频率的变化对硅钢板磁化性能的影响

piandh

50Hz下给定的磁化曲线参数如何拟合成60Hz时的参数？额定频率为60Hz时可否有换算系数？肯请指教。

张老五

50HZ60HZ不用转换了，直接用好了，误差很小

标准答案

一般工频电机设计时多采用直流磁化曲线，不必考虑频率变化是影响。

piandh

谢谢回复。其他条件不变的前提下，额定频率由50Hz改变为60Hz时，磁密变化较大。尤其是额定电压由380V提高到460V时，铁心可缩短很多（参照原50Hz、380V时的各部磁密、电密、热负荷等指标）：
   * Q1=48. D1 =327.0  D2=229.0        STATOR       ROTOR                     *
             * Q2= 44.Di1=230.0 Di2= 75.0   U1:   380.                    Ty=  84.90    *
             * L = 175.0 Leff= 176.0        A :   2.                     Fd1=  21.72    *
             * L1= 161.0   L2= 161.0        zf:   368.0                  B25=15400.0    *
             * b01= 3.50  b02= 1.20         z :   46.                    P10=2.12       *
             * bs1=  6.2  br1= 6.00        Czn:   2.                     B50=16400.0    *
             * Rs = 4.50  br2= 2.00      N1*d1:   1.* 1.0600             p15=5.10       *
             * hs1=  .95  br3=  .00      N2*d2:   1.* 1.1200                            *
             * hs2=21.45  br4=  .00         S :   1.87                                  *
             * hs0=  .8   hr0=  .6          Y :   5.00  (____________________________)  *
             * bt1= 9.1   hr1=  .9          Lz:    310.37   d:  20.00                   *
             * bt2=10.1   hr2=28.1         Gcu: 11.961    Gal:  4.133   Gfe= 134.281(Kg)*
             * bt3=  .0   hr3=  .0          R1:   .6635    R2:   .5929                  *
             * t1 =15.05  t2 =16.35         J :   5.15      2.98 /1.12                  *
             * Zs1=35.00  Zs2= 20.0         Sk:   1.10     Si: .35                      *
             * hc1=22.30  hc2= 46.73        Se:   160.90   wi:.08                       *
             *   g= .50   Zc= 2.            Sf:   .7832    Hw:2.0                       *
             * bt11= 9.08       bt12= 9.09      btrmu=  14848.11   btrml=       .00     *
             * Hc1min= 20.80    Hc2min= 46.40   Bscmax=  13530.6   Brcmax=   6065.5     *
             ............................................................................
             *         mm*mm       B        L      AT/cm     AT      i2=1.135     349.7 *
             *  st:   8775.8     15167.    23.9    22.00    52.59  pcu1= .0492    737.8 *
             *  sc:   3590.3     12620.    59.8     7.87    28.91  pcu2= .0265    396.9 *
             *  rt:   8969.4     14840.    29.3    18.48    54.22   pfe= .0263    394.9 *
             *            .0         0.      .0      .00             Ps= .0057     85.5 *
             *  rc:   7524.1      6022.    23.9     1.82     3.04   pfw= .0050     75.0 *
             *  g0:  15896.5      8373.      .62           414.66    pg= .1127   1690.2 *
             *  Ikw= 13.16 a    c1=.614   c2=.700     AT=  553.42    p1=1.1127          *
             *  Im =  9.54 a    Km=1.0496                            i1=1.4632   19.253 *
             *  Im0= 10.87 a    pm0=    705.32                                          *
             ............................................................................
             *          B0         Cm**3     w/cm**3     p             Si    Wi    Hw   *
             *   st:  15850.3     1677.9    .044       74.27          .35   .08    2.0  *
             *   sc:  13188.8     3436.8    .030      104.62                            *
             ............................................................................
             *        Eff       Pf        Tm       Tst       Ist       AJ       Sn      *
             *      .8987     .7604      2.55      2.15      5.78    1516.1    .0252    *
             *  JB: .8800     .7600      2.00      1.90      6.90       Fx=  1348.39    *
             ............................................................................
             *  型号 :Y2-200L-8       频率 : 50.极数: 8. 绝缘等级 :  ( 允许温升80k )    *
             *                                                                          *
             *  功率 : 15.00 (kw)     绕组接法:   2-△   矽钢片牌号 :DR510

当频率为60Hz、额定电压为460V（2-Y接）时：
  * Q1=48. D1 =327.0  D2=229.0        STATOR       ROTOR                     *
             * Q2= 44.Di1=230.0 Di2= 75.0   U1:   266.                    Ty=  84.90    *
             * L = 150.0 Leff= 151.0        A :   2.                     Fd1=  21.72    *
             * L1= 138.0   L2= 138.0        zf:   256.0                  B25=15400.0    *
             * b01= 3.50  b02= 1.20         z :   32.                    P10=2.12       *
             * bs1=  6.2  br1= 6.00        Czn:   2.                     B50=16400.0    *
             * Rs = 4.50  br2= 2.00      N1*d1:   3.* 1.0600             p15=5.10       *
             * hs1=  .95  br3=  .00      N2*d2:   0.* 1.1200                            *
             * hs2=21.45  br4=  .00         S :   2.65                                  *
             * hs0=  .8   hr0=  .6          Y :   5.00  (____________________________)  *
             * bt1= 9.1   hr1=  .9          Lz:    285.37   d:  20.00                   *
             * bt2=10.1   hr2=28.1         Gcu: 10.844    Gal:  3.785   Gfe= 115.098(Kg)*
             * bt3=  .0   hr3=  .0          R1:   .2994    R2:   .2495                  *
             * t1 =15.05  t2 =16.35         J :   5.14      2.95 /1.11                  *
             * Zs1=35.00  Zs2= 20.0         Sk:   1.10     Si: .35                      *
             * hc1=22.30  hc2= 46.73        Se:   160.90   wi:.08                       *
             *   g= .50   Zc= 2.            Sf:   .7754    Hw:2.0                       *
             * bt11= 9.08       bt12= 9.09      btrmu=  14624.64   btrml=       .00     *
             * Hc1min= 20.80    Hc2min= 46.40   Bscmax=  13239.7   Brcmax=   5935.0     *
             ............................................................................
             *         mm*mm       B        L      AT/cm     AT      i2=1.129     345.7 *
             *  st:   7522.2     14939.    23.9    19.46    46.51  pcu1= .0444    665.6 *
             *  sc:   3077.4     12349.    59.8     7.27    28.78  pcu2= .0225    337.2 *
             *  rt:   7688.0     14617.    29.3    16.44    48.22   pfe= .0276    413.8 *
             *            .0         0.      .0      .00             Ps= .0057     85.5 *
             *  rc:   6449.2      5893.    23.9     1.78     2.98   pfw= .0050     75.0 *
             *  g0:  13638.4      8240.      .62           408.03    pg= .1051   1577.2 *
             *  Ikw= 18.80 a    c1=.662   c2=.700     AT=  534.53    p1=1.1051          *
             *  Im = 13.25 a    Km=1.0504                            i1=1.4482   27.222 *
             *  Im0= 14.84 a    pm0=    686.61                                          *
             ............................................................................
             *          B0         Cm**3     w/cm**3     p             Si    Wi    Hw   *
             *   st:  15593.8     1438.2    .043       61.65          .35   .08    2.0  *
             *   sc:  12890.4     2945.8    .029       85.29                            *
             ............................................................................
             *        Eff       Pf        Tm       Tst       Ist       AJ       Sn      *
             *      .9049     .7631      2.51      1.97      5.79    1487.6    .0214    *
             *  JB: .8800     .7600      2.00      1.90      6.90       Fx=  1176.44    *
             ............................................................................
             *  型号 :Y2-200L-8       频率 : 60.极数: 8. 绝缘等级 :  ( 允许温升80k )    *
             *                                                                          *
             *  功率 : 15.00 (kw)     绕组接法:   2-y   矽钢片牌号 :DR510

第二种方案有什么问题吗？望指教。

张老五

回复 4# piandh


    楼主问的是，用哪根曲线算合适，而不是问60HZ如何设计。
至于同样的方案60HZ，即使不考虑其他变化，功率也应该按18KW算而不是15KW

piandh

谢谢回复。第二个计算方案里，随着频率的改变（前提是功率保持不变），已将铁心长度由原来的175改为150了。我的疑问是用上科所的软件直接改变频率输入值并相应改变铁心长度及绕组数据后其计算结果的可信度（有同行提出按此计算结果制造出的电机肯定会发热，他们的建议是按60Hz、466V、8极15kW设计时其铁心长度仍要按175mm计算）。望指教。

piandh

望标准答案及张老五给予指教。谢谢。

张老五

回复 6# piandh


    你先说说看，为什么这么计算出的结果制造出的电机，肯定会发热？
当然，前提是你得给一条60HZ下的损耗曲线，上科所的程序还没那么聪明，会自己换算铁耗值。

piandh

感谢版主几天来 的跟贴指教。说肯定发热是几个同行说一说。随着频率由50Hz增加到60Hz，铁损肯定会增加一些，但具体会增加多少，让人苦恼的是手头缺少相关的曲线资料，无从比较。根据计算出的两个方案的不同用铁量，铁损会具体增加多少W，还望指教。

张老五

具体增加多少要看原来的设计方案和计算参数
最好，是找一个同牌号的材料损耗曲线来算，这样最准确
实在没有的话，频率跟损耗之间，大体上是1.3次方关系，这个误差大一些，不过在60HZ上应该问题不大。

piandh

多谢版主。我给出的第一个方案就是Y2系列的原设计方案，第二个方案只是根据频率与电压的变化调整了铁心长度与绕组参数。计算的结果其铁损也增加了一些，只是未到1.3次方（由50Hz时的pfe= .0263    394.9 W变化到60Hz时的pfe= .0276    413.8 W），这个计算结果肯定会有误差，正如版主所讲：对频率的变化”上科所的程序还没那么聪明，会自己换算铁耗值“，但从量的角度分析，究竟会有多大的误差呢？望指教。

张老五

这要看你现在60HZ下的铁耗是咋算的
按你现在的413.8W来看，其实就是铁心长度和绕组数据改变后的值，用的估计还是50HZ时的曲线，肯定不行。
你先把原来的鉄损曲线按1.3次方自己做一条曲线出来，然后用这条来算，应该就比较准了

piandh

多谢了。谢谢。

张老五

其实这个问题是比较复杂的
电科所的程序到底能不能算60HZ下的性能，说实话我也不是特别清楚，也没有找到相应的说明
从手算程序本身来说肯定是可以的，但具体到这个计算程序，则关系到好几个因素：
第一就是我前面提到过的，损耗曲线的问题，程序里的损耗曲线就只有50HZ的，要算60HZ的，得自己想办法找到相应的曲线，当然，磁化曲线可以通用，这个关系不大
其次，计算过程中有一些相关参数，会受频率的影响，比如趋肤效应，频率的影响有大有小，有些可能关系不大，有些可能影响不小，这点在程序里是否有所考虑，不得而知
第三，还有一点没有考虑的，60HZ下的机械损耗也可能会有比较大的变化，连带的，通风量的不同还会影响到温升，温升的变化又会影响到损耗，这个 其实也满复杂的。当然，如果有风摩耗的经验值可参考也行

piandh

版主说的在理。看来设计时要充分考虑相关因素之外，最好还是通过型式试验来检验一下才为稳妥。