11KW调速永磁同步电动机电磁设计程序2.doc

1、11KW 变频起动永磁同步电动机电磁设计程序及电磁仿真1 永磁同步电动机电磁设计程序1.1 额定数据和技术要求除特殊注明外，电磁计算程序中的单位均按目前电机行业电磁计算时习惯使用的单位，尺寸以 cm(厘米) 、面积以 cm2(平方厘米 )、电压以 V（伏） 、电流以 A（安） 、功率和损耗以（瓦） 、电阻和电抗以 （欧姆） 、磁通以 Wb(韦伯)、磁密以 T(特斯拉 )、磁场强度以 A/cm(安培/厘米)、转矩以 N（牛顿）为单位。1 额定功率 kwPn12 相数 3m3 额定线电压 VUN801额定相电压 Y 接法 VN39.21/14 额定频率 5fHZ5 电动机的极对数 P=2 6 额定

2、效率 87.0,N7 额定功率因数 .cos,8 失步转矩倍数 2*pNT9 起动转矩倍数 .st10 起动电流倍数 *stNI11 额定相电流 62.478.039.21cos105,5 AUmPN12 额定转速 r/minNn13 额定转矩 mNT.03915.9105.9314 绝缘等级:B 级15 绕组形式:双层叠绕 Y 接法1.2 主要尺寸 16 铁心材料 DW540-50 硅钢片17 转子磁路结构形式:表贴式18 气隙长度 cm07.19 定子外径 D26120 定子内径 ci821 转子外径 86.17)0.21(12 cmi22 转子内径 cmDi623 定,转子铁心长度 l5

3、2124 铁心计算长度 ca铁心有效长度 cmlef 14.5)07.(25 定子槽数 136Q26 定子每极每相槽数 =232/6/1pmq27 极距 cPDip 78.984.2/128 定子槽形:梨形槽定子槽尺寸 cmhrbch72.15308.1029 定子齿距 QDti 8.6130 定子斜槽距离 cmpQtsk 50.136578.1131 定子齿宽 cmrhDbit 82495.06.1)72.(2)(211201 bQsit 1.36)5.08.()(11012 式中 cm1.tan2.078tan101 bhs cmtttt 82490.35.49.31212 32 定子轭计

4、算高度 cm67.1)53.7.10(286)3(212011 rhDhij33 定子齿计算长度 cmrt 8967.5.7.312134 定子轭磁路计算长度 chDpLjj 32.)4.12()(411 35 每槽导体数 381sN36 并联支路数 237 每相绕组串联匝数 1423861mQs38 并绕根数-线径 =1-1.201dNt=1-1.202t39 槽满率槽面积2221121 8394.15.0)72.1(8053.)( cmrhbrAs 式中,槽楔厚 ,0.2hcm槽绝缘占面积 2112 678.0).6.153.04.(3.0)( cmbrCAii 式中，绝缘厚度 .ic槽有

5、效面积 5718.26.0839.1isefA槽满率 %2.795718.)0.2()02.(38221211 efdtdtsf AhNhNS40 节距 y=541 绕组短距因数 3.)2sin()si(1pK式中 6/5/mq42 绕组分布因数 965.02sin11qKd43 斜槽因数 90.468.0)/si()(1 sssk44 绕组因数 245.3.9511 skpdpK45 绕组线圈平均半匝长cmLlLeav 1.8)06.1(2)(2,1 式中，绕组直线部分伸出长一般取 1-3cm，取 d=1.5cm；双层线圈端部斜边长 。yE .5)8497./(7.9)cos/(0, .05

6、2.1in1cos20 527.849.6.70in11 tbr728.9)53.072.1.06.18(35212101 prhDsiy46 双层线圈端部轴向投影长 cm6.sin, EdLf47 单层线圈端部平均长 cml 213)051(2)(, 1.3 永磁体的计算48 永磁材料类型:钕铁硼49 计算剩磁密度 TBr12.50 计算矫顽力 mkAHc/93651 相对回复磁导率 05.r52 磁化方向长度 chm453 永磁体宽度 b154 永磁体轴向长度:对于钕铁硼永磁 cml1555 提供每极磁通的截面积:对于矩形切向式 20lbAm1.4 磁路计算56 极弧系数 89.0p57

7、计算极弧系数 90.8.1607.2948.164ppi 58 气隙磁密波形系数 4.2.sin42sifK59 气隙磁通波形系数 1835.06.1835.60 气隙系数 24.9sin42sif61 空载漏磁系数 3.1062 永磁体空载工作点假定值 91.0,mb63 空载主磁通 WbABr 0176.3.52404,0 64 气隙磁密 Tlefi 87.14.78.9.0614065 气隙磁位差直轴磁路 AKBF 82.1340)7.2019.5.(104.2)(2 270 交轴磁路 Aq 8.29.87.020 66 定子齿磁密 TlKbtBFetft 7.15.084.4111 6

8、7 定子齿磁位差 AhHtt 2.96721 68 定子轭部磁密 TlBjFej 8.147.501.14069 定子轭磁位差 lCjj .353.270 转子轭磁密 T74.09.5016242140jFejhKl71 转子轭计算高度 cmDij 3.8.7272 转子轭计算长度 phljij 1267.64)9.50(4)(22 73 转子轭磁位 AlHCFjj .17.32274 每对极总磁位差 Ajjt 07.149.52.48.2175 磁路饱和系数 06.154.12897qtstFK76 主磁导 60.7.149677 主磁导标幺值 92.7150412.802762 mrAh7

9、8 外磁路总磁导标幺值 3.90n79 漏磁导标幺值 78)3.()1( 80 永磁体空载工作点 91.0.0nmb81 气隙磁密基波幅值 TlKBefif 82.140182 空载反电动势 VNfEdp 7.248.0176.495.4.4.00 1.5 参数计算83 定子直流电阻 3085.)6.2(148107.2)()2( 41211 dNalRttav式中， 为导线电阻率( )，对 A，E，B 级别的绝缘，铜为/m。20.17/84 漏抗系数 426.031)492.0(14.50450)(4 2720 pNKlfCdefx85 定子槽比漏磁导 813.29.06.49.875.01

10、11 LUs/)2(4/)3(K906.1/)7659(1/)79(1 LK4.8.3.28.02101 bhsU9.L86 定子槽漏抗 354.06)924.0(1.5.5382211xdpefssCQKlmX87 定子谐波漏抗 17.06.2.107)924.0(83211 xstdpd式中 查附录得到。S88 定子端部漏抗，对于单层交叉式绕组 01.426.14.5)9.0(2.)5.0(2.1xefdEClX89 定子斜槽漏抗 0729.)57.1(0)(5.0212dskskt90 定子漏抗 6038.1.34.11skEdsXX91 直轴电枢磁动势折算系数 79.026.1fadK

11、92 交轴电枢磁动势折算系数 89.026.135fqa式中， ，由电磁场数值计算获取经验值。365.0qK93 直轴电枢反应电抗2.831.254700 dadIEX式中， ，取VEd51.4 AIN31.6.94 直轴同步电抗 8.601ad95 交轴磁化曲线（ ）计算qXI（1）假设 （可在 间取值） 。aq0.5.8（2）交轴磁路总磁压降 ，以 代替第 55 项中的 ，计算第 5566 项，aqFaq所得 即为交轴磁路总磁压降。aq（3）对于交轴电流 110.45aqddpskKPFImN（4）交轴电动势 0aqE（5）交轴电枢反应电抗 ，给定不同的 ，重复（1）（5）项即可aqEXI

12、aq得到（ ）曲线。aqI曲线数据表：aqXI/Wb/aqFA/qI/aqEV/aqX0.15 0.001764 290.54 10.58 36.40 3.440.25 0.00294 408.076 14.85 60.67 4.080.35 0.00421 526.00 19.15 85.027 4.080.450.00529 642.93 23.41 109.17 4.440.55 0.00647 760.81 27.7 133.525 4.820.65 0.00794 877.79 31.95 157.67 4.930.75 0.0082 933.756 33.99 169.23 4.9

13、70.85 0.01 1113.147 40.54 206.37 5.091.6 工作性能计算96 设定转矩角 5.34,97 假定交轴电流 AIq672,98 交轴电枢反应电抗 ，根据 查 曲线数据表。.XAIq67.23,aqXI99 交轴同步电抗 15840.5.41aq100 输入功率 WXURXUERXmP qdnnqNqd6.15734 67sin)1584.2.(39.215.039.21085. ).3co(0)4si8(73.82 si(.)cossin(2 22110211 101 直轴电流 ARXUEURIqdNNd83.73085.14.582. )5.34cos69.217(3sin9.2105. )co(si2101 102 交 轴 电 流 ARXUEUIqdNNd62.33085.14.582. )5.34cos69.217(3sin9.18. )cos(i210如 果 计 算 值 与 91 项 假 设 值 之 间 的 误 差 超 过 1%， 则 重 新 设 计 ， 重 新 计qI qI