Für einige elektrische Maschinen können unter Berücksichtigung ihrer Eigenschaften andere Berechnungsstufen verwendet werden und die Abhängigkeiten der Hauptabmessungen können in einer anderen Form geschrieben werden.
1. Bemessungsleistung P′. Basierend auf der Nennleistung der Maschine wird zunächst die berechnete Leistung P′ anhand der Formeln (1)–(5) ermittelt.
Dann werden gemäß P′ und n – Synchrondrehzahl für Wechselstrommaschinen oder Nenndrehzahl für Gleichstrommaschinen – unter Berücksichtigung der Eigenschaften der zu entwerfenden Maschine die elektromagnetischen Lasten A und Bδ gemäß den empfohlenen Daten oder Kurven ausgewählt. Durch Einsetzen in Formel (6) können Sie das Volumen des Ankers D2Lef bestimmen. Für eine einlagige Wechselstromwicklung mit Vollschritt können Sie zunächst Kdp = 0,96 annehmen; für eine zweilagige verkürzte Wicklung mit einer Spulenteilung y=5ι/6 - Kdp=0,92.
P’=KEPN/ηNcosψN………………(1)
Formel (1) wird auf Asynchronmaschinen und Synchrongeneratoren angewendet. Die Einheit von P′ ist Kilovoltampere.
P’=KEPN/cosψN………………(2)
Formel (2) gilt für Synchrongeneratoren. Die Einheit von P′ ist Kilovoltampere.
P’=KEPN………………(3)
Formel (3) gilt für Synchronkompensatoren. Die Einheit von P′ ist Kilovoltampere.
P’=KgPN………………(4)
Formel (4) wird auf Gleichstromgeneratoren mit paralleler Erregung angewendet. Die Einheit von P′ ist Kilowatt.
P’=KmPN/ηN………………(5)
Formel (5) wird auf Gleichstrommotoren mit Parallelerregung angewendet. Die Einheit von P′ ist Kilowatt.
In den Formeln (1)–(5):
KE ist das Verhältnis der induzierten EMF zur Spannung an den Klemmen bei Nennlast;
ηN und cosψN – Wirkungsgrad und Leistungsfaktor bei Nennlast;
Kg ist ein Koeffizient, der den Spannungsabfall im Generatoranker und der Maschine bei paralleler Erregung berücksichtigt;
Km ist ein Koeffizient, der den Spannungsabfall im Generatoranker und der Maschine bei paralleler Erregung berücksichtigt.
nD2Lef/P’=CA………………(6)
2. Berechnung von D und Lef
Basierend auf den empfohlenen Daten wird ein geeignetes λ ausgewählt und anschließend die Hauptabmessungen D und Lef anhand des berechneten Volumens des Ankers D2Lef separat ermittelt.
Bei Asynchron- und Synchronmaschinen wird zusätzlich der Außendurchmesser des Stators D1 bestimmt. Um Elektrostahl effektiv zu nutzen, die Anzahl der Standardgrößen von Matrizen und anderen Geräten zu reduzieren, die Vereinheitlichung zu erhöhen und eine konsistente Leistungssteigerung in der Serie in China sicherzustellen, wurden Standard-Außendurchmesser der Statorkerne für Wechselstrommaschinen D1 und Anker für Gleichstrommaschinen Da festgelegt.
Für D1 oder Da größer als 99 cm sollten segmentierte Bleche verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass die Standarddurchmesser unter Berücksichtigung des damaligen Produktionsniveaus festgelegt wurden und nicht konstant sind. Einige neue Serien verwenden auch andere Durchmesser.
3. Methode der empirischen Analogie
Da in der Produktion umfangreiche praktische Erfahrungen gesammelt wurden, werden die Hauptabmessungen häufig analog ermittelt.
Unter Berücksichtigung der spezifischen Bedingungen der entworfenen Maschine – Design, Materialien, technische und wirtschaftliche Indikatoren und Technologie – werden die Hauptabmessungen und andere Parameter vorab auf der Grundlage der Konstruktions- und Testdaten zuvor hergestellter Maschinen desselben Typs und ähnlicher Größen ausgewählt. Beispielsweise ist es bei einer Induktionsmaschine üblich, direkt den Außendurchmesser des Stators und die entsprechende Abmessung oder Höhe der Achse, den Innendurchmesser, die Länge, den Luftspalt, den Innendurchmesser des Rotors und die Anzahl der Stator- und Rotorschlitze auszuwählen.
Wenn die entworfene Maschine I und die zuvor hergestellte Maschine II desselben Typs die gleiche Polzahl, aber unterschiedliche Nennleistung haben, werden nach Formel (6) Ankerlänge, Leiterquerschnitt und Windungszahl näherungsweise durch das Verhältnis PNI/PNII bestimmt.
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