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电机的气隙大小如何选择?

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2024/12/20 12:42:49

电机的气隙air gap)是指的定转子之间的物理间隙,如下图所示。气隙作为电机磁路中的一部分,对电机性能来说起着重要的作用,那这个气隙的大小该如何选择呢?

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一方面从机械结构方面考虑,气隙要足够大,以防止由于制造尺寸公差、在各种力下的变形、轴承松动磨损等各种原因而引发的转子和定子接触。考虑电机运转的平稳性和制造工艺难度最小气隙应不小于0.2mm。

另一方面,由于气隙在电机磁路中属于非磁性材料区域,其磁导率相对于电工钢片来说非常小,也就是说其磁阻非常大。根据公式R=MMF/Φ和R=L/μA,我们可以得到Φ=MMF*(μA/L)。其中:R为磁路的磁阻;MMF为磁动势(MMF=NI);L为气隙长度;Φ为气隙中的磁通量;μ为磁性材料的磁导率;A为磁路的横截面积。

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从中可以看出,当气隙较小时,在磁动势不变的情况下磁通密度会增加,这可以提高电机的功率因数和效率,但需要留意气隙过小时可能导致的磁场饱和效应。当气隙增大时,会导致磁通密度下降,从而降低电机的电磁性能,为保证磁通密度不变,就需要更大的磁动势,从而提高了电机的磁电流和无功功率,降低了效率。另外气隙增大还可以提高电机的过载能力,降低电机的噪音水平,改善散热效果。

综上,电机气隙的选择是一个平衡各方面因素的结果。下面针对感应电机推荐一些计算公式给大家(注意单位),赶紧收藏起来。

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其中:D为定子内径(单位为m),L为铁芯总长度单位为m),𝐷𝑟为转子外径(单位为m),𝜔a为圆周速度(单位m/s),P = 极对数

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