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电机一些术语的解释

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1. 概念
电流密度是指电机绕组单位截面积下所通过的电流大小,计算公式如下:图片
电负荷是指电机每相绕组的安培导体数,表征通入电机一相绕组中的总电载荷。计算公式如下 c7a5d86aefe3b7c14de0e2094bf503a9
线负荷是指沿电枢圆周单位长度上的安培导体数,线负荷是电机重要的技术、经济参数,其值大小决定了定子内圆单位表面积所产生的绕组铜损大小,直接影响温升和效率高低。计算公式如下:
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热负荷是指电枢单位表面的铜耗,是衡量电机发热情况的重要指标。计算公式如下:
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2. 意义
电流密度的选择对电机的性能及成本影响极大,要全面考虑电机的具体情况:效率、工况、制造成本、使用寿命、散热条件、绝缘等级、导线材料等等。选用较大的电流密度,导体截面减小,可节省材料、降低成本,但同时导致了损耗增大、效率降低,同时电机的温升增高,寿命和可靠性都降低。
电负荷考量电机每相绕组总的安培导体数,对于相同电枢直径的电机,电负荷和线负荷具有相同的物理意义。
线负荷选取较大的值,在输出相同转矩的情况下,电机的尺寸和重量都会减小,但同时增大了电枢单位表面上的铜耗,使绕组温升增高,而且会使电枢反应加重,机械特性变软(线负荷增大,绕组电抗会增大)。
热负荷的大小直接影响到电机的发热和温升,热负荷值越大,电机的发热和温升就越高。为了避免电机温升过高,线负荷A与电密J的乘积不能超过一定限度,A选取的大,J就相应的要选小些。而实际上,我们总希望电机输出转矩大一些,这样势必会提高电机线负荷,而线负荷的增加一定会导致电流密度的增加,进而电机的热负荷增大。这样的话,我们就只能从散热方面解决,提高电机散热能力,尽可能地降低电机的温升。
3. 评判
电流密度的选取要结合电机的工况、散热条件、绝缘等级、使用寿命及效率要求。对于峰值工况,电机的电流密度可适当选取的大一些,但电流密度太大会导致电机损耗增大、温升提高、效率降低。因此在满足输出性能的前提下,应尽可能降低电机的电流密度。
对于相同电枢直径的电机,电负荷和线负荷评判标准一致。在输出转矩一致的前提下,线负荷值越大,电机的铜损越高、温升越大,同时代表着电机的磁负荷越低、磁性能越差。对于峰值工况,电机的转速较低,铁损值很低,主要损耗为铜损,因此在输出转矩不变的情况下,总是希望电负荷和线负荷越小越好。

由前述可知,热负荷的大小直接代表了电机单位体积铜损的大小,热负荷越高,电机的发热和温升就越高,因此在输出转矩不变的情况下,总是希望热负荷越小越好。

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