第2章电磁装置设计一般问题2电磁装置设计教材华科电气

第二章电磁装置设计的一般问题2.1机电系统的能量关系实际应用中的电磁装置，无论是用作能量转换器(装置)，如：电动机、发电机等，或是信号变换器，如电磁脱扣器、电磁阀门操作器、电磁测量器具等。这些装置一方面与外电路相连构成电路系统，另一方面又与机械系统相连，而电路与机械两系统之间则是通过电磁装置内存在的电场或磁场耦合作用相联系，这样构成了带电磁耦合作用的机电系统。图2-1表示电磁装置与外界系统联系的示意图。电磁装置在整个机电系统中无论是作为哪一种变换器应用，其中电磁场的耦合起到了关键性的核心作用。在分析与计算这种系统的运行行为时，电路系统用电路参数、变量以及电路方程描述，指导电路系统分析与计算的理论与方法是电路理论；描述机械系统的是力学参数、变量以及机械运动方程，其理论指导则是牛顿力学；而对机电耦合系统的描述则用到电磁场参数、变量和电磁场方程，处理的方法则用电磁场理论。当然，对场方程进行积分处理也可以将系统描述为集中参数的电路方程，采用能量法研究耦合过程则是简便而有效的方法。图2-1电磁装置与电路及机械系统的联系图2-2为用于开关脱扣的电磁操作机构，在固定铁心上绕有W匝线圈，可动铁心M经弹簧K与开关的脱扣机构相连，当开关正常工作时，线圈内无电流，而当线圈加上电压信号而有电流i流通后，由激磁磁势建立的磁通φ，经由铁心和两个气隙与的路径闭合，在气隙中的磁场，将使可动铁心M受到电磁力的作用，使之向减小的方向运动，从而拉伸弹簧K，脱扣机构动作，使开关断路(off)或合闸（on）。该装置的线圈与外电路相连构成电路系统，相应的电路系统的参数与变量为，其可动铁心与外面的弹簧和脱扣机构相连构成机械系统，系统参数与变量为，在装置内通过磁场（通电流后）耦合把两者联系起来，达到将电讯号变换为机械位移量。这是一种简单的作直线运动的由电能变换为机械能的磁场耦合机电系统。图2-2脱扣器用的电磁装置图2-2脱扣器用的电磁装置为了分析计算这样一个机电系统运行行为、特性以及各参数之间的相互关系，必须用数学形式描述系统的物理特性。描述的方法可采用电磁场理论也可采用电路理论。尽管场的描述方式可以反映系统的本质，但在似稳状态条件下，人们已普遍适应于用集中参数的电路理论与方法分析问题。所以，这里仍沿用了电路理论的一般方法。线圈的电阻用一个纯电路元件r表示，该线圈的电感L仅与线圈单位电流所交链的磁链数大小和导磁煤质特性有关。由于这是带可动铁心的线圈，如果不计铁心的饱和影响，其电感值为一线性函数，它是一个无损耗的磁场储能元件。图2-3用端点特性表示图2-2装置的机电耦合系统，它有一个电端口和一个机械端口，将损耗元件置于耦合系统之外（线圈电阻r和机械磨擦移在端点之外）。这样，磁场耦合系统为无损耗系统，又称保守系统。由于系统内无损耗，所以，保守系统任何时候都满足能量守恒定律。于是，系统的能量关系有：输入系统的电能+输入系统的机械能=磁场储能增量（2-1）图2-3图2-2的机电系统表示当电源电压为u时，在时间dt内，电源输入给系统的总电能为uidt，消耗在电阻上的电能为。于是输入给磁场耦合系统的电能应为：由电路输入耦合场电能的同时，磁场将发生变化，则在线圈的两端，也就是电路参数L的两端，将产生感应电动势e式中，ψ为线圈交链的磁链，，由基尔霍夫第二定律，电端口的电路电压方程为:（2-3）于是，可得输入耦合场的电能为（2-4）设在dt时间内，由磁场产生的力fe使可动铁心移动dx距离，所做的功为输入的机械能，有（2-5）于是，耦合场的储能增量（2-6）设装置的可动部分固定，无机械运动，则输入给系统的电能全部转变为磁场的储能，于是(2-6)式表明，系统内的磁链数为独立变量，当变化到一定值时，对(2-6)式进行积分，即可计算总储能的变化量。于是，有（2-7）与此相应的电端点关系有：(2-8)和机械端点关系为：(2-9)事实上，耦合系统的自变量还有另一种选择，即以为独立变量，这种选择更为方便，均为可测的实在量，则此时电端点与机械端点关系分别表示为，。(2-6)式所表达的能量守恒关系仍然成立，即(2-6)由即(2-10)于是有即令(2-11)即(2-12)所以有(2-13)(2-13)式是系统能量守恒的另一种表示方式，它是以和关系由(2-12)式定义的。函数称为余能(Co-energy)。以上研究的是以平移运动电磁装置为例，仅有一个电端口和一个机械端口最简单系统，其结果可以推广到旋转运动和具有任意数目电的与机械的端口系统。图2-4为一台隐极电机模型，根据电机的可逆原理，它既可以用作为发电机也可以用作电动机。定子、转子均用高导磁材料制成，定子上有一套绕组，转子上也装有一套绕组，转子作旋转运动，工作时两套绕组内有电流流过，共同在定、转子之间的气隙中建立磁场。定子与转子绕组的磁通链和气隙磁场的储能随转子旋转位置的不同而变化，从而对转子产生旋转转矩，此转矩称之为电磁转矩，以实现电能与机械能之间的转换。图图2-4隐极电机模型图2-4的电机模型可表示为机电耦合系统，如图2-5所示，它有两个电端口和一个机械端口，电的和机械的损耗元件均置于系统之外。机械端口方面则认为旋转轴是理想刚性的，即弹簧系数为K=0，定子与转子绕组轴线之间位移角θ替代平移图2-5图2-4的机电耦合系统表示运动的位移x，转矩Te替换fe，用定轴旋转的惯性矩J替代质量图2-5图2-4的机电耦合系统表示(2-14)(2-15)或选择i,θ为独立变量时，则有(2-16)(2-17)仿照(2-6)式，耦合场的储能增量为而dt时间输入耦合场的电能增量于是(2-18)以上结果可以推广到n个电端口，m个机械端口情况(2-19)当选择i,θ为独立变量时，仿(2-13)式，有(2-20)(2-21)推广到任意数目电端口和机械端口系统有：(2-22)2.2耦合磁场中的储能和余能如前节所述，由于机电系统中损耗元件已移至耦合系统之外，这样耦合系统为一保守系统，保守系统是一种能量守恒系统，其基本性质是：系统储能仅是决定该系统独立变量的状态函数，而与系统的历史以及各变量采取什么路径达到其最终值无关。如果我们讨论的电磁装置主要集中在以磁场为媒介的变换器，该系统即为磁场耦合系统，能量的传递与变换均通过磁场进行。我们可以利用(2-7)或和(2-13)式分别计算耦合系统的储能和余能，对于两个电端口和一个机械端口则可以利用(2-18)式和(2-21)式计算。由于守恒系统的储能与积分路径无关，设装置的可动部分不运动，即dx=0，由(2-6)式可知耦合系统的储能完全由输入的电能变换而来。（2-23）(2-23)式表明，磁场储能仅与i,ψ的某一即时值有关，因此，它是一个状态函数。虽然，该式是在衔铁固定的条件下推导出来的，但是它仍然适用于衔铁运动时的状况。若系统为线性，则上式积分可得到：(2-24)当改变自变量为，则由(2-13)式，可得到(2-25)设衔铁的可动部分不运动，即dx=0，则(2-26)如前所述，定义为余能，当以磁场为耦合场时，则称为磁余能，显然对线性情况，由a.线性系统b.非线性系统图2-6储能与余能的关系图2-6表示储能和余能的关系，对于线性系统，耦合场的磁场能量与余能是相等的，而非线性系统两者不相等。余能是由于采用不同独立变量时而得到的能量的另一种表达形式，并无特定的物理意义，仅仅是为了计算方便，以下在计算电磁力时将会看到。对于既有铁心又有空气隙的电磁装置，如图2.2与图2.4，而且其工作磁场主要是气隙磁场。磁场储能分布在整个磁场所处的空间。磁能密度为式中，H为磁场所处空间内的磁场强度，B为磁感应强度，则电磁装置的总储能为式中，V1为磁场所处空间的体积。当不计铁心以外的漏磁场内的储能时，则下标Fe和g分别表示铁心和气隙。对于铁心内某一定值B，，而对气隙，则有,磁能密度为通常比大1000倍以上，因此，决定电磁装置的运行行为，例如电磁力，主要是气隙磁场内的储能。对于有两个电端口和一个机械端口的耦合系统如图2-4旋转电机模型，其储能由(2-18)式决定，同样，设转子固定的运动，则由电源输入的电能全部转变为耦合磁场内的储能。即(2-27)对于线性系统，定子和转子绕组的磁链，可写为：式中，L1与L2分别是定子绕组与转子绕组的自感系数，M为定、转子绕组之间的互感系数，它们均为定转子之间位移角θ的周期性函数，由此可以导得：(2-28)具有两个电端口的系统，余能为(2-29)储能与余能之和为：对于线性系统，可以证明推广到具有n个电端口系统，总的磁场耦合系统储能为总余能为两者之和为在线性系统情况下式中，电感系数为自感系数，为互感系数。2.3耦合系统中的广义电磁力以上分析了将损耗元件置于系统之外的机电耦合系统中能量关系，由于这样系统是保守的，可以应用能量守恒原理来推导由耦合场产生的电磁力。当耦合场为电场时，获得的力为带电体之间的电场力，如电容器极板之间的力。当耦合场为磁场时，此力即为导磁体之间的磁力，如电磁铁的衔铁受到的吸力，旋转电机定、转子之间受到电磁力（当存在切向分量时，即产生电磁转矩）。利用能量法可以方便的导出耦合场内的储能与电磁力之间关系式。电磁装置的可动部分可能作平移运动，其坐标变化为线位移，如x；也可能作回旋转角运动或旋转运动，其坐标变化为角位移，如θ。为了导得普遍的适用公式，用s表示变化的坐标，称为广义坐标，平移时s代表x，旋转运动时，s代表θ，这样企图改变广义坐标的力称为广义电磁力，用fg表示，平移运动时fg即为机械力fe，旋转运动时即表示转矩Te。广义电磁力乘以由它引起变化的广义坐标，应等于机械功，这是一个普遍性原理。先讨论一个电端口和一个机械端口的简单磁场耦合系统，当选择ψ，s为系统变量时，磁场储能为（ψ，s）两个自变量的函数，即wm=wm(ψ，s)(2-30)取(2-30)式的全微分：（2-31）将（2-6）式写成广义坐标形式：（2-32）（2-32）式减（2-31）式，得（2-33）由于变量ψ和S是独立的，因而和ds具有任意性，上式要满足恒等，必须和ds的系数为零,即有（2-34）（2-35）（2-35）式即为广义电磁力的普遍适用表达式，它是用磁场的储能对广义坐标的偏导数表示。它也可以从余能关系式导出，用ψ、s独立变量的余能表达式为（2-36）(2-35)式减(2-36)式（2-37）(2-37)式是用余能关系求电磁力的另一表达式，它与(2-35)完全等价。当选用i,S作为独立变量时，可以导得另一组普遍适用的电磁力表达式，由取其全微分（2-38）（2-39）由（2-6）式∴可以证明，上式di的系数=0，于是广义电磁力为：（2-40）同样,可以用余能关系式表达，由（2-12）式以对s求偏导数，有(2-41)由（2-40）式减（2-41）式，可以导得：（2-42）（2-40）式与(2-42)式完全等价。以上两组计算广义电磁力的公式可以推广到具有n个电端口和m个机械端口的耦合系统，这里不作描述，感兴趣的读者可参考有关书籍。例题：计算图2-2脱扣电磁装置的电磁能和电磁力。解：由于结构的对称性，上下两个磁回路完全相同，设气隙中磁场强度H1，而中的磁场强度为H2，在两个中，上下气隙的H1大小相等方向相反,由全电流定律，取两个磁回路中的任意一个，有：忽略漏磁通，由磁通连续性原理，从上下两个气隙进入可动铁心的磁通量应等于由出去的磁通量，即即是可变的，令，磁链设铁心中磁路的不饱和，系统是线性的(a)(b)假定线圈内的电流i和气隙x是时间的某一特定函数，则当i与x变化时，磁链ψ变化，线圈内感生电势，，对外施电压u而言它是一个反电势，外施电压的一部分必须克服反电势e对系统输入电流而作功，即输入电功率。（c）上式中第一项是当x固定时，i变化引起的感应电势部分称为变压器电势；第二项为i固定x变化时引起的感应电势部分，称为运动电势或称速率电势，相当于线圈在磁场内运动产生的电势，在本例中则是由于铁心可动部分运动引起线圈电感变化产生的电势。在此类电磁装置中，可动铁心的运动是由磁场力产生的，当装置的可动部分发生位移时，气隙磁场将发生变化，由此引起部分磁场储能释放出来，转变为由磁场力移动铁心时克服弹簧反作用力而作的机械功。令为x=0时，即可变气隙完全闭合时的线圈电感，则（a）式可写为(d)磁场余能为以(d)式代入上式得：利用(2-42)式，可求得电磁力为以上算例可见，当x=0时，磁场吸力最大，只要知道线圈的匝数和装置的几何尺寸，即可算出它的电感量和作用在可动铁心上的电磁力，它们也是设计此类装置的依据。必须特别指出，以上例题分析时，忽略了两个因素：一是线圈的漏磁通，即认为磁通完全集中在铁心内；二是没有考虑铁心的磁饱和，即认为其磁导率为无穷大，磁场储能完全集中于工作气隙中（即中），因此以上计算存在一定误差，需要准确计算时必须考虑这两个因素，问题也比较复杂些，必须用有关电磁场的分析计算方法解决。本书第八章将作一般介绍，读者可以参考有关书籍或文献资料。2.4电磁功率与有效部分几何尺寸之间的关系电磁装置无论是作直线运动的电磁机构与装置，或是静止的变压器、储能器件的电感器，或是旋转的能量变换机，如各类电动机与发电机，或回转式执行机构，其能量转换均是由电路系统和机械系统通过磁场耦合进行的，因此，它的最基本构成部分是带铁心的磁路和由线圈（绕组）构成的电路，我们将电磁装置在能量转换过程中起主要与决定作用的电路与磁路部分称为有效部分，其几何尺寸称为有效部分几何尺寸，例如变压器和电抗器（电感器）的心柱直径D和线圈沿心柱方向的高度l及厚度；电磁铁的铁心截面尺寸等效平均直径和励磁线圈沿铁心的长度l及厚度；圆柱形电机的电枢直径D与长度l盘形电机的电枢铁心的内、外直径等等，如图2-7所示，将有效部分的D、l称为主要尺寸。由前述能量分析可知，电磁装置耦合磁场转换的能量是通过线圈的电功率计算的,即：图2－7各类装置的有效部分几何尺寸可见，直接参与机电能量转换的是电磁装置的内功率，等于感应电势与电流的乘积，称为电磁功率，而装置的有效部分的主要尺寸与电磁功率密切相关。因此，装置的设计工作的第一步就是从电磁功率入手，确定有效部分的主要尺寸与电磁参量之间的关系。变压器变压器的容量一般指稳定运行工况下的通过容量。[kVA] （2-43）式中，m——相数，UN——额定相电压（V），IN——额定相电流（A），对于正弦稳定运行时的情况，有： （2-44）式中，fN为电网频率，W为每相绕组串联的匝数，也就是绕在铁心柱上的每相匝数，为与W匝绕组交链的磁通量，也就是通过铁心柱中的磁通，可以写为：式中，D为阶梯形铁心柱的外接圆直径，KFe为铁心柱的铁心有效面积与其直径所限定的圆面积之比确定的系数，如果考虑到硅钢片之间的绝缘层膜，它等于空间占用系数与叠片系数KD的乘积，，Bm为铁心内的磁通密度。于是，对于每相或每柱容量可写为 （2-45）若以la表示线圈沿铁心柱方向的高度即铁心柱长度，定义单位长度上的安匝数为线负荷或电负荷。 （2-46）则 (2-47)圆柱式旋转电机对于交流电机的内功率为[kVA]式中，Pr——视在内功率，m——电枢绕组的相数，E——每相绕组感应电势V，I——每相电流A。[V]式中，kB——气隙磁场的波形系数，对于正弦分布在气隙磁场fN——感应电势的频率Hz，，p为电机内的磁极对数，n电机的旋转速度r/min,W——每相绕组的串联匝数，kw1由于电枢绕是采用分布型式和线圈短矩而引起感应电势减少的影响系数，称为绕组系数，对于基波磁场而言称为基波绕组系数。为电机内气隙磁场每极磁通量[Wb]图2-8气隙磁密分布式中，——气隙磁通密度最大值[T]，——计算极弧系数，定义为气隙磁密的平均值Bav与最大值之比，同时也可以表示为极弧计算长度与极距之比，如图2－8所示。图2-8气隙磁密分布当B(x)为正弦分布时，,为极距，，D为电枢的直径，lef为电枢的计算长度，可以认为近似地等于电枢铁心长度。于是有定义沿电枢圆周单位长度上的总电流数或安培导体数为线负荷或电负荷，即于是，可以导得 （2-48）（2－47）与（2－48）两式表明了装置有效部分的体积（D2l）与装置内功率（Pr或Sr）的关系，两者极为相似。两个等式的右端项除了系数有所差别外，所不同的是旋转电机有极对数p，而变压器不存在极对数问题。对于旋转电机而言，，所以（2－48）式可以写为： （2-49）如果令 或(2-50)表示单位功率或单位容量的体积简称比体积。分析（2－47）与（2－49）式可以得出对于电磁装置设计具有普遍性指导意义的结论：装置的比体积与其运行频率（交流）或转速（旋转电机）成反比。也就是说容量、功率相同的装置，频率高，则体积小，电机的转速高，则体积小，消耗的有效材料也少，质量也轻。例如将变压器的频率提高，可以减小其体积，这就是现代电子装置中的电源变压器，均采用了由50Hz提高频率的措施以缩小体积和减轻质量的缘故，航空用电机均采用高速电机也是为了减轻质量。装置的比体积与电磁负荷As与B（、）成反比。设计装置时，磁通密度B和线负荷As是由设计者自己选取的。也就是说，装置的体积与设计时所选择的磁通密度B与线负荷As有关，选择高的电磁负荷，体积可以减小，质量可以减轻，例如选取高的Bm，对于变压器而言，产生一定的磁通量，铁心柱的截面可以缩小，但是Bm的提高有一定的限度。由于铁心的导磁材料特性具有非线性特征，当B达到一定值后，如材料的B＝f(H)曲线的“拐点”，致使H值的增长明显地比B值增长快，势必引起激磁电流分量增加，从而使绕组铜损耗（欧姆损耗）增加，尤其是对于旋电机，的提高，必然使气隙磁势增加，励磁功率与损耗增加。铁心内的磁密增大会导致铁心损耗的增加，装置的效率会降低。因此，电磁负荷的选择必须综合考虑装置的体积、有效材料用量，经济指标与技术指标等诸因素的相互影响。对于频率相同，电磁负荷一样的装置。容量大的必然要求大的体积，若直径D不变，采用不同铁心长度，可以获得不同容量的装置。例如对于旋转电机，转速一定时，对于一定的电枢直径，改变电枢长度，可以得到不同功率的电机。对于相同频率，相同容量与相同电磁负荷的装置，采用不同D与L之比，即，可以得到不形状的装置，一个细而长，另一个可以是粗而短。电磁负荷的选择与所用的有效材料的特性，以及绝缘材料与结构有关。所选用的绝缘材料及绝缘结构等级越高，耐热性越好，电磁负荷可以取得高些；导磁性能好的导磁材料允许选用的磁密可以高一些。导电材料中铝线比铜线的电阻率大，为了避免电阻损耗过大往往选取比用铜线时较低的电磁负荷。在设计电磁装置时，选取电磁负荷也应该考虑到装置所采用的冷却条件与冷却方式。对于冷却条件好的，例如导线直接采用水冷却方式的装置，可以选取高的电磁负荷，对于冷却条件比较差的，如空气自然冷却的装置，则选取较低的电磁负荷，以保证装置在允许的使用温度限度以内正常运行。事实上，电负荷与装置的电损耗、表面所散发的热量有直接关系，以旋转电机为例，绕组有效部分（即电枢的直线部分）的铜损耗为式中，Rcu——每根导体有效部分的电阻[]，——导体的电阻率[]，lef——有效部分的长度[m]，Scu——导体的截面积[m2]，J——导体内的电流密度[]。损耗转变为热量，于是，由电枢单位表面铜损耗，即单位表面散发的热量为上式表明，当绕组的材料选定后，电机表面散发热量qc,与电负荷As与电流密度J的乘积成正比。对于一定的冷却条件，为了避免电机的温升不致过高，损坏绝缘，AsJ乘积必须限定在一定的数值以内。这样As选取较大值时，J必须相应降低，此时会导致用铜量增加，反之，J选取较大值时，As就必须降低，这样可以减少用铜量。As与J大小的选择同时会影响到装置的性能指标。2.5能量损耗与效率电磁装置的效率是指在单位时间内装置输出的能量对输入给装置的能量之比，即输出功率与输入功率之比:由于在能量形态转换过程，不可避免的会有能量损耗，因而装置的效率总是一个小于100%（用百分数表示时）的数。因为损耗的能量没有被有效利用，转变为热量而散发掉，设计者总是追求效率的最高值，使损耗降低到最少。装置的损耗通常包括以下几方面：基本铁损耗，由铁心中的磁通交变所引起，并认为磁通密度均匀分布。附加铁损耗，由铁心中磁密不均匀分布或局部区域内磁场畸变或交变频率较高等因素引起。基本铜损耗，由绕组的导电材料如铜或铝的电阻引起的欧姆损耗，并认为电流密度均匀分布且为直流电流时的欧姆损耗。附加铜耗，绕组内通以交变频率电流时损耗较直流电流的增加部分，或是电流密度不均匀分布时引起的增加部分。机械损耗，装置的可动部分作机械运动时（平移直线运动，旋转运动）的机械摩擦部分引起损耗。2.5.1基本铁损耗铁心内磁场交变引起的损耗包括磁滞损耗和涡流损耗，磁滞损耗与导磁材料的磁滞廻线所包含的面积大小及交变磁化的频率有关。试验证明，单位质量铁磁物质内由交变磁化引起的磁滞损耗与交变频率和磁化场的磁密幅值B有关，即有：图2-9图2-9涡流损耗计算模型式中，与材料有关的材料常数。铁心中的磁场发生交变时，会在其中感应电动势，当导磁材料又是导电材料时，即会产生电流，称为涡流，从而引起的损耗称为涡流损耗。可以证明，单位质量的流损耗与垂直于磁场的材料表面积的厚度平方成正比，与磁密幅值Bm和交变频率乘积的平方成正比。图2-9为计算薄片中的涡流损耗模型，设h≪b，取微元dx，其中由交变磁场B（t）引起的涡流损耗为薄钢片中的涡流损耗为薄钢片的质量为 式中，dFe为钢材的密度kg/m3所以，单位质量的涡流损耗为即有：或对于一定厚度的钢片有：式中，为与铁心所用材料及厚度有关的材料常数，h为材料厚度。将磁滞损耗与涡流损耗合并在一起，可得单位质量的基本铁心损耗（或称比损耗）为为计算方便，上式常写为(2-50)式中，，——当磁密B为1T，频率f=50Hz时，单位质量内的损耗W/kg，通常材料供应商会提供相应材料的数据。Bm——磁密幅值T。f——交变频率Hz。若铁心的总质量为MFe，同时，如果考虑到铁心内磁密分布的不均匀，以及铁心钢片的加工处理过程中引起材料晶格变化，毛刺等因素引起损耗的增加，铁心基本损耗计算式可写为：[W]式中，KF大于1的经验系数。2.5.2只要电磁装置中有绕组或线圈存在，通以电流后，由楞茨一焦耳定律，即会产生焦耳损耗，它等于绕组内的电流平方乘以电阻，即式中，Ij为第j个绕组中的电流；Rj第j个绕组中的直流电阻。对于直流电阻可以由绕组的结构尺寸及材料的物理特性决定，并由下式决定：式中，l为绕组导体的长度，m，Scu为导体的截面m2，为导体材料的电阻率，在温度15℃时铜的电阻率。材料的电阻率随着温度不同而变化，温度为t时的电阻率，可按下式进行换算：常用导电材料的电阻率见表2-1表2-1常用导电材料的电阻率材料名铝铸铝硬紫铜黄铜磷青铜锰青铜15℃的ρ（）0.02790.0350.02240.070.140.185为了便于比较，在设计计算与试验测定装置的效率时，通常要将各绕组的电损耗换算到相应绝缘材料与结构等级的基准工作温度，对于A、E和B级绝缘，其基准工作温度定为75℃，对于F级绝缘，定为120℃，对于H级绝缘，定为145℃当绕组线圈中通以交流时，由于导线中可能产生涡流致使其电流密度分布不均匀，使得交流电阻值较直流时要增大。2.6发热计算基础2.6.1概述由于电磁装置在运行过程中，必然会产生各种损耗，如交变磁场在磁路的铁心中引起的铁耗；电路中通以电流后会引起焦耳损耗，即各线圈中的铜耗；机械运动会在不同媒质的摩擦面引起摩擦损耗等。各种损耗将会变为热能使各个部分的温度升高，在散热与发热过程达到平衡时，各个部分的温度升高与周围媒质的温度差称为温升 电磁装置的线圈通电时必然有电压，它是一带电体，对地有一定的电位，电气上为了使之与地隔离或线圈之间隔离，不同的电压等级，必然采用不同的绝缘材料和结构。绝缘结构所采用