Ms说电机:如何评判电机设计水平

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Ms说电机:如何评判电机设计水平

研发部的小Z第一次承接设计任务,虽有些兴奋但如刚上路的新司机般忐忐忑忑不知如何下手。小试牛刀的档口向Ms.参讨教些主意。今天,Ms.参就以小Z的设计任务为切入点,谈谈如何确定电机结构类型。

大多设计新手或资历浅的设计员怵头设计任务,说到底也就是缺乏对电机结构的认知,不能把电机结构与电磁设计的结果关联起来,或者说这方面经验空白纸一张,想不出该如何规划设计方案。

电机结构综述

电机结构方案对电磁设计影响极大,有效材料的节省使用多半取决于结构设计。结构设计工作是在电磁计算得出有效部件的尺寸之后进行的,这些部件包括所有磁路各部分、所有通电流的部分(绕组、换向器、滑环、电刷装置)和绝缘,参与电机的电磁工作过程。

确保有效部件正确、可靠工作的其它部分称之为结构部件,其作用有二:1)使转子的旋转成为可能并使转子有适当的固定位置;2)使电机的各部分都有足够的强度和刚度。

电机设计质量评判

有效重量和结构重量

所有导电、导磁部分即有效部件的重量称为电机的有效重量。结构设计中使用的,增加到有效重量之上的附加重量,称为电机的结构重量。

结构设计任务

在电机结构设计中要决定电机机械结构上各部分的形状和尺寸,通过改进电机通风方法,提高有效材料的电和磁的负载,以最少的材料消耗得到所要求的功率和转速的电机。

评判设计质量

电机设计的质量由下列几项来估计:

1)电机的效率和过载能力是否符合所给的条件。
2)电机材料的单位消耗量
有效材料的单位消耗量gCu(kg/kW)和gFe(kg/kW)由下面公式计算

gCu=GCu/P;
gFe=GFe/P

式中GCu为电机总铜重(kg),GFe为电机总的有效铁重(kg),P为电机功率(kW)

3)电机结构设计的质量
以结构系数K来估计,即电机的总重量G对它的有效重量Ga之比

Ga= GCu+GFe
K=G/Ga

4)结构中所用材料的价格。
5)生产这台电机所需工时。

决定电机结构类型的条件

要设计出一台好的电机,使工费和材料费都最低,必须了解这台电机的工作条件,至少能正确选用类似工作条件下已证明是合适的型式。决定电机结构类型的条件包括电机的外部装置和电机在工作中的运行条件。

电机的外部装置

1)电机和推动它的原动机或它所拖动机件的连接方式;
2)支持转动部分的支架的位置、数目和特征;
3)电机的固定(装置)方法;
4)防止外物侵入的各种不同程度的防护;
5)电机的冷却方法 主要决定于拖动的类型及运行条件,一部分也决定于电机的功率及转速。

电机在工作中的运行条件

1)工作制式,如连续或断续工作;
2)负载特性,如用柴油机直接带动的发电机中,它的转子在轴上的配合比用同一个柴油机但用皮带间接传动时要紧的多。

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