1、第十章第十章 感应电机的电磁设计感应电机的电磁设计10-1 概述概述主要内容：主要内容： 主要尺寸与气隙的确定；主要尺寸与气隙的确定； 定转子绕组与冲片设计；定转子绕组与冲片设计； 工作性能的计算；工作性能的计算； 起动性能的计算；起动性能的计算； 深槽式、双笼转子感应电机的设计特点。深槽式、双笼转子感应电机的设计特点。一、一、我国感应电机主要系列我国感应电机主要系列 100个系列，个系列，500多个品种，多个品种，5000多个规格多个规格 大型：大型：VUkWPmDmmH6000.300040016301中型：中型：VUkWPmDmmH6000.3000,380)125045()0 . 15
2、 . 0()630355(1小型：小型：VUkWPmDmmH380)13255. 0()5 . 012. 0()31580(1基本系列：基本系列：Y（IP44） 小型三相感应电动机小型三相感应电动机J2，JO2 小型三相感应感应电动机小型三相感应感应电动机JS 三相笼型转子感应电动机（中型）三相笼型转子感应电动机（中型）JR 三相绕线转子感应电动机（中型）三相绕线转子感应电动机（中型）JS2，JSL2 三相感应电动机（中型、低压）三相感应电动机（中型、低压）JR2，JRL2 三相感应电动机（中型、低压）三相感应电动机（中型、低压）Y 三相笼型转子感应电动机（大型）三相笼型转子感应电动机（大型）
3、 YR 三相绕线转子感应电动机（大型）三相绕线转子感应电动机（大型）YK 大型高速感应电动机大型高速感应电动机派生、专用系列：派生、专用系列： YQ 高起动转矩感应电动机（小型）高起动转矩感应电动机（小型） YH 高转差率感应电动机（小型）高转差率感应电动机（小型） YD 变极多速感应电动机变极多速感应电动机 YZ 起重及冶金用感应电动机起重及冶金用感应电动机 YQS 潜水感应电机潜水感应电机 YLB 立式深井泵用感应电动机立式深井泵用感应电动机二、二、感应电动机的主要性能指标和额定数据感应电动机的主要性能指标和额定数据（一）主要性能指标（一）主要性能指标NstIIcosFecu,NMTTmi
4、nTNstTT效率效率起动电流倍数起动电流倍数功率因数功率因数绕组、铁心温升绕组、铁心温升最大转矩倍数最大转矩倍数起动过程中最小转矩起动过程中最小转矩起动转矩倍数起动转矩倍数NPNUNfNnNUNPNNKWUmPI1NNKWNKWPUmIUZ21NNNnPT9550 额定电压额定电压 额定频率额定频率 额定转速额定转速 基值：基值： （二）额定数据（二）额定数据额定功率额定功率电压：电压：电流：电流：功率：功率：阻抗：阻抗：转矩：转矩：10-2 主要尺寸与气隙的确定主要尺寸与气隙的确定主要尺寸和计算功率主要尺寸和计算功率nPCnPABKKlDAdpNmpef11 . 62计算功率：计算功率：1
5、11IEmP 额定功率：额定功率：cos11IUmPNNNNPUEPcos11由前推导（相量图）：由前推导（相量图）：0),(1NUE引入电势系数引入电势系数LLQPNEXIRIUEK1)(1*1*1*1*11NLPPcos1)1 (设计方法：设计方法：cos,已知，已知，*1*1,XR未知，需先假定一个未知，需先假定一个)1 (L值。值。预估预估95. 085. 0)1 (L，完成磁路参数计算后，偏差，完成磁路参数计算后，偏差%5 . 0)1 ()1 (LL)1 (L2极小型：极小型：经验公式估算：经验公式估算：NLPln0866. 092. 01非非2极小型：极小型：pPNL013. 0l
6、n0108. 0931. 01中型：中型：pPNL01. 0ln0109. 0892. 01二、电磁负荷的选择二、电磁负荷的选择 磁化电流：磁化电流：11109 . 02dpmKNmpFI 每极磁势每极磁势0F主要用来克服主要用来克服F，mI决定于决定于B，ABIIKWmcos,*mIABBAUXIXNKW*ststITTXAB,max*选取方法：选取方法： 中小型：中小型：TBmAA)8 . 05 . 0(/)10501015(33大大 型：型：BA,可略高可略高三、主要尺寸比的选择三、主要尺寸比的选择对于一定的极数，定子铁心外径对于一定的极数，定子铁心外径1D与内径与内径1 iD存在一定比
7、例（表存在一定比例（表10-3）11iDD变动范围在变动范围在5%左右。左右。 四、主要尺寸的确定四、主要尺寸的确定efiNLlDBAnPP21,110, 210cos1)1 (选择表参考图1、VnPABKKlDdpNmpefi11 . 621 KNm 气隙磁场波形系数，当气隙磁场正弦分布时；气隙磁场波形系数，当气隙磁场正弦分布时；11. 1NmK双层单层定子基波绕组系数92. 096. 01dpK p 计算极弧系数；计算极弧系数；饱和正弦不饱和)71. 066. 0(637. 02BBavp2、参考表、参考表10-2选择选择值，值，pDlief21VDpDlDiiefi3131212312p
8、VDi初步计算初步计算211111313102iefiiiDVlDDDDpVD按标准外径调整达式参考表五、空气隙的确定五、空气隙的确定1、影响：、影响：cosmI温升损耗影响机械可靠性过小,maxTTXst2、气隙、气隙基本上决定于定子内径、轴直径、轴承间的转子长度。基本上决定于定子内径、轴直径、轴承间的转子长度。3、经验公式：、经验公式：小功率电机：小功率电机：铁心长度:10)74 . 0(3.031ttilmlD大、中型电机：大、中型电机：mpDi3110)291 (10-3 定子绕组与铁心的设计定子绕组与铁心的设计定子槽数的选择定子槽数的选择pmZq2111q1、值大小对电机的参数、附加
9、损耗、温升、绝缘材、值大小对电机的参数、附加损耗、温升、绝缘材料耗量等有影响料耗量等有影响1q大大定子谐波磁场减小，定子谐波磁场减小，adpX 每槽导体数减少，每槽导体数减少，ssssXbhZX,1槽中线圈边总散热面积槽中线圈边总散热面积，利于散热，利于散热绝缘材料用量、工时绝缘材料用量、工时，槽利用率，槽利用率2、 一般感应电动机：一般感应电动机：1q=（26） 取整数取整数极数少，功率大电机：极数少，功率大电机：1q取大些取大些 （2极取极取 =（69） 1q极数多电机：极数多电机：1q取小些取小些二、二、定子绕组型式和节距的选择定子绕组型式和节距的选择（一）单层绕组（一）单层绕组优点：优
10、点： 槽内无层间绝缘，槽利用率高；槽内无层间绝缘，槽利用率高； 同槽内导线同相，不会发生相间击穿；同槽内导线同相，不会发生相间击穿； 线圈总数比双层少一半，嵌线方便。线圈总数比双层少一半，嵌线方便。缺点：缺点： 不易做成短距，磁势波形较双层为差；不易做成短距，磁势波形较双层为差； 电机导线粗时，绕组嵌放和端部整形较困难。电机导线粗时，绕组嵌放和端部整形较困难。同心式绕组：同心式绕组： 嵌线容易，易实现机械化，嵌线容易，易实现机械化，1q=4，6，8二极电机；端部用铜多，一极相组中二极电机；端部用铜多，一极相组中各线圈尺寸不同，制作复杂；各线圈尺寸不同，制作复杂；链式绕组：链式绕组： 各线圈大小
11、相同，嵌线困难，各线圈大小相同，嵌线困难，1q=2 的的4，6，8极电机；极电机；交叉式绕组：交叉式绕组：可以节省端部接线，可以节省端部接线，1q为奇数电机。为奇数电机。（二）双层绕组（二）双层绕组适用于功率较大的感应电动机适用于功率较大的感应电动机 优点：优点： 可选择有利的节距以改善磁势、电势波形，可选择有利的节距以改善磁势、电势波形，使电机电气性能好；使电机电气性能好； 端部排列方便；端部排列方便； 线圈尺寸相同，便于制造。线圈尺寸相同，便于制造。 缺点：绝缘材料多，嵌线麻烦缺点：绝缘材料多，嵌线麻烦（三）单双层绕组和（三）单双层绕组和Y-混合绕组混合绕组1、单双层绕组：短距时，某些槽内
12、上下层导体属于同一相，、单双层绕组：短距时，某些槽内上下层导体属于同一相，而某些槽内上下层属于不同相。把属于同相上下层导体合起而某些槽内上下层属于不同相。把属于同相上下层导体合起来，用单层绕组代替，而不同相的仍保持原来的双层，按同来，用单层绕组代替，而不同相的仍保持原来的双层，按同心式绕组端部形状将端部连接起来。心式绕组端部形状将端部连接起来。2、Y-混合绕组：把普通混合绕组：把普通60相带三相绕组分成两套三相带三相绕组分成两套三相绕组；其空间相位互差相绕组；其空间相位互差30电角度，一套电角度，一套Y，一套，一套；电；电流在时间相位上互差流在时间相位上互差30。（四）绕组节距的选择（四）绕组
13、节距的选择双层绕组双层绕组正常电机：正常电机：65y削弱削弱5、7次谐波次谐波两极电机：两极电机：32y便于嵌线，缩短端部长度便于嵌线，缩短端部长度单层绕组：单层绕组： 一般用整距一般用整距分布系数：分布系数：槽距电角111122sin)2sin(ZpqqKd短距系数：短距系数：11112sinqmyKp基波绕组系数：基波绕组系数：111pddpKKK三、每相串联导体数、每槽导体数计算三、每相串联导体数、每槽导体数计算KWiKWiImADNIIDINmA11111111coscos线负荷1N大小影响大小影响AB、数值。数值。1NABcosmaxTstTstI， 设计时常通过改动设计时常通过改动
14、1N来取得若干不同设计方案进行优化。来取得若干不同设计方案进行优化。每槽导体数：每槽导体数：每相串联匝数双层单层111111111112:NNNNNNZNamNsss四、电流密度的选择及线规、并绕根数和并联支路数的四、电流密度的选择及线规、并绕根数和并联支路数的确定确定1、电密：、电密：寿命和可靠性降低降低成本节省材料pAJc,1大、中、小型铜线电机：大、中、小型铜线电机：2661/)105 . 6104(mAJ对大型电机：参考极距对大型电机：参考极距的大小来选择的大小来选择1AJ（热负荷）。（热负荷）。2、线规：、线规：并联支路数导线并绕根数定子额定相电流11111111aNIJNaIAtt
15、c3、并联支路数：、并联支路数：双层：双层： 条件条件12ap=整数，整数，pa2max1单层：单层：paqpaqmax11max112奇数偶数小型电机：线径小型电机：线径8,68. 11tNmmD根，极数少电机取较大根，极数少电机取较大 ；大型电机：扁导线大型电机：扁导线 导线宽厚比导线宽厚比)0 . 45 . 1 (ab，槽口、槽宽、槽高尺寸适当；，槽口、槽宽、槽高尺寸适当； 每根导线截面积每根导线截面积 152mm步骤：步骤：计算导线截面计算导线截面11111JNaIAtc 查标准线规表查标准线规表 选标准导线选标准导线 圆线直径、扁线宽厚圆线直径、扁线宽厚五、五、定子冲片的设计定子冲片
16、的设计（一）槽形：（一）槽形：半闭口槽（梨形槽、梯形槽）半闭口槽（梨形槽、梯形槽）半开口槽半开口槽开口槽开口槽（二）槽满率：（二）槽满率： 导线有规则排列所占的面积与槽有效面积之比。导线有规则排列所占的面积与槽有效面积之比。槽绝缘所占面积槽面积槽有效面积绝缘导线直径isiseffefstfAAAAAdSAdNNS)%8075(%100211)2()()22()(2)(22211121212211121rhiAbrrhiArhhbrAsisiss单层双层（三）槽形尺寸的确定（三）槽形尺寸的确定考虑因素：考虑因素： 槽满率槽满率fS 齿部和轭部磁密要适当；齿部和轭部磁密要适当； 齿部有足够机械强度
17、，轭部有齿部有足够机械强度，轭部有足够刚度；足够刚度； 槽形尺寸深宽比对电机参数的槽形尺寸深宽比对电机参数的影响。影响。1、半闭口槽、半闭口槽 假定一个齿距内的气隙磁通全部进入齿内，则定子齿宽假定一个齿距内的气隙磁通全部进入齿内，则定子齿宽TBKZDttBKBtbtFeitFet)6 . 14 . 1 ()(95. 0),(92.011111111定子齿磁密不涂漆涂漆铁心叠压系数定子齿距 每极磁通经齿部后分两部分进入轭部，定子轭部计算高度每极磁通经齿部后分两部分进入轭部，定子轭部计算高度)68. 0()5 . 11 . 1 ()(21111pptjjFepjTBBBKBh计算极弧系数定子轭部磁
18、密 槽口宽度：槽口宽度： 01b机械嵌线时，槽口还需适当放宽。机械嵌线时，槽口还需适当放宽。=2.5-4.0mm，比线径大，比线径大1.2-1.6mm； 槽口高度：槽口高度：01h=0.52.0 mm1角：角： 30左右左右根据估算和选用数据，作图确定尺寸，核算槽满率，必要调整根据估算和选用数据，作图确定尺寸，核算槽满率，必要调整2、平行槽、平行槽槽形尺寸和扁线尺寸及绝缘结构尺寸结合考虑，不须核算槽槽形尺寸和扁线尺寸及绝缘结构尺寸结合考虑，不须核算槽满率。满率。1111)5 . 55 . 3()62. 045. 0(sssbhtb最后需核验齿部最小磁密最后需核验齿部最小磁密TBt0 . 2ma
19、x10-4 转子绕组与铁心的设计转子绕组与铁心的设计一、一、笼型转子的设计计算笼型转子的设计计算（一）转子槽数的选择及定转子槽配合问题（一）转子槽数的选择及定转子槽配合问题1、槽配合对附加损耗的影响、槽配合对附加损耗的影响2、槽配合对异步附加转矩的影响、槽配合对异步附加转矩的影响3、槽配合对同步附加转矩的影响、槽配合对同步附加转矩的影响4、槽配合对振动和噪声的影响、槽配合对振动和噪声的影响5、感应电机定、转子槽配合的选择、感应电机定、转子槽配合的选择原则：原则： 为减小附加损耗，应采用少槽近槽配合；为减小附加损耗，应采用少槽近槽配合； 为避免起动过程中较强的异步附加损耗，使为避免起动过程中较强
20、的异步附加损耗，使 ； 为避免起动过程中较强的同步附加损耗、振动和噪为避免起动过程中较强的同步附加损耗、振动和噪声，应避免（表声，应避免（表10-7）中的槽配合。）中的槽配合。（二）转子槽形的选择和槽形尺寸的确定（二）转子槽形的选择和槽形尺寸的确定1、转子槽形、转子槽形铸铝转子：铸铝转子：平行齿平行齿平行槽平行槽凸形槽凸形槽刀形槽刀形槽闭口槽闭口槽双笼转子槽双笼转子槽梯形槽梯形槽铜条转子：铜条转子： 半闭口平行槽半闭口平行槽2、转子槽形尺寸的确定、转子槽形尺寸的确定 影响：影响：,cos,2maxCuststpSSTTTI曲线形状其中对其中对STTIstst,max关系最密切关系最密切笼型转子
21、尺寸的确定另须着重考虑起动性能的要求。笼型转子尺寸的确定另须着重考虑起动性能的要求。对于铸铝转子，槽面积和铝条面积认为相等，先估算转对于铸铝转子，槽面积和铝条面积认为相等，先估算转子导条电流子导条电流2I有关与引入的系数考虑转子电流相位不同cos,22211112IdpdpIKKNmKNmIKIBBdpIdpJIAZKNIKIKZNm2211122222:31导条截面积对于中小型铸铝转子：对于中小型铸铝转子：266/)105 . 4100 . 2(mAJB,22CuBBstBpSJJRTJ则太大不能太小不能太小为了足够槽形：槽面积初定后，进一步确定尺寸槽形：槽面积初定后，进一步确定尺寸TBTB
22、jt0 . 160. 125. 122槽口部分尺寸可参考相近规格的电机来决定。槽口部分尺寸可参考相近规格的电机来决定。3、端环的设计、端环的设计端环电流：端环电流：pZIZpIIR2sin212222端环面积：端环面积：BRRRRJJJIA)8 . 045. 0(端环电密端环外径：端环外径： 比转子外径小（比转子外径小（38）mm （以便铸铝模定位）（以便铸铝模定位）端环内径：端环内径： 略小于转子槽底所在圆直径略小于转子槽底所在圆直径端环厚度：端环厚度： 按所需截面积按所需截面积 并考虑加工工艺要求决定并考虑加工工艺要求决定二、二、绕线转子的设计计算绕线转子的设计计算（一）转子槽数的选择（一
23、）转子槽数的选择为了减少噪声和振动，一般采用整数槽绕组。为了减少噪声和振动，一般采用整数槽绕组。为了减少附加损耗，考虑转子开路电压的控制数字，槽数不宜为了减少附加损耗，考虑转子开路电压的控制数字，槽数不宜太多，太多， 。当采用分数槽当采用分数槽 )(2dcbq时，宜选取时，宜选取 2d的分数槽。的分数槽。（二）转子绕组的特点及设计方法（二）转子绕组的特点及设计方法1、功率较小的电机、功率较小的电机 一般用圆导线一根或数根做成单层多匝绕组；一般用圆导线一根或数根做成单层多匝绕组； 转子槽形：平行齿的半闭口槽转子槽形：平行齿的半闭口槽 每相串联导体数：每相串联导体数： 21110202dpdpKK
24、NEEN空载定子相电势转子静止时开路相电势转子基波绕组系数1020*1*02010)1 (EEXIKUEmdpN2、功率较大电机和中型电机功率较大电机和中型电机 采用双层整距波绕组采用双层整距波绕组 （省去极间边线，使转子易达平（省去极间边线，使转子易达平衡）衡） 转子槽形：半闭口的平行槽转子槽形：半闭口的平行槽结构：每个线圈做成一匝，绕组系由半绕组元件组成，元结构：每个线圈做成一匝，绕组系由半绕组元件组成，元件采用扁线弯制，仅一端预先成型；除末端外，导线全长件采用扁线弯制，仅一端预先成型；除末端外，导线全长预先绝缘，嵌线由槽一端穿入，再弯形端接，最后用头套预先绝缘，嵌线由槽一端穿入，再弯形端
25、接，最后用头套将半绕组元件将半绕组元件“端接端接”部分联接，再经焊接便成。部分联接，再经焊接便成。转子绕组：转子绕组： Y或或22a则：则：转子每槽导体数222222ssNamNZN1122202dpdpNKNKNUEN核算空载转子相电势或集电环开路电压核算空载转子相电势或集电环开路电压估算估算xKNmKNmIKIdpdpI22222112导体截面积导体截面积26622222/)105 . 6105 . 4(mAJJaIAc选线规选线规校验校验22,jtBB10-5 工作性能的计算工作性能的计算较准确较准确型等效电路型等效电路 简化电路简化电路 （略去（略去*21*2*1*1,IIRXRm）校
26、正系数：校正系数：*1*1111mmXXZZ工作性能计算：工作性能计算：NINcosNNSmaxT 、一、定子电流一、定子电流1I的计算的计算2*12*1*1QPIII由简化可知：定转子有功分量相等由简化可知：定转子有功分量相等定转子电流无功分量：定转子电流无功分量：*1mXQIII值额定负载磁化电流标么分量标么值额定负载转子电流无功*mXII定子电流有功分量：定子电流有功分量：先假定一个1)(1211*1NNNKWPPPPUmUmIII转子电流无功分量：转子电流无功分量：*12*12*1*12*2*1*22*2*)(sinXIIXIZXIIIQPX*2*1*2*11*1*11)(IZZXXX
27、XX负载支路总阻抗负载支路总电抗整理得：整理得：2*1*1*1*1*)(1PXPXIIIXI求解此二次代数方程，采用近似计算法求解此二次代数方程，采用近似计算法迭代法，忽略高次项迭代法，忽略高次项2*1*12*1*1*)(1PPXIXIXI在假定效率在假定效率NNKWKWUmPIIIII1*11*1二、功率因数二、功率因数cos的计算的计算2*12*1*1*1*1cosQPPPIIIII调整方法：调整方法： 若若cos太低：太低：QtiSmIlDNBAI,112QsXIXhbbI,21三、效率三、效率的计算的计算*2*1*1*%100)11 (%100)1 (FefwsCuCuNppppppp
28、pPp%55 误差不符与提高效率、减小损耗的主要措施：提高效率、减小损耗的主要措施：选用合适槽配合，设计新型绕组以降低谐波引起的附加损耗；选用合适槽配合，设计新型绕组以降低谐波引起的附加损耗；改进加工工艺，设计高效风扇。改进加工工艺，设计高效风扇。四、额定转差率四、额定转差率NS的计算的计算*2*2*21sfwCuCuemCuNppppppS生产实践中，分母加上铁心中附加损耗一项，大小等于生产实践中，分母加上铁心中附加损耗一项，大小等于)(*FejFetFeppp五、最大转矩倍数五、最大转矩倍数maxT)(21)1 (2)(4)1 (2)(412*21*11221121*12211211XRR
29、SIpUmSfXRRfpUmTTTSfIpUmTXRRfpUmTNKWNNNNmmNKWNNNm时影响影响*mT最大的主要因素是：最大的主要因素是：BAXX*调整调整BA,及槽形。及槽形。10-6 起动性能的计算起动性能的计算感应电动机起动时的两个显著特点：感应电动机起动时的两个显著特点：起动电流起动电流stI大，使定转子漏磁路高度饱和；大，使定转子漏磁路高度饱和； 转子电流频率等于电源频率（转子电流频率等于电源频率（12ff 高很多，使导条电流产生集肤效应。高很多，使导条电流产生集肤效应。），比运行时），比运行时一、感应电动机起动时漏磁路饱和效应对漏抗的影响一、感应电动机起动时漏磁路饱和效应
30、对漏抗的影响1、漏磁路饱和效应：、漏磁路饱和效应：起动瞬间，电机处于短路状态，定、转子电流大大增加。由起动瞬间，电机处于短路状态，定、转子电流大大增加。由于定转子绕组磁势正比于电流，所以磁势大为增加，以致漏于定转子绕组磁势正比于电流，所以磁势大为增加，以致漏磁路铁心高度饱和。磁路铁心高度饱和。2、漏磁路饱和的影响：、漏磁路饱和的影响： 转子漏抗减小转子漏抗减小 （只在槽漏抗（只在槽漏抗sX、谐波漏抗、谐波漏抗X和斜槽漏抗和斜槽漏抗skX中考虑）中考虑）3、计算：、计算： 起动电流假定值：起动电流假定值：与定子槽形有关最大转矩倍数)5 . 35 . 2()2 . 26 . 1 ()5 . 35
31、. 2(*mKWmstTITI定子每槽磁势幅值：定子每槽磁势幅值：考虑槽口节距漏抗系数111112UUsstsKKNaIF转子每槽磁势幅值：转子每槽磁势幅值：1:2222222sstsstsNINIF笼型转子 根据绕组计算，忽略磁化电流，取根据绕组计算，忽略磁化电流，取ststII2，则，则2111122ZKKNmIFddpsts 起动时产生漏磁的定转子槽磁势平均值起动时产生漏磁的定转子槽磁势平均值0211211110211)(707. 01)(21ZZKKKaNIFFFpdUsstssst式中，式中，01近似修正前面假定近似修正前面假定21II 所带来的误差。所带来的误差。 该漏磁通经过齿顶
32、铁心和两个气隙。忽略铁心部分磁阻，则该漏磁通经过齿顶铁心和两个气隙。忽略铁心部分磁阻，则stF全部落在气隙部分，则有虚拟磁密全部落在气隙部分，则有虚拟磁密LstLFB20引入起动时漏磁饱和系数引入起动时漏磁饱和系数1虚拟磁密实际磁密总磁势气隙磁势ZK（LB，越饱和，越饱和，F比例越小，比例越小，X）起动时定转子谐波漏抗：起动时定转子谐波漏抗：*1*1)(XKstXZ*2*2)(XKstXZ起动时斜槽漏抗：起动时斜槽漏抗：*)(skZskXKstX 对于漏抗的减小，等效看作是定转子槽口宽度加大计算。对于漏抗的减小，等效看作是定转子槽口宽度加大计算。 槽口宽度：槽口宽度：sCbb00齿顶宽度：齿顶
33、宽度：)()(00sCbtbt)(1)(00齿顶宽度之比btCbtCbtKssZ漏磁路饱和引起的定转子齿顶宽度减少为：漏磁路饱和引起的定转子齿顶宽度减少为：)1)()1)(02220111ZsZsKbtCKbtC由于齿顶宽度减小，起动时槽口比漏磁导分别减少由于齿顶宽度减小，起动时槽口比漏磁导分别减少U如：开口槽如：开口槽)(0000000sssUCbCbhCbhbh半闭口槽半闭口槽)5 . 1(58. 00010ssUCbCbhh起动时定子槽比漏磁导：起动时定子槽比漏磁导：111111)()(LLUUUsKKst11,LUKK定子绕组节距漏抗系数定子绕组节距漏抗系数起动时转子槽比漏磁导：起动时
34、转子槽比漏磁导：2222)()(LXUUsKstXK考虑集肤对比漏磁导减小系数考虑集肤对比漏磁导减小系数起动时定转子槽漏抗：起动时定转子槽漏抗：1*111*)()(ssssXststX2*222*)()(ssssXststX起动时定转子漏抗和总漏抗：起动时定转子漏抗和总漏抗：1*1*1*1*)()()(EsXstXstXstX)()()()(*2*2*2*2*stXXstXstXstXskEs)()()(2*1*stXstXstX二、集肤效应及其对转子参数的影响二、集肤效应及其对转子参数的影响1、集肤效应：、集肤效应： 槽内导体有效高度槽内导体有效高度ststsITXR,导条材料电阻率有关与转
35、子槽形尺寸槽漏抗减小系数电阻增加系数,2fKKXF2、起动时考虑集肤效应的转子导条相对高度起动时考虑集肤效应的转子导条相对高度转子电流频率导条电阻率转子槽宽转子导条宽度转子导条实际高度fbbhfbbhBsBBBsBB2*2310987. 1以梯形槽为例：以梯形槽为例：令转子导条高度令转子导条高度 ，导条电阻等效长度，导条电阻等效长度 ，槽漏抗等效高度，槽漏抗等效高度 槽漏抗集肤时导条槽漏抗导条直流电阻集肤时导条交流电阻磁电00001XXhhXXKAXRRhhRRKARBprXsprBF转子端环电阻电流均匀分布导条电阻转子导条长度转子铁心长度*2*22*2)()(RBBtRBBtBBtFRRll
36、RRlllllKstR若有径向通风道：若有径向通风道：*22*2)()(RBBtBBtFRRlbNlllbNlKstR起动时总电阻：起动时总电阻：)(*2*1*stRRRst3、充分利用集肤效应改善起动性能：双笼槽、凸形槽、刀形槽、充分利用集肤效应改善起动性能：双笼槽、凸形槽、刀形槽三、三、起动电流和起动转矩的计算起动电流和起动转矩的计算1、起动时，、起动时，mIEZII,1111可忽略不计。从等效电路看可忽略不计。从等效电路看*2*2*22*2222122121)()()()()()()(stKWKWNstNststKWNstststNstNNststZIIUZUIstXRIUstXRZZU
37、stXRUstXstXstRRUIIII起动电流倍数：起动电流倍数：1IIistst若若ststII（假定值），则假定（假定值），则假定stI偏小，偏小，ZK，低估了饱和的影响，低估了饱和的影响，stIstX,)(。再次假设时，取。再次假设时，取ststII，重新计算，误差不超过，重新计算，误差不超过%32、) 1(2)(12/ )()(22212221sfZstRpUmpfsstRImTstNst起动转矩倍数：起动转矩倍数：)1 ()(2)1 (2)(2*212221*NstKWNNstNNststSZstRIpUmfSfZstRpUmTTT算例中：算例中：*stT低于标准值，进一步调整的方
38、法低于标准值，进一步调整的方法（1） 减少每槽导体数，使漏抗减小，起动总阻抗减小，可减少每槽导体数，使漏抗减小，起动总阻抗减小，可达到提高起动转矩的目的；但起动电流有所增加，功率因数达到提高起动转矩的目的；但起动电流有所增加，功率因数略有降低；略有降低；（2） 缩小转子槽面积，使转子电阻增加，但效率有些下；缩小转子槽面积，使转子电阻增加，但效率有些下；（3） 采用较深的槽形或凸形槽等，利用集肤效应使起动时采用较深的槽形或凸形槽等，利用集肤效应使起动时转子电阻增加，但功率因数降低。转子电阻增加，但功率因数降低。四、小结四、小结1、性能指标、性能指标NstIIcosFecu,NMTTminTNstTT效率效率起动电流倍数起动电流倍数 功率因数功率因数绕组、铁心温升绕组、铁心温升最大转矩倍数最大转矩倍数起动过程中最小转矩起动过程中最小转矩起动转矩倍数起动转矩倍数2、主要内容：、主要内容： 主要尺寸与气隙的确定；主要尺寸与气隙的确定； 定转子绕组与冲片设计；定转子绕组与冲片设计； 工作性能的计算；工作性能的计算； 起动性能的计算；起动性能的计算；
