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这里氛围真好,我做大型交流电机10年,愿意回答问题

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发表于 2014-4-7 13:47:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
这里的交流气氛很好,[url=]逍遥处士、害怕伏枥[/url]等 理论与实践十分丰富,看的过瘾,
我做大型交流电机设计刚好十年,虽然电磁无甚问题,但结构、液压、流体很欠缺,
应了老师傅的话,电机者,三分电七分机,机是实现电的关键,特来向大家取经,

同时,很愿意为大家解答电机的问题,我来自HE,只要不涉密,
不论是电机设计与应用,我都会给大家答复。
我的研究领域主要是大型交流电机(500kw-30000kw),设计、制造、控制。
可能与微特电机有很多不同,或许答案不能让您完全满意,忘谅解。。。。。。

补充内容 (2014-4-8 11:17):
我的题目怎么变了,我是说来交流的,斑竹大人你不要逗俺啊。。

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 楼主| 发表于 2014-4-27 12:21:00 | 显示全部楼层
hc2003 发表于 2014-4-27 12:15
怎么简单判断鼠笼式电机和绕线式电机?求科普

异步电机这两种主要区别在外观上,即转子的轴端是否有引出滑环和电刷。
双馈异步风力发电机,结构上其实就是一个绕组转子异步电机。

点评

你可以百度一下双馈异步风力发电机,看看它的滑环和电刷就知道了。  发表于 2014-4-27 12:36
没有滑环,轴端滑环和电刷什么样子,有图片么?  发表于 2014-4-27 12:33
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 楼主| 发表于 2014-4-7 14:03:34 | 显示全部楼层
提问:为什么变频电机分为恒功率与恒转矩两个区间,
      在变频器当中,为什么在低速恒转矩区设补偿电压?

回答:
电机的能量主要透过气隙磁场传递,
那么先对定子线圈设定匝数为N,磁通Φ,
交流电势微个分e=-N*dΦ/dt
Φ瞬时=Φm*sinωt
e =-NωΦm cosωt  (求微分所得)
   = NωΦmsin(ωt-90度)
最大Em= NωΦm = 2πf NΦm   
有效E=Em/√2   
有效E=√2 πf NΦm  =4.44*f NΦm
最后Φm=E/4.44Nf
电源u=E+i*r
当电压u比较大时 可略去较小的定子内阻r
Φm=U/4.44Nf

F=BIL  T=F*R=BIL*R=B*I*S=Φ*I
其实Φ就是定子磁通,I就是转子导条电流
显然,转矩由定子磁通和转子电流共同决定

磁通:u/f   
磁通决定转矩
恒转矩取决于恒磁通
电压与频率成比例提升即恒转矩
频率提升一定时 电压无法在提高
因为匝数不变时 磁密取决于电压
硅钢片在磁密至1.8T接近饱和
此时 仅仅频率自己提升 电压不变
则磁通开始下降 转据也就下降即恒功率

如果调低电压与频率 就必须考虑定子内阻
虽然只有零点几欧姆 电源电压补偿定子电压带来损失
这个时候e不能简单等于u。   e+i*r=u
这也就是变频器在低速恒转矩区设置补偿电压的原因了

点评

伟光,加我QQ:3220357 我是害怕伏枥前辈的学生  发表于 2016-12-4 23:32
在等效电路中,转子侧参数都要折算至定子侧,提高定子电压时,磁通就增加了,例如异步电机,转子侧是定子感应过去的,磁通是连续的,当磁通增加在转子回路中,感应的感应电势也就增加了。  发表于 2014-4-8 19:56
每个电机恒功率与恒转矩区间都是不同的,切换需要控制策略来控制,转矩主要由定子磁通和转子电流决定,U是定子电压,转子电压提升,转子电流增加,磁通不变,转矩提升。  发表于 2014-4-8 19:53
变频器这两个区间是自动切换的吗? 变频器能不能设置在某个区间运行吗? 磁通公式中的U是定子电流吧,力矩公式中的I是转子电流吧,转子电压升高应该也能提高转矩吧?  发表于 2014-4-8 12:37
大哥,为什么不早点来啊  发表于 2014-4-7 21:27
一看公式推导,就跪了。。。直奔结论了。。。  发表于 2014-4-7 21:24

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发表于 2014-4-7 22:45:06 | 显示全部楼层
七件夏天衫~ 发表于 2014-4-7 22:18
看书上介绍了好几种槽型,但是现在看到的在生产的交流电机好像都是长方形的开口直槽,是跟采用的线圈绕住 ...

启动转矩大的电机槽深>集肤效应相对较强>启动电阻大>启动电流小?不知道是不是这样理解捏大侠?

点评

启动转矩大,启动电流就大,所以要在启动转矩和启动电流间做个平衡。 启动电阻大是指转子电阻,启动电流大是说定子电流。  发表于 2014-4-7 23:06
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发表于 2014-4-7 14:48:03 | 显示全部楼层
说的不错,专业人士,佩服,

补充一点,恒功率还跟电机热计算有关系,而恒转矩也与电机机械结构设计有关系,这两点都不完全取决于电磁设计特性,而是与机械性能相关联,

点评

作为设计,只能尽可能地做好自己,把自己不多的经验和大家分享少走我的弯路。尽可能给国内企业以配套提高的机会,大家一同进步,与外资相比基础材料与工艺处理方面差距太大。  发表于 2014-4-7 17:35
你说的对,大虾,我与国内电机厂都很熟悉,选择电机,招标,都会遇到他们,经常见面,谈的就是这个‘怎么提高’,国内确实许多东西现在做不了,这个不是自卑,需要电机厂的工程师多努力了,要自我创新,进步  发表于 2014-4-7 17:29
提高,这需要整个产业链的提高,国家应该重视基础材料、工艺方法,小的东西都做不好怎么办。  发表于 2014-4-7 17:24
大虾,这不是‘分享’的问题,我很反对这个‘分享’,国内现在需要的不是‘分享’而是要提高,是要提得与洋人一样高,假如只想分享,就不能提高,  发表于 2014-4-7 17:11
你现在说的根我不矛盾,说的就是这个‘套’,航空都是‘米军标’,液压润滑都是‘纳式多少级’,以前遇到一个你们厂的,也是谈这个‘独创’,我拿一个大轴锻造规范,他看了一下日期,再也不开口了,与他新图一样  发表于 2014-4-7 17:08
我们既要正式差距,也别完全自暴自弃,这些年在某些领域,国企不是完全停留在原地,外企也不并非一直领先,但是做一个完整的产品,涉及面广不是一个单独企业能解决的,需整个产业链去努力,分享比自锁更重要。  发表于 2014-4-7 17:05
其实你已经是在探讨工业基础的问题了,已经存在的行业惯例标准,没有改的必要,当非标存在达到一定量的时候,才会建立新的标准。  发表于 2014-4-7 17:00
哈哈,大虾,你在往回说,技术,有协作性,也有主导性,比如硅钢片,日本,米国,德国,就是主导的,他们制定先期标准,许多标准都定好了,我们只能去‘套 ’,许多人跟我争论这个‘不套’,我拿‘原件’给他看  发表于 2014-4-7 16:44
其实这涉及到另外一个问题,设备厂家能做到的是很有限,这需要一个产业链一起努力。包过设计院、材料厂家、冶炼、轧制、控制系统,单独拼是没有用,这是平台和平台拼,需要努力。  发表于 2014-4-7 16:38
哈哈,另外你说‘哈电已经联合武钢宝钢实现了硅钢片的国产化’这句话不太严谨,哈电决不可能有玩硅钢片的能力,国内硅钢片标准是日本标准套下来的,是经过努力多年才达到日本标准的,早年电机轴的锻造都是西屋标准  发表于 2014-4-7 16:36
国内硅钢片就是‘小鼻子标准’,几乎一模一样,我玩轧钢的,对这个非常了解,至于电机,你说与核电相关的电机,一半是套西屋的,一半是法国系统,因为主系统是这两家,其相应配套也是符合这两家标准规范的,我懂  发表于 2014-4-7 16:32
硅钢片国内武钢和宝钢是第一梯队,至于损耗电磁性能和新日铁差距很小,即便是核电主泵电机,哈电已经联合武钢宝钢实现了硅钢片的国产化。标准问题,轴封式、屏蔽式主泵电机国家标准均由哈电起草,这个真找不到套。  发表于 2014-4-7 16:28
说的不错,不过,大虾,国内‘南玻万’的东西我都有机会见到,也许那天就会遇到阁下,到时候,可以好好切磋技术,那时,就知道你们用的‘基础计算’是哪家的了,我接触大电机前后20多年了,世界范围内的都了解  发表于 2014-4-7 16:27
一个电机全新的开发要有将近30项的计算分析,如果仅仅是改改匝数,槽型都不动,那个不叫开发仅仅是描图。一个定转子槽配合的选择就很讲究,选不好,噪音大,震动大,损耗大,甚至启动困难,都要经过严格的计算分析。  发表于 2014-4-7 16:23
大虾,你玩电机的,应该了解这个的,国内的‘时间常数’,电磁的许多系数,都是国外的,自己有实验数据的不多,都是‘套过来’的,包括一些标准,我都查过‘套用过程’,为什么有些时候不敢用国产硅钢片,就在此  发表于 2014-4-7 16:16
国内三大厂都有自己编制的电磁、噪音、温升程序代码,西屋没有那么神秘,在设计领域电机与汽轮机还是不一样的。  发表于 2014-4-7 15:53
所谓‘设计没有差距’是指用人家的软件设计,与民用涡轮机设计是一个道理,那个软件是‘马丁’的,电机是西屋软件,我知道这个,所谓‘技术没有差距’一定要到脱离鬼子软件以后,或者有自己的‘计算模型’的时候  发表于 2014-4-7 15:45
目前哈电上电东电与西屋、abb、三菱在电机设计方面目前基本没有差距了,但是材料及工艺方面的差距我觉得15年还要多。就拿主泵电机屏蔽套来讲,旋压工艺或薄板对焊工艺,在大直径屏蔽套稳定性方面差距大太多了。  发表于 2014-4-7 15:42
我从定制‘硅钢片’开始,到‘级进冲’,到合金钢的大轴,到‘无氧铜浇铸电工杆’,到安装调试‘轴电压’,到刮‘球面瓦’,玩过一个周期,编的技术资料,国内电机制造与德国,起码有15年差距,玩一次就看到了  发表于 2014-4-7 15:25
恩,的确如此,经常向设计院的同志们说明,看来我们是同行非标大型电机设计,嘿嘿向您学习。  发表于 2014-4-7 15:18
你说的不错,调速比与硅钢片的含硅%与‘取向’有关系,不完全由‘算法’决定,其内在一定的条件下,调速范围基本就定了,人为‘超调’,电机就不稳定了,效率也急剧下降,我本身也设计非标特殊大电机,欢迎谈技术  发表于 2014-4-7 15:15
恩,变频电机的调速比越大,电机铁心体积就越大,因为高速弱磁低转矩和低速磁场过饱和是一对矛盾量。 看到很多国内做控制的同志,经常想依靠寻找好的控制算法去解决转速比问题,其实这是本体设计应解决的。  发表于 2014-4-7 15:11
89年,我第一次接触变频电机,西门子,米国GE,西屋的几个公司专家特意讲这些基础问题,包括硅钢片的特性与电特性问题,以及各种损耗,发热等等问题,其中‘功率限定、扭矩限定’就是一个内容,并且很重要  发表于 2014-4-7 15:04
恩,是这样的,电机的固有频率,转系计算,热分析,都是电机设计的重要的部分。  发表于 2014-4-7 14:51
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发表于 2014-4-7 16:37:18 | 显示全部楼层
群里又来了一个好人,伟大!
问个弱弱的问题: 大电机通常多少伏特电压,别见笑啊,呵呵。

点评

小轴承,高温风机80度热风,的轴承也不行啊,原单位后来再也不敢在风机里用国产轴承了。  发表于 2014-4-7 17:03
大轴承主要是受命不行,尤其有大冲击的载荷条件下,受命很短,这主要是国人在‘整个环节’里不认真,国内大电机,用在时间要求严格的场合,比如大飞剪就不行,用在大型轧机也不行,即使是‘国产’也是国外设计  发表于 2014-4-7 16:55
大型电机设计时滚动轴承,大多要用SKF、FAG和NSK等品牌,日本和德国是产业链整体的强大,其实越是基础的东西越重要,不要瞧不起紧固件和轴承,真想在大型轧机中用中国自己的轴承,可惜一直不达标。。。。。  发表于 2014-4-7 16:50
高压3 6 10kv 低压440 690v 这个和控制系统、功率等级有关。  发表于 2014-4-7 16:46
受教了!单位有一台大电机,看着巨大啊  发表于 2014-4-7 16:41
看你干吗用了,机械行业用的,一般有6千,10千,特殊还有高的,太高了,成本高,绝缘复杂,未必划算,另外,直流系统,交流系统还不同,还与你系统控制有关,比如西门子系统,意大利系统,电压都有差异,  发表于 2014-4-7 16:40
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发表于 2014-4-7 16:59:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 hc2003 于 2014-4-7 17:01 编辑

我原单位的高温风机(热风温度才80度)里边的轴承都是SKF(因为相对,FAG,NSK便宜多了,SKF在大连有分厂),
有一次急用买不到进口的,老外说用 chinese bearing试下,结果不到2个月,轴承就出现声音了,呜呜的响。悲催啊。后来换SKF的3年没事。
再也不敢用国产轴承了,80多毫米的轴承内孔。
还有一次,除湿机里边的小电机 0.15kw,意大利原装的,轴伸直径15mm左右吧,呆着160左右的单槽皮带轮,啥问题没有。
后来做除湿机的厂家 换了国产电机,一周多,电机就呜呜响了,悲催啊。

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电机方面我了解的不多啊,大电机用的更少啊  发表于 2014-4-7 18:42
03君不要逗俺,俺是小兵一个啊。。。  发表于 2014-4-7 18:41
向伟光大侠学习!致敬  发表于 2014-4-7 18:40
武钢整条2250轧线电机都是我们做的 飞剪、粗轧、精轧、卷曲、开胚。我们和上电分别独立研发了西气东输5040转20MW高速调频防爆同步电机。有机会可以来哈详谈,技术参数可以尽量提。  发表于 2014-4-7 18:21
主要是对启动时间,在很短周期内达到一个很高的力矩特性、并且特性要很硬有关,以后我把东西贴出来,数据挺多的,电机厂是否敢接这些东西,也不完全在工程师,厂子不敢,也没有办法,  发表于 2014-4-7 18:15
你可以说说你的参数要求。  发表于 2014-4-7 18:11
998大哥说的很对,越是基础领域越是要坐住板凳。  发表于 2014-4-7 18:08
我因为需要大电机,以前我自己写了一套规定,找电机厂的来做,我说,只要你达到我写的标准,再有问题,我自己担责任,与你无关,因为俺从硅钢片玩过来,我自己负责,他们没有敢的,说,你最好还是引进,免得麻烦  发表于 2014-4-7 18:08
核心问题就在人,大家都没有‘心思’把一个东西玩好了,就怎么都好不了,我每年都找电机厂的家伙,许多东西就是努力不够,比如许多特殊电机,利润非常高的,但从来没有谁想‘大爷我自己玩那东西’,都害怕玩砸了  发表于 2014-4-7 18:02
想玩好一个东西,必须自己主观有动力,就每天想着‘大爷我要到德国水平’,你20岁就想这个,到你40岁,起码有德国人的95%水平,而假如想着‘反正以后都会好的’,就100年都追不上鬼子,就总在人家屁股后面跑,  发表于 2014-4-7 17:59
国家应该重新重视工艺研究,看着厂子里的工艺员都去当工长,不知说什么好。  发表于 2014-4-7 17:57
国产的质量问题不知何年能上去啊  发表于 2014-4-7 17:52
998大哥说的我深有感触,曾经一段时间为国产轴承头疼好一阵。  发表于 2014-4-7 17:40
更可悲的事情是:现在SKF好多假冒的,上次就买到一次,上当了  发表于 2014-4-7 17:11
拆下来看‘金相’,一目了然的事情,这个没有啥解释的,你一眼就看得出来他最初在哪里‘偷懒’了,就跟把国内工程师送到米国的‘格子’里去,马上他就不侃了,我念大学的时候,那些玩航空的回来,说想‘放声大哭’  发表于 2014-4-7 17:04
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发表于 2014-4-7 17:02:30 | 显示全部楼层
你们都是大侠,高深的俺也听不懂,我就问个小问题:
电机功率中  KVA 和KW  一样么?
为什么大电机 都是用KVA,比如2500KVA,而小电机都是KW?
箱式变压器(里面含有控制机构的那种)  铭牌上的630KVA  是不是可以理解为可以带负载630KW?
这两种标注方式有什么不同?

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举个例子,假如一个电机630kw(有功功率630kW),功率因数0.9,其视在功率为630/0.9=700kVA,功率因数0.9即是cosφ,那么sinφ=0.4359,无功功率为700kVA*0.4359=305Var,变压器的容量为700/0.85=824kVA。  发表于 2014-4-10 21:16
就是一般日用用KW除以0.85就是KVA了?  发表于 2014-4-8 20:19
KVA通常用在装机容量上  发表于 2014-4-7 19:03
根据电机功率因数求出其视在功率,然后其视在功率占变压器总视在功率85%左右即可。  发表于 2014-4-7 17:20
视在功率kVA 有功功率kW 功率因数cosφ= 有功/视在 无功功率=视在功率kVA *sinφ 所以发电机、变压器一般都要标kVA 电动机一般标kW  发表于 2014-4-7 17:19
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发表于 2014-4-7 18:18:38 | 显示全部楼层
我正有个不解请教老师.我用的220v电容小电机.刚启动时无力转速也慢过几分钟转速才上来.电机也需预热?谢谢

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电机启动方式也会有所影响,如果使用降压启动,也就降低了设计的额定启动转矩,请贴出电机详细参数及启动控制方案。单相电机一般在绕组串个电容,使电压滞后电流90度得到椭圆形旋转磁场。若电容容量小,也会使相角小  发表于 2014-4-7 18:33
电机因槽配合的选择,存在同步和异步寄生转矩,在启动曲线会形成一个凹点,如果负载转矩接近这个凹点,则会在低速阶段爬行一段时间,普通电机启动时间不超过几秒。中小型电机一般冷态可以连续启动3次,热态启动2次。  发表于 2014-4-7 18:27
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发表于 2014-4-7 18:51:02 | 显示全部楼层
大侠   直流串励电机可以长时间工作在低速大扭矩那个区域吗?   限制是要看发热吗?  谢谢!

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多谢大侠的热情帮助!  发表于 2014-4-8 21:02
对于启动电流这要看你的电源情况,一般国家标准规定电机启动电流最大6.5倍详见gb755。对于电机动态分析感兴趣可以看看汤蕴璆教授编的《交流电机动态分析》或《电机学》中的动态分析精简版。  发表于 2014-4-7 23:23
明白了 大侠 想问下一般直流电机的启动电流是正常工作电流的多少倍呢? 交流异步呢? 电机由静止到启动的过程中有要经历怎么样的过程呢? 有啥资料可以推荐的吗? 谢谢!  发表于 2014-4-7 21:19
正反转主要是对轴及转子系统有冲击考核要求,对于非标电机,这个在设计阶段就会考虑,可正反转电机计算时载荷和单向电机计算时是疲劳应力值是不同的。启动主要是考核绕组端部电动力冲击和高温度对绝缘系统寿命。  发表于 2014-4-7 20:15
多谢大侠! 什么电机可以频繁的启动 正反转呢?  发表于 2014-4-7 20:07
串励,励磁绕组和电枢绕组串联,机械特性比较软,负载轻转速快、负载重转速慢、转矩近似与电枢电流的平方成正比变化,低速大转矩时,磁场处于饱和状态,热负荷最大,电机设计时发热、转矩、工作制(S几)均有限值。  发表于 2014-4-7 19:57
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发表于 2014-4-7 19:01:42 | 显示全部楼层
大师是哪里,能留个联系方式吗?
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发表于 2014-4-7 19:59:05 | 显示全部楼层
前辈好,能说说关于Q绕组的电机嘛,这个是GE的东西,好像国内就只有一台,用在磨机上,

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Q绕组,实际是‘Q轴绕组’的概念,以前我学习大型同步机的时候学习的,在后面发一个附件,大致可以看看,这些都是基础理论了,也不深奥  发表于 2014-4-8 10:53
应当不是指电机本身,而是指控制方案。就是所谓的矢量控制技术,最初由西门子一博士提出,其论文在网上能下到。其专利被米国人申请了。几十年前的事情了。磨机要求高启动力矩,正好合矢量控制的胃口。  发表于 2014-4-8 09:14
磨煤机我们做过很多,这种电机还是很有难度的。但难度不在绕组方面,偶尔使用分数谐波绕组。  发表于 2014-4-7 23:29
你是说直轴,交轴吧,直轴d励磁,交轴q转矩,当然使用q轴来控制电机转矩,交轴直轴是经过坐标变化之后的称为,即有三相abc分别投影至二相垂直的坐标系,从而使得励磁与转矩两个部分解除耦合,绕组没有特别之处。  发表于 2014-4-7 23:27
大侠,其实我也不清楚这个的准确称呼,具体好像是应用在同步机上吧,通过控制q轴来控制电机,好像是GE的专利,  发表于 2014-4-7 22:14
请说一下你所指的“Q绕组”  发表于 2014-4-7 20:02

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