电机设计期末总出题.doc

第一套1、 根据电机重要尺寸关系式可以得出哪些结论？（在一定合理范畴内）答：相似体积的电机，转速越高，功率越大电磁负荷A和Bδ不变时，相似功率的电机，转速越高，尺寸越小；尺寸相似的电机，转速越高，则功率越大相似转速的电机，体积越大，功率越高功率一定，转速相似的电机，电磁负荷A和Bδ越大，体积约小2、 为什么在也许状况下，总但愿用大功率电机来替代总功率相等的小功率电机？答：根据电机的几何相似定律，在转速相似的状况下∝∝∝∝，即B和J相似，极数相似的状况下，电机的重量、成本、损耗与功率的四分之一次方成反比用大功率电机替代总功率相等的数台小电机的因素是随着单机容量的增长，其效材料的重量G、成本Gef相对容量的增长要慢因此用大功率电机替代总功率相等的数台小电功率机，其有效材料的运用率提高了3、 如何将电机内部比较复杂的磁场转化为比较简朴的磁路来计算？简述大体的转化环节答：计算复杂的磁场一方面需要精确计算各点磁密构成三维磁场，在忽视边沿效应并用无限大的平面垂直轴截面，在截面上形成了二位磁场，沿周向对称选用一对极可以将其进一步转化为一对极下的二维磁场，最后根据安培环路定律选用通过磁路中心线的一种特殊的环路进行分析，最后简化为一种简朴的磁路。

4、感应电机主电抗的大小重要与哪些因素有关？ 答：由重要关系式，其中可知在频率f，相数m，级数2p一定的状况下，感应电机的主电抗Xm重要与绕组每相匝数的平方，基波绕组系数Kdp1，电枢轴向计算长度lef及级距与气隙之比有关4、 减小负载时绕组铜中的附加损耗，一般采用哪些措施？答：附加损耗重要由漏磁产生，而漏磁又重要是谐波和齿谐波产生的，当要减小负载附加损耗时，可用谐波含量少的绕组 入短路，分布绕组，也可以用斜槽，近槽配合来减少齿谐波5、 三相感应电机中，气隙的大小对电机性能有哪些影响？一台三相笼型转子感应电动机，起动时间过长不符合规定，在不拆定子绕组的状况下，应采用什么简朴措施来解决这一问题？这样做对电机性能有何影响？答：气隙的大小重要对励磁电流和功率因素附加损耗有影响，在容许的状况下气隙需要尽量取小些来减少励磁电流以增长功率因数起动时间过长是由于起动转矩过小，从而可知重要由于气隙过小，使附加转矩，附加损耗都增长，由漏磁引起和谐波大在不拆换定子绕组的状况下可车转子外围增大气隙从而增大起动出力但这样做会使电机的励磁电流增长进而功率因数减小6、 如功率因素cos不符合规定，应从哪些方面着手调节？答：应从电路方面着手，设法减少励磁电流和漏磁参数。

可调节电机的尺寸，如缩小定转子槽面积，减少各部分磁密；减小气隙，增长每槽导体数NS1 ，增大Di1、增大li或增大定转子槽宽、减小槽高以减少X第二套一． 填空题1. 设计一台电机必须拟定许多尺寸，其中起到决定性作用的是电机的重要尺寸，电机的重要尺寸是指-------和------电枢铁心的直径，长度）2. 电磁负荷A和Bδ不变时，相似功率的电机，转速较高的，尺寸-------；尺寸相似的电机，转速较高的，则功率-------较小，较大）3. 各类电机的磁路可分为-------、---------、---------、--------、---------五段空气隙，定子齿，转子齿，定子轭，转子轭）4. 电机中用的硅钢片按制造工艺可分为--------和--------两种冷轧，热轧）5. 极弧系数αp’的大小决定于--------------、-------------、--------------励磁磁势分布曲线的形状，空气隙的均匀限度，磁路的饱和限度）6. 我们把电抗辨别为-------和---------，在感应电机中被称为励磁电抗的是--------，在同步电机中，则被称为----------。

主电抗，漏电抗，主电抗，电枢反映电抗）7. 基本铁耗在铁心中会引起---------和---------磁滞损耗，涡流损耗）8. 单层绕组可以分为--------、----------和----------同心式，链式，交叉式）9. 按所连接的是齿或是磁极可把轭分为---------和----------极联轭，齿联轭）10. 由于绕组电流在电机中不同位置所建立的漏磁场、因而其产生的磁链状况不同，绕组的漏抗一般分为:----------、-----------、------------、-------------槽漏抗，谐波漏抗，齿顶漏抗，端部漏抗）二．简答题1.磁路计算的目的是什么？答：磁路计算的目的在于拟定产生主磁场合必需的磁化力或励磁磁动势，并进而计算励磁电流以及电机的空载特性，通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择与否合适2.异步电机与同步电机绕组漏抗分别由哪几部分构成？答：异步电机：槽漏抗，谐波漏抗，端部漏抗，斜槽漏抗；同步电机；槽漏抗，谐波漏抗，齿顶漏抗，端部漏抗3.电机的重要尺寸是什么？她们有什么决定？答：重要尺寸是指电枢铁心的直径和长度，对于直流电机，电枢直径是指转子外径；对于一般构造的感应电机和同步电机，则是指定子内径。

它们由计算功率决定4.电机的损耗分别为哪几种？哪些损耗是不变损耗？哪些损耗是可变损耗？哪些损耗是重要损耗？哪些损耗是次要损耗？答：电机的损耗分别为：1定子转子铁心中的基本铁耗；2空载时铁心中的附加损耗；3电气损耗；4负载时的附加损耗；5机械损耗；其中125为不变损耗，34为可变损耗，135为重要损耗，24为次要损耗5.各类电机励磁电流或空载特性的计算环节？答：1.根据感应电势E拟定每极气隙磁通；2.计算磁路各部分的磁压降，各部分磁压降的总和便是每极所需磁势；3计算磁化电流或空载特性第三套1起重要与决定作用的是(电机的重要尺寸),其中涉及(电枢铁心的直径和长度).2CA为(电机常数),其物理意义为(单位计算转矩所消耗的有效材料的体积)3.KNM为(波形系数),Kdp为(绕组系数)4.电机的重要尺寸关系式是什么,通过这个式子我们能推出什么结论.答案:书上12页.5感应电机定子漏抗涉及(槽漏抗,端部漏抗,谐波漏抗),其中与铁心长度无关的(端部漏抗),与气隙长度有关的是(谐波漏抗),且与其成(反)比,6.工作性能涉及(效率,功率因数,额定转矩),起动性能涉及(起动转矩,起动电流)7.气隙过小将会浮现什么影响.答案:气隙磁压降小,Im减小,效率因数增大. 电抗增大,转矩减小. 谐波转矩,损耗噪声增大. 机械可靠性减少.8.A较高,气隙磁密不变,会有什么影响.答案:尺寸和体积变小,节省材料.铁心重量减小,铁耗减小.绕组匝数增多.电枢表面铜耗增长,温升增高.Tst,Ist,最大转矩减少.9.电机的重要尺寸比增大,会有什么影响.答案:书上16页.第四套一、 请分别论述转子导条的电流密度在取值时，获得过大或过小会有什么影响。

答：若获得过小，则转子电阻小，进而电机没有足够大的起动转矩：若获得过大，这将导致电机的转差率增大，并且使转子的电阻损耗增大，效率减少，发热严重二、 选择槽配合时应重要考虑的原则是什么？答：1.为了减小附加损耗，应采用少槽近槽配合；2.为了避免在起动过程中产生较强的异步附加转矩，应使3.选用槽配合时，注意避免在起动过程中，产生较强的同步附加转矩、振动和噪声三、绕组漏抗一般分为哪几部分？答：绕组的漏抗一般分为槽漏抗，谐波漏抗，齿顶漏抗和端部漏抗四部分四、 空气隙的大小应如何拟定？答：一般气隙δ选获得尽量的小，以减少空载电流，由于感应电动机的功率因数cosφ重要取决于空载电流但是气隙不能过小，否则出了影响机械可靠性外，还会使谐波磁场及谐波漏抗增大，导致起动转矩和最大转矩减小，谐波转矩和附加损耗增长，进而导致较高的温升和较大噪声五、 在级数和相数不变的状况下，每极每相槽数如果选用的较大时，对电机会有什么影响？答：1.由于定子谐波磁场减小，使附加损耗减少，谐波漏抗减小；2.一方面每槽导体数减小，使槽漏抗减小；另一方面槽数多了，槽高与槽宽的比值相应增大，使槽漏抗增大，但是这方面影响较小；3.槽中线圈边的总散热面积增长，有助于散热。

4.绝缘材料用量和加工工时增长，槽运用率减少第五套1.在电机设计时一般对铁心磁密BFe取硅钢片磁化曲线的饱和点,为什么?答:铁心磁密的饱和点为BFe=1.5T，当BFe不不小于1.5T时，材料运用不够；当BFe不小于1.5T时，过饱和点，上升幅度不大并且又需要更大的励磁电流、损耗和成本都会增长，因此应取BFe=1.5T2. 在电机设计过程中，每级每相槽数较大时，对电机的影响eb答：附加损耗减少，谐波漏抗减小；每槽导体数减小，槽漏抗减小槽数增长，槽高与槽宽的比值相应增大，使槽漏抗增长；槽中线圈边的总散热面积增长，有助于散热；绝缘材料用量和加工工时增长，槽运用率减少Da3.若将一台感应机的额定频率由50Hz改为60Hz，规定保持励磁势基本不变，应变化什么数据为最合佳？采用该措施后，基本铁耗在不计饱和影响时会不会变化?答：由于励磁磁动势不变，尺寸又不变，故磁场强度H也不变，即磁密B也不变，磁通Φ也不变由于有，E不变，Φ不变，故匝数N下降1.2倍感应电机运营时铁心磁路处在饱和状态，此时磁通不能变化，变小或变大会使电机的铁心材料运用不充足或励磁电流增长及损耗增大由于基本铁耗与频率f1.3成正比，故基本铁耗增长。

由于输出功率P=T*Ω，由于T∝ΦΙ，Ω=2πn/60,n=60f(1-s)/p.因此输出功率P增长由有效率没有下降反而上升4.感应电机励磁电抗的大小重要与哪些因素有关？它对电机的性能有何影响？答：励磁电抗重要与主磁导λm、匝数N和计算长度lef有关重要影响感应电机的性能为功率因素5. 将一台380V，Y接法的电机改为接法，维持原冲片及磁化电流不变，问如何设计？解：Y接法的电机改为接法，将增大倍，频率不变；则将增大倍，又冲片不变，则不变，槽尺寸不变，又不变，因此需增大倍，槽尺寸不变，则线径应合适减小第六套1. 对于直流电机，气场波形系数与电枢绕组的乘积为多少？答：KNMKdp=1.2.电机的机械损耗可以分为哪些？通风损耗是由于什么产生的？答：1.轴承摩擦损耗2.电刷摩擦损耗3.通风损耗 由转子旋转引起的转子表面与冷却气体之间的摩擦损耗以及安装在电机转轴上的或由电机自身转轴驱动的电扇所需的功率3. 转子槽数如何选择比较好？答：1.尽量选近槽配合，少槽；2.尽量减少异步附加转矩；3.尽量减少同步附加转矩；4.减少震动和噪声；4.一般将Sf控制在百分之多少之间？机械化嵌线时Sf控制在百分之多少如下？答：一般控制在75%——80%左右，机械化嵌线时Sf控制在75%如下。

5. 梨形槽与梯形槽相比有哪些优势？为了避免开口槽有较大的空载附加损耗，可采用什么措施，但是会引起什么变化？答：前者的槽面积运用率较高，冲模寿命较长，并且槽绝缘的弯曲限度较小，不易损伤，因此用的比较广泛采用磁性槽楔，但此时槽漏抗变大第七套1、 在设计电机的时候，若气隙选小了，则基磁电流，功率因数，电抗，转矩，损耗，噪声以及可靠性会如何变化？2、 定转子槽型的选择和槽型尺寸的设计在设计电机过程中，对电机的各方面参数以及性能均有很大影响那么在设计笼型转子槽型尺寸时的大体环节是什么？若在设计的过程中电密选大和选小分别对转子电阻，启动转矩，损耗，效率，以及温升都会有如何的影响？3、 何为集肤效应？集肤效应的直接后果是什么？间接又对损耗，效率，转矩。