电机学第五章ppt课件.ppt
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1、篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第五章第五章 损耗与效率损耗与效率 5.1 概述概述5.2 基本铁耗基本铁耗5.3 空载时铁心中的附加损耗空载时铁心中的附加损耗5.4 电气损耗电气损耗5.5 负载时的附加损耗负载时的附加损耗5.6 机械损耗机械损耗5.7 效率效率篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.1 概述概述一、损耗与效率的关系一、损耗与效率的关系 效率是电机的一个重要性能指标效率是电机的一个重要性能指标 效率高低取决效率高低取决损耗大小损耗
2、大小材料性能、绕组型式、电机结构等材料性能、绕组型式、电机结构等 高效电机就是设法降低电机的损耗、多用材料。高效电机就是设法降低电机的损耗、多用材料。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.1 概述概述二、电机损耗分类二、电机损耗分类 损耗损耗 铁心中的基本损耗铁心中的基本损耗主要是主磁场在铁心中交变产生的磁滞、涡流损耗主要是主磁场在铁心中交变产生的磁滞、涡流损耗空载铁心中附加损耗空载铁心中附加损耗 表面损耗:表面损耗:定转子开槽而引起的气隙磁导谐定转子开槽而引起的气隙磁导谐波波磁场在对方铁心表面产生的损耗磁场在对方铁心表
3、面产生的损耗脉振损耗:脉振损耗:定、转子开槽使对方齿中磁通因定、转子开槽使对方齿中磁通因电机旋电机旋转而变化所产生的损耗转而变化所产生的损耗电气损耗:电气损耗:工作电机在绕组铜中产生的损耗,包括接触损耗工作电机在绕组铜中产生的损耗,包括接触损耗负载时附加损耗:负载时附加损耗:漏磁场包括谐波磁场在定、转子绕组中、铁心及结构漏磁场包括谐波磁场在定、转子绕组中、铁心及结构 件中引起的各种损耗件中引起的各种损耗 机械损耗:机械损耗:通风损耗、轴承磨擦损耗、电刷和换向器(集电环)磨擦耗通风损耗、轴承磨擦损耗、电刷和换向器(集电环)磨擦耗 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,
4、篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.2基本铁耗基本铁耗 产生的原因:产生的原因:由主磁场在铁心内发生变化时所产生的:由主磁场在铁心内发生变化时所产生的:交变磁化性质:交变磁化性质:变压器铁心、定转子齿中发生变压器铁心、定转子齿中发生旋转磁化性质:旋转磁化性质:定、转子铁轭中发生的定、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。起磁滞和涡流损耗。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、磁滞损耗一、磁滞损耗 5.2 5.2 基本铁耗基
5、本铁耗 磁滞损耗耗系数计算磁滞损耗耗系数计算 磁滞损耗系数:磁滞损耗系数:单位质量铁磁物质内由交变磁化引起的磁滞损耗单位质量铁磁物质内由交变磁化引起的磁滞损耗 在电机铁心内磁通密度在电机铁心内磁通密度 时:时:(与与 、有关,与材料有关有关,与材料有关)旋转磁化引起的磁滞损耗一般较交变磁化放大旋转磁化引起的磁滞损耗一般较交变磁化放大45-65%45-65%(轭磁密一(轭磁密一般在般在1.0-1.51.0-1.5T T)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.2 5.2 基本铁耗基本铁耗 二、涡流损耗二、涡流损耗 产生的原因
6、:产生的原因:铁心中的磁场发生变化时,在铁心中感应电势,会产生电流,铁心中的磁场发生变化时,在铁心中感应电势,会产生电流,这电流即涡流。由它引起的损耗为涡流损耗。这电流即涡流。由它引起的损耗为涡流损耗。涡流损耗系数计算涡流损耗系数计算 涡流损耗系数涡流损耗系数 与与 、及材料厚度及材料厚度 平方成正比。平方成正比。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.2 5.2 基本铁耗基本铁耗 三、轭部及齿部的基本铁耗三、轭部及齿部的基本铁耗 1 1、钢的损耗系数(比损耗)、钢的损耗系数(比损耗)2 2、钢比损耗简便计算、钢比损耗简便
7、计算(瓦(瓦/公斤)公斤)3 3、基本铁耗计算、基本铁耗计算 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.2 5.2 基本铁耗基本铁耗 定子或转子(齿联)轭中的基本铁耗定子或转子(齿联)轭中的基本铁耗 轭中的损耗系数:轭中的损耗系数:轭中基本铁耗轭中基本铁耗:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.2 5.2 基本铁耗基本铁耗 齿中基本铁耗齿中基本铁耗 齿中的损耗系数:齿中的损耗系数:齿中的基本铁耗:齿中的基本铁耗:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得
8、分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4 4、降低铁耗方法、降低铁耗方法 5.2 5.2 基本铁耗基本铁耗(使各部分磁密不要过高)(使各部分磁密不要过高);();选用好材料选用好材料 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 一、空载时铁心中的附加损耗指的是:铁心表面损耗、齿中脉振损耗一、空载时铁心中的附加损耗指的是:铁心表面损耗、齿中脉振损耗 附加损耗产生的原因:气隙中谐波磁场附加损耗产生的原因:气隙中谐波磁场 电机铁心开槽导致气隙磁导
9、不均匀电机铁心开槽导致气隙磁导不均匀空载励磁磁势空间分布曲线中有谐波空载励磁磁势空间分布曲线中有谐波 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 气隙谐波磁通的路径气隙谐波磁通的路径a)在极弧表面在极弧表面 b)深入齿部深入齿部 c)在表面及齿中在表面及齿中 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 下面仅介绍由铁心开槽引起的空载表面损耗及脉振
10、损耗的计算方法下面仅介绍由铁心开槽引起的空载表面损耗及脉振损耗的计算方法 (空载励磁磁势谐波产生的这类损耗,一般在隐极同步机中方需考虑)(空载励磁磁势谐波产生的这类损耗,一般在隐极同步机中方需考虑)一、直流机及同步机整块(或实心)磁极的表面损耗一、直流机及同步机整块(或实心)磁极的表面损耗 1 1、产生原因:、产生原因:是由气隙磁导齿谐波磁场与磁极表面相对运动在磁极表是由气隙磁导齿谐波磁场与磁极表面相对运动在磁极表 面引起的涡流损耗。因为频率很高,基本上集中在表面面引起的涡流损耗。因为频率很高,基本上集中在表面 一薄层内,称表面损耗。一薄层内,称表面损耗。齿谐波(磁场)频率:齿谐波(磁场)频率
11、:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 2 2、磁极表面涡流损耗计算、磁极表面涡流损耗计算 假设:假设:a)a)谐波磁密在空间按正弦分布,其幅值为谐波磁密在空间按正弦分布,其幅值为 忽略极面涡流对的削弱作用;忽略极面涡流对的削弱作用;b)b)磁极磁导为常数(不考虑饱和);磁极磁导为常数(不考虑饱和);c)c)磁极轴向长度较长,磁极表面仅有轴向电流。磁极轴向长度较长,磁极表面仅有轴向电流。方法:麦氏方程方法:麦氏方程偏微分方程偏微分方程解方程解方程通解通解代边界条件
12、代边界条件特解特解 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统单位表面涡流损耗单位表面涡流损耗 实际上考虑假设引起误差,忽略磁滞,实际上考虑假设引起误差,忽略磁滞,要大(按表要大(按表5-2)如如为正弦分布,则气隙磁导齿谐波也将作正弦变化。为正弦分布,则气隙磁导齿谐波也将作正弦变化。5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 2 2、磁极表面涡流损耗计算、磁极表面涡流损耗计算 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载
13、时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 3 3、表面损耗与哪些因素有关:、表面损耗与哪些因素有关:表面损耗表面损耗 2 2、磁极表面涡流损耗计算、磁极表面涡流损耗计算 与与 成正比:成正比:与与 (即磁密波长)有关:(即磁密波长)有关:与与 成正比:成正比:与磁极材料的导磁导电性能有关与磁极材料的导磁导电性能有关 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 二、叠片磁极及异步机中的表面损耗二、叠片磁极及异步机中的表面损耗 为了减小磁极的表面损耗,直流机、凸极机磁极常做成叠片,
14、利为了减小磁极的表面损耗,直流机、凸极机磁极常做成叠片,利用冲片表面形成的天然氧化膜绝缘层增加涡流回路的电阻,电流用冲片表面形成的天然氧化膜绝缘层增加涡流回路的电阻,电流,1 1、叠片磁极的表面损耗计算、叠片磁极的表面损耗计算 采用相应的经验系数采用相应的经验系数K0给与修正,表给与修正,表5-2篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 2 2、异步机中的表面损耗、异步机中的表面损耗 异步机定转子都有槽:定子槽异步机定转子都有槽:定子槽气隙磁导齿谐波磁场气隙磁导齿谐波
15、磁场转子表面损耗;转子表面损耗;转转子槽子槽气隙磁导齿谐波磁场气隙磁导齿谐波磁场定子表面损耗。定子表面损耗。转子表面损耗:转子表面损耗:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 定子槽开口引起的齿谐波磁场在转子单位表面中损耗:定子槽开口引起的齿谐波磁场在转子单位表面中损耗:为由定子开槽引起的齿谐波磁密幅值为由定子开槽引起的齿谐波磁密幅值篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁
16、载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 二、异步机齿中的脉振损耗二、异步机齿中的脉振损耗 1 1、产生原因:、产生原因:定转子齿槽定转子齿槽 旋转时定、转子之间相对位置不断变化旋转时定、转子之间相对位置不断变化 齿对齿齿对齿 进入定子齿磁通最大进入定子齿磁通最大 转子槽对定子齿转子槽对定子齿 进入定子齿磁通最小进入定子齿磁通最小 齿中磁通发生变化齿中磁通发生变化 脉振损耗脉振损耗 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 定子齿中磁通的脉振定子齿中磁通的脉振 5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 篮球比赛是
17、根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 2 2、计算:、计算:单位轴向长度磁通变化量:单位轴向长度磁通变化量:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统定子齿磁密脉振振幅:定子齿磁密脉振振幅:(脉振磁通在转子导条中引起环流,此环流产生相反磁场,力(脉振磁通在转子导条中引起环流,此环流产生相反磁场,力图阻尼脉振磁通穿过齿部,环流产生的其它次的谐波磁场也将产生图阻尼脉振磁通穿过齿部,环流产生的其它次的谐波磁场也将产
18、生阻尼作用。)阻尼作用。)5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 上式是根据定转子齿槽尺寸关系最不利的情况下得出的;上式是根据定转子齿槽尺寸关系最不利的情况下得出的;如果我们只考虑脉振损耗中的涡流损耗,而频率较高,齿钢片磁导率如果我们只考虑脉振损耗中的涡流损耗,而频率较高,齿钢片磁导率变化的影响,实际磁密脉振振幅要小一些,计算时可用变化的影响,实际磁密脉振振幅要小一些,计算时可用 来补偿。来补偿。篮球比赛
19、是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 最后得出脉振损耗的计算公式:最后得出脉振损耗的计算公式:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.3 5.3 空空载时铁载时铁心中的附加心中的附加损损耗耗 近似以近似以 代入:代入:(定子)(定子)类似类似(转子)(转子)工厂实际计算空载附加损耗:工厂实际计算空载附加损耗:实验数据;实验数据;用基本铁耗取大一点用基本铁耗取大一点 计算计算 齿:齿:轭:篮球比赛是根据
20、运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.4 5.4 电电气气损损耗耗 一、绕组中的电气损耗一、绕组中的电气损耗 交流交流m相:相:R是换算到基准工作温度的绕组直流电阻是换算到基准工作温度的绕组直流电阻篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、电刷接触损耗二、电刷接触损耗 5.4 5.4 电电气气损损耗耗 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5 5.5 5 负载时负载时的附加的附加损损耗耗 一、负载
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