综述三相异步电动机气隙及其不均匀度的计算和影响

【摘要】气隙的大小在电机设计中的重要性不言而喻，本文就电机气隙的选取、气隙大小与各项性能参数间的关系、气隙不均匀度以及单边磁拉力的计算及影响做了简单的介绍。

【关键词】气隙；气隙不均匀度；单边磁拉力

1. 引言

1.1不可再生能源的过度使用，造成全球的能源危机与环境危机，迫使我国改变经济发展模式，提倡低碳经济。节约能源、提高能效在国家能源战略中处于优先地位，是我国的基本国策。无疑电动机具有巨大的节能潜力，市场竞争迫使电机在提高效率的同时还要控制材料成本，因此在设计上要求更精细，气隙的设计显得尤为重要。

1.2通常气隙的选择尽可能的小，气隙越小，定、转子之间的互感会越好， 降低了空载电流，有功功率将会增加，提高了功率因数。但是气隙不能过小，否则除影响机械可靠性外，还会使谐波磁场及谐波漏抗增大，导致起动转矩和最大转矩减小，谐波转矩和附加损耗增加，进而造成电机的效率及其它性能下降， 甚至使电机不能正常运行。

2. 气隙的确定

2.1气隙的大小取决于定子内径、轴的直径和转子铁心的长度。由于电机定、转子冲片的开槽和转子的旋转， 气隙磁场并不是我们想要的理想正弦波磁场，所以气隙并不是越小越好或是越大越好， 应该有最佳值。

2.2如果电机气隙值过小， 电机的附加损耗会较大。为降低附加损耗， 最有效的方法就是增大气隙。但有些电机加大气隙后对提高效率不是很明显， 有的甚至使电机效率降低， 那么电机的气隙值到底多大最好， 应该怎样选取。通过对气隙值深入研究、计算、分析和试验发现， 气隙值增大， 励磁电流增大，电机定子铜耗也会随之增大。但附加损耗会迅速降低。所以在功率因数合格的条件下， 尽量使附加损耗和定子铜耗之和最小， 这样气隙值才是最合理的数值， 进而使电机的效率增加。

3. 气隙不均匀度的计算

机座、端盖、铁心等加工和装配时都有一定的偏差，而轴的直径和轴承间的距离决定了轴的挠度，定转子装配在一起后，定子铁心内圆和转子外圆的不同心度决定了气隙的不均匀度，其值对电机运行性能有很大影响。

4. 气隙不均匀度的影响

4.1电机气隙不均匀是转子相对于定子偏心，导致电机磁路不对称，引起单边磁拉力，而这通常可由加工和安装误差、轴承磨损、转子挠度等引起。当转子具有初始垂向偏心 e0 时，垂直布置的一对主极下的气隙，上面的增加到δ+e0 ，下面的减小到 δ-e0 。因此，在每极磁势一定时，上面磁极下的气隙磁密将减小，下面磁极下的气隙磁密将增大，于是，这两个磁极和转子间所产生的磁拉力数值将不等。两者之差就是单边磁拉力，也称为不平衡磁拉力。

4.2特别时2极电机，若挠性转子发生变形，铁心偏心值增大，单边磁拉力更大，如此往复，直接导致转子扫膛，轴承抱轴，绕组烧毁。为了避免此种情况发生，2极电机尽量采用刚性转子，确保其可靠性。

5. 结束语

气隙的大小要综合上述几个方面，并根据生产经验和所设计电机的特点加以确定，选取最佳的电机气隙值， 是保障电机高效、可靠运行的有效方法。

参考文献

[1]陈世坤主编：《电机设计》，机械工业出版社，2000.

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[4]林向友，于立春，陈响杰. 异步电动机单边磁拉力的分析与计算.电机技术.（2002）2.

[文章编号]1006-7619（2013）07-30-679

[作者简介] 张闻霞（1986-），学历：本科，2008年毕业于太原理工大学电气工程及其自动化专业。