如何選擇電機(jī)的電負(fù)載和氣隙磁密？

發(fā)布時間：2021-07-06 08:06

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根據(jù)電機(jī)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，選擇合適的電負(fù)載和磁負(fù)載值，使制造和運行的總成本小化，達(dá)到良好的性能。除了不要選擇過高的電負(fù)載和磁負(fù)載的值外，還應(yīng)考慮它們的比值。因為這個合適的比例不僅影響電機(jī)的參數(shù)和特性，而且與銅(鋁)損耗和鐵損的分布密切相關(guān)，即會影響效率高出現(xiàn)在電機(jī)效率曲線上的位置。

因此，對于經(jīng)常在輕負(fù)載下運行的電機(jī)，通常建議選擇較大的電負(fù)載和較低的磁負(fù)載，以便在輕負(fù)載下獲得較高的效率。

1電機(jī)的冷卻條件對電磁負(fù)荷的選用也有重要影響

比如保護(hù)電機(jī)的電負(fù)載和磁負(fù)載，由于冷卻條件較好，可以高于同規(guī)格的封閉式電機(jī)，通常可以比一般的小型異步電機(jī)高15~20%左右。

2電機(jī)所用的材料與絕緣結(jié)構(gòu)的等級也直接影響

電磁負(fù)載的選擇。所用絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱等級越高，電機(jī)的允許溫升越高；導(dǎo)磁材料越好(包括一些也起磁路作用的結(jié)構(gòu)件)，允許的磁密越高。電樞繞組采用鋁線時，為了保證足夠的空間，避免過大的電氣損耗，電磁負(fù)載要低于銅線。

3電磁負(fù)荷的選擇還和電機(jī)的功率及轉(zhuǎn)速有關(guān)

電磁負(fù)載的選擇也與電機(jī)的功率和速度有關(guān)，具體與電樞直徑(或極距)和轉(zhuǎn)子的周向速度有關(guān)。在周向速度較高的電機(jī)的氣隙中，轉(zhuǎn)子和冷卻介質(zhì)之間的相對速度較大，因此冷卻條件得到改善，并且可以選擇較大的電磁負(fù)載。電樞直徑(或極距)越小，選擇的電磁負(fù)載就應(yīng)該越小，這主要是空間充足的問題，可以這樣解釋：在有內(nèi)電樞的電機(jī)(如DC電機(jī))中，電樞直徑越小，齒根就會越窄，以保證與槽壁平行時有一定的槽距；當(dāng)齒壁平行時，槽的尺寸會受到限制，以保證一定的齒截面積。

因此，當(dāng)電機(jī)功率較小時(通常直徑也較小)，如果平行于槽壁，由于齒根處的磁密度限制，磁載荷的值不會太高，因為齒部的磁密度值通常是有限的。超過這個值后，勵磁電流和鐵損會迅速增加。同時由于齒根處磁密度的限制，相位不能太深，從而限制了槽距的大小和電負(fù)載的值。如果齒壁平行，小直徑電機(jī)的槽距比大直徑電機(jī)的槽距小，在齒距、齒寬、相深固定的情況下，電負(fù)載應(yīng)該更小。同樣，在內(nèi)極電機(jī)(如凸極同步電機(jī))中，當(dāng)電樞直徑變小時，勵磁繞組占用的空間會減小，從而限制了勵磁磁勢的值，使電樞反應(yīng)磁勢及其密切相關(guān)的電負(fù)載和磁負(fù)載不能過高。而且電樞直徑較小的電機(jī)通常導(dǎo)線較細(xì)(因為電流較小)，絕緣比例較大，使得槽的空間利用率較差。此時，為了盡可能增大槽的空間，必須使齒寬變窄，這就要求磁載荷不能做得太高。

電磁負(fù)荷選擇時要考慮的因素很多，很難單純從理論上來確定。通常主要參考電機(jī)工業(yè)長期積累的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，并分析對比所設(shè)計電機(jī)與已有電機(jī)之間在使用材料、結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求等方面的異同后進(jìn)行選取。

工業(yè)的發(fā)展歷史表明，隨著材料，特別是電氣材料、冷卻條件和電機(jī)結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，電機(jī)的利用系數(shù)以及電負(fù)載和磁負(fù)載的值逐漸增加，從而降低了電機(jī)的體積和質(zhì)量，同時能量指標(biāo)仍能得到保證。