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4/12极ZDD型变极电机的设计
来源:本站 作者:匿名 发布:2012-9-11 修改:2012-9-11
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既然4/l2极变极电机是在基极功率同单速功率相同的同一机座号上设计的。那么可以想到,由于几何尺寸的限制,变极电机的磁路是相当饱和的,温升自然也比较高。为使温升被控制在电机绝缘材料允许的极限范围内,与主机配套后,既保持原配套电动葫芦的使用性能,又充分照顾到制造方面的工艺性,我们在设计方面做了不少工作。
定转子槽配合是首先遇到的问题。国外同类产品,定转子的槽配合一般是定子36槽,转子26槽或27槽。但是,我们在设计ZDD系列时,为了使3/lkW和4.5/1.5kW两种变极电机能分别同ZD系列的3kw和4.5kW互换,不仅没有改变转子各部分尺寸,就连槽数和槽形也未变动。这样,ZDD系列的设计便全部选定定子36槽、转子3O槽。这样的槽配合对基极4极和l2极来说均满足了一般电机通常对槽配合的要求,使少极和多极时均能实现起动和运行良好,无明显振动和电磁噪音。
转子槽形和定转子锥角的不变有利于模具费用的降低。但定子槽形的选择和尺寸的确定,则要根据冲片的机械强度和铁心磁路需要来安排。为了使电机的漏抗减小,有利于提高两个极下的起动转矩倍数;为了同时照顾到定子大端轭部和小端齿部的最小宽度尺寸,以满足冲片最低强度和刚性要求;为了照顾4极时轭部和12极时齿部的磁密,防止磁密过高而引起磁化电流不必要的增加,使电机性能下降,我们选择了梨形槽,并通过计算机核算,将定子槽形的长宽比调整在合理范围内,使各方面都接近最佳状态。
在绕组设计方面,两个极都采用单层绕组。4极时,每极每相3槽,线圈组数为6,为交叉式排列。l2极时,每极每相l槽,线圈组数为18,6圈连绕。为照顾两个极下的起动性能,将4极的一套绕组放置在定子槽底,l2极的一套绕组放置在槽口部位上。
4/12极ZDD系列电机与同机座号的ZD系列电机相比,定子齿部和轭部磁密都大大提高,而气隙磁密却反而稍有下降。气隙磁密的降低势必影响到锥形电机的一个重要特性,即轴向磁拉力的降低,因为轴向磁拉力与气隙磁密的平方成正比。磁拉力不足影响到电机的起动,特别是降压起动性能,这是我们所不希望 的。然而,由于波幅系数的相应变化,我们应用解析式验算,发现轴向磁拉力的变化并不大,足以满足使用要求,实际的负载试验也证明了这一点。
4/12极ZDD系列电机设计的关键是在保持轴向磁拉力不明显下降的情况下,如何使两个极下的起动眭能和各极按各自规定的工作制交替工作时的共同发热不仅满足要求,而且还要尽量同时处于最佳状态。也就是说,既要使起动转矩倍数4极达到2.5至3倍、12极达到2倍,又要使电机按S4工作制,4极的负载持续率4O%,12极2O%,每小时接电次数各为240次,或按ZBJ80013.4方法试验,温升不超过100K。我们在持续试验,不断取得数据的同时,在电磁设计方面作了不少调整工作,合理选择各极下的绕组线径和匝数,合理控制两个极下的发热参数,取得了较为理想的结果。(保定大力)
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