电机结构PDF电子书下载

目录 1

译者的话 1

第一部分 电机结构概述及结构设计基础 1

Ⅰ．对结构型式的影响 1

A．工作方式 1

B．电流种类 1

C．转速特性 2

D．励磁种类 3

E．冷却方式（按VDE 0530§6） 3

F．额定运行方式（按VDE 0530§8） 4

G．防护类型 5

H．结构型式 10

I．拖动方式 18

J．绝缘种类 18

K．发热 19

L．机械及电负荷能力 23

M．电压和试验电压 26

N．惯性力矩 28

O．运输 31

P．电机结构规范 33

Q．冷却与损耗 33

a）多相同步电机 35

b）直流电动机与直流发电机 47

c）多相异步电动机和异步发电机 47

R．损耗热的散出 48

a）热传导 48

b）热辐射 54

c）热对流 55

1．自由流动（56）——2．强迫流动 56

d）综合散热 66

e）不稳定运行 71

S．稳定运行和平衡 74

a）机械不平衡 74

1．刚性平衡（75 ）——2．弹性平衡 76

b）热不平衡 78

T．噪音和固体声 79

a）振动和声 79

b）纯音，律音和噪音 79

c）声压和声强 79

d）最小可听限和最大听觉限 80

e）音量 80

f）多声源的总音量 82

g）声强和声压分贝值的比较 83

h）声的传播 84

i）测量电机音量的准则 84

k）电机噪音的来源 84

1．空气动力噪音（85）——2．磁噪音（85）——3．轴承噪音（85）——4．机械噪音 85

1）用密封罩降低电机内声级 85

b）铸钢 86

a）铸铁 86

Ⅱ．结构材料 86

A．钢和铁 86

c）轧制钢、锻钢和拉制钢 87

d）钢板 87

e）电工钢片 87

b）铜 89

c）铸黄铜，拉制和轧制黄铜 89

a）永磁材料 89

B．有色金属 89

d）铸青铜，锻造、拉制和轧制青铜 90

e）轻金属 90

f）金属焊料和金属镀层 90

1．锡（90）——2．金属焊料（90）——3．金属镀层 91

g）轴承合金 92

C．绑扎材料 92

D．绝缘材料 92

b）液体冷却介质 93

F．电刷 93

a）气体冷却介质 93

E．冷却介质 93

G．滚动轴承润滑脂和轴承油 94

a）滚动轴承润滑脂 94

b）轴承油 95

c）其他润滑剂 95

H．密封材料 95

第二部分 电机的机械总结构 111

I．同步电机 111

A．与活塞机组合运行的同步发电机和同步电动机 112

B．与水轮机和泵组装的同步发电机和同步电动机 116

a）水轮机拖动 118

1．卧式冲击式水轮机拖动（118）——2．卧式或立式混流式或转桨式水轮机拖动（119）——3．立式轴流式水轮机拖动（121）——4．卧式或倾斜式贯流式水轮机拖动 126

b）电站建筑型式对发电机结构的影响 128

1．具有正常内部建筑结构（128）——2．具有大大缩小机器间容积的建筑结构（128）——3．卧式和立式发电机的地下电站（128）——4．露天电站 129

c）发电机的布置和结构型式 129

e）励磁机和辅助设备的设置 132

d）单相水轮发电机 132

C．与蒸汽轮机或燃气轮机和透平压缩机组装的凸极发电机和同步电动机 135

D．变频机和冲击发电机用同步电机 135

E．调相电机 137

F．中频发电机 138

G．永磁发电机 140

H．汽轮发电机和汽轮同步电动机 141

a）空冷发电机 145

b）氢冷发电机 148

c）气体和液体组合的冷却系统 150

Ⅰ．带旋转励磁整流器的交流励磁机 153

Ⅱ．直流电机 154

A．直流发电机 155

a）利奥那德发电机 155

b）大电流发电机 156

c）柴油机发电机 156

d）汽轮机拖动的直流发电机 159

e）单极发电机 159

h）电焊电源 160

f）测功电机 160

g）由运输车辆间接传动的发电机 160

B．直流电动机 161

a）开启式和封闭式标准电动机 161

b）透平电动机 162

c）轧钢电动机 162

d）卷扬电动机 165

Ⅲ．异步电动机（感应电动机） 166

A．普通电动机 167

B．中型和大型短路转子电动机（鼠笼转子电动机） 168

C．滑环转子电动机 170

D．特殊电动机 170

a）低振动电动机 170

l）辊道电动机 171

k）潜水泵电动机 171

i）压力电动机 171

h）通风电动机 171

g）齿轮减速电动机 171

f）纺织电动机 171

e）堵塞电动机 171

d）断续运行电动机（特别是起重机用电机） 171

c）双速或三速变极电动机 171

b）低噪音电动机 171

m）防爆电动机 174

n）大型鼠笼转子电动机 174

Ⅳ．交流整流子电动机 174

A．小型电动机 174

B．串激整流子电动机 174

C．交流整流子电动机 175

a）具有并联特性的交流整流子电动机 175

b）低频交流整流子电动机 175

V．铁道机车电动机 176

A．机车直流电动机 177

B．脉振电流电动机 179

C．交流电动机 179

D．传动方式 182

第三部分　电机的结构元件 188

Ⅰ．叠片铁芯 188

A．概述 188

B．交流电机的定子铁芯 191

C．交流和直流电机的转子叠片 197

D．磁极叠片和极靴叠片 199

a）直流电机主极和换向极 199

b）同步电机的极身和极靴 200

Ⅱ．绕组和绕组绝缘 203

A．概述 203

B．交流电机的定子绕组 205

a）适用于半开口槽的散下绕组、穿入绕组和插入（焊接）绕组 205

b）嵌到开口槽中的绕组 210

C．转子绕组 215

a）异步鼠笼转子 215

1．起动发热（215）——2．起动时间（218）——3．鼠笼转子的槽形和笼条形状 218

b）异步滑环转子 220

c）直流电机和交流整流子电机 222

1．概述（222）——2．绕组的制造（225）——3．直流绕组的绝缘 230

D．同步电机励磁绕组和阻尼绕组 233

a）显极电机（凸极电机） 233

b）汽轮发电机 235

E．直流电机的励磁绕组和换向极绕组（包括补偿绕组） 237

Ⅱ．固定部件 240

A．机座 240

a）交流电机 240

b）直流电机 246

c）计算 248

1．近似公式（248）——2．精确计算 249

B．直流电机的主极和换向极 253

a）主极 253

b）换向极 254

C．端盖、支架和机座 255

a）电刷 258

D．电刷、刷握和刷架 258

b）刷握 259

c）刷架 261

E．接线柱 264

Ⅳ．旋转部件的构造 266

A．轴 266

B．凸极同步电机转子 267

a）磁极及其固定 267

b）转子体 269

C．汽轮发电机的隐极转子 270

D．异步电机和整流子电机的转子 272

E．绑线计算 273

a）钢丝绑线 273

1．概述（273）——2．单层绑线（单层缠绕）（275）——3．多层绑线（多层缠绕）（277）——4．算例 278

b）合成树脂浸渍的玻璃丝绑带 280

F．滑环 282

a）异步电机的滑环 282

b）同步电机的滑环 284

a）结构概述 285

G．整流子（换向器，集电器） 285

1．浇注树脂整流子（287）——2．拱形压力整流子（287）——3．换向片两侧压紧无明显拱形压力的结构型式（287）——4．热套扎圈整流子 288

b）拱形压力整流子的计算 288

1．力——紧量图的确定（290）——2．变形和应力的确定 298

c）无明显拱形压力的鸽尾整流子 300

1．内部紧靠的换向片的结构型式（300）——2．楔形夹紧的结构型式 300

A．机械负荷和安全系数概述 301

a）机械应力状态 301

V．旋转部件的强度计算 301

d）汽轮发电机组中整流子 301

b）等效（相当，基准，标准）应力 302

1．三度应力状态（303）——2．二度应力状态（303）——3．安全系数（304）——4．疲劳强度、瞬时强度和蠕变强度（305）——5．缺口效应、形状系数和缺口效应系数 306

B．凸极同步电机转子的计算 308

a）磁极和绕组 308

b）磁极固定 310

1．螺杆（310）——2．鸽尾和键（311）——3．梳齿 318

a）星形转子 319

C．转子和磁轭 319

1．符号（320）——2．稳定运行（恒定角速度）时的应力（321）——3．不稳定运行（短路）时的应力 327

b）盘形转子 329

1．符号（330）——2．圆周上均布负荷的等厚盘形环或环形盘（330）——3．圆周上带均布负荷的单个等厚圆盘组成的盘形转子（332）——4．圆周上带不均匀分布负荷的等厚盘形环或环形盘 335

c）由单个扇形片组成的叠片磁轭圈（链式结构）的计算 336

1．符号（336）——2．同步电机（337）——3．异步电机和直流电机 344

D．汽轮发电机转子 345

a）转子齿和转子槽楔 345

b）转子体 347

c）绕组护环的强度计算 349

1．概述和标记（349）——2．静态护环应力（352）——3．静态温升的影响（354）——4．运行中护环的应力（356）——5．运行中温升的影响（358）——6．中心环的应力（360）——7．由护环引起的转子体的应力（361）——8．由圆周对称负荷状态的偏移引起的护环附加应力 361

E．正常运行中的轴 362

a）轴上应力表现 362

b）轴伸——键 365

c）横向负荷轴的弯矩 366

d）轴的变形——弯曲线 371

1．图解法（371）——2．解析法 374

e）轴系的安装 377

F．不稳定运行状态下的轴 378

a）关于轴的不稳定状态概述（特别是关于轴的振动） 378

b）扭转振动 379

1．一个轴的扭转振动分析计算实例（379）——2．用赫尔茨方法计算多旋转质量时的扭转振动固有圆频率（381）——3．短路时轴的载荷 385

c）弯曲振动 390

1．引言（390）——2．在中间具有集中质量的刚性的、可自由旋转支承上的一个无质量轴的临界角速度和固有频率（391）——3．在两个支承上光滑轴的固有频率（393）——4．在两个支承上阶梯轴的固有频率。库尔-瑞利能量法（394）——5．多支承光滑轴的固有圆频率（396）— 401

d）评定电机机械振动的最佳范围 405

A．系统，冷气流，需要压力 408

Ⅵ．风扇（通风机） 408

B．理论基础 409

a）风扇功率 409

b）压头产生 410

c）速度三角形 411

d）特性曲线与性能数 411

e）风扇的安装 411

1．径向风扇（412）——2．轴向风扇 412

A．概述 415

Ⅶ．轴承 415

a）拖动类型和轴承力之间的关系 416

b）对电机轴承的要求 417

c）轴承计算和安设的原则 417

B．滚动轴承 418

a）结构类型 418

b）滚动轴承的润滑和密封 419

c）滚动轴承的寿命和应用范围 421

C．滑动轴承 421

a）卧式滑动轴承 421

b）立式轴的滑动轴承 423

D．轴电流 427

Ⅶ．电机的弹性装置 427

a）一般情况 427

b）具有脉动转矩电机（单相电机）的稳定运行 429

c）不稳定运行（单相——两支路突然短路） 431

d）实例 433

e）不希望的自由度 435

f）结构类型 436

Ⅸ．附录Ⅰ～Ⅶ 438

附录Ⅰ 圆环的计算 438

a）薄壁环（圆筒） 438

1．圆周上作用着均匀载荷（438）——2．集中载荷 439

b）厚壁环（圆盘） 439

附录Ⅱ 自由和刚性固定的圆环的计算 439

a）自由法兰盘（环） 439

b）刚性固定法兰盘 440

附录Ⅲ 在支臂（或轮辐）拉力作用下轮盘的应力和变形 441

附录Ⅳ　在外加转矩作用下的轮盘支臂上的载荷 442

附录Ⅴ 对于具有旋转对称载荷圆筒的几个弯曲影响系数 443

附录Ⅵ 旋转弹性转子支架外自由端的径向变形 445

附录Ⅶ 记录谐振时间过程的一些量间的关系 446

参考文献索引 447

表格索引 449