电机设计基础复习
电机设计复习重点和课后答案
电机设计复习重点和课后答案（陈世坤第二版）第二章1电机的主要尺寸是指什么？【P9】它们由什么决定？【P12】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？【P10】根据这个关系式能得出哪些重要结论？【P12】答：电机的主要尺寸间的关系是D2l ef n/P’=6.1/(αp’K Nm K dp ABδ).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’、 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Bδ有关。
电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。
第三章3磁路计算的目的?【P23】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？【P23】答：磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理 EMBED Equation.3 =∑I。
积分路径沿着磁场强度矢量取向（磁力线），则 EMBED Equation.3 ∑I。
等式左边为磁场H在 EMBED Equation.3 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？【P23】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：1）空气隙；2）定子齿（或磁极）；3）转子齿（或磁极）；4）定子轭；5）转子轭。
第1章电机设计基础理论11电机的主要参数之间的关系111主要尺寸由
第1章电机设计基础理论1.1电机的主要参数之间的关系1.1.1主要尺寸由电机学知识可知，电机的电磁过程主要是在气隙中进行的，也就是说其能量形式的转换则是通过气隙主磁通进行的。
因此, 主要尺寸就必定与气隙有着密切的关系。
实践证明，靠近气隙的电枢直径(D)与铁芯有效长度(lef)是电机的主要尺寸，而气隙可以说是第三个主要尺寸。
对于直流电机而言，电枢直径是指转子外径；对于交流电机而言，电枢直径是指定子内径。
从几何角度看，这些尺寸一经确定，其他尺寸就大体上确定了，而且电机的重量、价格、工作性能和运行可靠性等, 也就基本上确定了。
1. 计算功率电机将电能(机械能)转换成机械能(电能)时，该能量均以电磁能的形式通过定、转子间的气隙进行传递，与之相对应的功率称为电磁功率。
在电机设计中, 电磁功率通常用计算功率P′表示。
不同类型电机的计算功率, 可由给定的额定功率PN来决定，其方法如下。
(1) 对于异步电机P′=mE1I×10-3(kV·A)(1 1)式中，m——电枢绕组相数；图1 1异步电动机的相量图E1——电枢绕组相电势，V；I——电枢绕组相电流，A。
输入功率为P1=mU NI1cosθN×10-3(kW)式中，U N——额定相电压。
额定功率为PN=P1ηN=mU NIcosθNηN×10-3(kW)由此可得P′=E1U N·1ηNcosθNPN=KEηNcosθNPN(1 2)式中，ηN,cosθN——额定负载时的效率和功率因数；KE——满载电势标么值，即额定负载时，感应电势与端电压的比值。
由图1 1所示的异步电机的相量图可知KE=E1U N=1-I1PR1+I1QX1ζU N=1-(i 1PR1+i 1QX1ζ)=1-εL(1 3)式中，I1P、I1Q——定子电流的有功分量和无功分量；i*1P、i*1Q——定子电流有功分量标么值和无功分量标么值；εL——定子绕组阻抗压降的标么值，εL=i 1PR1+i 1QX1ζ。
电机设计知识点汇总
电机设计知识点汇总电机设计是现代工程领域中非常重要的一部分，它与我们的生活息息相关。
在电机设计过程中，我们需要掌握一些基础的知识点，才能更好地理解和应用。
本文将对电机设计中的一些重要的知识点进行汇总，并对其进行简要介绍。
一、电机类型1. 直流电机：直流电机是最简单、最常见的一种电机类型。
它通过直流电源提供能量，能够将电能转化为机械能。
2. 交流电机：交流电机是应用更为广泛的一种电机类型。
它可以通过交流电源提供能量，并且根据不同结构和工作原理，可以分为异步电机、同步电机等不同类型。
二、电机原理1. 动力学原理：电机的动力学原理是研究电机的力、转矩和运动学性能的基础。
通过了解电机的动力学特性，我们可以更好地对电机进行设计和优化。
2. 磁学原理：电机的磁学原理是研究电机中磁场的形成和变化规律的基础。
电机的磁场对电机的性能和效率有着重要影响，因此磁学原理对电机设计来说是至关重要的。
三、电机参数1. 额定功率：电机的额定功率是指电机在额定工况下能够提供的功率。
2. 额定转速：电机的额定转速是指电机在额定工况下的转速。
3. 额定电流：电机的额定电流是指电机在额定工况下所需要的电流。
4. 效率：电机的效率是指输入电能与输出机械功率之间的比值，它反映了电机的能量转换效率。
四、电机设计步骤1. 确定设计需求：在进行电机设计之前，需要明确设计的具体需求，包括额定功率、额定电流等参数。
2. 选型：根据设计需求，选择合适的电机类型和规格，并进行初步的设计和计算。
3. 磁路设计：根据电机的磁学原理，进行电机的磁路设计，确定合适的磁路结构和尺寸。
4. 绕组设计：根据电机的磁路设计和电机的电学特性，进行电机的绕组设计，确定合适的绕组方式和参数。
5. 散热设计：根据电机的额定功率和工作条件，进行电机的散热设计，确保电机在工作时能够稳定运行。
6. 性能评估：进行电机的性能评估，包括转矩、效率等指标的计算和实验验证。
7. 优化改进：根据性能评估的结果，对电机进行优化改进，提高电机的性能和效率。
电机学总复习要点大全资料
电机学总复习要点大全资料1.电机分类：-直流电机：按励磁方式分为永磁直流电机和电梯直流电机。
-交流电机：按形状分为异步电机和同步电机。
异步电机包括感应电动机和异步永磁电动机；同步电机包括同步感应电动机和永磁同步电动机。
2.电机工作原理：-直流电动机：利用安培力和洛伦兹力的相互作用实现电能与机械能的转换。
-交流电动机：利用磁场旋转和感应原理实现电能与机械能的转换。
3.直流电机的构造：-励磁系统：提供磁场，分为永磁励磁和电梯励磁。
-转子系统：可以是铁芯或者铁心绕组。
-定子系统：通常由定子绕组、定子铁芯和机壳组成。
4.直流电机的性能参数：-额定功率：在额定工作条件下，电机所能提供的机械功率。
-额定电压：在额定工作条件下，电机所需的电压。
-额定电流：在额定工作条件下，电机所需的电流。
-额定转速：在额定工作条件下，电机的转速。
-效率：电机所输出的有用功率与输入的电能之比。
5.交流电机的构造：-感应电动机：由定子和转子组成，定子绕组通常为三相绕组，转子可以是鳄鱼绕组或者铜条短路绕组。
-同步电动机：由定子和转子组成，转子一般为永磁体，定子绕组可以是三相绕组或者单相绕组。
6.交流电机的性能参数：-引入功率：电机所需的电能。
-输出功率：电机输出的机械功率。
-功率因数：引入功率与输出功率的比值。
-正弦波方程：描述电机的电压和电流之间的关系。
7.电机的运行和控制方法：-直流电机的运行和控制方法：电流控制和电势控制。
-交流电机的运行和控制方法：-异步电动机：变频调速技术，通过改变电源频率改变电机的转速。
-同步电动机：电势控制和电流控制。
8.电机的应用：-家用电器：洗衣机、冰箱、风扇等。
-工业机械：泵、风机、压缩机等。
-车辆和交通：电动汽车、铁路车辆等。
-可再生能源：风力发电、太阳能发电等。
电机学主要知识点复习提纲
电机学主要知识点复习提纲一、直流电机 A. 主要概念1. 换向器、电刷、电枢接触压降2∆U b2. 极数和极对数3. 主磁极、励磁绕组4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组5. 额定值6. 元件7. 单叠、单波绕组8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场14. （交轴、直轴）电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E 、转矩常数C T 16. 电磁功率 P em 电枢铜耗 p Cua 励磁铜耗 p Cuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 p mec 附加损耗 p ad 输出机械功率 P 2可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机（DM ）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车”19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性 20. 稳定性21. DM 的启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动；启动电流 22. DM 的调速方法：电枢串电阻、调励磁、调端电压 23. DM 的制动方法：能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式：发电机：P N ＝U N I N (输出电功率) 电动机：P N ＝U N I N ηN (输出机械功率) 反电势：60E a E E C n pN C aΦ==电磁转矩：em a2T a T T C I pN C aΦπ==直流电动机（DM ）电势平衡方程：a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 ：12()()a f a f a a a fa a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++12em Cua Cuf em Fe mec adP P p p P P p p p =++=+++DM 的转矩方程：20d d em T T T JtΩ--= DM 的效率：21112100%100%(1)100%P P p pP P P p η-∑∑=⨯=⨯=-⨯+∑ 他励DM 的转速调整率： 0N N100%n nn n -∆=⨯DM 的机械特性：em2T j a j a a )(T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n E E E +-=+-= . 并联DM 的理想空载转速n 0：二、变压器 A. 主要概念1. 单相、三相；变压器组、心式变压器；电力变压器、互感器；干式、油浸式变压器2. 铁心柱、轭部3. 额定容量、一次侧、二次侧4. 高压绕组、低压绕组5. 空载运行，主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别，主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系，铁耗角6. Φ、i 、e 正方向的规定。
电机设计知识点总结
电机设计知识点总结近年来，电机作为现代社会中不可或缺的设备之一，已经广泛应用于各个领域，包括工业、航空航天、交通运输、家电等。
对于电机的设计，是保证其性能和效果的关键环节。
本文将对电机设计中的关键知识点进行总结，并简要介绍其应用。
一、电机类型电机按照不同的工作原理和结构可分为直流电机和交流电机两大类。
直流电机根据励磁方式又可分为永磁直流电机、励磁直流电机和复合励磁直流电机。
交流电机又可分为感应电机、同步电机和步进电机。
二、电机参数在电机设计中，需要关注并确定一系列参数，包括额定功率、额定电压、额定电流、转速和效率等。
这些参数对电机的性能和使用情况有着重要影响，需要通过合理选取来满足具体需求。
三、电机转子设计电机的转子设计关系到电机的效率和运行稳定性。
根据转子导体材料的不同，转子可分为铝制转子和铜制转子。
铜制转子由于导电性能好，热容量大，能有效提高电机效率。
而铝制转子的轻巧特性使电机降低了转动惯量，提高了响应速度。
四、电机定子设计电机定子的设计要求考虑风道结构、定子绕组的设计以及定子铁心材质的选择等。
风道的设计能够使风能充分冷却电机，并减少温升现象。
定子绕组的设计涉及到导线的选择、绝缘和固定方式等。
而定子铁心材质的选择需要综合考虑磁导率、饱和磁导率、磁阻和热传导等因素。
五、电机控制算法电机的控制算法决定了电机的运行方式和效果。
常见的控制算法包括直流电机的PWM控制、感应电机的矢量控制和步进电机的微步控制等。
通过合理选择和调试控制算法，可以实现电机的精确控制和高效运行。
六、电机热设计电机在长时间工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时散热会导致电机过热，从而影响电机的性能和寿命。
因此，电机热设计至关重要。
合理设计散热结构、选取散热材料以及采用温度传感器和风扇等辅助散热设备，是保证电机正常运行的重要手段。
七、电机材料选择电机设计中，材料的选择直接关系到电机的性能和成本。
例如，电机轴承采用特殊材料能够减少摩擦和磨损，提高电机寿命；电机绝缘材料要具有良好的绝缘性能，以确保电机安全可靠运行。
电机设计知识点
电机设计知识点在现代工业和生活中，电机被广泛应用于各个领域，如汽车、家电、工业制造等。
电机设计是电机工程师必备的基本技能之一，它涉及到电机的结构、原理及设计参数等方面。
本文将介绍一些电机设计的基础知识点。
一、电机分类电机按照不同的工作原理和应用领域可以分为多个类型，常见的电机包括直流电机、交流电机和步进电机等。
每种电机都有其特点和适用范围。
1. 直流电机直流电机是最简单的一种电动机，它的转子和定子由磁铁组成。
直流电机具有转速可调、启动扭矩大的特点，因此常用于需要精确控制转速和扭矩的场合，如电动汽车。
2. 交流电机交流电机是最常见的电动机之一，其转子和定子都由电磁铁绕组组成。
根据不同的转子结构，交流电机又可分为异步电机和同步电机。
异步电机广泛应用于家电、工业生产线等场所，同步电机通常用于电网同步发电。
3. 步进电机步进电机是一种数字式电机，它按照指令进行一小步或多小步旋转。
步进电机具有精确定位、高转矩、无刷等特点，广泛应用于数控机床、机械手等需要准确位置控制的场合。
二、电机设计要点电机设计涉及到多个方面的知识和技术，下面介绍几个重要的设计要点。
1. 磁电路设计电机的磁电路设计是电机设计的基础，它决定了电机的磁场分布和工作性能。
磁电路设计需要考虑磁路的磁阻、磁通量和磁场分布等因素，以满足电机的输出功率、效率和工作温度等要求。
2. 绕组设计绕组是电机中的重要部分，它是转子和定子之间实现能量转换的关键。
绕组的设计需要考虑导线材质、截面积、绝缘性能等因素，并根据工作电压和电流确定合适的绕组方式，以满足电机的工作要求。
3. 散热设计高功率电机在工作过程中会产生大量热量，因此散热设计对于电机的可靠运行非常重要。
散热设计需要考虑散热表面积、散热方式和散热材料等因素，并通过热传导和对流等方式将热量有效地散发出去。
4. 控制系统设计在某些场合，电机需要与其他设备或系统进行配合工作，因此电机的控制系统设计也是电机设计的关键一环。
电机设计知识点总结
电机设计知识点总结电机设计知识点总结一、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，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。
【拓展延伸】电机拖动知识点总结第二章一、负载的转矩特性：负载的转矩特性是指生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系即：n=f（TL）___恒转矩负载特性恒转矩负载是指负载转矩为常数，其大小与转速n无关，恒转矩负载分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。
反抗性恒转矩负载特性：恒值负载转矩Tf总是与转速nf的方向相反，即作用方向是阻碍运动的方向。
当正转时nf为正， Tf与nf方向相反，应为正，即在第一象限，当反转时nf为负， Tf与nf方向相反，应为负，即在第三象限；当转速nf=0时外加转矩不足以使系统运动。
位能性恒转矩负载特性特点：Tf的方向与nf的方向无关。
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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、αיp 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
率所需有效材料的质量、成本及产生的损耗与功率的1/4次方成反比的定律称几何相似定律。
应用: 1,采用大功率的电机来代替总功率相等的数台小功率这定律可用来大电机的趋势。
2大体上估计与已制成电机几何相似，但功率不同的电机的质量、成本或损耗 3.也可用来分析通常是几何相似的系列中各规格电机之间的对应关系。
9.电磁负荷对电机性能和经济性能的影响
（一）电负荷A较高
①电机的尺寸和体积将减小，可节省钢铁材料；
②Bδ一定时，由于铁心质量减小，铁耗减小。
③绕组用铜（铝）量将增加；
④增大了电枢单位表面上的铜（铝）耗，使绕组温升增大；
⑤改变了电机参数和电机特性。
（二）气隙磁密Bδ较高
优点：电机的尺寸和体积较小，可节省钢铁材料。
缺点：①使电枢基本铁耗增大
②气隙磁位降和磁路饱和程度将增加
③改变了电机参数和电机特性。
10.主要尺寸比：
λ大小的影响：
ef
C
)
(G
M
τ
λef
l
=
11. 确定主要尺寸的一般方法：
1、确定主要尺寸的步骤
2、用“类比法”来确定主要尺寸
12，系列电机：指技术要求、应用范围、结构型式、冷却方式、生产工艺基本上相同，功率及安装尺寸按一定规律递增，零部件通用性很高的一系列电机。
系列电机的优点
①由此减少材料与工设计时，消耗、降低成本：由于它们的生产工艺过程与另部件型式相同，可以充分利用冲模、模具、量具、卡具等工艺装配；
②缩短生产周期：由于充分利用了原有的工模具等工艺装配图纸等条件；
③可以减少设计、制造、使用、维修方面的许多工作；可以腾出手来提高产品的质量。
13，系列电机设计的特点：
①功率等级的确定要根据用户的要求、选用的方便、经济性等多方面全面综合分析来确定。
（功率按一定规律递增）
②安装尺寸的确定及功率等级与安装尺寸的对应关系。
③交流电机系列定子冲片外径的确定
1）与规定的轴中心高数值的一致性；
2）硅钢片利用的经济合理性；
3）整个系列外形的均称性，并在条件允许的情况下，能充分利用已有的工艺装备。
④零部件的标准化、系列化和通用化；
⑤派生的可能性。
课后题：
①为什么在可能的情况下尽可能采用大功率电机来代替总功率等的数台小功率（为什么要提高单机容量）？
随着单机容量增加，其有效材料的重量、成本的增加相对容量的加要慢。
因此有效材料的利用率提高了，损耗增加相对容量增加也，因此效率提高了。
人们常说的电机怕效率也就是这个道理。
②为何冷却问题对大功率电机比对小功率电机更显得重要（也就是人们常说的大电机怕温升）？
电机损耗与长度的立方成正比，而冷却表面却与长度的平方成正比，功率，长度，损耗>冷却表面，故电机温升。
因此就必须设法改变冷却系统或冷却方式，放弃它们的几何形状相似。
第三章磁路计算14，磁路包括哪几部分？
15，空气隙磁压降
16. 齿部磁压降的计算
17. 轭部磁压降
齿联轭计算方法：
第三章复习思考题：
第四章参数计算
18.
L绕组导体长度, Ac导体截面积, p导体材料电阻率
绕组电阻的计算::
19.电抗的一般计算方法：（磁链法、能量法）
20电抗与哪些因素有关：略
21.电抗对电机性能的影响：略
22，出现电机性能指标不达标时，怎样调整，调整参数。
略课后答案：略
第五章损耗与效率
23.电机损耗包括哪些？
24，基本铁耗的原因
由主磁场在铁心内发生变化时所产生的：
①交变磁化性质：变压器铁心、定转子齿中发生
②旋转磁化性质：定、转子铁轭中发生的
不论是交变磁化还是旋转磁化，它们均会在铁心中引起磁滞和涡流损耗。
25. 空载时铁心中附加损耗产生的原因
26.绕组中的电气损耗：略
27.负载时附加损耗产生的原因
28.机械损耗哪些因素有关：
29.效率公式：
发电机额定负载时的效率：
课后思考题：
May you pass!!!。