1455MW,是1949年刚解成时的23.9倍，发电机的单机容量达到汽轮发电机12MW,水轮发 电机10MW。我国社会主义经济建设的第-.个元华，(1953一1957年)斯，电机工业取 得了巨大的戚就，并类定了进一步发展的基。 在电动机方面，1961年J2、J0新系列正式投产，质量有了显著提高。1982年，新的按 国际电工委员会(IEC)标谁自行设计的中小型感应电动机Y系列，又取代了J0:系列。Y 系列是基本系列，可从中派生其他系列。目前，我国高等院校和有关科研机关正在研制Y系 列感应电机派生的了X系列节能电机。单台电动机方商能反映我国生产水平的还有：2极， 6.3MW笼型感应电动机，与锅炉给水装置配套；6极，16Mw网步电动机，与空气压缩机 配套等。 在发电机方面，1958年试剖成功世界首创的12W双水内冷汽轮发电机，1972年研制成 功300MW双水内冷水轮发电机和汽轮发电机。当前，我国已能生产50、100、200、300、 600MW氢外冷和氢内冷系列汽轮发电机，双水内冷汽轮发电机形戒了从12、25、0、(75)， 100、125、(200)、300Mw的完轻系列。我国还能生产适应不同水头，转速和功率，与各种 类型水轮机配套的水轮发电机，最大功率为320MW;从外形尺寸讲，葛洲與电站的170MW 水轮发电机，定子外径为20m,推力负荷38MN,都居世界前列。此外， 我国还生产了·台 为拉流负荷提供炬时脉神电源的4极、8OMW,定子绕组采用双Y移30°接法的六相同步发 电机，为我把六相绕组用于大型汽轮发电机创造了良好条件。 在直流电机方面，除了系列生产一般用途的中小型电机以及晶闸管整流供电直流电动机 外，还生产各种特殊用途的产品，如轧钢、舰艇和牵引用大型直流电机。在单台电机方面， 目前我国生产的大型直流电机，电据外径3.8m,功率7000kW,100V,375/506/mia, 电枢周速达75,5m/s,换向难度及整体水平已接近国外先进国家水平。 在电力变器方面，1959年制成了220kV,120MV·A的高压电力变压器。目的，我国 已能生产500kV级高压电力变压器，满足电力系统伯各种要求。主要电力变压器有220kV 级，包析双绕饥、无磁测乐系列：双绕组、有载压系列。 现在，我国自己的电机工业你系已经基本建立。有了绕一的闲家标准、统一的电机、变 压器系列，的制造成的大、中型火力和水力发电设备，基木上能生产国民绕济各部们所酷 要的各种类型电机。 仙是，工业发达的国家相比，在某些技术方商还比较落后。目前，类国已生产出单机 容是为11521W的2极汽轮发电机，700MW的水轮发电机俄罗斯已生产出1200Mw的2 极汽轮发电机，60MW的水轮发电机，它们正在试制和生产1000~1500MW的4极汽轮发电 机。我国电机工亚面临提高产品质量和发展新产品，特别是大型和特殊电机的科研任务。我 们应当深入研究电机发展中的问恩，吸取新的科技成果，学习国外先进经验，为加津我国电 机工业的发展，赶上和超过世界光进水平，作出新的贡献。 第三节电机中所用的材料和铁磁材料 电机是利用电磁感应作用实现能狂转换的。这样它主婴有电路部分，包含导地材料与绝 缘材料，磁路部分，主要是独桃材料，以及结钩部分的材料。 导电材料，电机绕组常采用紫铜线安铝线，它的导电性能良好，电阻损耗R小
绝缘村料，作为带电导体之问或它与铁心之问的绝缘。要求介电强度高，附热性能好 常用的绝缘材料有A、E、B、F、H等几种等级，它们的性能不问，热能力也不同。例 如B级墮缘材料，在130C下能长期使用.辑130C则老化很快：H毁180C下长期 使用。 站构材料，是组成电机整体所必陆的，主要要求机城强度好，加工方便，常丹的有铸铁、 铸钢和钢板：小型电机也有深用架合金的 导磁材料也称铁磁材斜，电机磁路的铁磁材料主要是硅钢片。它是吃讯中一称比较特醉 的材料，它的磁导率对磁场具有非线性，又有磁化过程的不可边性和磁滞现象，在交变磁场 作用下有磁滞损耗和涡流损耗。因此，我们简要讨论如下： 一、铁磁材制的磁导宝 磁介质的磁导率 (0-1) 式中磁感应强度B(即磁通密度)是描述磁介质中实际的磁场强弱及方向的物理量，为了 形象地描会磁场的空间分布，采用磁感应线，亦称磁力绿来描绘磁场的空向分布。磁力线是 无头无尾的闭合曲线，磁力线的方向与产生它的电流方向符合右手螺旋定则。B的单位为T (1T=1wb/m2). 磁场度H,是指任何磁介质中，磁场某点的磁感应强度B与同-一点上的磁导率μ的 比值，H=B/“。由此看米，H不是磁介质中该点磁场强弱与方向的实际值，它只是一个 辅助性的物理量，反映了磁场的源，比如产生磁的电流，在该点的作用。也可看作磁介质 内外界磁场的作用。如果磁介质是均匀面且各向同性的，侧B和H是同方向的。有的单位为 A/0。 碰导亭“是反映磁介质磁性能的系数，它的单位为H/m。 非铁磁材斜的磁感应强度B与磁场强度H成正比，其比例系数即磁导率为带数，并且都 接近于其空的磁导r,=4x×10H/。非铁磁材料的B与H成线性关系。 但铁磁材料却是非线性的。铁磁材料内部存在者很多很小的强烈地沿同一方向自发磁化 ·了的区城，称为“磁”。磁化前，磁時杂乱地排列，磁场互相抵消，对外界不显示磁性， 在外界磁场H的作用下，快磁材料中的磁出现 了两种过程，与外磁场同利的磁疏边界扩扩大的增 大过程其他方向的磁时液外磁场方向转动的过 程。图0-1表示铁磁材料的磁速成强度B脂从酸 场强度H的变化曲线，称为铁磁材料的磁化成 线。磁化曲线的0段，外磁场H较弱，H的培 =f( 加，要是与外磁场同句的磁路沙界增大的过 程，B增加级慢。在ab段，外磁场H较强，主要 是磁畴沿外磁场方向转动过程，B迅速增大。在 段，外磁场增大时，能够沿外磁场方转动 的磁越来越少了，H增加，B的增加渐新变 0-1铁磁材料的磁化自线 慢，出现了磁饱和现象。H增大到点以石，铁磁材料内所有的磁动都转到磁场一致的方
4 向了，B与H的关系类似于真空中的情况。铁磁材料的磁化曲线B=f(H)表明，铁磁材料 的磁导率严，=B/H也随疗的变化而变化，是非线性的，在图0-1上作出了严=(H)曲 线。 二、磁湾与碰滞损韩 由于磁砖在外磁场作州下边界增大与转动时 被此之问产生的界面“摩擦”，和应于外磁场增 加的上开磁化曲线与相应于外磁场减小的下降磁 化曲线不蛋合，如图0-2所示，这种现象称为磁 滞，即铁磁材料的磁化过程是不可逆的。用刺量 方法求顶磁化曲线时， 实际上得到的是磁滞同 线。在磁滞回线上，当H下降到时，B不是罗 而是B,称为剥余磁感应强度；而对应于D等于 零时的H,称为娇顽力。 对于磁滞回线很宽的铁磁材料，其B,很大， 表示有外磁扬H扇时，铁磁材料仍有很强的 图0-2铁税材科的磁滞回线 磁感应强度；H,很大，表示此类铁磁材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性，这类铁 磁材斜称为硬微材料，也称永磁材料。它们的碳性能常用B、H,和最大磁能积(BH).三项指 标征。水磁电机常用的永磁材料有铁氧体、铝镍能、稀土钻、钕铁等，尤其是后两种具 有优良性能，而我国稀土资源丰富，是值得大力发展的。 大多数铁磁材料的磁滞回线很窄，B,、H,都很小，在工程磁路计算上，取B=f(H)为 单值函数时，误差仍在允许范围之内。为此，将不同B.值的许多不同磁滞回线在第一象限 内的顶点连接起来而得到的磁化曲线，称为快磁材料的基本磁化曲线或平均磁化曲线，如图 0一3所示。磁滞同线很窄的铁磁材料称软磁村料，如电机铁心常用的硅钢片、铸纲、铸铁 等。各种软磁材料的誉化曲线或相应的数据表，可在手册中查到。表0-1是硅铜片D23(新 型号为DR510一50)的磁化曲线数据表。 在交变磁场中，铁磁材料反复磁化时，磁啧之间互相摩擦，消耗能量，其对应的损耗功 率称为磁滞损耗。图0-4为裁面积为A,中心线长为的快磁材料圆环，其上均匀而紧密 本甜化曲创 03基本磁化两钱 图0-4铁心脑环
表0-160Hz、0.5mm、D23域化曲战 B(T) 0.02 0.03 a.07 0.98 B(T) 1.45 9 2.06 0.6 0.7 .1 2.20 2.24 2.32 2.86 2.40 2.45 0.7 0.8 ,5 2.70 .7 2.8 2.93 03 9 5.8 416 1.2 6.72 6.d 7.38 7.6 7.86 8.10 862 1 1.3 8.9 .20 0.50 0.50 10.1 10.5 10,9 11.3 111 1 2,6 I3 13, 14-8 13.5 16.3 29.1 .1. 1.7 72.0 60.3 5.0 1.8 122 128 134 140 146 151 158 165 12 1R0 1.8 齿，1，查出的 度H单位为A/c,IA/em=100A/。 地绕有N匝线圈，并通以电流i,它在铁心内产生的磁场强度为H,由全电流定律可得 ∮Hdl=gi HI-Ni 1=N HI 侠心内的磁感应强度为B,磁通量=BA。 电源供给圆环的景时功率： =ui 当忽略线图电阻，线图的感应电动势€和电流：的正方向取得相同时，有 -&=N0 =ai=N0:=vh股 式中V=!一圆环铁心的体积。 在如上条件下，电源供给线图的平均功率，都用来补偿建立铁心交变磁通所丽的功率，即快 心的磁滞损耗： Aa-gpa-p∮naa (0-2) 式中 T -电湾：变化的周期 交交电流的频率，寸=1/T, 由此可见，磁滞损耗与磁滞回线的而积（中HB、电流颜率、快心体积V成正比。 对于同一铁心，不同铁磁材料的磁滑回线的面积大小不同，放磁滞损耗的大小不同，即 使同一材料，磁惑应强度最大值B。愈大，则磁滞回线的面积愈大，磁滞损耗也愈大。考惑
6 到材料和B.的影响，磁港损耗的计算公式一般写成 P=KifBir (0-3) 式中K。—一取决于不同材料的系数， 0一 由实验疏定的指数，对于常肘的硅钢片，当B=0,1~1.0T时，a=1.6:当 B.51.0~1.T时，a≈2， 由子锅片磁滞回线的面积很小，故巾机、变压和电器的铁心常用钢片城。 三、祸流与涡流损耗 当交变磁通穿过侠心时，根据电磁感应定律，铁心内将感应绕磁通的涡旋状的电动势 和电流，称为洲电动势和涡电流，领称溺流。见图0-5。涡电流：在铁心等效电阻R上的功 率损耗1R,称为祸流损耗。设蹈0-6的薄硅钢片中，测流可近似地认为沿长方形回路（虚 线)流动，若钢片的宽度♂比其厚滋d大得多，可取涡流回路的一边$于钢片的宽度，面另 一边等于2×。山于祸流回路的感应电动势Ew与磁通交变激举和磁通解值成正比，而后 者义等于磁通密度值B。与积2x的乘积，设比例常数为，则得： 图05-一片硅钢片中的涡流 图0-6硅钢片中祸流损耗的计算 Eir=Kfb2xB 忽略两短边影响时，涡流回路电阻为 式中P一一硅钢片的电阻率， 【一硅钢片长度。 给定的渴流回路上功率损耗为 品-2 若设磁场在裁面上均匀分布，则在钢片的整个体积上的祸流损耗为 Pr=位2KP6B:】 (0-4) P 12p 式中Ψ=bd-一一钢片的体积。 上式表明，涡流损耗与频率∫的平疗、钢片厚度d的平方及最大滋感应强咬B的平方 成正比，而与钢片的电阻学P成反比。血此可见，为了碳少祸流损耗，首先应减小钢片的厚