发电机电磁计算

1、文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持1 .额定电压2 .额定转速3 .额定频率4 .额定功率因数5 .额定电流6 .相数7 .确定功率：凸极同步发电机电磁计算公式5.1额定数据和主要尺寸Un 600VnN 1500r / min? 50HZcos =0.8I N 80Am=3P 3 600 80 0.8 1.1 73.16kw8 .根据功率取对应T2X-250L电机，额定功率Pn 75kw91.4%9 .效率14文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.10.极数120 f2p0 4150011.计算功率：式中Ke1.08 (对于同步发电机取值)12.极弧系数：极弧长度bp

2、 (0.630.72)卜取'p = bp 0.67 p13 .气隙磁密B (0.7 1.07)T 取 B 0.8T14 .取线负荷A 280KA/m 280A/cm15 .电机的计算体积16 .主要尺寸比：0.62.517 .定子铁心内径取值范围18 .定子铁心铁外径：按标准选取Di 430 mm rD1430则定子内径：Di1 142 142 302.82cm 300mm19 .定子铁心有效长度：20 .定子铁心净长度：式中 小戌=0.92(对0.5mm厚硅钢片)在对发电机的计算中，nR不计入lFet中本次设计选用的硅钢片型号为：DR530-50对应的老牌号为D2221 .磁极铁心总

3、长度：lm lef 300mm22 .磁极铁心净长度：式中KFem=0.95 （对于11.5mm厚钢片）23.极距:Dii2p3004235.5mm24 .圆周速度：2f 23.55m/s100025 .气隙长度:最小气隙：(0.250.30) KcB取1.1mm最大气隙：M 1.51.65mm26 .铁心的计算长度：li l 2300 2 1.1 30.22cm5.2定子绕组27 .每极每相梢数：q 428 .定子梢数：Zi 2pmq 4 3 4 48槽29 .取绕组节距比：5630 .绕组节距：y mq 5 3 4 10631 .绕组短距系数（基波）：Kp sin（ -） 0.966sin

4、32 .绕组分布系数（基波）：Kd " 0.958 q sin2mq33 .绕组系数（基波）： Kdp Kp Kd 0.92534 .预计每极磁通35 .每相串联匝数初值36 .取并联支路数a 237 .每梢导线数:2amN Ns2 2 3 44 一1148取 Ns 1138 .每相串联导体数:ma48 113 288mN 1I N 3 88 8039.线负何： A= 224.2A/cmDi1 3.14 305.3定子梢型尺寸（选取梨型梢）40 .选定梢口尺寸:41 -定子齿距：ts 詈-4830 1.9625cm42 .定子齿宽度：式中：KFe：铁心叠压系数，取0.92Bt1：定子

5、齿磁密，取1.401.60T取 bt1 1.1cm43 .梢形尺寸如图5.1:图5.1定子梢形尺寸则定子齿计算宽度：44 .定子梢深：hs hso hs1 hs2 Rs 1.87cm45 .梢面积，取梢锲厚度h 0.25cm,如图5.2所示： 图5.2定子梢尺寸= 1.39cm246 .梢绝缘面积取：i 0.03cm2= 0.182cmAsef 75% , 1.21 0.75 0.1658cm取梢满率为75%,绕组并绕根数为Nt 3Nt1Ns13 11d则绝缘导线直径：查表取铜对应的标称线规QZ:标称导线直径d=1.60mm漆膜厚度0.060.1147.定子导线截面积（查表得）：48-定子绕组

6、电密：ja看:了6 663A/mm249.发热参数：AjA ja 224.20 6.63 1486.45A/cm5.4磁路计算50.定子位计算高度：'htshsihs2Rs 30.52i.25 i.42cm35i .7E 了无同度.hjsDiDii-hs4330i.87 4.63cm2252.定于辆计算高度：,.i -hjs hjs -R.353.定子钝磁路长度:ljs （Di hjs） 4p（43 4.814.99cm854.极靴宽度：bp口 2田）sin1800 p2p55.磁极偏心距:（m ）（ Dii m ） 苴中 二Da/Dii；2（ 2）（ 2m） cos i bp arc

7、sin Dii 2 m30=4.00mm56 .极靴圆弧半径57 .极靴边缘高度：h'p 2.5mn设计时取值）58 .极靴中心高度：hp （2h'p）-（2 门cos i22=（300 2.5 i.i）（陋 i.65） cos3022=22.93mm359 .初取漏磁系数：i 旦 ii.0470.235560.磁极宽度（磁极尺寸如图5.3所示）：6i .转子钝内径：Dir 80mm 8cm（取值）62.转子钝外径：Djr i65mm i6.5cm63.磁极中心高:,1 一hm2 (Di1 D jr) hp=4.357cm侧高度：hm hm% (12cos2)arcsin -b

8、m- Djr,9.2arcsin 33.8916.5=5.7595cm65.转子钝高度：hjrDjr D216.524.25cm66.转子轲计算高度:jrDjr2Dir1-Diri *2 P.2,4;6;8i6;8;1067.转子轲磁路长度:68.69.转子轲轴向长度:磁极与钝间残隙:70.实际极弧系数:气隙比：1.572.最小气隙比极距:= 4.255.58图5.3磁极尺寸l jrlr73.基波磁场幅度系数:'. (Djr hjr) = - 1654p831.2cml 0.8)3002Rarcsin p55.8)4.2861cm23010 2 (300bP2Rp _1800.8)10

9、 2 0.09cm14.8352 14.49 arcsin 2 14.49 o23.55180=0.660.1123.55A1B10.0046774.三次谐波磁场幅度系数:a31.0836 (查交流电机设计手册) a1 (A3B3 0.6)0.0485586.定子视在齿磁密：查表：Bte<1.8T则Bts=Bts = 1.4928T2175 .磁场分布系数：fd (a - aj 0.7376 .磁场波形系数：fb 鲁 1.0946 , 2fd77 .直轴电枢反应磁场幅度系数：Adi AdBd 0.9856 （查交流电机 设计手册）78 .交轴电枢反应磁场幅度系数：Aq1 AqBq 0.5

10、2（查交流电机设计手册）79 .电枢磁动势直轴折算系数：Kad 2 0.909ai80 .电枢磁动势交轴折算系数：Kaq & 0.4799 ai81 .定子卡氏系数（对于半闭口半开口梢）：= 1.0782 .阻尼笼卡氏系数（阻尼笼尺寸如图 5.4所示）：图5.4阻尼笼尺寸83 .卡氏系数：K K 1 K 2 1.0784 .空载每极总磁通：85 .气隙磁密（最大值）：104li fd0.7788T3.88 10,10423.55 30.22 0.7287.定子钝磁密:Bjs43,88 10 24104 104 1.5 1 81T 2hjslFet2 4.63 27.688 .气隙磁压降

11、:F 0.8 k B 104 = 0.8 0.11 1.07 0.779 104733.5A89 .定子齿磁压降：& hts Hts 1.42 26.848 38.124A式中Hts对应于Bts ,查磁化曲线B25=1.48T得儿=26.84890 .定子钝磁压降：Fjs IjsHjs 14.99 31.158 0.324 151.327A式中：为钝部修正系数 =0.324Hjs对应于Bjs,查磁化曲线B25=1.48T得Hjs=31.15891 .气隙、定子齿、钝部磁压降之和:92 .计算漏磁几何尺寸：114.8352 (16.5 2 4.357 0.25)22sin (4537.3

12、3 )= 3.933cm93 .磁极压板厚：d' 0.6cm94 .磁极压板宽：b' 8.6cm95 .磁极计算高度：l'm lm 2d' 30 1.2 31.2cm96 .极靴漏磁导：=71.3097 .极身漏磁导：2.5 31.2 5.75959.2、= 3.66 5.7595 lg (1 )=68.187.682 7.6898 .磁极漏磁导：99 .每极漏磁通：100 .漏磁系数：101 .磁极磁通：102 .磁极极身截面积： 2103 .极身磁密：Bm 3 104 104 1.4751TSm272.522104 .转子钝磁密：Bj1044.0210 10

13、4 1.1545Tj2hjrlr2 5.58 31.22105.残隙处磁密：B 2 104 40 104 1.93T106.极身磁压降:lm bm300 92Fm Hm hm 24.4 4.357 110.70A107.转子钝磁压降:查磁化曲线B25=1.48T表可得：Hm=24.4对应于BmFjr ljr H jr 4.286 7.7455 33.1929 A查磁化曲线B25=1.48T表可得：Hjr =7.7445108 .残隙磁压降：F 2 0.8 2 B 2 104 0.8 0.009 1.93 104109 .空载每极磁压降：Ffo Ftj Fm Fj F2 1205.80A5.5稳

14、态参数110 .定子线圈尺寸(如图5.5所示)：取30度图5.5线圈尺寸定子线圈节距：=30 2(0.1 0.15)1.1 0.52 5 2101cm46.后参考值取lD=2.0cm111 .线圈半匝平均长度：112 .定子绕组相电阻：式中 75c =0.0217 mm2 /m113 .定子梢比漏磁导：=0.66114 .定子绕组端部比漏磁导：115 .谐波比漏磁导：116 .每相漏抗：0.1835117 .漏抗标么值：118 .相电阻标么值：119 .每极电枢反应磁动势：120 .电枢反应直轴折算磁动势:121 .电枢反应交轴折算磁动势:122 .直轴电枢反应电抗：123 .交流电枢反应电抗

15、：124 .直轴同步电抗：125 .交轴同步电抗：126 .短路比：K； 包 12058 0.603 Fad 1997.8127 .内功率因数角：128 .额定功角：67,18 36.87 30.31则:cos COS30.310.8635.6额定负载时励磁磁动势和励磁绕组129.额定负载时内电动势：1 0,0213 0.8 0,0424 0.6 j (0.0424 0.8 0,0213 0.6) = 1.04248 j0.02114130 .额定工况时磁路计算：131 .额定负载时每极磁压降：132 .额定负载时励磁磁动势： 1= 1.05 1500,42 1 (185 10 )2 2 18

16、5 10 sin38 2=3172.85A 1500.421500.42133 .取励磁绕组每极匝数：Wf 160匝134 .额定励磁电流：IfN FN2等 19.83A wf160135 .空载励磁电流：噎 F0 12058 7.536A Wf160136 .取励磁电流电密(取值)：jf 3.8A/mm2、(jf 3,85.5A/mm2)137 .励磁绕组导线截面积：qf 5 1983 5.22mm2 jf 3.8138 .励磁绕组线规：a b 3,55 1.5励磁线圈的尺寸如图5,6所示： 图5,6励磁线圈尺寸139 .第n层线圈平均匝长度：=29,16+28 + (0.51 (n 0,5

17、) 1,5)文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持=72.81+9.42n式中Wm 线圈框架直线长度Qm 线圈框架直线宽度rm 框架圆角半径b 导线长边尺寸n =1 为第一层n =2 为第二层140励磁绕组平均匝长度：nf 第 n 层线圈匝数141励磁绕组电阻：142额定励磁电压：0.6V为电刷压降，励磁绕组取B级绝缘励磁绕组E级绝缘R(f 115 C) =1.13Rf(75 C)励磁绕组B级绝缘R(f 120C) =1.15Rf(75 C)励磁绕组F级绝缘R(f 150 C) =1.244Rf(75 C)143空载励磁电压：Rf20 0.824Rf 75 0.824

18、2.4176 1.992 r144电压调整率:=1%式中：5.7 阻尼绕组设计145每极阻尼笼条数：nd 5146每极定子绕组截面积：147每根阻尼条截面积：148阻尼条直径：149阻尼槽节距：取 td =2.25cm150阻尼笼最大磁密：15文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持20文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.151.端环尺寸()：ay 2dy取 1.5cmby 0.75dy 取 0.5cm 图5.7端环尺寸5.8损耗与效率152 .定子齿钢片重:153 .定子钝钢片重:154 .材料单位损耗:=48 27.6 1.42

19、1.121 7.7 10 3= 16.238kg3Gjs (Di hjs) hjslFet 7.7 103= 122.358kgP0/50 2.5w/kg (查资料可得)155 .齿部单位损耗：Pt P0/50BtSN 6.05W / kg156 .钝部单位损耗：Pjs P0/50 B2SN 6.26W/kg157 .定子铁损耗：PFe KtPtGt KjsPjsGjs158 .磁极单位表面损耗：1.548 15002 0.178 1.9625 10100002471.5w/m2式中：Kbm 2(钢片厚1mm)159 .磁极表面损耗：160 .定子绕组铜损耗：RRa(75)E,B 级绝缘式中a

20、(x)Ra(115)F,H级绝缘161.励磁损耗：PCufI；Rf(x0.6I fNRf(75 )E,B级绝缘式中Rf(x)(75 )Rf(115)F,H 级绝缘f励磁系统的效率162.机械损耗：L 16P('"163.附加损耗:164.总损耗:165.效率:” / 23.55=32 (40)330 dn310190.012PN 103 cos岸ePFebPCu1(10.012 75 10001125W0.8PCuf100%Pmex Pad 5657.516W92.92%5.9瞬态参数和时间常数166.励磁绕组漏抗hmfs 3am5.7595式中370.794hpmaP1.613.9332hm 0弗41m4 30167.励磁绕组电抗：X*fs Xad0.4 2.2898 2.6898is ad