浅谈中小型异步电动机转子槽型对性能的影响
10级电机转子槽数 -回复

10级电机转子槽数-回复10级电机转子槽数是指电机转子上的槽的数量。
转子是电机的核心部件,槽的数量对电机的性能及特性有着重要的影响。
在这篇文章中,我们将逐步介绍10级电机转子槽数的含义、影响因素以及其对电机性能的影响。
第一部分:10级电机转子槽数的含义电机的级数是指转子上的槽数量的一种表征方式。
级数代表了电机转子上槽的数量。
10级电机转子槽数表示转子上有10个槽。
这个数字是由电机设计师根据电机的要求和性能决定的。
第二部分:影响10级电机转子槽数的因素1. 功率要求:不同功率的电机有不同的转子槽数,功率越大,通常需要更多的槽来实现更高效的电能转换。
2. 转速要求:转子槽数量也会受到转速要求的影响。
高速旋转的电机通常需要更多的槽来平均分配磁场。
3. 型号设计:电机设计师会根据电机的特定应用要求选择适当的转子槽数,以实现最佳性能。
第三部分:10级电机转子槽数对电机性能的影响1. 转矩输出:转子槽数量影响电机的转矩输出特性。
一般而言,转子槽数量越多,电机的转矩输出越平滑。
2. 效率:电机的效率也会受到转子槽数量的影响。
适当的转子槽数量能够改善电机的磁路和电磁场分布,从而提高电机的效率。
3. 响应特性:转子槽数量还会对电机的响应特性产生影响。
较多的槽能够提供更平稳的动力输出,使电机能更快地响应负载变化。
第四部分:10级电机转子槽数的选取1. 考虑应用需求:电机的设计始终是以应用需求为出发点。
根据应用需求,确定电机的功率、转速要求和其他相关参数,然后选择合适的转子槽数量。
2. 模拟分析:通过模拟分析的方法,可以预测不同转子槽数量下电机的性能表现。
这样可以帮助设计师选择最佳的转子槽数量。
3. 经验和实践:设计师的经验和实践也在转子槽数量的选择中发挥着重要作用。
根据设计师对不同转子槽数量下电机性能的了解和实验数据的积累,可以做出更准确的选择。
第五部分:总结10级电机转子槽数是电机设计中一个重要的参数。
转子槽数量的选择直接影响着电机的性能和特性。
电机定子与转子槽数的关系

电机定子与转子槽数的关系答案:定子槽数决定了定子绕组的谐波次数,而转子槽数的匹配也很重要,不合理的匹配可能导致电机产生谐波转矩,影响电机的启动转矩和最大转矩,增加电机损耗,恶化振动和噪声性能。
在异步电机中,尤其是笼型转子异步电机,定子与转子的槽配合必须选择合适,否则会导致电机起动性能不符合要求,或电机运行时有明显的电磁噪声。
为了达到更高的效率和更佳的性能,定子槽数和转子槽数的比值应尽量接近1:1,虽然对称电机(定子槽数与转子槽数相等)结构简单、容易制造、经济实用,但在特定应用条件下,对称电机不一定是最优的设计方案。
转子槽形与槽数的几何空间局限性较大,多槽转子的槽形为细长型,而少槽转子槽形为扁胖型。
在满足起动性能的前提下,以转子漏抗最小作为转子槽数与槽形匹配的最佳组合,可以获取比较理想的最大转矩。
扩展:一、电机定子与转子的结构和作用电机是将电能转换成机械能的装置,整个电机由定子和转子两大部分组成。
定子是电机的静止部分,一般由硅钢片、线圈和端盖等部分组成。
转子是电机的动态部分,一般由轴、铁芯和导体等部分组成。
电机正常运转时,定子和转子之间产生交变磁场,从而产生力矩,驱动电机的旋转。
二、转子槽数对电机性能的影响转子槽数是指转子铁芯上排列的导体槽数,它对电机性能有重要影响。
通常来说,转子槽数越多,电机的性能越好。
1. 转矩:转子槽数越多,电机转矩也越大。
这是因为在转子上的导体数目增加后,可承载电流就增加了,从而增加了磁场力矩。
2. 效率:转子槽数的增加也会提高电机的效率。
这是因为在转子上的导体数目增加后,电机转速可以更快地跟随电源的变化,从而减少了损耗。
3. 噪音:转子槽数对电机噪音也有影响。
当转子槽数增加时,电机的叶轮产生的谐波幅度就会变大,从而导致噪音增加。
4. 动平衡:添加转子槽数目对电机的动平衡影响不大,但一定程度上会影响电机的制造难度。
总之,在电机设计中,需要考虑转子槽数对电机性能的影响,以便根据具体需求和条件进行合理的设计和优化。
转子槽数对电动汽车用异步电机性能的影响

转子槽数对电动汽车用异步电机性能的影响王晓远;赵玉双;高淼【摘要】A high power density asynchronous motor in electric vehicles was introduced. A brief analysis on the influ-ence of rotor slot number on additional loss and maximum torque was presented. And the properties of six types of motors with different rotor slot numbers were analyzed with field-circuit coupled finite element method. The stators were identical in all motors. Their electromagnetic characteristics,including magnetic flux density,ripple torque, maximum torque and copper loss and core loss at full load,were extracted and compared with each other. Finally,the proper number of rotor slots in combination with stator slot numbers was concluded. The results reveal that,compared with those of other motors,the current density of the motor with rotor slot number of 68 decreases up to 2.97%,the overload capacity is increased by 13.8%,and the efficiency is 91.55%. The motor with rotor slot number of 68 has the best performance,meeting the performance requirements for the drive motor in electric vehicles very well.%介绍了一种应用在电动汽车上的高功率密度异步电机.首先简要分析了转子槽数对附加损耗和最大转矩的影响,然后通过场路耦合的有限元方法对6种不同转子槽数下的电机电气性能做了仿真分析,研究了电机的气隙磁通密度波形、电机的磁通密度分布以及输出转矩的波动情况,并计算了电机满载时的铜耗和铁耗,进行了性能参数的比较,最终得到了合理的转子槽数.通过分析表明,当电动汽车用异步电机转子槽数设计为68槽时,与其他槽数的电机相比,其电流密度最高可降低2.97%,过载能力最高可提高13.8%,并且电机效率可达91.55%,电机有最佳的性能输出,能够很好地满足电动汽车对驱动电机的性能要求.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2016(049)005【总页数】7页(P450-456)【关键词】电动汽车;转子槽数;有限元方法;电磁性能【作者】王晓远;赵玉双;高淼【作者单位】天津大学电气与自动化工程学院,天津 300072;天津大学电气与自动化工程学院,天津 300072;天津大学电气与自动化工程学院,天津 300072【正文语种】中文【中图分类】TM354目前电机设计资料推荐的一些槽配合和列出的一些槽配合规则,为异步电机设计提供了方便.但对某些特定场合的电机,如用于电动汽车上的异步电机,要求电机过载能力强以满足汽车短时加速或爬坡的需要,要求功率密度高和有好的效率,从而能够降低车重、延长续驶里程等,按现行的槽配合选择难以实现上述要求.因此,针对电动汽车用异步电机进行定转子槽数配合的研究是很有意义的.如何选择合适的定、转子槽配合来获取电机满意的性能参数,一直是各电机制造厂商非常关注的问题.国内,电机一般采用转子槽数小于定子槽数的槽配合;而在国外,为了保证电机的某些方面的性能,一些厂家会采用转子槽数大于定子槽数的槽配合.本文以 1台应用于电动汽车上的高功率密度鼠笼式异步电机为研究对象,极数为4,定子槽数为48,通过场路耦合的有限元方法对转子槽数分别为38、50、56、62、68和74的6种情况下电机做了电磁性能的分析,结果表明转子槽数为 68时,电机有更好的电气性能输出.异步电机的附加损耗主要由气隙谐波磁通引起.这些谐波磁通在定、转子铁心中产生高频铁耗(包括表面损耗和齿部脉振损耗),在鼠笼转子中产生高频电流损耗(主要包括斜槽转子的横向电流损耗).1.1 表面损耗表面损耗是在定、转子叠片铁心表面由气隙谐波磁场引起的涡流与磁滞损耗[1].表面损耗与气隙谐波磁场的幅值和频率密切相关,而气隙谐波中以定、转子齿谐波磁通的作用最为显著.由于齿谐波的大小和电机槽数成反比,因而表面损耗幅值与定、转子的槽数多少有关.表面损耗与槽数的近似关系[2]为式中:PB为电机表面损耗;Z为电机定子槽数或转子槽数.由式(1)可以看出,定/转子槽数越大,表面损耗就越小.1.2 脉振损耗脉振损耗是由于铁心表面开槽,一部分气隙谐波磁场经过齿部,其大小随谐波磁场与齿的相对位置不同而改变,在齿部产生脉振磁通,引起涡流与磁滞损耗[1].脉振损耗也与齿谐波有关,因此与定、转子槽数的相对值,即槽配合有关.脉振损耗随槽配合变化的近似关系[2]为式中:P1为电机脉振损耗;Z1为电机定子槽数;Z2为电机转子槽数.从式(2)可以推出只有在定、转子槽数相等时,脉振损耗才最小.因此为了降低脉振损耗,应使定、转子槽数尽量接近.1.3 横向电流损耗当气隙谐波磁场相对于转子运动时,在导条中感应出高频电势.对于笼形转子,导条与铁心不绝缘,所以除了导条中通过电流外,在相邻导条之间的铁心中也有电流流通,即所谓横向泄漏电流[3].这两部分电流均会产生高频损耗.在一般斜槽电机中,横向电流损耗往往占有较大比例,这种损耗与谐波磁场在相邻的导条上所感应电势的差值、转子槽数以及转子的谐波漏抗大小有关.当采用少槽近槽配合时,谐波电流较小.过载能力是电动汽车用异步电机重要的性能指标之一,电机的最大电磁转矩越大,表明电机的过载能力越强.最大转矩表达式[4]为式中:p为电机极对数;U1为输入电压;R1为定子电阻;X1′σ为定子漏抗;X2′σ为折算到定子侧的转子漏抗.由式(3)可以看出,电机的最大转矩与转子漏抗有关.转子漏抗主要包括槽漏抗、谐波漏抗、端部漏抗和斜槽漏抗,其中槽漏抗在转子漏抗中所占比例较大,槽漏抗表达式[5]为式中:l2为转子铁芯长;λs2为转子槽单位漏磁导;lef为铁芯有效长;Q2为转子槽数.由式(4)可知,在一定的转子槽数范围内,随着槽数的增多,转子漏抗逐渐减小,最大转矩增大.本文所设计的电动汽车用鼠笼式异步电机功率密度为 1.5,kW/kg,为高功率密度电机.电机参数如表1所示.电机在实际应用中采用变频器供电,而在设计电机时,通常采用正弦电压供电,因此本文仿真采用正弦电压为激励方式.为研究转子槽数对电机性能的影响,本文将对不同转子槽数的电机进行分析.转子槽数越少,电机齿槽效应越明显,谐波电流越大,电机损耗越大;而在电机尺寸不变的情况下,转子槽数越多,转子电流密度越大,转子损耗就越大.因此,电机转子槽数不宜过少也不宜过多.由于电机常用槽配合中,定子 48槽时转子为38槽[5],因此本文取38槽为待选的转子最小槽数;同时,考虑到所设计电机转速很高,最高转速可达到 14,000,r/min,转子叠片承受的离心力很大.而转子槽数过多会造成转子叠片机械强度降低,这将大大降低电机转子在高速旋转时的可靠性.因此从机械强度方面考虑,74槽为待选的转子最大槽数.为避免产生较大的同步谐波转矩[2],转子槽数Z2≠44、46、48、52、60、64、72.本文分别对转子槽数Z2=38、50、56、62、68、74时的电机进行了仿真分析.4.1 电机有限元方程的建立对笼形转子异步电机进行二维有限元仿真求解,在电磁场的求解过程中假定:(1)定子铁心外圆的漏磁忽略不计;(2)电磁场的各常量随时间呈正弦规律变化;(3)忽略定子绕组的涡流.进行上述假设后,将整个电机区域作为求解区域.为了提高电机磁路计算的准确性,采用二维瞬态场路耦合有限元法[6-9]对电机进行建模,即磁场部分定子线圈与外电路部分线圈关联,转子导条的耦合块导体与路部分的块导体关联;定转子端部的阻抗与漏感再通过电阻与电感进行近似等效,并在电路模型中与路部分的线圈或路部分导条相联.这样在激励为外加电压时,电机端电压方程为式中:φ为气隙中磁链;L0和R分别为定子端的漏抗和电阻;I为定子绕组电流;V为激励电压.瞬态电磁场的边值问题[10-12]为式中:Az为矢量磁位;μ为导磁材料的磁导率;J0为电流密度;δ为转子中铜条的电导率.等价的泛函问题[13]为式中v为导磁材料的磁阻率.将式(6)中的边值问题转化为式(7)中的条件变分问题后,对整个电机模型进行有限元剖分,做离散化处理,再通过求解相应的代数方程,即可求得磁场中各点的磁位函数,进而求得电磁场中的相关的电磁量.4.2 不同槽数电机的有限元仿真4.2.1 不同槽数电机仿真的限制条件在研究转子槽数对电机的影响时,首先应保证 6种不同转子槽数的电机定子结构参数和电机极数始终保持一致.其次,为保证槽数为单一变量,在槽数变化时应保证不同电机转子槽中总导条电阻相同.电机转子导条电阻为式中:K和 kB为系数;lB为转子导条长度;ρB为导条电阻系数;AB为转子导条面积,即转子槽面积.由式(8)可以看出,为保证不同槽数下的电机转子槽中导条电阻相同,应使项ABQ2相等,即各槽数下的电机转子槽总面积要保持不变.由于转子槽开口宽度不同,对气隙磁场的影响程度不同,为更好地研究转子槽数对电机的影响,应保证转子槽总开口宽度保持不变[14].4.2.2 不同槽数电机的气隙磁通密度谐波含量对比分析采用有限元软件对不同槽数配合下的电机进行仿真分析,得到了槽数对性能参数的影响.额定负载下,不同转子槽数下电机的气隙磁通密度分布不同,为比较各气隙磁通密度波形的谐波分量,将其进行谐波频谱分析,得到了各阶次谐波含量分布,如图1所示.由图1可以看出,56槽和68槽对应的气隙磁通密度波形中不含偶数次谐波,68槽和74槽谐波含量很少.为更好地体现波形的畸变情况,对各个槽数下的气隙磁通密度波形进行了波形畸变率(total harmonic distortion,THD)的计算,如表 2所示.从表 2可知,槽数越多,气隙磁通密度波形畸变率越低.这是由于槽数越多,转子开槽对气隙磁导的影响就越小,因而选择较大的槽数会使得气隙磁通密度的谐波含量更少.通过对不同槽数电机气隙磁通密度的比较分析,可以看出,转子槽数越多,气隙磁通密度谐波含量越低,波形畸变率越小,从而定子绕组中谐波电流越小.4.2.3 不同槽数电机的磁通密度分布对比分析不同转子槽数下电机的磁通密度分布如图2所示.由图2可以看出,电机磁通密度均有不同程度的局部饱和,主要体现在定、转子齿的根部以及定子轭部.通过对各磁通密度分布云图的比较可知,随着转子槽数的增加,磁通密度幅值降低.这是由于随着转子槽数的增加,受齿槽效应的影响,气隙中磁阻增加,导致气隙磁通下降,定转子磁通密度下降,将造成电机铁耗有所下降.4.2.4 不同槽数电机的输出转矩对比分析不同槽数电机的输出转矩波动情况如图3所示.由该图比较可知,56槽时转矩波动最大,在平均转矩143.87N· m上下波动近9N· m,其他槽数下转矩波动为1.0~3.5N· m,波动小,转矩输出平稳.电机总损耗包括定转子的铜耗、铁耗、附加损耗以及机械损耗.由第2节的理论分析可知,转子槽数的变化使得电机附加损耗变化.目前在实际工程计算中,由于尚没有一种准确计算杂散损耗的模型,附加损耗值一般按经验值选取.因此结合有限元软件,本文仅讨论了转子槽数对定转子铜耗和铁耗的影响,并进一步对不同槽数下的电机各性能参数进行了对比分析.5.1 电机铜耗分析改变转子槽数,研究其对电机定转子铜耗的影响,通过仿真得到不同槽数下定转子的铜耗如图4所示.从图中可以看出,随着转子槽数的增加,定子铜耗下降,转子铜耗增加,其中,50槽对应的转子铜耗最低.对于定子铜耗来说,随着转子槽数的增加,定子绕组中谐波电流减小,使得定子电流降低,定子铜耗减少.对于转子铜耗来说,随着转子槽数的增加,转子高频电流损耗增加,转子铜耗增加.由于采用近槽配合时,转子高频电流较小,因而使得 50槽对应的转子铜耗最低.5.2 电机铁耗分析铁耗主要由磁滞损耗及涡流损耗组成,其大小与电机频率和磁通密度有关,电机的频率和磁通密度幅值越大,电机铁耗越大.由于所设计电机为高速电机,额定转速时电机频率为 200,Hz,与普通低频低速电机相比,本文所设计的电机铁耗较大.改变转子槽数,研究其对电机铁耗的影响,通过仿真得到不同槽数下的电机铁耗如图5所示.从图5可以看出,随着转子槽数的增加,电机铁耗有所下降.结合图2中电机磁通密度分布的规律可知,定、转子齿部和轭部磁通密度随转子槽数的增加而减小,因而使得电机铁耗随槽数的增加而降低.从图5还可以看出,铁耗下降幅度不大.5.3 电机性能对比由于采用通用变频器供电,对于电动汽车用异步电机来说,启动性能可以不必过多考虑.考虑到所设计电机为高功率密度电机,与同功率的传统电机相比,该电机体积要小得多,因此在设计时应保证电机定子电流密度不宜过大,同时电机应保证有较大的过载能力.将仿真得到的不同槽数下的电机性能进行对比,结果如表3所示.从表3可以看出,随转子槽数的增大,定子电流下降,最大转矩变大,其中 56槽和 68槽由于是极数的整数倍,漏抗很小,输出的最大转矩很大.进一步分析表3可知,不同槽数下的电机效率相差很小,最高仅相差 0.5%,说明转子槽数的变化对电机效率的影响较小.此外,不同槽数下的电机功率因数变化范围为 0.836~0.853,差别也很小.因此定子电流和最大转矩成为考核不同槽数电机性能好坏的主要指标.通过比较发现,转子槽数选为68槽时,与其他槽数的电机相比,电流密度最高可降低 2.97%;过载能力最高可提高 13.8%.综合电机的各项性能指标,当转子槽数设计为68槽时,既有较低的定子电密,又有较高的过载能力,电机有最优的性能输出.结合第 4节中不同槽数下的电机磁通密度分布和转矩波动情况,与 56槽相比,当槽数为 68槽时,电机输出转矩的波动性降低,平稳性更好;电机磁通密度分布合理,饱和程度更小,磁负荷降低.可见,转子槽数设计为 68槽时,电机电磁负荷较低,输出转矩平稳,并且有较高的效率和过载能力.本文针对电动汽车用笼形异步电机,采用场路耦合有限元的方法研究了不同转子槽数对电机性能的影响,包括电机的磁通密度分布、输出转矩的波动性、电机的铜耗和铁耗、效率和最大转矩等情况.通过对比分析电机各电磁性能参数的变化,得出当转子槽数为 68槽时,电机性能最好,且符合电动汽车对牵引电机的要求.【相关文献】[1]秦和. 关于小型三相鼠笼型异步电动机附加损耗与转矩曲线的计算[J]. 中小型电机,1977(2):6-17. Qin He. Calculation of small three-phase squirrel-cage asynchronous motor about additional loss and torque curve[J]. Small & Medium Electric Machines,1977(2):6-17(in Chinese).[2]刘徽,胡虏生,濮开贵. 异步电机基于谐波磁场影响的槽配合综述[J]. 微特电机,1994(5):12-16. Liu Hui,Hu Lusheng,Pu Kaigui. A general analysis of the slot number choice of asychronous machine based on harmonics field[J]. Small & Special Electrical Machines,1994(5):12-16(in Chinese).[3]王泽忠,严烈通. 异步电机斜槽转子三维涡流场计算[J]. 中国电机工程学报,1995,15(2):118-123. Wang Zezhong,Yan Lietong. 3-D eddy current computation in squirrel cage rotor of induction motors[J]. Proceedings of the CSEE,1995,15(2):118-123(in Chinese).[4]辜承林,陈乔夫,熊永前. 电机学[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2010. Gu Chenglin,Chen Qiaofu,Xiong Yongqian. Electric Machinery[M]. Wuhan:Huazhong University of Science and Technology Press,2010(in Chinese).[5]戴文进,张景明. 电机设计[M]. 北京:清华大学出版社,2010. Dai Wenjin,Zhang Jingming. Design of Electrical Motors[M]. Beijing:Tsinghua University Press,2010(in Chinese).[6]夏正泽,刘慧娟. 基于场路耦合法的异步牵引电机电磁场分析[J]. 微电机,2009,42(3):21-23. Xia Zhengze,Liu Huijuan. Analysis on electromagnetic field of asynchronous traction motor based on fieldcircuit coupled method[J]. Micromotors,2009,42(3):21-23(in Chinese).[7]王水发,陈德为. 基于 ANSYS 的异步电动机电磁场分析[J]. 电气开关,2011(2):20-23. Wang Shuifa,Chen Dewei. Analysis of the electromagnetic field of an asynchronousmotor based on ANSYS[J]. Electric Switchgear,2011(2):20-23(in Chi nese). [8]杨洋. 基于 ansoft 的交流鼠笼式异步电动机电磁场的有限元分析[J]. 船电技术,2007,27(4):201-203. Yang Yang. Finite element analysis of electromagnetic field of squirrel-cage asynchronous machine based on ansoft[J]. Marine Electric & Electronic Engineering,2007,27(4):201-203(in Chinese).[9]孙梦云. 基于场路耦合时步有限元法的感应电机瞬态分析[D]. 宜昌:三峡大学电气与新能源学院,2013. Sun Mengyun. Transient Analysis of Induction Motor Based on Time-Stepping Finite Element Method Coupled with the Circuit Equations[D]. Yichang:College of Electrical Engineering and New Energy,Three Gorges University,2013(in Chinese).[10] Kim Byung-Taek,Kwon Byung-II,Park Seung-Chan. Reduction of electromagnetic force harmonics in asynchronous traction motor by adapting the rotor slot number[J]. IEEE Trans on Magnetics,1999,35(5):3742-3744.[11]魏建华,叶红春. 外转子无刷直流电机电磁场的数值计算[J]. 华北电力大学学报,2005,32(6):1-4. Wei Jianhua,Ye Hongchun. Calculation of electromagnetic field of exterior rotor BLDCM[J]. Journal of North China Electric Power University,2005,32(6):1-4(in Chinese).[12]常正峰. 复合转子感应电机电磁计算[D]. 南京:南京航空航天大学自动化学院,2007. Chang Zhengfeng. Composite Rotor Induction Motor Electromagnetic Calculation[D]. Nanjing:College of Automation Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2007(in Chinese).[13]杨通. 笼型实心转子屏蔽电机电磁场有限元分析与计算[D]. 武汉:华中科技大学电气与电子工程学院,2006. Yang Tong. Analysis and Calculation of a Canned Motor with Solid and Cage Rotor by Finite Element Method[D]. Wuhan:School of Electrical and Electronic Engineering,Huazhong University of Science and Technology,2006(in Chinese).[14] Gyftakis K N,Kappatou J. The impact of the rotor slot number on the behaviourof the induction motor[J]. Advances in Power Electronics,2013,2013:1-9.。
电机定子与转子的槽配合,如何选择才更为合理?

电机定子与转子的槽配合,如何选择才更为合理?电机定子与转子的槽数以及匹配关系,是电机产品非常关键的参数,定子与转子槽配合,直接影响到电机的性能水平,特别是对于异步电机,该因素更加关键,尤其是笼型转子异步电机,定子与转子的槽配合必须选择合适,否则会导致电机起动性能不符合要求,或电机运行时有明显的电磁噪声。
在多极电机中,往往会出现在某一个极数下无法起动的事实,影响电机的正常运行,特别是工频起动的电机,这个问题必须解决好,在清楚电机实际运行特点的情况下,优化电机的设计方案。
对于笼型电机,更多地选择具有最小转矩相对较大,起运过程时转速和转矩曲线没有显著下陷,可以保证电机能平滑起动的定转子槽配合,这些相对适宜的槽配合,通过必要的理论推算及大量的试验论证,成为电机设计的成功案例被采用,因而在电机定子与转子槽配合的选择中,应尽量避免选择没有论证过的配合参数。
少槽——近槽配合,是中小型电机定转子槽配合的原则,这样可以减少电机运行过程中的附加损耗,有效降低电机的温升。
(1)少槽和近槽。
少槽,即转子槽要比定子槽少,如果转子槽数多于定子槽数,就会有较大的寄生转矩,明显增加电机的附加损耗。
近槽,就是转子槽数与定子槽数相对接近。
(2)避免电机起动时,即转子静止时产生同步转矩。
为了规避该问题,在定转子槽数的选择上,定子与转子槽数不能选择相同的数量,转子槽数也不能等于定子槽数的一半。
(3)避免电机运行时产生同步转矩,这与电机的槽数、极对数都有关,这是工频多极调速电机必须兼顾的问题。
(4)避免因为槽配合不当出现径向振动问题。
以上问题都是笼型电机定转子槽配合选择过程中必须考虑的问题,其中定子与转子等槽配合;定子与转子槽数的差值,等于极对数都是必须规避的选择。
温馨提示如果想展示自己的风采,“电机技术日参”为您助力!。
齿槽转矩形成的原因、对电机性能的影响和不同削弱方法的对比分析

齿槽转矩形成的原因、对电机性能的影响和不同削弱方法的对比分析齿槽转矩形成的原因、对电机性能的影响和不同削弱方法的对比分析一、齿槽转矩形成的原因及影响齿槽转矩Cogging torque,是永磁电机的固有现象,它是在电枢绕组不通电的状态下,由永磁体产生的磁场同电枢铁心的齿槽作用在圆周方向产生的转矩。
它的产生来自于永磁体与电枢齿之间的切向力,使永磁电动机的转子有一种沿着某一特定方向与定子对齐的趋势,试图将转子定位在某些位置,由此趋势产生的一种振荡转矩[1]。
无刷直流电动机电枢铁心为了安放定子绕组必定存在齿和槽,由于齿槽的存在,引起气隙的不均匀,一个齿距内的磁通相对集中于齿部,使得气隙磁导不是常数。
当转子旋转时,气隙磁场的贮能就发生变化,产生齿槽转矩,这个转矩是不变的,它与转子位置有关,因而随着转子位置发生变化,就引起转矩脉动[2]。
它与转子的结构尺寸、定子齿槽的结构、气隙的大小、磁极的形状和磁场分布等有关,而与绕组如何放置在槽中和各相绕组中馈入多少电流等因素无关。
齿槽转矩会使电机转矩波动,产生振动和噪声,出现转速波动,使电机不能平稳运行,影响电机的性能。
同时使电机产生不希望的振动和噪声。
在变速驱动中,当转矩脉动频率与定子或转子的机械共振频率一致时,齿槽转矩产生的振动和噪声将被放大。
齿槽转矩的存在同样影响了电机在速度控制系统中的低速性能和位置控制系统中的高精度定位。
二、不同削弱方法及对比分析(1)斜槽或斜极:定子斜槽或转子斜极是抑制齿槽转矩脉动最有效且应用广泛的方法之一,该方法主要用于定子槽数较多且轴向较长的电机[3]。
实践证明,斜槽使电机电磁转矩各次谐波的幅值均有所减小。
而斜槽或斜极引起的绕组反电动势的币弦化将会增大电磁转矩纹波。
斜极由于加工复杂、材料成本高而在工程上很少采用。
(2)磁极分块移位:由于转子斜极会使成本大大增加,并且加工工艺也会变得复杂,因而应用中往往采用磁极分块移位法,由通过计算得到磁极极弧系数,然后再把它优化,最后把几段分块磁钢沿周向错开一定角度安放来近似等效成一个连续的磁极[4],通常有两种移位方法:连续移位和交差移位,前者消除的是磁钢分块数目整数倍以外的所有齿槽转矩谐波成分,后者只能消除齿槽转矩的奇数次谐波,对偶数次谐波没有影响。
变频异步电动机转子槽研究综述

变频异步电动机转子槽研究综述为了提高变频异步电动机的性能,除了变频器本身不断改进提高外,变频电机的改进设计也在不断的研究中。
文章主要综述了在变频异步电动机中的槽配合、槽形选择、槽形尺寸设计以及各种常用转子槽形的特点,接着对目前转子槽的研究热点进行了探讨,并展望转子槽的研究方向。
标签:变频异步电动机;转子槽数;转子槽形引言变频电源供电的异步电动机与工频正弦波供电的异步电动机的主要区别为两方面。
一方面是变频电源供电的异步电动机是在低频到高频的宽频范围内运行的,另一方面是变频电源输出波形是非正弦的。
电源输出波形中除了基波外还有谐波分量。
由于变频供电谐波对异步电动机的影响较大,为了提高变频异步电动机的性能,除了变频器本身不断改进提高外,变频电机的改进设计也在不断的研究中。
其中,转子槽是电机机电能量转换的主要载体,在变频异步电动机中起着关键作用。
在电机运行时,变频电源中的各次谐波会在导体中产生集肤效应,使导体有效截面积减少,电阻增大,造成损耗增大。
电源高次谐波产生的旋转磁场与转子的转差较大,所以由于谐波引起的集肤效应转子损耗是不可忽略的,再加上变频异步电动机采用降频降压软起动方式。
所以变频异步电动机中转子槽的设计思想不仅发生变化,而且变得尤为重要。
1 转子槽数设计的变化在变频异步电机中,从异步和同步附加转矩的方面来考虑,谐波电流的存在对定转子槽数配合的选择没有影响,仍可采用普通异步电机的槽数配合来减小同步和异步附加转矩。
同步附加转矩的槽配合如表1。
异步附加转矩的槽配合为选择恰当的定、转子槽数间的比值或者斜槽来降低KvKskv2的积值。
其中Kv为v 次空间谐波转子的耦合系数,K■=■,Kskv为v次空间谐波转子的斜槽系数。
不过,选择实现5/6短矩系数的槽数,可以大大削弱5次谐波和7次谐波产生的附加转矩影响。
从脉动转矩方面来考虑,虽然脉动转矩的平均值为零,但是它会使电机的角速度发生波动,使电机产生振动和噪声,特别是低频时,电动机甚至有步进感。
异步电机定子铁芯槽型

异步电机定子铁芯槽型摘要:一、异步电机定子铁芯槽型的概述1.异步电机的基本结构2.定子铁芯的作用3.槽型的定义及分类二、异步电机定子铁芯槽型的设计原则1.槽型设计对电机性能的影响2.槽型设计的主要参数3.槽型设计的实例分析三、异步电机定子铁芯槽型的优化方法1.槽型优化对电机性能的提升2.槽型优化的常用方法3.槽型优化的实际应用案例四、异步电机定子铁芯槽型的发展趋势1.新材料的应用2.新型槽型的研究3.我国在该领域的发展状况正文:异步电机定子铁芯槽型是电机设计中的一个重要环节,它直接影响着电机的性能。
本文首先介绍了异步电机定子铁芯槽型的基本概念,然后阐述了设计原则和优化方法,最后探讨了该领域的发展趋势。
异步电机是一种广泛应用于工业领域的电动机,其基本结构由定子和转子组成。
定子铁芯是定子的主要部分,它起到导磁和支撑的作用。
而定子铁芯槽型则是铁芯上的一组槽,用于放置绕组。
槽型的设计和优化对电机的性能有着重要影响。
在设计异步电机定子铁芯槽型时,需要考虑多个因素,如槽型、槽数、槽宽等。
其中,槽型是最关键的参数,它直接决定了电机的性能。
根据电机的使用环境和性能要求,槽型可以分为多种类型,如短槽型、长槽型、混合槽型等。
为了提高电机的性能,需要对异步电机定子铁芯槽型进行优化。
常用的优化方法有计算机辅助设计、实验模拟等。
通过这些方法,可以得到更符合实际工况的槽型设计,从而提高电机的效率、减小体积和重量。
近年来,随着新材料的应用和研究,异步电机定子铁芯槽型也在不断发展和创新。
例如,采用新材料可以提高铁芯的导磁性能,从而提升电机的性能;新型槽型的研究也为电机设计提供了更多可能性。
在我国,异步电机定子铁芯槽型研究取得了显著成果,但仍需要进一步加强研究与国际先进水平接轨。
总之,异步电机定子铁芯槽型是电机设计中的一个重要环节。
通过合理的槽型设计和优化,可以提高电机的性能,满足不同工况的需求。
异步电机定子铁芯槽型

异步电机定子铁芯槽型
【最新版】
目录
1.异步电机定子铁芯槽型的定义
2.槽型的分类
3.槽型对电机性能的影响
4.槽型的选择
正文
一、异步电机定子铁芯槽型的定义
异步电机定子铁芯槽型是指在电机定子铁芯上开设的用于安放绕组
的槽。
这种槽型结构对于电机的运行性能有着重要的影响。
二、槽型的分类
槽型主要分为两种,一种是直线槽,一种是曲线槽。
直线槽的槽底是直线,而曲线槽的槽底则是曲线。
另外,根据槽的形状,槽型也可以分为U 型、C 型、S 型等。
三、槽型对电机性能的影响
槽型对电机的性能影响主要体现在以下几个方面:
1.槽型会影响电机的效率。
一般来说,曲线槽的效率要高于直线槽,因为曲线槽的形状更符合磁场的变化,能够减少磁场的损耗。
2.槽型会影响电机的噪音。
如果槽型的设计不合理,可能会引起噪音。
因此,在设计槽型时,需要考虑到噪音的因素。
3.槽型还会影响电机的温升。
不同的槽型,在电流、电压等参数相同的情况下,温升可能会有所不同。
四、槽型的选择
选择槽型时,需要根据电机的具体使用环境和性能要求来进行。
如果电机需要在高效率下运行,那么可以选择曲线槽;如果电机需要在低噪音下运行,那么可以选择 U 型槽或 C 型槽;如果电机需要在高温环境下运行,那么可以选择 S 型槽。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅谈中小型异步电动机转子槽型对性能的影响
来源:湘潭电机厂 /
中小型异步电动机针对于定子槽形大多有两种,一种为圆底梨形槽,一种为平底梯形槽,这两种槽形可以通过有限元分析,对槽底圆弧或平底进行合理弧度调整进行优化,进而得到较好的磁密分布的槽形。
而转子槽形较多,在电动机节材、性能优化设计时通过对转子槽形的调节,往往可以收到很好的效果,各槽型特点如下:
A. 平行齿梯形槽:
优点:充分利用槽面积,齿部磁密均匀,运行性能好。
缺点:启动转矩有时不大,抑制启动电流能力弱。
应用:启动要求较宽,驱动长期连续负载,转矩与转速成比例的机械,鼓风机,泵等。
B. 平行槽:
优点:启动电阻及启动漏抗比A种大,可提高启动转矩。
缺点:齿根磁密大,机械强度差,磁密不均匀。
应用:采用A槽满足不了启动要求,而槽型又小的场合。
C. 宽颈凸型槽:
优点:冲片面积利用较好,抑制启动电流能力较B槽好。
当槽高较大时与B槽比较启动漏抗较大,运行漏抗较小,齿根强度大。
缺点:槽型复杂,冲模寿命短。
应用:同B,并且槽高较大的场合。
D. 平行深槽:
优点:槽型简单,启动转矩及品质因数较大,转矩无下凹。
缺点:槽面积利用率差,齿根磁密高,齿根强度差。
应用:对启动要求高同时槽高小时。
E. 窄颈凸型槽:
优点:当槽高较大时冲片面积利用率高,铝耗小,效率高,改变颈宽可以令漏抗在很大范围内变化,满足各种不同启动的要求。
同时满足运行性能的要求。
缺点:设计不良易产生启动转矩的下凹。
应用:同D,但槽高较大时。
F. 四级槽:
优点:既有高的启动转矩又有较高的最小转矩。
缺点:最大转矩减小功率因数较低。
应用:用于槽高较大,启动转矩要求较高的大型电动机中。
当采用异型铜条时可以扩展到大型电动机的小机座中。
G. 双笼槽:
优点:双笼槽形根据上笼、下笼结构形式不同又分多种,调整灵活,具有启动转矩高,启动电流较低的优点,通常可以在充分利用转子导磁面积的基础上增大转子槽形,结合改变定转子三圆尺寸,可以得到较好的铜铁置换达到节材效果。
缺点:结构复杂、槽漏抗大、在双笼设计时还需要注意上、下笼间过渡槽的设计、此处高度及宽度与启动性能关系密切、同时对于冲头寿命影响较大。
应用:可以用在对启动性能要求比较严格的中小型电机中、也可以通过进行铜铁置换达到节材效果。