4.1 小型三相同步发电机设计
8、磁路计算 磁路计算的主要目的是计算电机的空载特性、短路比及满载励 磁电流。 确定磁路各部分的磁密是否合理。凸极同步电机的磁 路计算包括：气隙磁势，定子齿磁势，定子轭磁势，极身磁势， 转子轭磁势及第二气隙磁势（磁极和磁轭之间的气隙）六部分。 对整体凸极和隐极电机没有第二气隙磁势。 9、参数计算 计算定、转子机的损耗：1）铁耗 定子齿和轭的铁耗；2）定 子铜耗；3)励磁损耗；4）机械损耗；5）附加损耗。 效率计算和感应电机的一样。
Kc ---饱和短路比，对自励恒压发电机 Kc 0.25 0.7 ；
K0 ---经验系数，K0 0.22
0.24 ， A ---线负荷 ，
B N ---额定工况的气隙磁密， ---极距。
目前小型同步发电机的气隙一般取 0.5 3、定转子槽数及槽形
2.5mm 。
小型三相同步发电机定子每极每相槽数一般选用整数槽，
第4部分 同步电机设计
4.1 小型三相同步发电机设计 4.2 永磁同步发电机设计 4.3 异步起动永磁同步电动机设计
4.1 小型三相同步发电机设计
4.1.1 小型三相同步发电机设计的主要问题 小型三相同步发电机电磁设计是在已确定的视在功率或有功功 率、电压、相数、频率、功率因数、转速等额定值的情况下， 按产品技术要求确定电磁负荷、有效部分尺寸、绕组数据及性 能参数等。 1、电磁负荷的取值范围：设计时如果想要少用铜，在选择电 磁负荷时，要尽可能用较高的气隙磁密和电枢电密，而线负荷 A要尽可能取得低；若设计时要少用铁，则应适当提高线负荷 A 。由于F级绝缘材料的发展和运用，电磁负荷的取值也相应 地提高。目前小型同步发电机的电磁负荷的取值范围如下表：
4.1 小型三相同步发电机设计
小型凸极同步电机的励磁绕组一般采用漆包圆线或漆包扁导线。 7、阻尼绕组的设计 现代中大型发电机一般设有阻尼绕组。发电机装置阻尼绕组， 不仅使发电机运行稳定，也可以减少发电机在短路或跳闸时的 电枢过电压及励磁绕组的过电压。 凸极发电机的阻尼绕组是装在极靴的表面。阻尼绕组由伸出 极靴铁心槽的阻尼条与两端的端环焊接组成。 小型隐极发电机由于转子磁极铁心采用整块合金钢锻成，合 金钢具有阻尼效果，故小型隐极发电机不再装置阻尼绕组。中 大型隐极发电机装置阻尼绕组，阻尼条装置在转子铁心安置励 磁绕组的开设槽的槽楔下，端环装在中心环里。
q 3、 4、 5 。为了消除齿谐波电势对电压的影响，定子或转子采
用斜槽，一般是斜一个齿距。
4.1 小型三相同步发电机设计
从工艺考虑，隐极式转子从过去的采用大小槽结构（便于气隙 磁场正弦分布），到现在采用等槽结构，一般每极的有效槽数 大都采用 6 8 槽。 小型三相同步发电机定子槽形一般采用
梨形或梯形半闭口槽形， 如图。
4.2 永磁同步发电机设计
永磁同步发电机设计的主要问题:永磁材料的选择、永磁体尺 寸、转子结构尺寸、定子绕组和定子冲片的确定、磁路计算、 电压调整率和短路计算。
4.3 异步起动永磁同步电动机设计
4.3.1异步起动永磁同步电动机设计的主要问题 永磁同步电动机由永磁（体）提供磁场，没有了电励磁同步电 动机中的电刷及励磁电源。 1、异步起动永磁同步电动机的结构 异步起动永磁同步电动机由定子和转子组成。 1）定子结构 永磁同步电动机的定子结构和感应电机的相同。
永磁同步电动机由于永磁体的放置原因，转子很难斜槽，通常 采用定子斜槽。转子笼型绕组有铜条焊接式和铸铝式两种，和 感应电机的笼型转子绕组一样。 ◆永磁体的固定方式有两种：①采用在永磁体上涂树脂，再将 永磁体插入转子铁心，树脂凝固后将永磁体和转子固定在一起； ②将永磁体插入转子铁心，然后在铁心两端加非磁性端环固定 在转子铁心上。 2.异步起动永磁同步电动机的转子磁极结构 根据永磁体放置在铁心的位置，将转子磁极分为表面式和内置 式两种转子磁极结构。
4、电枢绕组的设计 小型低压发电机一般采 用半闭口槽和散下的双 层叠绕组。在采用单相 三次谐波绕组提供励磁 功率的发电机，电枢
4.1 小型三相同步发电机设计
绕组常设计为单双层绕组（双层短距绕组，每槽中同相位的上、 下线圈边组成一个新的单层线圈边，与同相属的另一个类似槽 中的新的单层线圈边组成一个线圈，详细见西交大电机设计 p233）。单相谐波绕组放在单层线圈的槽内，其节距为电枢绕 组整距的 1 3 。 5、磁极结构和形状的选择 小型三相同步发电机的转子磁极结构分为凸极和隐极两种结构。 采用何种结构，是各个生产厂家的的工艺决定的。凸极结构， 气隙不均匀，一般取气隙最大气隙长度 与最小气隙长度 max min （磁极轴线处的气隙 ， min ） 之比为： max 1.5 ； min 极弧系数 a 0.70 0.75 。对于采用三次谐波励磁的发电机，
4.1 小型三相同步发电机设计
一般 max
min 1.2 1.3 ；对于30kW以下的发电机，为了制造
方便，采用均匀气隙。 隐极结构，采用均匀气隙。
20世纪70年代末期发展了兼顾凸极和隐极结构优点的整体凸极 叠片转子磁极结构称整体式凸极结构。这种结构的磁极和磁轭 为一体，由0.5mm或0.65mm薄钢片整片冲出，冲片叠压并经 氩弧焊焊成一体，叠装在轴上，在铁心上喷涂绝缘漆或者包绝 缘。励磁绕组由绕线机直接绕到极身上，边绕边涂线圈胶，然 后整体浸漆烘干。 6、励磁绕组设计 励磁绕组设计包括确定励磁绕组匝数、导线尺寸以及励磁系统 对额定励磁电压和额定励磁电流的要求。
4.1 小型三相同步发电机设计
（同容量的电机，F级的绝缘电机的体积比B级的绝缘电机的体 积小，气隙磁密一样，但体积小的定子齿等铁心的磁密要高些）
4.1 小型三相同步发电机设计
K0 A Kc 103 cm 小型发电机的气隙长度可由公式确定，即： B N
2、气隙长度 的确定
2）转子结构 转子分为实心永磁转子和笼型永磁转子两种。 ◆实心永磁转子结构铁心由整块钢加工而成，上面铣出槽以放置 永磁体。起动时，旋转磁场在转子铁心中感应涡流产生起动转矩。 ◆笼型永磁转子是最常见的结构，转子铁心由0.5mm厚的硅钢 片叠压而成，上面冲有均匀的槽，通常是半闭口槽。
4.3 异步起动永磁同步电动机设计