中小旋转电机设计手册 第2版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

中小旋转电机设计手册 第2版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 中小旋转电机电磁设计概论1

1.1 设计技术要求1

1.1.1 设计原始数据1

1.1.2 设计过程及内容1

1.2 主要尺寸2

1.2.1 利用系数2

1.2.2 电磁负荷3

1.2.3 主要尺寸比4

1.2.4 主要尺寸的确定4

1.3 绕组4

1.3.1 绕组构成原理4

1.3.2 三相交流绕组6

1.3.3 单相交流绕组8

1.3.4 直流电枢绕组8

1.4 气隙磁场、主磁路及感应电动势8

1.4.1 空载气隙磁场8

1.4.2 磁路计算原理9

1.4.3 励磁磁动势及励磁电流10

1.4.4 感应电动势11

1.5 电抗11

1.5.1 主电抗11

1.5.2 漏电抗12

1.6 损耗和效率13

1.6.1 绕组电阻损耗13

1.6.2 基本铁损耗13

1.6.3 风摩损耗14

1.6.4 杂散损耗14

1.6.5 效率15

第2章 三相异步电动机设计16

2.1 产品发展概况16

2.2 基本结构18

2.2.1 典型结构示例18

2.2.2 定子结构形式20

2.2.3 转子结构形式21

2.2.4 绝缘结构22

2.3 等效电路和相量图24

2.3.1 转子物理量的折算24

2.3.2 等效电路25

2.3.3 相量图26

2.4 功率、转矩和运行特性27

2.4.1 功率平衡27

2.4.2 转矩平衡28

2.4.3 电磁转矩及转矩特性28

2.4.4 运行特性31

2.5 谐波分析及其影响32

2.5.1 气隙谐波磁场32

2.5.2 异步附加转矩36

2.5.3 同步附加转矩36

2.5.4 杂散损耗37

2.5.5 电磁噪声37

2.6 电磁计算步骤40

2.7 额定数据、主要尺寸及绕组设计42

2.7.1 额定数据42

2.7.2 主要性能指标42

2.7.3 主要尺寸的确定43

2.7.4 气隙长度45

2.7.5 槽配合及斜槽46

2.7.6 定转子槽形及尺寸48

2.7.7 绕组设计51

2.8 磁路计算56

2.8.1 异步电机的磁路56

2.8.2 每极主磁通56

2.8.3 各段磁路截面积和磁路计算长度57

2.8.4 磁通密度和磁位降59

2.8.5 励磁电流62

2.9 参数计算63

2.9.1 线圈平均半匝长63

2.9.2 电阻64

2.9.3 漏电抗65

2.9.4 有效材料用量75

2.10 运行性能计算76

2.10.1 满载电流和电动势76

2.10.2 损耗78

2.10.3 力能指标和过载能力79

2.11 起动性能计算82

2.11.1 饱和效应82

2.11.2 挤流效应84

2.11.3 起动参数及性能88

2.12 计算机辅助设计94

2.12.1 电机设计中计算机应用概况94

2.12.2 异步电机电磁计算程序95

2.12.3 电机的优化设计107

2.12.4 计算机辅助设计系统113

2.13 高效电动机设计118

2.13.1 概述118

2.13.2 IEC高效电动机标准119

2.13.3 高效电动机设计要点127

2.13.4 IE4高效电动机137

第3章 单相异步电动机设计141

3.1 产品发展概况141

3.2 基本结构142

3.3 数学模型143

3.4 额定数据及主要尺寸147

3.4.1 额定数据147

3.4.2 冲片主要尺寸和气隙148

3.4.3 定转子槽数选择148

3.4.4 定转子槽形选择和相关尺寸计算150

3.5 主绕组设计153

3.5.1 绕组形式选择153

3.5.2 绕组系数计算157

3.5.3 主绕组串联导体数计算158

3.5.4 主相电流估算和线径确定160

3.5.5 槽满率计算161

3.5.6 线圈平均半匝长161

3.6 主相参数计算162

3.6.1 主相绕组电阻162

3.6.2 主相绕组漏抗162

3.6.3 不考虑饱和的励磁电抗163

3.6.4 转子电阻164

3.6.5 转子漏抗164

3.6.6 总漏抗165

3.7 磁路计算165

3.8 副绕组设计169

3.9 起动性能计算172

3.9.1 不考虑饱和的主绕组起动性能计算172

3.9.2 饱和对参数的影响172

3.9.3 考虑饱和的主绕组起动性能计算173

3.9.4 副绕组起动性能计算174

3.9.5 电机起动性能计算174

3.10 运行性能计算175

3.10.1 基本关系式175

3.10.2 电阻起动和电容起动电动机的性能计算176

3.10.3 电容运转和双值电容电动机的性能计算178

3.10.4 转子电流计算182

3.10.5 负载特性计算184

3.10.6 机械特性计算184

3.11 计算机辅助设计185

3.11.1 概述185

3.11.2 软件适用范围185

3.11.3 软件主要功能186

第4章 同步发电机设计188

4.1 产品发展概况188

4.2 基本结构190

4.2.1 一般结构190

4.2.2 定子192

4.2.3 转子194

4.2.4 通风196

4.2.5 绝缘199

4.2.6 无刷同步发电机结构200

4.3 额定数据和主要尺寸201

4.3.1 额定数据201

4.3.2 主要尺寸201

4.4 绕组设计205

4.5 磁路计算210

4.5.1 定子铁心磁路计算210

4.5.2 凸极转子铁心磁路计算212

4.5.3 空载磁路计算214

4.6 稳态参数计算221

4.6.1 绕组电阻221

4.6.2 漏电抗223

4.6.3 电枢反应磁动势和电枢反应电抗225

4.6.4 短路比和功角227

4.7 额定负载励磁磁动势和励磁绕组设计229

4.7.1 额定负载的励磁磁动势229

4.7.2 励磁绕组设计230

4.8 阻尼绕组设计233

4.9 损耗和效率235

4.9.1 定子基本铁耗和表面损耗236

4.9.2 电枢绕组和励磁绕组I2R损耗236

4.9.3 机械损耗和附加损耗237

4.9.4 交流励磁机损耗237

4.10 瞬态参数和时间常数239

4.10.1 瞬态参数239

4.10.2 时间常数及短路电流倍数241

4.11 励磁系统设计244

4.11.1 励磁方式245

4.11.2 自动电压调节器255

4.11.3 无刷励磁系统设计261

4.12 单相同步发电机设计267

4.12.1 单相同步发电机的设计特点267

4.12.2 小型单相同步发电机的励磁方式274

第5章 永磁同步电动机设计281

5.1 概述281

5.2 永磁材料的基本性能282

5.3 永磁同步电动机的基本结构形式286

5.4 永磁电机的磁路计算288

5.4.1 永磁体励磁的主磁路计算原理288

5.4.2 漏磁导计算基本原理295

5.4.3 切向式结构永磁同步电动机的磁路计算298

5.5 永磁同步电动机的参数计算302

5.6 永磁同步电动机的稳态性能和特性计算305

5.7 具有自起动能力永磁同步电动机的异步起动计算307

5.8 永磁同步电动机的电磁设计特点309

5.9 永磁同步电动机电磁计算实例313

5.10 单相电容分相式永磁同步电动机325

5.10.1 概述325

5.10.2 结构形式与运行原理分析325

5.10.3 基本方程与等效电路329

5.10.4 对称运行条件333

5.10.5 异步起动时的电磁转矩334

5.10.6 动态分析336

5.10.7 单相永磁同步电动机设计流程339

第6章 直流电机设计345

6.1 产品发展概况345

6.2 基本结构345

6.3 额定数据和主要尺寸347

6.3.1 额定数据347

6.3.2 主要尺寸348

6.3.3 磁极和气隙349

6.4 电磁负荷352

6.5 槽数及槽形353

6.5.1 电枢槽数的选择原则353

6.5.2 电枢槽形及尺寸354

6.5.3 电枢齿尺寸356

6.6 电枢绕组356

6.6.1 绕组形式356

6.6.2 电枢绕组设计360

6.7 电刷与换向器361

6.8 补偿绕组364

6.9 换向性能与换向极364

6.9.1 换向区域364

6.9.2 换向极尺寸365

6.9.3 绕组漏磁导366

6.9.4 换向极绕组设计367

6.10 磁路计算372

6.10.1 气隙磁动势372

6.10.2 齿部磁动势373

6.10.3 电枢轭部磁动势376

6.10.4 主极磁动势377

6.10.5 机座轭部磁动势377

6.11 空载特性计算378

6.12 励磁绕组381

6.12.1 励磁方式381

6.12.2 串励绕组设计381

6.12.3 并（他）励绕组设计382

6.13 转速变化率384

6.14 损耗和效率385

6.15 整流电源供电对电机设计要求389

6.15.1 整流电源供电对电机的影响389

6.15.2 电机电感计算390

6.16 机械计算要点391

6.16.1 主磁极紧固螺栓计算391

6.16.2 扎带计算392

6.16.3 换向器计算392

第7章 永磁无刷直流电动机设计398

7.1 概述398

7.2 永磁无刷直流电动机的工作原理和基本结构398

7.3 基本公式与特性401

7.3.1 两相导通三相六状态方波的基本计算公式401

7.3.2 一相导通三相三状态和两相导通三相六状态时主要计算公式404

7.4 电枢反应405

7.5 永磁无刷直流电动机设计流程407

第8章 机械计算409

8.1 定子固有频率409

8.2 机座411

8.3 转轴挠度及临界转速412

8.3.1 转轴受力分析412

8.3.2 转轴挠度412

8.3.3 临界转速415

8.4 轴承寿命415

第9章 通风温升计算419

9.1 电机的通风系统419

9.1.1 常用的通风系统419

9.1.2 通风系统的工程算法420

9.1.3 风扇及其选用422

9.2 机壳表面冷却电机的通风计算428

9.3 内通风系统电机的通风计算430

9.4 电机的温升计算431

9.4.1 热传导及对流散热方程432

9.4.2 等效热路434

9.5 机壳表面冷却电机的温升计算434

9.5.1 数学物理模型434

9.5.2 机座散热435

9.5.3 定子散热438

9.5.4 转子散热444

9.5.5 热导方程组及其求解446

9.5.6 计算实例447

9.6 内通风系统电机的温度场计算449

9.6.1 求解区域和边界条件450

9.6.2 物理数学模型450

9.7 异步电动机的起动温升计算451

9.7.1 起动时间计算452

9.7.2 定子绕组起动温升计算453

9.7.3 转子起动温升计算455

9.7.4 允许堵转时间计算458

9.7.5 允许起动惯量计算459

9.7.6 允许起动次数核算460

9.7.7 计算实例461

9.8 异步电动机起动时的径向温度场计算463

9.8.1 基本假设464

9.8.2 热传导基本方程和有限元计算格式464

9.8.3 导条损耗分布计算467

9.8.4 计算实例468

9.9 异步电动机起动时的轴向温度场计算472

9.9.1 热传导基本方程和有限元计算格式472

9.9.2 计算实例476

第10章 噪声计算480

10.1 电磁噪声计算480

10.1.1 电磁噪声产生原因分析480

10.1.2 谐波磁场计算481

10.1.3 径向力计算483

10.1.4 径向力引起的振动484

10.1.5 噪声辐射486

10.1.6 计算程序框图491

10.2 轴承噪声计算492

10.3 通风噪声计算493

10.4 电机噪声抑制494

第11章 电机基础标准508

11.1 旋转电机的定额和性能508

11.1.1 工作制和定额508

11.1.2 运行条件510

11.1.3 热性能与试验514

11.1.4 其他性能和试验521

11.1.5 其他要求527

11.2 旋转电机的外壳防护等级530

11.2.1 标志531

11.2.2 表征数字的含义531

11.3 旋转电机的冷却方法534

11.3.1 表示冷却介质的特征字母534

11.3.2 冷却回路布置的特征数字534

11.3.3 冷却介质运动的推动方法特征数字535

11.3.4 标记系统536

11.4 旋转电机的结构及安装形式537

11.4.1 代号1的形式及含义537

11.4.2 代号2的形式及含义543

11.5 旋转电机尺寸和输出功率等级543

11.5.1 电机尺寸标志543

11.5.2 接线盒位置543

11.5.3 凸缘上孔的位置543

11.5.4 安装尺寸544

11.5.5 优先额定输出功率548

11.6 电机线端标志与旋转方向549

11.6.1 符号549

11.6.2 旋转方向550

11.6.3 不同类型电机的绕组标志550

11.6.4 线端标志和旋转方向的关系551

11.6.5 常用接线图551

11.7 单速三相笼型感应电动机起动性能557

11.7.1 设计代号557

11.7.2 N设计的起动性能558

11.7.3 NY设计的起动性能558

11.7.4 H设计的起动性能558

11.7.5 HY设计的起动性能559

11.8 旋转电机的噪声限值563

11.9 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动-振动的测量、评定及限值566

11.9.1 测量量值566

11.9.2 电机安装567

11.9.3 轴承座振动限值567

11.9.4 轴相对振动限值568

11.10 电动机的能效等级568

11.10.1 适用范围568

11.10.2 能效等级569

第12章 电机常用材料及零部件571

12.1 导磁材料571

12.1.1 冷轧取向和无取向电工钢带（片）571

12.1.2 热轧硅钢薄板573

12.1.3 永磁铁氧体材料576

12.1.4 铝镍钴永磁材料578

12.1.5 稀土钴永磁材料581

12.1.6 烧结钕铁硼永磁材料584

12.2 导电材料588

12.2.1 漆包圆绕组线588

12.2.2 漆包扁绕组线595

12.2.3 玻璃丝包绕组线600

12.2.4 潜水电机绕组线608

12.3 绝缘材料609

12.3.1 电工纸板和布板609

12.3.2 绝缘薄膜复合材料612

12.3.3 漆绸和漆布615

12.3.4 云母带和云母板620

12.4 零部件629

12.4.1 电机用换向器和集电环629

12.4.2 电机用电刷尺寸630

12.4.3 电机用电刷634

12.4.4 电机用刷握及集电环635

12.4.5 恒压刷握638

12.4.6 中小型笼型三相异步电动机接线盒642

12.4.7 中小型异步电机用接线板643

12.4.8 中小型异步电机用工程塑料风扇644

12.4.9 小型异步电动机用工程塑料风罩646

12.5 电动机保护及保护元件646

12.5.1 双金属开关式热敏传感元件647

12.5.2 热敏电阻传感元件650

12.5.3 热电阻温度传感元件653

12.5.4 KTY系列硅温度传感元件655

12.5.5 热电偶型温度传感元件658

12.5.6 电动机的防潮保护660

12.5.7 单相异步电动机电子起动开关663

附录666

附录A 三相异步电动机技术条件（摘要）666

A.1 YS系列三相异步电动机666

A.2 Y系列三相异步电动机669

A.3 Y2系列三相异步电动机677

附录B 单相异步电动机技术条件（摘要）687

B.1 YY系列电容运转异步电动机687

B.2 YC系列电容起动异步电动机690

B.3 YL系列双值电容单相异步电动机693

附录C 小型同步发电机技术条件（摘要）696

C.1 有刷三相同步发电机696

C.2 小型无刷三相同步发电机700

C.3 小型单相同步发电机705

附录D 小型直流电机技术条件（摘要）708

D.1 Z4系列直流电动机708

D.2 ZSL4系列（IP23S）直流电动机716

D.3 ZBL4系列（IP44）直流电动机718

附录E 三相异步电动机技术数据720

E.1 Y系列（IP44）小型三相异步电动机720

E.2 Y系列（IP23）小型三相异步电动机725

E.3 Y2系列（IP54）三相异步电动机728

参考文献737