西莫论坛研讨会第一期——电机参数对性能的影响

标准答案

回复 159# zengxiaodong

也可以这样理解，但这样你可能会说我们不要考虑原来不正常的运行或设计极不合理的电机，我们就以一个设计正常运行条件也正常的情况说，电机的轻载运行应该是一种常见现象，由于forlink没有指出这个恒转矩负载的转矩是多大，如果这个转矩很小，那么定子电流中的无功分量可能占据主要成分，也就是说励磁分量占据主要成分，对正常设计的电机，大都略微饱和一些，那么如果电压降低10%，则励磁分量会减小10%还要多，本来它就占主要成分，他的减小可能会导致定子电流的减小（即励磁分量和转子分量相量叠加后比原来小）。
    这种情况我上个帖子已经举了个实例，“有些三角形接法的电机当负载很轻时，有时换接成Y接，以提高效率”其道理也就在于此。

标准答案

我再给你举个极端的例子：
楼主说负载转矩不变，如果我们就认为这个不变的负载就是轴承的机械摩擦转矩，它是不变的，那么也就是说电机是空载运行，此时电压降低10%，你说定子电流是增大呢还是减小呢？

zengxiaodong

回复 162# 标准答案


    都是激磁电流，当然越弱磁激磁电流越小！其实也不用这么极端的例子，只要您提到的“那么定子电流中的无功分量可能占据主要成分”就可以了，因为作为电机来说在正常工作转换机电能量时，可以认为激磁电流是不得不需要的副产品，越小越好，但是在轻载到一定程度时，这个副产品反而变成了主要部分，这样问题的性质就变了，其实异步电机的效率、功率因数等随负载变化的曲线本身就是一个从零开始上升又下降的曲线。

异乡de人

回复 26# demo06


   异步起动永磁同步电机的凸极率与多种因素有关，其中影响最大的当数转子结构。异步起动电机转子结构主要有内置径向，内置切向和混合型磁路结构。不同结构的直轴电抗相差不大，但交轴电抗缺变化很大。上述三种结构中，切向式结构Xq最大，径向式次之。较大的Xq和凸极率可以提高电机牵入同步的能力，提高磁阻转矩和电机的过载能力。相对来说，Xd对永磁同步电机的性能影响要大于Xq，增大永磁体长度可以减小Xd，提高过载能力，但对与恒功率运行不利。 所以凸极率的选择要结合设计要求具体选择。一般来说，永磁同步电机的凸极率在1.5-2左右。近年来兴起的内置多层结构可提高电机的凸极率，但工艺相对复杂，设计时可适当考虑。

标准答案

回复 163# zengxiaodong

看来我们交流得还是比较畅通的，您的短信我都看了啊！

zengxiaodong

回复 167# forlink


    ...标叔和曾总还有其他朋友可以指点...

比我还大？我可是60后哟！看了我的短信怎么还显示没有打开过呢？特权？

异乡的人关于凸极率的分析很到位！我工作中发现对于极数较多的电机而言，由于槽漏抗等占的比例较大，凸极率很难达到明显的不同，反之对于极数较少的电机而言就容易实现。

标准答案

回复 167# zengxiaodong

俺是个电脑盲反正俺是看了，至于为什么不显示，俺也不晓得，俺更不知道什么特权！俺从来就没有享受过什么特权！俺特清廉
至于我们谁大可说不清楚，俺也是60后！论坛里像咱们这么大年龄的“老顽童”可能不多

标准答案

回复 164# forlink

前面我已经说了，定子电流、效率、温升等是高是低不一定，取决于负载转矩的大小和电机的饱和程度。

zengxiaodong

回复 170# forlink


   ... 对与同步电动机，由于铁耗是由于转子侧感应出来在定子侧产生的，而输出功率却在转子侧，那么铁耗当然不能算在内...


这个有问题，同步电机的激磁是由转子来实现的，也就是转子不旋转的话就不会有铁耗，因此铁耗一定是转子旋转而产生的，电磁功率驱动了转子的旋转，所以电磁功率包含了定子铁耗！

对于异步发电机而言，同样的道理激磁是由定子侧产生的，如果转子不旋转也会有铁耗产生，因此铁耗不包含在电磁功率里面。


总之，异步电机的铁耗不属于电磁功率，而同步电机的铁耗属于电磁功率的一部分，与电动发电状态无关！

forlink

回复  forlink


   ... 对与同步电动机，由于铁耗是由于转子侧感应出来在定子侧产生的，而输出功率却在 ...
zengxiaodong 发表于 2010-10-24 12:41

                               
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铁耗一定是转子旋转而产生的，电磁功率驱动了转子的旋转，所以电磁功率包含了定子铁耗！

铁耗是由转子产生的不错，那么电机驱动转矩，是哪里来的呢？是定子传递到转子来的！
对于发电机，铁耗是仍然是转子侧产生的，但是电功率也是转子产生的。

两者性质不同

异乡de人

我也来一个
提问：对与变频调速永磁同步电机，当采用最优转矩控制时，电机功率因素的意义何在？怎么提高？

demo06

提问: 永磁电机设计的时候, 永磁体的剩磁按多少来计算那? 比如剩磁是1.2T, 工作温度按200时，就跌到0.7T左右 ...
giuseppe 发表于 2010-10-21 23:06

                               
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实际计算中，是根据经验给定一个工作温度，偏差肯定是有的，但一般来说还是能满足精度要求的。

张老五

提问：1、普通异步电机设计时，提高硅钢牌号会给性能带来什么影响
      2、增加线规同时减小齿宽会带来什么影响
      3、缩短铁心长20%，会带来什么影响
以上是三个问题，条件都是除此以外其他设计方案不变，讨论仅限于电磁性能，不考虑温度、振动等性能和工艺上的变化

张老五

提问：频繁带载启动的鼠笼式异步机，设计上需要采取何种措施，以及这些措施分别对性能的影响

电机学徒工

提个问题：
凸极同步电机，不饱和。已知交直轴电枢反应磁势大小，如何利用空载特性曲线，求电机电枢反应电 ...
forlink 发表于 2010-10-24 01:32

                               
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既然电机不饱和，那么就可以采用双反应理论进行分析。前提是进行磁势的等效折算，也就是化正弦波磁动势为方波磁动势，折算依据是保持基波磁密相等。这里涉及到三个系数，励磁磁势波形系数，直轴磁势波形系数，交轴磁势波形系数，定义分别为基波磁密幅值与最大磁密的比值。我们知道，励磁是作用在直轴上的，因此直轴磁势的折算比较容易。交轴磁势折算到直轴时，它的波形系数的定义，则是交轴磁场基波幅值与直轴磁场幅值的比值。
折算成为方波磁势以后，就可以利用气隙线分别算出他们的交直轴感应电势，再采用叠加原理就算出总的合成电枢反应电动势。

电机学徒工

提问：
异步起动永磁同步电动机
这种电机相对于异步电动机和永磁同步电动机有什么优缺点？设计这种电机时 ...
zhgqxk-1 发表于 2010-10-24 10:05

                               
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异步电机适用于在不需要大范围调速的场合，成本比较低廉。缺点是功率因素总是滞后的。
异步启动永磁同步比永磁同步多了转子启动绕组，因此具有自启动能力，稳态运行时二者无差别，瞬态时稳定性比较好，但是响应速度就慢了。永磁同步相比异步启动永磁同步，响应速度好，但是稳定性下降。
一般来说，永磁电机的效率，要高于异步电机。

电机学徒工

提问：1、普通异步电机设计时，提高硅钢牌号会给性能带来什么影响
      2、增加线规同时减小齿宽会带来什 ...
张老五 发表于 2010-10-24 15:05

                               
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1、一般来说，铁损减小，温升降低，但功率因素下降。
2、使得铜耗减小，铁耗增加。此种调整方案，适合于磁密还有一定余量情况。
3、相当于电机体积减小，若设计功率不变，则铁耗要加大，温升加大，电抗减小，功率因素减小，效率降低。

fengxingyun

能详细分析一下，为了提高功率因素，什么情况下采用增加匝数的办法，什么时候采用增加永磁体用量？
forlink 发表于 2010-10-24 00:54

                               
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    这个问题可能需要具体问题具体分析，不存在绝对答案，因为匝数还能决定交直轴电抗大小，又和线负荷有直接关系，磁钢用量则影响主要为磁通面积和磁化方向长度，会决定磁钢工作点，和安全工作点。
我的一般做法是，待定一个匝数，调试其他性能参数，再最终决定磁钢用量，然后是确定匝数。

wjdysu

异步电机是需要激磁的，因此功率因数总是滞后的。而气隙越小则意味着激磁电流越小，当然功率因数 ...
zengxiaodong 发表于 2010-10-21 20:01

                               
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请问“异步电机的转子可以自动对于定子的电枢反应磁场进行抵消”这句话怎么理解，我一直对异步电机是否有电枢反应感到疑惑，您能否帮我详细解释一下，或者哪本书上讲到的您给推荐一下。

zengxiaodong

回复 179# wjdysu


    任何一本《电机学》上面都会提到这个问题，但是不是这么明确表述的而已！电枢反应是直流电机、同步电机中一个极其重要的问题。《电机设计》开篇就讲到了磁负荷、电负荷、电磁负荷的比值这三个最最重要的电机基本参数，大多数人对于前两个参数的理解比较明白，但是对于比值为什么很重要却知之甚少。

其实，这个比值就决定着电机一系列的电抗参数，也就是电抗参数的标幺值与该比值成正比，而理解了电感（电抗）就真正理解了电机，或者说对于电感电抗理解得有多深，就对电机的理解有多深！而电枢反应几乎就是电抗的“同义词”。对于直流电机和同步电机而言，电枢反应的作用是使得气隙磁密变化，而气隙磁密是决定线圈感应电势的基础，因此磁密变化就会导致电压变化（也就是电枢反应电抗压降）， 这就是高要求的系统加装补偿绕组的理由，对于直流电机和同步电机均是如此。

对于异步电机而言（包括变压器），其转子绕组就是相当于补偿绕组，空载时仅有激磁电流，负载时电机产生有功电流，转子也产生有功电流，这两者恰好对于气隙磁密的影响互相抵消，从而保持气隙磁密几乎不变！因此异步电机几乎是没有电枢反应这一说法的。

说到这里，我突然想到了标准答案的超导电机，超导同步电机为什么定子没有铁心（外部结构的铁主要不是用于工作导磁的，或者很饱和），也是为了减少电枢反应，使得电机的功率密度可以极大提高！为什么定子一般不用超导？还是因为电枢反应，使得定子超导后也不能大幅度增加电密，也就是我提到的电抗问题会突出起来。这里面可以自然得到推论：因为异步电机没有电枢反应，因此异步电机定转子都用超导的话，则功率密度更可以大幅度提高！