩机电动机的轴功率，kw Q——空气压缩机排气量，m3/s η——空气压缩机效率，活塞式空压机一般取0.7~0.8（大型空压机取大值，小型空压机取小值），螺杆式空压机一般取0.5~0.6 ηi——传动效率，直接连接取ηi=1；三角带连接取ηi=0.92 Wi——等温压缩1m3空气所做的功，N·m/m3 Wa——等热压缩1m3空气所做的功，N·m/m3 Wi及Wa的数值见表 Wi及Wa的数值表（N·m/m3） 1.2空气压缩机年耗电量W可由下式计算 W= Q(Wi+Wa)T ÷1000ηηiηmηs2 (kw·h) 式中ηm——电动机效率，一般取0.9~0.92 ηs ——电网效率，一般取0.95 T ——空压机有效负荷年工作小时

　　2、通风设备电动机的选择 （1）通风设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KQH/1000ηηi (kw) 式中K——电动机功率备用系数，一般取1.1~1.2 Q——通风机工况点风量，m3/s H——通风机工况点风压轴流式通风机用静压，离心式通风机用全压，Pa η——通风机工况点效率，可由通风机性能曲线查得 ηi——传动效率，联轴器传动取0.98，三角带传动取0.92 （2）通风机年耗电量W可用下式计算 W=QHT/1000ηηiηmηs 式中ηm——电动机效率， ηs ——电网效率，一般取0.95 T ——通风机全年工作小时数 3、矿井主排水泵电动机的选择 （1）电动机的选择 排水设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KγQH/1000η (kw) 式中K——电动机功率备用系数，一般取1.1~1.5 γ——矿水相对密度，N/m3 Q ——水泵在工况点的流量，m3/s H ——水泵在工况点的扬程，m

　　玩具设计中马达的选用技巧和方法 马达是玩具能够保持持续动力的主要动力源。设计人员在玩具生产中很少有机会设计一个马达，主要是选用。玩具马达的选用也有很多技巧和方法。 在玩具制造中常用的马达（电机），有万宝制（Mabuchi）、标准（Standard）等，这些马达生产厂家的产品都有马达性能的参照表，设计人员很少有机会设计一个马达，主要是选用，当然也可能因为某种原因而专门设计一个马达（很多马达厂的工程师都是从Mabuchi出来的，所以Mabuchi的标准基本可以用作玩具业的马达标准）。 用试验找出合适的转速比和扭矩 马达厂的标准是空载的转速，而转速比计算时，一般就是用空载转速的计算。行走类玩具的转速比在80~150之间，因玩具产品并非是一种精密的机械，所以可以通过调节齿轮的传动来得出实际需要的传动比。比如：齿轮传动中某一节的齿数比为20：8，实验发现转速太慢则可以试一下22：6，如果转速太快，又可以换18：10，这种办法非常方便。 马达产品都有一个最大载荷的数据，还有一个载荷与转速的关系。因为玩具产品一般不会很大而且是用电池驱动的较多，所以马达的载荷也不会很大。一般来说，载荷与扭矩越大，马达的体积也越大，所要的电池也越多，而且玩具的重量也越重，所以尽量选用合适的马达。一般保险起见，载荷与转速在曲线上升区的马达就管用。如果要节约成本，在找到一个大功率马达就可以起作用的情况下，换一个小功率的试一下。通过反复试验，找到一个功率较小又能满足要求的马达。 用收音机做干扰测试 马达的工作原理是不断地通过电刷来改变线圈中的电流，从而保证连续的转动。可以想像，马达里的磁铁越大，线圈越长，则扭矩会越大，而这种电流的改变会形成一个电磁波。电磁波的存在会对很多种家用电器造成干扰。如果一个小孩在等飞机的时候玩带有这种马达的玩具，还有可能影响飞机的起降。所以在实际工作中会增加一个抗干扰的垫圈（如DV WASHER , 0.5港币左右），但一般设计时都会在马达的两个电极上并联上一个陶瓷片电容或一个电阻（稳定电路的作用），一方面减少电刷与线圈转换时产生的电流影响，另一方面起稳定作用。实际工作中，用一个小收音机来做干扰测试器材，如不影响所有波段的电台就基本可以了。 马达转动轴一般是铁轴，而铁轴一般直接紧配一个6齿或8齿的0.5模数的齿轮（或一个小带轮或锅杆），当是齿轮或锅杆时，特别是锅杆时，会因为刚起动的瞬间，齿与齿之间会卡位，这时线圈中的电流会加大，而导致铁轴串动，串动就会解卡，所以在固定马达时千万不要把轴在轴的方向上固定死（致少要有0.5mm的余量）。

　　电机设计 第一章 1.电机设计的任务是什么？ 答：电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）与技术要求（效率、参数、温升、机械可靠性），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 2.电机设计过程分为哪几个阶段？ 答：电机设计的过程可分为： ①准备阶段：通常包括两方面内容：首先是熟悉国家标准，收 集相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见与要求；然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。 ②电磁设计：本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生 产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。 ③结构设计：结构设计的任务是确定电机的机械结构，零部件尺寸，加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算、通风计算和温升计算。

　　3.电机设计通常给定的数据有哪些？ 答：电机设计时通常会给定下列数据： (1)额定功率 (2)额定电压 (3)相数及相同连接方式 (4)额定频率 (5)额定转速或同步转速 (6)额定功率因数 感应电动机通常给定(1)～(5)；同步电机通常给定(1)～(6)； 直流电机通常给定(1)(2)(5) 第二章 1.电机常数C A和利用系数K A的物理意义是什么？ 答：C A：大体反映了产生单位计算转矩所消耗的有效材料（铜铝或电工钢）的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。K A：表示单位体积的有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 2.什么是主要尺寸关系式？根据它可以得出什么结论？ 答：主要尺寸关系式为：，根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率Pˊ和转速n之比或计算转矩Tˊ所决定；②电磁负荷A和Bδ不变时，相同功率的电机，转速较高的，

　　九游会官网 J9平台

　　电机设计课后答案陈世坤第二版电机的主要尺寸是指什么它们由什么决定答 电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度。对于直流电机电枢直径是指转子外径对于一般结构的感应电机和同步电机则是指定子内径。它们由计算功率P’决定。2电机的主要尺寸间的关系是什么根据这个关系式能得出哪些重要结论答电机的主要尺寸间的关系是D2lefn/P’=6.1/(αp’KNmKdpABδ).根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P’和转速n之比P’/n或计算转矩T所决定;②电磁负荷A和Bδ不变时相同功率的电机转速较高的尺寸较小尺寸相同的电机转速较高的则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时若直径不变而采取不同长度则可得到不同功率的电机。④由于极弧系数αp’、KNm与Kd的数值一般变化不大因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A和Bδ有关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。3磁路计算的目的? 答磁路计算的目的在于确定产生主磁场所必需的磁化力或励磁磁动势并进而计算励磁电流以及电机的空载特性。通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择是否合适。4磁路计算所依据的基本原理答磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理。积分路径沿着磁场强度矢量取向磁力线则。等式左边为磁场H在dl方向上的线积分所选择的闭合回路一般通过磁极的中心线等式右边为回路包围的全电流即等于每对极的励磁磁势。5电机的磁路可分为几段进行为什么气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例答电机的磁路可分为如下各段空气隙定子齿或磁极转子齿或磁极定子轭转子轭。因为空气隙的磁导率比铁的磁导率小得多所以气隙磁阻比铁心磁阻大得多,又因为Um=ΦmRm.所以气隙磁压降比铁心磁压降大得多,故气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例. 6在电机设计时通常对铁心磁密BFe取硅钢片磁化曲线的饱和点,为什么? 答:铁心磁密的饱和点为BFe=1.5T.当BFe小于1.5T时,材料利用不够.当BFe 大于1.5T时,过饱和点,上升幅度不大.而且又需要更大的励磁电流、损耗和成本都会增加.所以应取BFe=1.5T. 7计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时一般取什么磁密为计算磁密?为什么引入轭部磁压降校正系数Cj这一概念? 答:计算交流电机齿联轭的轭部磁压降时,一般取轭部切向最大磁密Bj作为计算磁密.因为齿联轭磁密分布不均匀,齿联轭磁路全长上的磁压降为了简化计算,引用一个等效的均匀磁场代替不均匀磁场 和Hj存在值不同,引入磁压降校正系数Cj=HjjavH来修正. 8在磁路计算中,当齿部磁密超过1.8T时,为什么要进行修正? 答:齿部磁密超过1.8T,此时齿部磁密比较饱和,铁的磁导率μ.比较低,使齿部的磁阻和槽部相比差别不是很大.这样,一个齿距内的磁通大部分将由齿部进入轭部,部分磁通通过槽部进入轭部.因而齿部中的实际磁通密度B 比通过公式Bδleft/(KeFbltt)小些.即实际的磁场强度及磁压降也会小一些,所以要进行修正. 9异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分组成? 答:异步电机:槽漏抗,谐波漏抗,端部漏抗,斜槽漏抗. 同步电机:槽漏抗,谐波漏抗,齿顶漏抗,端部漏抗. 10交流电机定子单层整距绕组每槽漏感Ls如何计算? 答:高度h.范围内全部槽中电流产生的漏磁链s1=Ns(Bs1S)=Ns*S*μ.2INs/bs=N2s2Iμ.h.lef/bs.高度h1范围内距槽底X处高dx的范围内产生的漏磁链ds2=(Ns*x/h1)dΦx=(Ns*x/h1)22Iμ.lefdx/bs.高度h1范围内由槽中电流产生的漏磁链为槽漏磁链总和s=s1+s2=N2s2μ。Lef(h./bs+h1/(3bs)).即每槽漏感为 为槽宽电机的损耗分别为哪几种?哪些损 耗是不变损耗?哪些损耗是可变损耗哪些损耗是主要损耗哪些损耗是次要损耗答 电机的损耗分别为①定子转子铁心中的基本铁耗②空载时铁心中的附加杂散损耗③电气损耗④负载时的附加杂散损耗⑤机械损耗。其中①②⑤为不变损耗③④为可变损耗。①③⑤为主要损耗②④为次要损耗。12为什么所有电机的机械损耗都为

　　3 无刷直流电动机的电磁设计 3.1 基本要求和主要指标 3.1.1基本要求 (1) 运行方式 直流无刷电动机的运行方式有连续、短时和断续三种 (2) 防护形式 一般直流电动机的防护型式主要有防护式和封闭式两种。 (3) 温升 一般交流电机包括同步电机和感应电机，转子不计算铁耗，然而该类电机正常稳态运行时，定子绕组产生的2个旋转磁场转速与转子本体转速存在较大的转差，转子铁芯损耗不容忽视。不仅电磁设计时，其电磁负荷的选择应与常规电机有所区别，而且对通风冷却结构设计应予足够的重视。 (4) 效率 (5) 电动机的转速变化率 明确电机转速运行的最大区间，并应指明电机的常用转速区间，以便选择合适的电机数据，获得良好的力能指标。 3.1.2主要指标 ①额定功率P N = 100W ②额定电压U N = 270V ③额定转速n N = 1000 r/min ④定子相数m = 3 ⑤极对数p = 4 ⑥定子槽数Z = 18 3.2 主要尺寸的确定 3.2.1 定子铁心内径D a的选择

　　我国目前制造的直流电机，其D a 与输出功率P N 的关系曲线如下，它可以作为选定D a 的初步依据。 由于P N /n N =0.0001，从张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.1定子内径D a 与单位转速输出功率P N /n N 的关系曲线查得： cm D a 5.5~0.4=，则取cm D a 5= 3.2.2 电磁负荷的选择 电负荷A 与磁负荷B 的选择与电动机的主要尺寸直接相关。同时，A ,B 的选择与电动机的运行性能和使用寿命也密切相关，因此必须全面考虑各种因素，才正确选择A,B 的值。 (1) 线负荷A 高，磁负荷B 不变 ① 电机体积减小，节约材料 ② B 一定时，由于铁心重量减小，铁耗减小 ③ 绕组用铜量增加 ④ 增大电枢单位表面上铜耗，绕组温升增高 ⑤ 影响电机参数和电机特性: q a =ρAJ (2) 磁负荷B 高，线负荷A 不变 ① 电机体积减小，节约材料 ② 基本铁耗增大 ③ 磁路饱和程度增大 ④ 影响电机参数和电机特性 电负荷A 与磁负荷B 与定子的内径D a 有关，根据已生产的电动机的经验数据绘制成曲线cm ,由张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.2电负荷A 与定子内径D 的关系得电负荷A=75~150A/cm ,取A =90。 由于D a =5cm ，由张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.3磁负荷B 与定子内径D 的关系得磁负荷B=0.50~0.65T ,取B=0.55T 3.2.3 转子磁钢计算长度L a 的确定 先确定极弧系数δα，由经验数据得确定9.0=δα。 转子磁钢计算长度: n p k AD B L D a a ???=ηαδδ27 101.6 ,则cm L a 0.7=

　　目录 第一章感应电动机设计 (1) 第二章 Y132m2-6型三相感应电动机电磁计算 (4) 附录参考文献 (27)

　　第一章感应电动机设计 一、电机设计的任务 电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（如功率、电压、转速等）、技术要求（如效率、参数、温升限度、机械可靠性要求等），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计是遇到的各种矛盾，从而设计出性能良好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品。 二、感应电机设计时给定的数据 （1）额定功率 （2）额定电压 （3）相数及相间连接方式 （4）额定频率 （5）额定转速或同步转速 （6）额定功率因数 三、电机设计的过程和内容

　　1、准备阶段 通常包括两个方面的内容：首先是熟悉相关打国家标准，手机相近电机的产品样本和技术资料，并听取生产和使用单位的意见和要求；其次是在国家标准及分析有过资料的基础上编制技术任务书或技术建议书。 2、电磁设计 本阶段的任务是根据技术任务书的规定，参照生产实践经验，J9九游会登录入口首页通过计算和方案比较来确定与所设计电机电磁性能有关的的尺寸和数据，选定有关材料，并和算其电磁性能。 3、结构设计 结构设计的任务是确定电机的机械结构、零部件尺寸、加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算及通风和温升计算。 结构设计通常在电磁设计之后进行，但有时也和电磁设计平行交叉的进行，以便相互调整。

　　第二章 1.什么是主要尺寸关系式?根据它可得出哪些重要结论?答：电机的主要尺寸间的关系是D 2l ef n/P’=6.1/(α’p’K Nm K dp AB δ).根据这个关系’式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P 和转速n 之比P/n 或计算转矩T 所决定;②电磁负荷A 和B δ不变时，相同功率的电机，转速较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。这表明提高转速可减小电机的体积和重量。③转速一定时，’若直径不变而采取不同长度，则可得到不同功率的电机。④由于极弧系数αp 、J9九游会登录入口首页 K Nm 与K d 的数值一般变化不大，因此电机的主要尺寸在很大程度上和选 用的电磁负荷A 和B δ有关。电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。 2.电极常数C A 和利用系数K A 的物理意义是什么？答：电机常数CA 大体上反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料的体积，并在一定程度上反映了结构材料的耗用量。电机系数KA 称为利用系数表示单位面积有效材料所能产生的计算转矩，它的大小反映了电机有效材料的利用程度。 3.什么是电机中的几何相似定律？为何在可能情况下，总希望用大功率电机来代替总功率相等的小功率电机？为何冷却问题对于大电机比对小电机更显得重要? 答：在转速相同的情况，当Db a D =lb la =hb ha =bb ba =…下，P G ∝P Gef ∝P P ∝4 /3P P ∝P 4/11。即当B 和J 的数值保持不变时，对一系列功率递增，几何形状相似的电机，每单位功率所需有效填料的重量、成本及产生损耗均与功率的1/4次方成反比。用大功率电机代替总功率相等的数台小电机的原因是随着单机容量的增加，其效材料的重量G 、成本Gef 相对容量的增加要慢。因此用大功率电机代替总功率相等的数台小电功率机。其有效材料的利用率提高了。损耗增加相对容量慢，因此效率提高了。冷却问题对大功率电机比对小功率电机更显得重要的原因是电机损耗与长度的立方成成正比，而冷却表面却与长度的平方成正比。功率上升，长度变长，损耗增加大于冷却的增加。为了使温升不超过允许值，随着功率的增加，要改变电机的通风和冷却系统，从而放弃它们的几何形状相似。 4.电磁负荷对电机性能和经济性有何影响？电磁负荷选用时要考虑哪些因素？ 答：（一）线负荷A 较高，气隙磁密B δ不变。（1）电机的尺寸和体积将变小，可节省钢铁材料；（2）B δ一定时，由于铁心重量减小，铁耗随之减小；（3）绕组用铜量将增加；（4）增大了电枢单位表面上的铜耗，使绕组温升增高；（5）影响电机参数与电机特性。（二）气隙磁密B δ较高，线）电机尺寸和体积将较小，可节省钢铁材料；（2）使电枢铁耗增加；（3）气隙磁位降和磁路饱和程度将增加；（4）影响电气参数与电机特性。电磁负荷选择时要考虑的因素很多（1）不应选择过高的A 、B δ数值，还应考虑它们的比值要适当；（2）电机的冷却条件；（3）电机所用的材料和绝缘结构的等级；（4）还和电机的功率及转速有关，确切地说是与电枢直径及转子的圆周速度有关。 5.若两台电机的规格、材料、结构、绝缘等级与冷却条件均相同，若电机1的线的高，则两台电机的导体电流密度能否选择得一样，为什么？答：不能，由线负荷较高的优缺点去回答。优点：1）电机的尺寸和体积将变小，可节省钢铁材料；（2）B δ一定时，由于铁心重量减小，铁耗随之减小；缺点：3）绕组用铜量将增加；（4）增大了电枢单位表面上的铜耗，使绕组温升增高；（5）影响电机参数与电机特性。

　　本站资源均为网友上传分享，本站仅负责收集和整理，有任何问题请在对应网页下方投诉通道反馈