交直流两用串励电动机重绕计算

(1) 改压计算。

① 改压后定子每极匝数。

N′_s＝N_s

式中:N′_s为改压后定子绕组每极匝数(匝/极);N_s为改压前定子绕组每极匝数(匝/极);U′为改压后的使用电压(V);U为改压前的使用电压(V)。

② 改压后定子绕组导线直径。

d′_Ws＝d_Ws

式中:d′_Ws为改压后定子绕组导线直径(mm);d_Ws为改压前定子绕组导线直径(mm)。

③ 改压后的电枢绕组元件匝数。

N′_a＝N_a

式中:N′_a为改压后电枢绕组元件匝数(匝);N_a为改压前电枢绕组元件匝数(匝)。

④ 改压后电枢绕组导线直径。

d′_Wa＝d_Wa

式中:d′_Wa为改压后电枢绕组导线直径(mm);d_Wa为改压前电枢绕组导线直径(mm)。

【例】有一单相串励电动机,原用电压为110 V,今欲改为36 V安全电压,试求重绕数据。已知该电动机原始数据电压110 V,极数2p=2;电枢绕组:元件匝数N_a＝38匝,导线直径d_Wa＝0.34 mm;定子绕组:每极匝数N_s＝102匝/极,导线直径d_Ws＝0.48 mm。

【解】① 改为36 V定子每极匝数。

N′_s＝N_s＝102×＝33.38(匝/极)

取N′_s＝33匝/极。

② 改压后定子绕组导线直径。

d′_Ws＝d_Ws＝0.48＝0.839(mm)

选用∅0.83 mm高强度漆包圆铜线。

③ 改压后电枢绕组元件匝数。

N′_a＝N_a＝38×＝12.44(匝)

取电枢绕组元件匝数N′_a＝13匝。

④ 改压后电枢绕组导线直径。

d′_Wa＝d_Wa＝0.34＝0.581 3(mm)

选用∅0.58 mm高强度漆包圆铜线。

(2) 空壳重绕计算。

① 电动机功率估算。根据实测定、转子铁心尺寸和初选数据,用下式计算输入功率

P_i＝

式中:P_i为电动机输入功率(VA);a_p为极弧系数,取a_p＝0.6～0.7;D_ae为电枢铁心外径(cm);l_a为电枢铁心叠厚(cm);B_g为气隙磁通密度T,取B_g＝0.35～0.5 T,大功率取较大值;A为电枢线负荷(A/cm),一般取A=60～120 A/cm,短时工作制可提高到160 A/cm;n为电动机工作转速,一般为4 000～15 000 r/min。

② 电动机输出功率。

P_ex＝P_i

式中:P_ex为电动机输出功率(W);η为电动机效率,一般取0.5～0.6。

③ 电枢电流。

I_a＝

U_N≤K_e

式中:I_a为电枢电流(A);cosφ为电动机功率因数,一般cosφ=0.9～0.95;U_N为电动机额定电压,通常在36～250 V选取;K为换向片数;e_c为相邻换向片间电压,一般e_c≤6～8V。

④ 电枢绕组总导体数。

N_a＝

E_a＝U_Ncosφ

式中:N_a为电枢绕组总导体数(根);a为电枢绕组并联支路对数,2极单叠绕组a=1,4极电动a=2;E_a为电枢电动势(V);p为极对数;Φ为每极磁通(Wb)。

Φ=a_pτB_gl_a×10^-4

式中:τ为极距(cm);l_a为铁心长度(叠厚,cm)。

⑤ 电枢元件匝数。

N_ae＝

计算的N_ae值取整数后,修正N_a实际值。

⑥ 电枢绕组导线直径。

d_Wa＝1.13

式中:d_Wa为电枢绕组导线直径(mm);J为导线电流密度(A/mm²),根据电动机工作情况而定。一般连续工作时,取J=5～6.5 mm²;负载持续率时60%时,取J=6.5～8.5 A/mm²;负载持续率为40%时,取J=8～10 A/mm²;n_a为电枢绕组并绕根数。

⑦ 定子绕组计算。

定子绕组每极匝数。

N_s＝K_a

式中:N_S为定子绕组每极匝数(匝/极);K_a为变换系数,当2p=2时,取K_a＝0.1～0.25;2p=4时,K_a＝0.05～0.1。

定子绕组导线直径。

d_Ws＝(1.34～1.45)d_Wa

式中:d_Wa为定子绕组导线导线直径,mm。

计算后选用标准规格导线。

定子附加直流绕组计算。直流励磁绕组总磁动势根据去磁条件,由下式估算

F=(0.84～0.95)τA

式中:F为总磁动势(A);τ为极距(cm);A为线负荷(A/cm)。在直流电源工作时,电动机效率也略有提高,一般取η′=0.6～0.8,大功率可取较大值。

直流电源上的运行电流为

I′_d＝

式中:y′为直流供电时电动机效率。

直流励磁绕组总匝数

N_d＝

直流励磁绕线附加匝数

N_da＝-N_S

式中:N_da为流励磁绕组附加匝数(匝/极);N_s为定子绕组交流供电时每极匝极(匝/极)。

直流附加绕组导线选择

d_Wd＝d_Ws

式中:d_Wd为直流附加绕组导线直径(mm);d_Ws为定子绕组导线直径(mm);I_d为直流电源上的运行电流(A);I_a为电枢电流(A)。

⑧ 校验。

电枢铁心轭部磁通密度校验。

B_y＝×10⁴

式中:B_y为电枢铁心轭部磁通密度(T),长期工作制,B_y≤1.3～1.5 T;短时工作制,可放宽到B_y≤1.5～1.7 T。

当验算磁通密度过高时,应重选B_g值复算。

电枢铁心齿部磁通密度校验。

B_t＝

式中:B_t为电枢铁心齿部磁通密度(T)。长期工作制,取B_t≤1.3～1.5 T;短时工作制,取B_t≤1.5～1.7 T。如验算磁通密度过高时,应重选B_t值复算。t_a为电枢齿距(cm);b_a为电枢槽齿宽度(cm)。

线负荷校验。

A=

式中:A为线负荷(A/cm),实际线负荷应在允许范围内,最好使与初选值的偏差小于±10%。如相差过大时,要重选B_g及A值予以重算。

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