如何選擇電機的電負載和氣隙磁密？

發布時間：2021-07-06 08:06

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根據電機的綜合技術經濟指標，選擇合適的電負載和磁負載值，使制造和運行的總成本小化，達到良好的性能。除了不要選擇過高的電負載和磁負載的值外，還應考慮它們的比值。因為這個合適的比例不僅影響電機的參數和特性，而且與銅(鋁)損耗和鐵損的分布密切相關，即會影響效率高出現在電機效率曲線上的位置。

因此，對于經常在輕負載下運行的電機，通常建議選擇較大的電負載和較低的磁負載，以便在輕負載下獲得較高的效率。

1電機的冷卻條件對電磁負荷的選用也有重要影響

比如保護電機的電負載和磁負載，由于冷卻條件較好，可以高于同規格的封閉式電機，通常可以比一般的小型異步電機高15~20%左右。

2電機所用的材料與絕緣結構的等級也直接影響

電磁負載的選擇。所用絕緣結構的耐熱等級越高，電機的允許溫升越高；導磁材料越好(包括一些也起磁路作用的結構件)，允許的磁密越高。電樞繞組采用鋁線時，為了保證足夠的空間，避免過大的電氣損耗，電磁負載要低于銅線。

3電磁負荷的選擇還和電機的功率及轉速有關

電磁負載的選擇也與電機的功率和速度有關，具體與電樞直徑(或極距)和轉子的周向速度有關。在周向速度較高的電機的氣隙中，轉子和冷卻介質之間的相對速度較大，因此冷卻條件得到改善，并且可以選擇較大的電磁負載。電樞直徑(或極距)越小，選擇的電磁負載就應該越小，這主要是空間充足的問題，可以這樣解釋：在有內電樞的電機(如DC電機)中，電樞直徑越小，齒根就會越窄，以保證與槽壁平行時有一定的槽距；當齒壁平行時，槽的尺寸會受到限制，以保證一定的齒截面積。

因此，當電機功率較小時(通常直徑也較小)，如果平行于槽壁，由于齒根處的磁密度限制，磁載荷的值不會太高，因為齒部的磁密度值通常是有限的。超過這個值后，勵磁電流和鐵損會迅速增加。同時由于齒根處磁密度的限制，相位不能太深，從而限制了槽距的大小和電負載的值。如果齒壁平行，小直徑電機的槽距比大直徑電機的槽距小，在齒距、齒寬、相深固定的情況下，電負載應該更小。同樣，在內極電機(如凸極同步電機)中，當電樞直徑變小時，勵磁繞組占用的空間會減小，從而限制了勵磁磁勢的值，使電樞反應磁勢及其密切相關的電負載和磁負載不能過高。而且電樞直徑較小的電機通常導線較細(因為電流較小)，絕緣比例較大，使得槽的空間利用率較差。此時，為了盡可能增大槽的空間，必須使齒寬變窄，這就要求磁載荷不能做得太高。

電磁負荷選擇時要考慮的因素很多，很難單純從理論上來確定。通常主要參考電機工業長期積累的經驗數據，并分析對比所設計電機與已有電機之間在使用材料、結構、技術要求等方面的異同后進行選取。

工業的發展歷史表明，隨著材料，特別是電氣材料、冷卻條件和電機結構的不斷改進，電機的利用系數以及電負載和磁負載的值逐漸增加，從而降低了電機的體積和質量，同時能量指標仍能得到保證。