三相异步电动机电磁计算
三相异步电动机转速及力矩计算

三相异步电动机转速及力矩计算首先,我们需要了解三相异步电动机的基本结构和原理。
三相异步电动机由定子和转子组成。
定子上有三个相对称的绕组,通过三相交流电源供电,产生旋转的磁场。
转子则是通过电磁力的作用在该磁场中旋转。
1.转速的计算N=(120*f)/P其中N为转速(单位:转/分钟),f为电源频率(单位:赫兹),P 为极对数。
举个例子,假设电源频率为50赫兹,极对数为2,那么转速N为:N=(120*50)/2=3000转/分钟2.力矩的计算T=k*(V^2/R2)*(1-s^2)其中T为力矩(单位:牛·米),k为常数,V为定子绕组电压(单位:伏特),R2为转子电阻(单位:欧姆),s为滑差。
在实际计算中,滑差s的计算方法为:s=(Ns-Nr)/Ns其中Ns为同步转速,Nr为实际转速。
举个例子,假设定子绕组电压为120伏特,转子电阻为0.5欧姆,同步转速为3000转/分钟,实际转速为2950转/分钟s=(3000-2950)/3000=0.0167然后,将这些值代入力矩公式中计算力矩T:T=k*(120^2/0.5)*(1-0.0167^2)这样,我们就可以计算出三相异步电动机的力矩。
除了以上的计算方法,还有一些其他因素会对三相异步电动机的转速和力矩产生影响。
其中包括负载情况、电动机机械结构、输入电压波动等。
在实际应用中,这些因素需要进一步考虑并进行修正计算。
总结起来,三相异步电动机的转速和力矩可以通过特定的公式计算得到。
转速的计算公式为N=(120*f)/P,力矩的计算公式为T=k*(V^2/R2)*(1-s^2)。
在实际计算时,需要考虑滑差的计算和其他因素的修正。
这些计算方法对于了解和应用三相异步电动机非常重要。
三相异步电动机电磁计算

三相异步电动机电磁计算三相异步电动机是一种常用的交流电动机,具有结构简单、体积小、重量轻、使用方便等优点,广泛应用于工业和民用领域。
在设计和使用三相异步电动机过程中,电磁计算是其中一个重要的方面。
本文将重点介绍三相异步电动机的电磁计算。
首先,我们需要了解三相异步电动机的基本结构和工作原理。
三相异步电动机主要由定子和转子组成。
定子上有三组互相120度电位移的绕组,分别称为A、B、C相绕组。
转子上有两种类型,分别称为鼠笼转子和绕线转子。
电流通过定子绕组产生的旋转磁场,诱导转子中产生感应电动势,从而引起转子以其中一方向旋转。
在进行电磁计算之前,首先需要获得三相异步电动机的设计参数,如额定功率、额定电压、额定频率、极数、电源类型等。
这些参数将直接影响到电磁计算的结果。
然后,进行定子电磁计算。
定子电磁计算的目的是确定定子绕组的电流和磁场分布。
根据输入的电压和频率,可以计算出定子绕组的电流大小。
根据定子绕组的几何尺寸和导线材料的特性,可以计算出定子绕组的电阻和电感。
通过计算和仿真,可以得到定子绕组中的电流分布和磁场分布情况。
接着,进行转子电磁计算。
转子电磁计算的目的是确定转子中的感应电动势和转矩。
转子中的感应电动势是由定子绕组中的旋转磁场诱导产生的,它的大小和方向与转子的位置密切相关。
通过计算和仿真,可以得到转子中的感应电动势分布情况。
转矩是由定子磁场和转子中的感应电流相互作用产生的,通过计算和仿真,可以得到转子的转矩大小和方向。
最后,进行整机电磁计算。
整机电磁计算的目的是确定整个电机的性能。
根据定子和转子的电磁计算结果,可以计算得到整机的额定功率、效率、功率因数、起动特性、转速特性等。
通过计算和仿真,可以优化电机的设计,提高电机的性能。
需要注意的是,三相异步电动机的电磁计算是一个复杂的过程,涉及到电磁场理论、电机动力学、材料科学等多个学科的知识。
在实际应用中,可以利用计算机辅助设计软件进行电磁计算,大大简化了计算过程和提高了计算精度。
(完整版)三相异步电动机电磁计算

三相电机额定电压U=380V,f=50HZ,机座号Y132,输出P2=8KW, p=4极1.型号:Y132M2.输出功率:P N=8KW3.相数:m1=34.接法:5.相电压:Uφ=380V6.功电流:I w=P2×103m1UΦ=8×1033×380=7.018A7.极对数:p=28.定子槽数:Z1=369.转子槽数:Z2=3210.定子每极每相槽数:Qp1=Z12pm1=362×2×3=311.定子外径:D1=21cm定子内径:D i1=13.6cm气隙长度:δ=0.4mm转子外径:D2=13.52cm 13.6-0.04*2=13.52cm转子内径:D i2=4.8cm定子槽型:半闭口圆底槽定子槽尺寸:b o1=0.35cm b1=0.67cm h o1=0.08cm R1=0.44cm h12=1.45cm转子槽形:梯形槽转子槽尺寸:b o2=0.1cm b r1=0.55cm b r2=0.3cm h o2=0.05cm h r12=2.3cm12.极距:τ=πD i12p =3.1415×13.64=10.681cm13.定子齿距:t1=πD i1Z1=3.1415×13.636=1.187cm14.转子齿距:t2=πD2Z2=3.1415×13.5232=1.327cm15.气隙长度:δ=0.04cm16.转子斜槽距:b sk=t1=1.187cm17.铁芯长度:l=16cm18.铁芯有效长度:无径向通风道:l ef=l+2δ=16.08cm19.净铁芯长:无径向通风道:l Fe=K Fe l=0.95*16=15.2cmK Fe=0.95(不涂漆)20.绕组型式:单层交叉式21.并联支路数:a1=122.节距:1-9,2-10,11-1823.每槽导线数:由后面计算的数据根据公式计算为:每极磁通φ1=0.00784wb波幅系数:K A=1.46绕组系数:K dp1=0.96每相串联有效导线数:Nφ1K dp1=K z′U1×10−2K Aφ1×50f1=1.21×380×10−2 1.46×0.00784×5050=401.70 K’z取1.21每相串联导线数:Nφ1=Nφ1K dp1K dp1=401.700.96=418每槽导线数:N1‘=41812=34.83取整数:N1=3524.线规:导线并饶根数与截面积之积(式中的值由其后的公式算得):N1’A1′=I1a1J1=9.16271×5.19=1.7655mm2由此可通过查表知线规为:2-1.06(N-φ)25.每根导线截面积:A cl=0.00882cm226.槽有效面积:A e=A s-A i=1.1444cm2A s=2R+b s12×(h s′−h)+πR22A i=C i(2h s12+πR)C i-绝缘厚度 h-槽楔厚度 C i=0.08mm27.槽满率:k s=N s1N cl d2A e ×100%=2×35×0.0131.1444=79.5%d-绝缘导线外径 d=1.14mm28. 每相串联导线数:N φ1=Z 1N s1ma 1=35×363=42029. 绕组分布系数:K d1=sin (α2q 1)q 1sin (α2)=0.96q 1=Z 12pm=364×3=3α=2pπZ 1=2×2×180°36=20°30. 绕组短距系数:K p1=sin (β×90°)=1 β=y mq 131. 绕组系数:K dp1=K d1K p1=0.96二.磁路计算32. 每极磁通:∅1=K E U ∅2.22fN ∅1K dp1=0.00784Wb =380×0.9232.22×50×420×0.96K E =0.923 K E 范围0.85-0.95 33. 定子齿截面积:A t1=b t1l Fe Z 12p =76.05cm 2 34. 转子齿截面积:A t2=b t2l Fe Z 22p=75.95cm 2b t1,b t2-定,转子齿宽35. 定子轭部截面积:A j1=h j ′l Fe =1.877×15.2=28.53cm 2 h j ′=D 1−D i12−h s +13R =3.7−(0.08+1.45+0.44)+0.443=1.87736. 转子轭部截面积:A j2=h j2′l Fe =30.65cm 2 h j2′=D 2−D i22−h R −23d k =2.016因无通风孔d k =037. 空气隙面积:A δ=τl ef =10.681×16.08=171.8cm 2 38. 波幅系数:K A =1.46 K S =1.276K A 由饱和系数K S 查得,开始计算时先假定K S39. 定子齿磁密:B t1=K A∅1A t1×104=1.46×0.0078476.05×104=1.505T40. 转子齿磁密:B t2=K A∅1A t2×104=1.46×0.0078475.95×104=1.507T41. 定子轭磁密:B j1=12×∅1A j1×104=12×0.0078428.53×104=1.37T 42. 转子轭磁密:B j2=12×∅1A j2×104=12×0.0078430.65×104=1.28T43. 气隙磁密:B δ=K A∅1A δ×104=1.46×0.00784171.8×104=0.666T44. 定子齿磁场强度:H T1=20.58A/cm (查表硅钢片磁化曲线) 45. 转子齿磁场强度:H t2=20.79A/cm (查表硅钢片磁化曲线) 46. 定子轭磁场强度:H j1=11.44A/cm (查表硅钢片磁化曲线) 47. 转子轭磁场强度:H j2=8.43A/cm (查表硅钢片磁化曲线) 48. 定子齿磁路计算长度:h T1′=h s1+h s2+R3=1.597cm49. 转子齿磁路计算长度:h T2′=h R1+h R2=2.3cm 50. 定子轭磁路计算长度:l j1′=π(D i1−h j1′)4p=7.51cm 51.转子轭部磁路计算长度:l j2′=π(D i2+h j2′)4p=2.67cm52. 气隙磁路计算长度:δe =δK c1K c2=0.4×1.308×1.031÷10=0.05393cmK c1=t1t1−r1δK c2=t2t2−r2δt-齿距 b0-槽口宽53.定子齿磁位降:F t1=H t1×h t1′=32.86A54.转子齿磁位降:F t2=H t2×h t2′=47.81A55.定子轭部磁位降:F j1=C1H j1l j1′=43.31AC1=0.504 定子轭部磁路校正系数56.转子轭部磁位降:F j2=C2H j2l j2′=9.23AC2=0.41 转子轭部磁路校正系数57.气隙磁位降:Fδ=0.8Bδδe×104=0.8×0.666×0.05393×104=287.34A58.饱和系数:K s=F t1+F t2+FδFδ=32.86+47.81+287.34287.34=1.28与38项比对59.总磁位降:F=F t1+F t2+F j1+F j2+Fδ=32.86+47.81+43.31+9.23+287.34=420.55A60.励磁电流:I m=4.44pFmN∅1K dp1=4.44×2×420.553×420×0.96=3.087A61.励磁电流标幺值:I m∗=I mI w =3.0877.018=0.439962.励磁电抗标幺值:X m∗=1I m∗=10.4399=2.2732三.参数计算63.线圈平均半匝长度:l c1=l e+2(d+l E′)=31.22cmd=1.5cm(直线部分伸出长) l E′=kτck对2,4极取0.58 τc-平均节距τc=10.54cm64. 线圈端部平均长度:l E =2(l E ′+d )=15.22cm 65. 线圈端部轴向投影长度:f d =l E ′sin α=3.77cm 66. 阻抗折算系数:K z =m 1(N ∅1K dp1)2m 2(N ∅2K dp2)2=15241式中:对笼型转子m 2=Z 2,N ∅2=1,K dp2=1 67. 定子相电阻:R 1=ρ1N ∅1lc1a 1N c1A c1=1.61Ω ρ1-导线电阻率标幺值:R 1∗=R 1I w U ∅=0.029768. 转子导条电阻:R B =K zK B ρB l B A B=1.1407Ω式中:K B =1.04(对铸铝转子) ρB -导条电阻率 l B =16cm(转子导条长度) A B =0.965cm 2(每根导条截面积) 标幺值:R B ∗=R B ×I 2U ∅=1.1407×7.018380=0.021169. 转子端环电阻:R R =K zρR Z z D R2πp 2A R =0.3467ΩρR-端环电阻系数 D R-端环平均直径(10.7cm) A R-端环截面积(2.6cm2)标幺值:R R∗=R R I wU∅=0.3467×7.018380=0.00670.转子电阻标幺值:R2∗=R B∗+R R∗=0.0211+0.006=0.027171.漏抗系数:C x=0.4π2fl ef(N∅12pq1)(I wU∅)×10−5=0.4×3.14152×50×16.08×(42022×3)(7.018380)×10−8=0.0172372.定子槽漏磁导:λs1=K U1λU1+K c1λc1=1.2431K U1=1 K c1=1 λU1=0.4097 λc1=0.833473.定子槽漏抗:X s1∗=(lσ1l ef )λc1C x=(1616.08)×0.8334×0.01723=0.01429lσ1=l1(对无径向通风道)74.定子谐波漏磁导:λd1=0.0129对60°相带整数槽绕组,且23≤β≤1λd1=π218×[(5q12+1)−(14cq1+23c2−14c3q1)3q12]−K dp12式中:c-短距槽数,c=8q1(1-p)75.定子谐波漏抗:x d1∗=m1q1τπ2δef K sλd1C x=1.8243×0.01723=0.0314376.定子端部漏磁导:λE1=0.67(l E-0.64τc)=5.677877.定子端部漏抗:X E1∗=(q1l ef )λE1C x=(316.08)×5.6778×0.01723=0.0182578. 定子漏抗标幺值:X 1∗=X s1∗+X d1∗+X E1∗=0.01429+0.03142+0.01825=0.0639779. 转子槽漏磁导:λs2=λU2+λc2=2.1754 λU2=h R0b 02=0.5(槽上部漏磁导)λL2=1.6754(槽下部漏磁导)80. 转子槽漏抗:X s2∗=(lσ2l ef)K dp12(Z1Z 2)λs2C x =0.03862=2.2413×0.01723 l σ2=l 281. 转子谐波漏磁导:对笼型转子:λd2=∑1(k Z 2p ±1)2=0.013K=1,2,3 82.转子谐波漏抗:X d2∗=m 1q 1τK dp12π2δef K sλd2C x =1.6757×0.01723=0.0288783. 转子端部漏磁导:λE2=0.757(l B−l 21.13+D R 2p)=2.025(对笼型转子)84. 转子端部漏抗:X E2∗=q 1l efK dp12λE2C x =0.3478×0.01723=0.00599 85.转子斜槽漏抗:X sk∗=0.5(b sk t 2)2X d2∗=0.5×(1.1871.327)2×0.02887=0.0115586. 转子漏抗标幺值:X 2∗=X s2∗+X d2∗+X E2∗+X sk ∗=0.08503 87. 运行总漏抗:X ∗=X 1∗+X 2∗=0.06397+0.08503=0.149四.运行性能计算88.满载电流有功分量:I p∗=1η=10.88=1.136设η=0.88 η−效率89.满载电抗电流:I x∗=σ1X∗I p∗2[1+(σ1X∗I p∗)2]=1.0281×0.149×1.1362×[1+(1.0281×0.149×1.136)2]=0.2037式中:σ1=1+I m∗X1∗=1+0.4399×0.06397=1.0281 90.满载电流无功分量:I Q∗=I m∗+I x∗=0.4399+0.2037=0.643691.满载电动势比值:K E=1−(I p∗R1∗+I Q∗X1∗)=1−(1.136×0.0297+0.6436×0.06397)=0.925与32项进行比对92.定子电流:I1∗=√I p∗2+I Q∗2=√1.1362+0.64362=1.3056I1=I1∗I w=1.3056×7.018=9.1627A93.转子导条电流:I2∗=√I p∗2+I x∗2=√1.1362+0.20372=1.154I2=I2∗I w K1=1.154×7.018×37.8=306.13AK1-电流折算系数K1=m1N∅1K dp1Z2=3×420×0.9632=37.894.转子端环电流:I R=Z22πp I2=322×3.1415×2×306.13=779.58A95.定子电密:J1=I1a1N c1A c1×102=9.16271×1.76423=5.19A/mm296.线负荷:A1=m1Z∅1I1πD i1=3×420×9.16273.1415×13.6=270.22Acm97.热负荷:AJ1=A1J1=1402.4498.转子导条电密:J B=I2A B×102=306.130.965×102=3.17A/mm299.转子端环电密:J R=I RA R×102=779.582.6×100=2.998A/mm2100.空载电动势比值:K E0=1−I m∗X1∗=1−0.4399×0.06397=0.9719101.空载定子齿磁密:B t10=K E0K E B t1=0.97190.925×1.505=1.5813T102.空载定子轭磁密:B j10=K E0K E B j1=0.97190.925×1.37=1.4395T103.定子齿单位铁损耗:p t1由B t10查表得44.02×10−3W/cm3 104.定子轭单位铁损耗:p j1由B j10查表的36.7×10−3W/cm3 105.定子齿体积:V t1=2pA t1h t1′=485.68cm3106.定子轭体积:V j1=4pA j1l j1′=1713.73cm3107.铁损耗:P Fe=k1pt1V t1+k2pj1V j1对半闭口槽:k1=2.5,k2=2P Fe=(2.5×44.02×485.68+2×36.7×1713.73)×10−3= 179.24W标幺值:P Fe∗=P FeP N×103=0.0224108.基本铁耗:P Fe1∗=pt1V t1+pj1V j1 P N×103=44.02×10−3×485.68+36.7×10−3×1713.738000=0.01053109.定子电阻损耗:P cu1∗=I1∗2R1∗=1.30562×0.0297=0.0506P cu1=P cu1∗P N ×103=0.0506×8000=404.8W110. 转子电阻损耗:P cu2∗=I 2∗2R 2∗=1.1542×0.0271=0.0361 P cu2=P cu2∗P N ×103=288.8W 111. 风摩损耗:P fv *参考试验值确定为0.01 P fv =P fv ∗P N ×103=0.01×8000=80W 112. 杂散损耗:P s *对铸铝转子可取0.02P s =P s ∗P N ×103=0.02×8000=160W113. 总损耗:∑P ∗=P cu1∗+P cu2∗+P Fe ∗+P fv ∗+P s ∗=0.0506+0.0361+0.0224+0.01+0.02=0.1391 114. 输入功率:P 1∗=1+∑P ∗=1.1391 115. 满载效率:η=1−∑P ∗P 1∗=1−0.13911.1391=0.878η−η′η=0.878−0.880.878=−0.0023>−0.005与88项假定值比对116. 功率因数:cos φ=1I 1∗η=11.3056×0.878=0.872117. 满载转差率:S N =P cu2∗P em∗=0.03611.07797=0.0335P em *-气隙电磁功率P em ∗=P 1∗−P cu1∗−P Fe1∗=1.07797118. 额定转速:n N =60f (1−S N )p=60×50×(1−0.0335)2=1449.75r/min119. 最大转矩倍数: T max ∗=N2×(R 1+√R 1+X ∗2)=2×(0.0297+√0.02972+0.1492)=2.66五.起动性能计算I st =(2.5~3.5)T max ∗×I w =61.8A120. 起动时槽磁动势: F st =0.707I stN ∅1a 1×(K V1+K dp1K d1Z1Z2)√K E0=3071.09A121. 虚拟磁密:B L =F st ×10−41.6δβc=5.0241TβL =0.64+2.5√δt 1+t 2=0.955122. 起动漏磁饱和系数:K as =0.418123. 定子槽口宽增大:∆b 01=(t 1−b 01)(1−k as )=0.4874 124. 转子槽口宽增大:∆b 02=(t 2−b 02)(1−k as )=0.7141 125. 定子槽上部漏磁导减少:∆λU1=h r0−0.58h r1b 01(∆b 01∆b 01+1.5b 01)=0.1836126. 转子槽上部漏磁导减少:∆λU2=h R0b 02(∆b 02∆b 02+b 02)=0.4397127. 起动定子槽漏磁导:λs1st =K U1(λU1−∆λU1)+K c1λc1=1.0596 128. 起动定子槽漏抗标幺值:X s1st ∗=λs1st λs1X s1∗=1.05961.2431×0.01429=0.01218129. 起动定子谐波漏抗标幺值:X d1st ∗=k as X d1∗=0.01218 130. 定子起动漏抗标幺值:X 1st ∗=X s1st ∗+X d1st ∗+X E1∗=0.01218+0.01313+0.01825=0.04356131. 挤流转子导条相对高度:ε=2πh B √b Bb s fρB ×109=1.551h B -转子导条高度(cm ) b Rb S-转子导条宽与槽宽之比,对铸铝转子为1ρB -转子导条电阻率 h B =2.35cm 132. 导条电阻等效高度:h ρR =h B φ(ε)k a=2.351.45×1=1.621133. 槽漏抗等效高度:h ρx =h B ψ(ε)k a =2.35×0.78×1=1.833 134. 挤流电阻增大系数:K R =(1+a )φ2(ε)1+a [2φ(ε)−1]=1.308a =b 1b 2135. 挤流漏抗减少系数:K x =b 2(1+a )2ψ(ε)b px(1+a ′)2(K r1′K r1)=0.888a ′=b 1b pxb px =b 1+(b 2⋯⋯b 1)ψ(ε)136. 起动转子槽下部漏磁导:λL2st =K x λL2=K X ×2h 1b 0+b 1+λL =1.4875 λL =4β(1+α)2k τ1137. 起动转子槽漏磁导:λs2(st )=(λU2−∆λU2)+λL2st =1.5478 138. 起动转子槽漏抗标幺值:X s2st ∗=λs2st λs2×X s2∗=0.0275139. 起动转子谐波漏抗标幺值:X d2st ∗=k as X d2∗=0.01207 140. 起动转子斜槽漏抗标幺值:X skst ∗=k as X sk ∗=0.0048 141. 转子起动漏抗标幺值:X 2st ∗=X s2st ∗+X d2st ∗+X E2∗+X skst ∗=0.05036 142. 起动总漏抗标幺值:X st ∗=X 1st ∗+X 2st ∗=0.04356+0.05036=0.09392143. R Bst ∗=[k R(l ef−N V2b 02l B)+l B −(l f −N V2b 02)l B]×R B ∗=0.0276144. 转子起动电阻标幺值:R 2st ∗=R Bst ∗+R R ∗=0.0276+0.006=0.0336 145. 起动总电阻标幺值:R st ∗=R 1∗+R 2st ∗=0.0297+0.0336=0.0633 146. 起动总阻抗:Z st ∗=√R st ∗2+X st ∗2=0.1133147. 起动电流:I st =I KwZ st∗=7.0180.1133=61.94A61.94−61.861.94=0.0023<0.005148. 起动电流倍数:I st ∗=61.949.1627=6.76 149. 起动转矩倍数:T st ∗=R 2(st )∗Z st ∗2(1−S N )=0.03360.11332×(1−0.0335)=2.53。
三相异步电机电磁转矩计算公式

三相异步电机电磁转矩计算公式三相异步电机电磁转矩计算公式1. 电磁转矩的定义电磁转矩是指三相异步电机在旋转时所产生的力矩,用于驱动机械设备的转动。
2. 电磁转矩的计算公式电磁转矩的计算公式可以分为两种情况:启动情况和正常运行情况。
启动情况下的电磁转矩计算公式启动情况下的电磁转矩计算公式如下:T = (3 * Ks * Is^2) / (ωe^2 * Rr)其中,T为电磁转矩,Ks为转矩系数,Is为电机的起动电流,ωe为电网频率,Rr为转子电阻。
正常运行情况下的电磁转矩计算公式正常运行情况下的电磁转矩计算公式如下:T = Kt * Is * Ir / (ωe * p)其中,T为电磁转矩,Kt为转矩系数,Is为电机的定子电流,Ir 为电机的转子电流,ωe为电网频率,p为极对数。
3. 举例说明以一台三相异步电机为例,其定子电流为10A,转子电流为8A,电网频率为50Hz,极对数为2。
启动情况下的电磁转矩计算假设转矩系数Ks为,转子电阻Rr为欧姆,代入启动情况下的电磁转矩计算公式得到:T = (3 * * 10^2) / (50^2 * ) = ·m正常运行情况下的电磁转矩计算假设转矩系数Kt为,代入正常运行情况下的电磁转矩计算公式得到:T = * 10 * 8 / (50 * 2) = ·m根据以上计算,可以看出在启动情况下,电机的电磁转矩为·m;在正常运行情况下,电机的电磁转矩为·m。
结论电磁转矩的计算与电机的起动电流、定子电流、转子电流、电网频率、转矩系数、极对数、转子电阻等因素密切相关。
根据不同的情况使用对应的计算公式可以准确地计算电机的电磁转矩。
4. 三相异步电机的转矩系数转矩系数是用于计算电磁转矩的一个重要参数,它与电机的机械设计和性能有关。
常见的转矩系数有几种,如起动转矩系数、最大转矩系数、额定转矩系数等。
起动转矩系数起动转矩系数是指电机在启动时产生的转矩与额定转矩之比。
第22讲 三相异步电动机的功率和电磁转矩

。定
I1 I 0 子电流特性曲线如图。
三相异步电动机的工作特性
三、功率因数特性 cos1 f (P2 )
异步电动机运行时需要从电网吸收 无功电流进行励磁,所以I1电流总是滞后 电源电压U1,功率因数 cos1 1 。空载时 ,定子电流为I0,基本为励磁电流,此时 功率因数为 cos1 0.1--0.2 左右。当负载 P2增大时,励磁电流I0保持不变,有功 电流随着P2的增大而增大,使 cos1 增大,接近额定负载时,功 cos1 0.76 0.9 左右。如超过额定功率后负载进一步 率因数最高, 增大,转速下降速度加快,s上升较快,使 R/s 下降较快,转 子电流有功分量所占比例下降,使定子电流有功分量比例也下 降,从而使 cos1反而减小,曲线如图。
T f (P2 ) 也为一直线。电磁转矩特性曲线如图。
R/s2
三相异步电动机的工作特性
五、效率特性 f (P2 )
根据效率公式,有
p P2 P1 p 1 P1 P1 P2 p
当P2变化时,效率η的变化取决于损耗 p的变化。而 损耗:
p p
Cu1
pCu1 pFe pCu2
pm+ps P2
P1
PM
Pm
异步电动机功率平衡流程图
二、三相异步电动机的转矩关系
异步电动机传输给转轴的总机械功率Pm就是电磁转矩T与 转轴机械角速度Ω的乘积,即
Pm T T
同时还可以表示为: T Pm Pm
Pm
2 n 60
Pm PM 2 n1 1 (1 s ) 60
2 ) P1k 3 I1k ( R1 R2
从而可求得:短路阻抗:
三相异步电动机电磁计算

三相异步电动机电磁计算三相异步电动机是一种常用的电动机类型,它的工作原理是通过交流电源的三相电流产生旋转磁场,从而驱动转子转动。
在三相异步电动机的设计和应用过程中,电磁计算是一个关键的步骤。
本文将从定子和转子两个部分分别介绍三相异步电动机的电磁计算。
1.定子的电磁计算:定子是三相异步电动机的固定部分,它通常由绕组和磁路组成。
定子的电磁计算主要涉及绕组的电磁特性和磁路的磁密分布。
(1)绕组的电磁特性:绕组的电磁特性包括电阻、电感和互感。
电阻是绕组的直流电阻,可以通过实验测量得到。
电感是绕组对交流电的阻抗,可以根据绕组的几何形状和材料特性计算得到。
互感是不同绕组之间的电磁耦合效应,通常需要进行有限元仿真来计算。
(2)磁路的磁密分布:磁路是指定子的铁心部分,用于引导磁场线以增加磁路上的磁感应强度。
磁密是磁场的密度,可以通过磁路的几何形状和材料特性计算得到。
在计算过程中,通常需要考虑定子的饱和效应和磁路的磁阻。
2.转子的电磁计算:转子是三相异步电动机的旋转部分,它通过与定子的旋转磁场相互作用来产生电磁力和转矩。
转子的电磁计算主要涉及电动机的运行特性和电磁锁定问题。
(1)运行特性:转子的运行特性包括转速、转矩和功率等参数。
可以通过定子和转子的电磁特性来计算转子的运行特性。
转速可以通过电枢起动和负载特性曲线来确定。
转矩可以通过磁场方程和电机参数来计算。
功率可以通过转矩和转速来计算。
(2)电磁锁定问题:电磁锁定是指转子在特定的电磁条件下不能转动的现象。
这是因为当转子的旋转磁场和定子的磁场之间存在一定的相对滑差时,会产生电磁力矩。
当电机的电磁力矩等于或大于负载的力矩时,转子会停止转动。
电磁锁定问题可以通过改变电机的设计和控制参数来解决。
综上所述,三相异步电动机的电磁计算是一个复杂的过程,需要考虑定子和转子的电磁特性、磁路和电磁锁定等因素。
这些计算可以通过实验测量、数值仿真和数学方法来得到。
电磁计算的结果可以用于电动机的设计、性能评估和控制策略的制定。
三相异步电动机电磁计算清单

三相异步电动机电磁计算清单三相异步电动机是一种常见的工业电动机,具有结构简单、可靠性高、使用寿命长等特点。
它由定子和转子两部分组成,其中定子上绕有三组相间120度的绕组,分别为A、B、C相,而转子则是由导电材料制成,通过感应电流和磁场的作用来实现电动机的运行。
本篇文章将从电磁计算的角度,来详细介绍三相异步电动机的相关内容。
在电磁计算清单中,需要分析和计算的主要有以下几个方面:1.定子绕组的计算:定子绕组是三相异步电动机中最重要的部分之一,它决定了电机的电磁特性和性能。
计算定子绕组需要考虑到绕组的线圈数目、匝数、绕组类型、绕组排列等因素。
根据电机的额定功率和电压,可以计算出定子绕组的截面积、匝间电压和定子电阻等参数。
2.励磁电流的计算:异步电动机需要通过电磁铁来提供励磁磁场,从而实现电机的运转。
在计算中需要考虑到励磁电流的大小和相位,以及励磁电抗的计算。
3.转矩计算:三相异步电动机的转矩是通过转子和定子之间的空气间隙磁场变化来产生的,因此需要计算转子的磁场强度和定子磁场的大小,从而得到电机的转矩特性。
4.耗损功率的计算:电机在运行过程中会产生一定的损耗功率,包括铁耗、铜耗和机械损耗等。
这些损耗功率需要在计算中考虑到,从而得到电机的总功率。
5.输电线路计算:在电机运行的过程中,需要通过输电线路将电源的电能输送到电机上。
输电线路的计算主要包括线路电阻、电感和电容等参数的计算。
除了以上的内容,还可以根据具体应用来进行一些特殊计算,比如电机的启动过程、定子和转子的匝数比、电机的故障诊断等。
总结起来,三相异步电动机的电磁计算清单非常繁杂,需要综合考虑多个因素,从而得到电机的各项参数和性能。
在实际应用中,可以使用电机设计软件来进行计算和仿真,从而提高计算的精度和效率。
在电机的设计和应用过程中,电磁计算是非常重要的一环,对于确保电机的正常运行和性能优化具有重要意义。
三相异步电动机转速及力矩计算

三相异步电动机转速及力矩计算首先,我们来介绍理论计算方法。
三相异步电动机的转速与电枢电压、电机磁极数和输入频率有关。
根据电动机的工作原理和电机物理参数,可以通过下列公式计算转速:Ns=(120*f)/p其中,Ns是同步速度(单位为转/分钟),f是输入频率(单位为赫兹),p是电机磁极数。
这个公式是根据电磁学基本原理得出的。
同步速度是电磁铁磁场旋转的速度,它是电磁铁的旋转磁场的速度。
当电动机的转速等于同步速度时,称为同步转速。
然而,实际电动机的转速通常低于同步速度,这是由于转子上存在滑动损失。
滑动是指转子相对于旋转磁场的相对速度。
因此,实际电动机的转速Ns与同步速度N同步的关系可以用下列公式表示:Ns=N同步*(1-s)其中,s是滑动,可以用下列公式计算:s=(N同步-N)/N同步其中,N是实际转速。
实际测量方法是通过使用测速装置来测量电机的转速。
测速装置可以是非接触式的,例如光电传感器或霍尔传感器,也可以是接触式的,例如零速继电器。
测量电动机的力矩是一种复杂的过程。
力矩是指电机的输出力矩,它与输入电压、输入电流和功率因数有关。
三相异步电动机的力矩可以通过下列公式计算:T = (3 * V * I * cosθ * s) / (2 * π * f)其中,T是输出力矩,V是线电压,I是线电流,θ是功率因数,s 是滑动,f是输入频率。
这个公式是通过对三相电动机的工作原理进行分析得出的。
它表明,输出力矩与电压、电流、功率因数和滑动成正比。
公式中的常数3/2π表示了磁通与电压和电流之间的关系。
需要注意的是,以上公式假设电动机是线路平衡的和对称的,且无功功率接近于零。
在实际应用中,要考虑到电动机的额定电压、额定电流和功率因数等参数,以确保电机的正常运行。
综上所述,三相异步电动机的转速和力矩是通过理论计算和实际测量来确定的。
理论计算方法根据电磁学原理,根据电机的输入频率、磁极数和电压等参数计算转速和力矩。
实际测量方法通过使用测速装置和功率测量装置来测量电机的转速和力矩。
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三相电机
额定电压U=380V,f=50HZ,机座号Y132,输出P2=8KW,p=4极
螈
1.
2.芄型号:Y132M
3.
4.蒂输出功率:P N=8KW
5.
6.袂相数:m1=3
7.
8.薇接法:
9.
10.莃相电压:Uφ=380V
11.
12.功电流:
13.
14.极对数:p=2
15.
16.定子槽数:Z1=36
17.
18.转子槽数:Z2=32
19.
20.定子每极每相槽数:
21.
22.肂定子外径:D1=21cm
D i1=13.6cm
荿定子内径:
=0.4mm
蒃气隙长度:δ
转子外径:D2=13.52cm 13.6-0.04*2=13.52cm
转子内径:D i2=4.8cm
定子槽型:半闭口圆底槽
定子槽尺寸:b o1=0.35cm b1=0.67cm h o1=0.08cm R1=0.44cm h12=1.45cm
转子槽形:梯形槽
转子槽尺寸:b o2=0.1cm b r1=0.55cm b r2=0.3cm
h o2=0.05cm h r12=2.3cm
23.极距:
24.定子齿距:
25.转子齿距:
26.气隙长度:
27.转子斜槽距:b sk=t1=1.187cm
28.铁芯长度:l=16cm
29.铁芯有效长度:无径向通风道:l ef=l+2δ=16.08cm
30.净铁芯长:无径向通风道:l Fe=K Fe l=0.95*16=15.2cm
K Fe=0.95(不涂漆)
31.绕组型式:单层交叉式
32.并联支路数:a1=1
33.节距:1-9,2-10,11-18
34.每槽导线数:由后面计算的数据根据公式计算为:
每极磁通φ1=0.00784wb
波幅系数:K A=1.46
绕组系数:K dp1=0.96
每相串联有效导线数:K’z取1.21
每相串联导线数:
每槽导线数:取整数:N1=35
35.线规:导线并饶根数与截面积之积(式中的值由其后的公
式算得):
由此可通过查表知线规为:2-1.06(N-φ)
36.每根导线截面积:A cl=0.00882cm2
37.槽有效面积:A e=A s-A i=1.1444cm2
C i-绝缘厚度 h-槽楔厚度 C i=0.08mm
38.槽满率:
d-绝缘导线外径 d=1.14mm
39.每相串联导线数:
40.绕组分布系数:
30.绕组短距系数:
31.绕组系数:
二.磁路计算
32.每极磁通:
K E=0.923 K E范围0.85-0.95
33.定子齿截面积:
34.转子齿截面积:
b t1,b t2-定,转子齿宽
35.定子轭部截面积:
36.转子轭部截面积:
因无通风孔d k=0
37.空气隙面积:
38.波幅系数:K A=1.46 K S=1.276
K A由饱和系数K S查得,开始计算时先假定K S
39.定子齿磁密:
40.转子齿磁密:
41.定子轭磁密:
42.转子轭磁密:
43.气隙磁密:
44.定子齿磁场强度:H T1=20.58A/cm(查表硅钢片磁化曲线)
45.转子齿磁场强度:H t2=20.79A/cm(查表硅钢片磁化曲线)
46.定子轭磁场强度:H j1=11.44A/cm(查表硅钢片磁化曲线)
47.转子轭磁场强度:H j2=8.43A/cm(查表硅钢片磁化曲线)
48.定子齿磁路计算长度:
49.转子齿磁路计算长度:
50.定子轭磁路计算长度:
51.转子轭部磁路计算长度:
52.气隙磁路计算长度:
t-齿距 b0-槽口宽
53.定子齿磁位降:
54.转子齿磁位降:
55.定子轭部磁位降:
C1=0.504 定子轭部磁路校正系数56.转子轭部磁位降:
C2=0.41 转子轭部磁路校正系数57.气隙磁位降:
58.饱和系数:
与38项比对
59.总磁位降:
60.励磁电流:
61.励磁电流标幺值:
62.励磁电抗标幺值:
三.参数计算63.线圈平均半匝长度:
d=1.5cm(直线部分伸出长)
k对2,4极取0.58 -平均节距
64.线圈端部平均长度:
65.线圈端部轴向投影长度:
66.阻抗折算系数:
式中:对笼型转子m2=Z2,,K dp2=1
67.定子相电阻:-导线电阻率
标幺值:
68.转子导条电阻:
式中:K B=1.04(对铸铝转子) -导条电阻率 l B=16cm(转子导条长度)
A B=0.965cm2(每根导条截面积)
标幺值:
69.转子端环电阻:
-端环电阻系数 D R-端环平均直径(10.7cm)
A R-端环截面积(2.6cm2)
标幺值:
70.转子电阻标幺值:
71.漏抗系数:
72.定子槽漏磁导:
K U1=1 K c1=1 λU1=0.4097 λc1=0.8334 73.定子槽漏抗:
(对无径向通风道)
74.定子谐波漏磁导:λd1=0.0129
对相带整数槽绕组,且
式中:c-短距槽数,c=8q1(1-p)
75.定子谐波漏抗:
76.定子端部漏磁导:λE1=0.67(l E-0.64)=5.6778
77.定子端部漏抗:
78.定子漏抗标幺值:
79.转子槽漏磁导:
(槽上部漏磁导)
L2=1.6754(槽下部漏磁导)
80.转子槽漏抗:
81.转子谐波漏磁导:对笼型转子:
K=1,2,3
82.转子谐波漏抗:
83.转子端部漏磁导:(对笼型
转子)
84.转子端部漏抗:
85.转子斜槽漏抗:
86.转子漏抗标幺值:
87.运行总漏抗:
四.运行性能计算
88.满载电流有功分量:
设=0.88 效率
89.满载电抗电流:
式中:
90.满载电流无功分量:
91.满载电动势比值:
与32项进行比对
92.定子电流:
93.转子导条电流:
K1-电流折算系数
94.转子端环电流:
95.定子电密:
96.线负荷:
97.热负荷:AJ1=A1J1=1402.44
98.转子导条电密:
99.转子端环电密:
100.空载电动势比值:
101.空载定子齿磁密:
102.空载定子轭磁密:
103.定子齿单位铁损耗:p t1由B t10查表得104.定子轭单位铁损耗:p j1由B j10查表的105.定子齿体积:
106.定子轭体积:
107.铁损耗:
对半闭口槽:k1=2.5,k2=2
标幺值:
108.基本铁耗:
109.定子电阻损耗:110.转子电阻损耗:
111.风摩损耗:P fv*参考试验值确定为0.01
112.杂散损耗:P s*对铸铝转子可取0.02
113.总损耗:114.输入功率:
115.满载效率:
与88项假定值比对
116.功率因数:
117.满载转差率:
P em*-气隙电磁功率
118.额定转速:
r/min
119.最大转矩倍数:
五.起动性能计算
120.起动时槽磁动势:
121.虚拟磁密:
122.起动漏磁饱和系数:K as=0.418
123.定子槽口宽增大:
124.转子槽口宽增大:
125.定子槽上部漏磁导减少:
126.转子槽上部漏磁导减少:
127.起动定子槽漏磁导:
128.起动定子槽漏抗标幺值:
129.起动定子谐波漏抗标幺值:
130.定子起动漏抗标幺值:
131.挤流转子导条相对高度:
h B-转子导条高度(cm)-转子导条宽与槽宽之比,对铸
铝转子为1
-转子导条电阻率 h B=2.35cm
132.导条电阻等效高度:
133.槽漏抗等效高度:
134.挤流电阻增大系数:
135.挤流漏抗减少系数:
136.起动转子槽下部漏磁导:
137.起动转子槽漏磁导:
138.起动转子槽漏抗标幺值:139.起动转子谐波漏抗标幺值:140.起动转子斜槽漏抗标幺值:141.转子起动漏抗标幺值:142.起动总漏抗标幺值:
143.
144.转子起动电阻标幺值:145.起动总电阻标幺值:
146.起动总阻抗:
147.起动电流:
148.起动电流倍数:
149.起动转矩倍数:。