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3.4.4轴向磁拉力计算

轴向磁拉力是锥形异步电动机的重要性能之一。

1.轴向磁拉力公式

任何电磁机械做功,都是由气隙及导磁体内磁场能量的变化来 完成。当磁路不饱和时,铁磁部分的磁导率远远大于空气隙中磁导率抑,此时,磁场能量的变化主要集中于气隙内,而磁体内磁场能量变化可忽略不计。所以,锥形异步电动机的轴向磁拉力Fsm,可由转子轴位移时空气隙内的磁场能量变化来确定。

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锥形转子平均磁通密度&的单位为T,力的单F = 1.225 x (3-10)肖磁路不饱和,工程上采用平均t径法计算,对应的轴向磁拉力f1=1.225 x l^DAvtgoW/?,^)2     (3-11)

式中—锥形异步电动机的铁心有效长度。当采用分段法计算,其计算式为1F=>]1.225x   (3-1)I =]

式中,右Si为第i段的气隙磁通密度M大值。

当定、转子开槽后,此时气隙磁场是一个幅值为^与个幅值为(A:s-1)仏的正弦分布磁场的叠加。则总的轴向磁拉力是这两个磁场所产生轴向磁拉力之和:F=1.225xlO^tl+(K)   (3-13)

2.其他因素对轴向磁拉力的影响

(1)斜槽锥形异步电动机转子采用斜槽后,因斜槽产生的轴向磁拉力原理与普通圆柱形异步电动机斜槽产生的轴向磁拉力相同。图3-7所示为一普通圆柱形异步电动机转了,斜槽角度为戸=arctg Usk/L)。设磁场方向垂直纸面,则可由左手定则定出电磁力F的方向,图中,F可分解为两个分力FAT号/^k, FSK与轴向方向一致。由于斜槽角度不大,其产生的轴向磁拉力很小,且不在同一磁场平面内,可以忽略。若斜槽角度较大,其产生的轴向磁拉力Fsk按Fsk= Fattg/?计算。

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(2)电压当电源电m产生波动,或因线路压降太大,引起电动机定子进线端电压达不到额定电压时,则将引起锥机轴向磁拉力的波动或降低,其轴向磁拉力彼下降,由下式决定:


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式中ih——额定电压^/你下的气隙磁密最大值;

——其他电压(/下的气隙磁密最大值;

F——其他电压V下的轴向磁拉力。

当电压F降后,一般磁路不饱和,可认为沿锥形异步电动机的轴向
长度的磁通密度分布是均匀的,且A = /?;,则得

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可见,轴向磁拉力与定子外加电压的二次方成正比关系变化。当电压下降很多吋,致使轴向磁拉力小于弹簧力,影响锥形异步电动机不能正常工作。为此,在企业标准中规定:在电压下降至85%额定电压时,锥形异步电动机轴向磁拉力仍然能有效地进行自制动,作为考核指标之一。

(3)转差率起动时,5=此时漏磁通最大,主磁通较低,轴向磁拉力最小。其他转差率的轴向磁拉力计算由下列确定:

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私——折算到定子侧的转子电阻;

X,——定子侧漏电抗;

A——折算到定了侧的转子漏电抗;
5N——额定转差率;

Z,a------ 修正系数(7 = I十y,

z,—定子漏阻抗;
zm——励磁阻抗。


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