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1、第五章“损耗与效率$5-1概述电机损耗可分为下列5类:(1定、转子铁心中的基本铁耗,它是由大碟多在铁心中发生发化时产生的。1(2空载时铁心中的附加(或杂散)损耗,它是由定转子开橘引起的气隙碟导变化而产生的谐波碟场在对方表面产生的表面损耗及脉振损耗。(3电气损耗,是由工作电流在绕组中产生的损耗,对直流电机或同步电机而言,也包括电刷在换向器或集电环上的接触电阻损耗。铁心局部截面示意个,巾个3一个/_i口|厂八【(4负载时的附加(或杂散损耗,是由定子或转子电流所产生的漏磁场在定、转子绕组里和铁心及结构件里引起的各种损耗。(5)机械损耗,它包括通风损耗,轴承摩擦损耗和电刷与集电环或换向器间的摩擦损耗。
2、(15、(2、(5项损耗称为空载损耗或不变损耗,(3、(4)项又称为负载损耗或可变损耗。$5-2基本铁耗、,交变的主磁场在铁心中所产生的损耗,它分为磁滞损耗与溏流损耗一部分。一、碟滞损耗单位重量的铁磁物质由交变磁场引起的磁潴损耗pa,即称为磁滞损耗系数,即:Py=(aB+DB万式中/池磁场交变频率B磁密幅值6,5为取设于村料性能的比例常数如果铁心内的磁通密度BS1.6T,则系数a*0,可略去上式中的第一项得:P=DB丫=auB丨二、涡流损耗铁心中的磁场发生变化时,在其中会感应电流,称之为涡流,由该电流引起的损耗称为涡流损耗。经推导可得单位重量的钢片的涡流损耗为:22一(AxB6PPRp为钢片的
3、电阻率,p为钢片的密度,A钢片的厚度P=在厚度一定的情况下则有p=a.(Bf)“2A2式中一又史re6Ppre三、钢部(齿连轭)及齿部的基本铁耗将磁湛与涡流损耗系数合在一起,得到钢的总损耗系数(即单位重量的损耗的计算式:Pre=Ph+Ps=ovB*f+a.(BfJ对于不同的含硅量的硅钢片,可以通过查表5-1,得到oh,0。数值。如果在一般情况下(指不同的0,-对不同的B值,或者不同的f,则损耗系数为:罚B工13PhePloso(50)其中的poso表示当B=1T,f-50Hz时的钢单位损耗系数,查表5-1得。因此,钢中的基本铁耗应为:P二匕PieC利用上式可以求出电机轭中及齿中的基本铁耗。1、
4、定子、转子钜的基本铁耗贬耗系数p,=p删属气董泸3轭中的基本铁耗等扬,=K,p式中_C为轰的重量k为经验系数“对于直流电机k,=3.6;对于交流电机当Py100KV4时,=1.5,当容量P,2100KV4时,=1.32、齿中的基本铁耗可仿轰部的计算式;得誉员耒毛系娄艾pE裨_0/joBz(噩)L3齿中的基本铁耗等学r=KuPwG,式中G为齿的重量为经验系数_对于直流电机k,=4.0;对于感应电机k,=1.8对于同步电机,当P,100KV4时,心=2.0,当容量P,2100KV4时,=1.7$5-3空载时铁心中的附加损耗空载时的铁心附加损耗是指铁心表面损耗和齿中的脉振损耗,它是由气隙中谐波碟场引
5、起的。而谐波磁场又由两种原因造成:1、电机开槽引起气隙磁导不均匀,如图所示,产生出磁场的高次谐-iP河2、穿载励磁磁势空间分布曲线中存在着谐波。由谐波产生的表面损耗,根据谐波的波长与凸面的间距的相对大小有不同的情况:1凸面的间距(如凸极同步电机)远大于谐波的波长,则谐波碟通集中于极弧表面一薄层内,在极面感应涡流,产生涡流损耗,也会在其中产生碟潜损耗,又称表面损耗;2凸面间距要比谐波波长要小得多,如齿距t小于谐波波长,则谐波将深入到齿部并经由轰部形成闭合回路,则在齿中产生涡流及磁渺捉耗,称为育挂贼耗3介于上述两种情况之间,既有表面损耗又有脉振损耗。本节只讨论由铁心开槽引起的空载表面损耗及脉振损耗的计算方法。一、直流电机及同步电机实心磁极的表面损耗磁极单位表面积的涡流损耗为巳/(an)2(Zm)1式中=/一(一)_,B为谐波磁密的幅值友仪2为电枢果数,n为磁极的转速,/为钢的磁导率,p为钢的电阻率将上式乘以所有磁极的表面积就可得出电机的表面损耗P=Pahy三、蔡片式磁极及感应电机中的表面挂耗为了减少磁极表面损耗及工艺上的方便,直流机或同步机的磁极常做成叠片式,以利用片间绝缘层来增加涡流回路电阻,减小涡流损耗。
