永磁電動(dòng)機(jī)計(jì)算公式大全(電磁計(jì)算程序)

1、永磁同步發(fā)電機(jī)電磁計(jì)算程序序號名稱公式單位 算例一一額額定定數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)1 額定容量PNKVA4.00002 相數(shù)m13.00003 額定線電壓UN1V360.0000額定相電壓Y接法 V4 額定相電流A7.22005 效率N%90.00006 功率因數(shù)cos0.90007 額定轉(zhuǎn)速nNr/min1500.00008 額定頻率Hz26.50009 冷卻方式空氣冷卻10 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方式切向套環(huán)11 固有電壓調(diào)整率UN%10.0000二二永永磁磁材材料料選選擇擇12 永磁材料牌號t13 預(yù)計(jì)工作溫度Br2080.000014 剩余磁通密度T1.0400工作溫度時(shí)的剩余磁通密度T1.0200%K-10.0

2、300%0.000015 計(jì)算矯頑力KA/m774.0000KA/m760.000016 相對回復(fù)磁導(dǎo)率1.0680H/m4x10-717在最高工作溫度時(shí)退磁曲線拐點(diǎn)位置bk三三永永磁磁體體尺尺寸寸18永磁體磁化方向長度cm2.000019 永磁體寬度cm4.500020 永磁體軸向長度cm13.000021 永磁體段數(shù)5.000022 極對數(shù)2.000023永磁體每極截面積徑向結(jié)構(gòu)cm2切向結(jié)構(gòu)cm2117.000024永磁體每對極磁化方向長度徑向結(jié)構(gòu)cm4.0000切向結(jié)構(gòu)cm2.000025永磁體體積徑向結(jié)構(gòu)cm3切向結(jié)構(gòu)468.000026永磁體質(zhì)量kg3.7908稀土鈷永磁=8.18

3、.3g/cm38.1000四四轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)尺尺寸寸27 氣隙長度cm0.20000.05000.150028 轉(zhuǎn)子外徑cm14.500029 軸孔直徑cm4.000030 轉(zhuǎn)子鐵心長cm13.000031 襯套厚度cm瓦片形徑向結(jié)構(gòu)：有極靴徑向結(jié)構(gòu)：切向套環(huán)結(jié)構(gòu)：0.45000.1500切向槽楔結(jié)構(gòu)：32 極距cm11.382533 極弧系數(shù)0.821834 極間寬度cm2.0284五五定定子子繞繞組組和和沖沖片片35 定子外徑cm22.000036 定子內(nèi)徑cm14.600037 定子鐵心長度cm13.000038 每極每相槽數(shù)3.000039 定子槽數(shù)36.000040 繞組節(jié)距8.0

4、00041 短距系數(shù)0.98470.888942 分布系數(shù)整數(shù)槽繞組：0.9598分?jǐn)?shù)槽繞組43 斜槽因數(shù)0.99490.34901.265044 繞組因數(shù)0.940445預(yù)估永磁體空載工作點(diǎn)0.830046預(yù)估空載漏磁系數(shù)1.125047 預(yù)估空載磁通wb8.8046E-0348 預(yù)估空載電動(dòng)勢v0.000049繞組每項(xiàng)串聯(lián)匝數(shù)0.00000.961350 每槽導(dǎo)體數(shù)0.000048.00002.000051實(shí)際每相串聯(lián)匝數(shù)144.000052 估算繞組線規(guī)mm20.9025A/mm24.000053 實(shí)際電流密度A/mm24.00001.000054 電負(fù)荷A/mm136.071955 定

5、子沖片設(shè)計(jì)bs1cm0.7500bs2cm0.8500bs0cm0.3500hs1cm0.1300hjcm2.4000hs2cm0.8000tcm1.2734btcm0.567056 槽滿率cm20.9236cm20.1134cm0.0250cm20.81020.7565漆包線直徑：1.13cm0.1130六六磁磁路路計(jì)計(jì)算算57 計(jì)算空載磁通wb0.00000000058 計(jì)算極弧系數(shù)0.866059 鐵心有效長度cm13.400060 氣隙磁密T0.000061 氣隙系數(shù)1.122762 氣隙磁位差A(yù)0.000063 定子齒磁密T0.00000.950064 定子齒磁位差A(yù)106.7380

6、A/cm49.8000cm1.071765 定子軛磁密T0.000066 定子軛磁位差131.1810A/cm20.30000.4200cm7.693067 極靴平均磁密T0.0000cm13.000068 極靴磁位差A(yù)22.4544A/cm2.3390cm4.800069磁性磁套平均磁密T0.0000cm0.000070 磁性磁套磁位差A(yù)0.0000cm0.000071 總磁位差A(yù)260.37340.000072 主磁導(dǎo)0.0000E+000.000073 漏磁導(dǎo)H4.1460E-0774 漏磁導(dǎo)標(biāo)幺值0.528375 外磁路總磁導(dǎo)4.1460E-070.528376永磁體空載工作點(diǎn)0.34

7、570.654377 空載漏磁系數(shù)#DIV/0!78 空載氣隙磁通0.0000E+00#DIV/0!判判斷斷此此值值大大于于1為為真真，否否重重新新計(jì)計(jì)算算。修修改改45、46項(xiàng)項(xiàng)#DIV/0!#DIV/0!79 空載氣隙磁密0.000080 空載定子齒磁密0.000081 空載定子軛磁密0.000082 繞組平均半匝長27.400014.400083 每相繞組電阻1.07112.4500E-042.1700E-0484 槽比漏磁導(dǎo)s1.4488s4.33673.666785 端部比漏磁導(dǎo)0.621886 差漏磁導(dǎo)0.322387 齒頂比漏磁導(dǎo)1.1543均勻氣隙1.154388 總漏磁系數(shù)3

8、.547289 每相繞組漏抗0.6546#DIV/0!90 每極電樞磁動(dòng)勢659.957791交軸電樞反應(yīng)電抗有極靴：0.0000無極靴：均勻氣隙：0.580992 交軸同步電抗0.6546#DIV/0!93 內(nèi)功率因數(shù)角4 40 0. .7 70 00 00 094每極直軸電樞磁動(dòng)勢348.36470.80980.045895永磁體負(fù)載工作點(diǎn)#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!96額定負(fù)載氣息磁通#DIV/0!97 負(fù)載漏磁系數(shù)#DIV/0!98 負(fù)載氣隙磁密#DIV/0!99 負(fù)載定子齒磁密#DIV/0!100 負(fù)載定子軛磁密#DIV/0!101直軸電樞反應(yīng)電抗#DIV/0!#DIV

9、/0!102 直軸同步電抗#DIV/0!#DIV/0!七七電電壓壓調(diào)調(diào)整整率率和和短短路路電電流流計(jì)計(jì)算算103 空載勵(lì)磁電動(dòng)勢V0.0000104額定負(fù)載時(shí)直軸內(nèi)電動(dòng)勢#DIV/0!105 輸出電壓#DIV/0!sin0.1900106 電壓調(diào)整率#DIV/0!107 短路電流倍數(shù)#DIV/0!31.4469108永磁體最大去磁工作點(diǎn)八八損損耗耗和和效效率率計(jì)計(jì)算算109 定子齒質(zhì)量110 定子軛質(zhì)量111 齒部單位鐵耗112 軛部單位鐵耗113 釘子鐵耗114 定子繞組銅耗115 機(jī)械損耗116 雜散損耗117 總損耗118 效率序號公式一1PN2m3UNIUNY接法 UN=1/接法 UN

10、=UNI4IN=PN*103/mUn5N6cos7nN891011UN1213t14Br20工作溫度時(shí)的剩磁密度Br=1+（t-20)aBr/100 (1-IL/100)Br20其中aBrBr的溫度系數(shù) ILBr的不可逆損失北15HC20工作溫度時(shí)的計(jì)算矯頑力HC=1+（t-20)aBr/100 (1-IL/100)HC20r=Br/Hc0*10-3式中O16bk17hM18bM19LM2021W22P=60/nN23徑向結(jié)構(gòu) AM=LMbm切向結(jié)構(gòu) AM=2LMbM24徑向結(jié)構(gòu) hMp=2hM切向結(jié)構(gòu) hMp=hM25Vm=PAmhMp26mm=pVm*10-3稀土鈷永磁=8.18.3g/c

11、m314鐵氧體永磁=4.85.2g/cm3釹鐵硼永磁=7.37.5g/cm427均勻氣隙 =1+式中1空氣隙長度無緯玻璃絲帶厚度或非磁性材料套環(huán)厚度不均勻氣隙 max=1.528D229Di230L2=LM+(W-1)L式中L隔磁板厚度31瓦片形徑向結(jié)構(gòu)hh=D2-Di2-2(+hm)/2有極靴徑向結(jié)構(gòu)hh=D2-Di2-2(hp+hm)/2式中hp極靴高度切向套環(huán)結(jié)構(gòu)：hh=D2-Di2-2(+bm)/2式中墊處最大厚度切向槽楔結(jié)構(gòu)：hh=D2-Di2-2(hw+1+Bm+2)/2其中 hw槽楔厚度及槽口高度261外側(cè)墊條厚度2里側(cè)墊條厚度32=d2/2p33ap34b2=(1-ap)35D

12、136Di1=D2+2137L138q39Q=2mpq40y41Kp=sin 180/2式中y/mq42整數(shù)槽繞組 Kd=sin 180/2m/qsin 180/2mq整數(shù)槽繞組 Kd=sin 180/2m/dsin 180/2md其中 d將q化為假分?jǐn)?shù)后分?jǐn)?shù)的分子43Ksk=2sin as/2/as其中 as=tsk/1 斜槽中心角tsk斜面寬距離44Kdp=KdKpKsk45bm046031470=bm0BrAm/0 *10-448E0=(1+UN/100)*UN49N=E0/4.44Kdpk50NS=An/pd雙層繞組 NS取偶整數(shù)單層繞組 NS取偶整數(shù)式中 a并聯(lián)支路數(shù)51N=pqNS

13、/a52Acu=IN/aJ式中J定子電流密度53J=IN/aNtACU式中 Nt并繞根數(shù)54A=QNSIN/aDi1=2mNIN/Di155見圖8-17bbs1bs2bs0hs1hs2t=Di1/Qbt=(Di1+2hs1)/Q56s槽面積：AS=bs2+bs1/2 *hs2+b2s2/8 槽絕緣占面積：Ai=Ci(2hs2+bs2/2+bs1)式中 Ci槽絕緣厚度Ae=AS-AiS=NtNsd2/Ae570=E0/4.44NKdpk58ai均勻氣隙ai=ap+4/+6/1-a59定轉(zhuǎn)子軸向長度相等時(shí)：Le=L1+2定轉(zhuǎn)子軸向長度相等時(shí)：（L1-L2）/2=8時(shí) Le=L1+3（L1-L2）/

14、2=14時(shí) Le=L1+460B=0/aiLe*10461K=t(4.4+0.75bs0)/t(4.4+0.75bs0)-b2s062F=2BK/o*10-263Bt=B*tle/btKFeL1式中 Kfe鐵芯疊壓系數(shù)，一般取0.92-0.9564F1=2Htht查附錄2磁化曲線得HtHt定子齒磁路計(jì)算長度圓底槽 ht=hs1+hs2+bs2/656平底槽 ht=hs1+hs265Bj=0/2L1KFehj66Fj=2CjHjj查附錄2磁化曲線得HjCj=考慮到軛部磁通密度不均勻而引入的軛部磁路長度校正系數(shù)，查附錄3曲線得j定子軛磁路計(jì)算長度j=(D1-hj)/4p67Bp=(0+1)0/2a

15、pLp*104式中 Lp極靴軸向長度68Fp=2Hpp式中p極靴磁路平均計(jì)算長度切向套環(huán)結(jié)構(gòu) p=bm+切向槽楔結(jié)構(gòu) p=bm+有極靴徑向結(jié)構(gòu) p=hp69Bh=9(0+1)0/2hhl1式中hh磁性襯套的計(jì)算厚度70Fh=2Hhh式中h磁性襯套的計(jì)算厚度71F=F+Ft+Fj+FP+Fh切向結(jié)構(gòu) Fh=072=0/F主磁導(dǎo)標(biāo)么值 = =* hmp/r0Am*10273 由電磁場計(jì)算求得6474=* hmp/r0Am*10275n=+76bm0=m0=n/n+1hm0=m0=n+1770=bm0/bm0-hm0780=(bm0-hm0)BrAm*10-40-0/0*100判斷上式的值是否小于1

16、%，否則修改bm0、0，重新進(jìn)行計(jì)算79B0=0/aiLef*10480Bt0=B0*tLef/btKfeL181BJ0=0/2L1hjKfe*10482Lav=L1+LE式中 LE線圈端部平均長83R1=2LavN/aNtAcuA、E、B級絕緣：Cu75=0.217*10-3.mm2/cmF、H級絕緣：Cu115=0.245*10-3.mm2/cm84梨形槽：s=1/40.31+2h1/3(d2+b)+h2/b+k1h3/b+d1+k2(0.985+hs/b0)半開口梯形槽：s=1/42h1/3(d2+b)+h2/b+k1h3/b+d1+k2(h4/b1+2h5/b1+b0+h6/b0)式中

17、 k1=3+1.67k2+3+1.6785E=0.34+q/L1(E-0.64)86d=ap*5/bs0/5+5/bs087t=tmax(-b2)+tminb2/不均勻氣隙：tmax=t-bs0/4=min+1/3(max-min)b2t/3 tmin=(t-bs0)hp/4hp+(t-bs0)b2 b2t/3 tmin=1/Ln*t/bs0均勻氣隙：tmax=tmin=t-bs0/488=s+E+d+t89X1=15.5*/100(N/100)2 L1/pq*10-2標(biāo)么值：X1*=X1IN/UN90Fa=0.45m*NKdp/P/IN91Xap=2/*LefKdp1N*Baq1/Iq*10

18、-4式中 Baq1交軸電樞反應(yīng)基波磁密幅值Ip電樞電流交軸分量Xaq也可以按下列近似公式估算：有極靴：Xap=2FaKapE0/INF無極靴：Xap=2FaKapE0/INF 1/1+BM/2rk84式中 Kaq交軸電樞磁動(dòng)勢的折算系數(shù)均勻氣隙時(shí)，Kaq按下式估算Kaq=ap-sinap+2/3cos*ap/2/4sin*ap/2不均勻氣隙時(shí)，Kaq應(yīng)用電磁場計(jì)算求得92Xq=X1+XaqXq*=XqIN/UN93N=arctan*UNsin+INXq/UNcos+INR194Fad=0.45m*NKdp/p*KadINsinN式中Kad=直軸電樞磁動(dòng)勢折算系數(shù)均勻氣隙按下式計(jì)算：Kad=ap

19、+sinap/4sin*ap/2標(biāo)么值：ad=2Fad/HchMp*10-195bmN=mN=n(1-)/n+1hmN=mN=n+1/n+1式中 =ad/096N=(bmN-hmN)BrAm*10-497N=bmN/bmN-hmn98BN=N/aiLef*10499BtN=BN*tLef/bzKFeL1100BjN=N/2L1hjKFe*104101Xad=2/*LefKdp1N*Bad1/Id*104式中 Bad1直軸電樞反應(yīng)基波磁密幅值 Id電樞電流直軸分量91Xad也可按下式估算：Xad=4.44NKdpK/INsinN*(0-N)標(biāo)么值 Xa*d=XadIN/UN102Xd=X1+Xa

20、d103E0=4.44NKdp0K104Ed=4.44NKdp0K105U=E2d-I2N(R1sin-X1cos)2+I2NX2aqcos2N0.5-IN(R1cos+x1sin)106U=E0-U/UN*100判斷U是否小于UN，如是則成立；否則，重新選擇永磁體的尺寸和調(diào)整參當(dāng)選107Ik*=4.44(n-)NKdpBrAm*4.44NKdp(1+)nBrAm+(1+n)KIN 式中 K=arctan*Xq/R1108k=IK*bmh=mh=n(1-k)/n+1hmh=fmh=1+bmh判斷bmh是否大于bK,如是成立；否則，重新選擇永磁體的尺寸和調(diào)整參數(shù)109mt=QL1KfehtbtF

21、e*10-3式中 Fe硅鋼片密度，一般為7.8/cm3110mj=(D1-hj)hcL1KfeFe*103111Pt按齒磁密查損耗曲線112Pj按軛磁密查損耗曲線113Pfe=ktptmt+kjpjmj101式中 kt、kj為鐵耗校正系數(shù)，對半閉口槽 取 kt114Pcu=KemI2NR1式中 Ke渦流系數(shù)，由于渦流使銅耗增加的系數(shù)，取115參考Y系列感應(yīng)電動(dòng)機(jī)實(shí)測數(shù)據(jù)，Pfw取116Ps=(0.52.5)PN*10117P=Pfe+Pcu+Pfw+Ps118=(1-P/PNcos*103+P)*100113永永磁磁同同步步電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)電電磁磁計(jì)計(jì)算算程程序序以以下下公公式式中中取取值值為為3

22、.143.14序號名稱公式單位一一額額定定數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)1 額定功率PNkw2 相數(shù)m13 額定線電壓UN1V額定相電壓UNV4 額定頻率Hz5 極對數(shù)p6 額定效率1N%7 額定功率因數(shù)cos1N8 額定相電流I NA9 額定轉(zhuǎn)速n Nr/min10 額定轉(zhuǎn)矩T NN.m11 絕緣等級B級12 繞組形式雙層二二主主要要尺尺寸寸13 鐵芯材料50W470硅鋼片14 轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)形式15 氣隙長度cm16 定子外徑D1cm17 定子內(nèi)徑Di1cm18 轉(zhuǎn)子外徑D2cm19 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑Di2cm20 定、轉(zhuǎn)子鐵心長度l1=l2cm21 鐵心計(jì)算長度la=l1cm鐵心有效長度leffcm鐵心疊壓系數(shù)Kfe凈

23、鐵心長lFecm22 定子槽數(shù)Q123 定子每級槽數(shù)Qp124 極距p25 定子槽形梨形槽bs0cmhs0cmbs1cmhs1cmhs2cmrcm26 每槽導(dǎo)體數(shù)Ns127 并聯(lián)支路數(shù)a128 每相繞組串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)N129 繞組線規(guī)N11S11mm2根據(jù)N11S11=1.54mm2,線徑取d1/d1i=1.4mm/1.46mm,并繞根數(shù)N1=130 槽滿率（1）槽面積sscm2槽楔厚度hcm(2)槽絕緣占面積sicm2h1scm絕緣厚度Cicm（3）槽有效面積secm2(4)槽滿率sf%N1三三永永磁磁體體計(jì)計(jì)算算31 永磁材料類型銣鐵棚32 永磁體結(jié)構(gòu)矩形33 極弧系數(shù)ap34 主要計(jì)算弧長b

24、1pcm35 主要極弧系數(shù)a1p36 永磁體Br溫度系數(shù)aBr永磁體剩余磁通密度Br20T溫度tt=80時(shí)剩余磁通密度BrT37 永磁體矯頑力Hc20KA/m永磁體Hc溫度系數(shù)aHct=80時(shí)矯頑力HcKA/m38 永磁體相對回復(fù)磁導(dǎo)率uru0H/m39 最高工作溫度下退磁曲線的拐點(diǎn)bk40 永磁體寬度bmcm41 永磁體磁化方向厚度hMcm 42 永磁體軸向長度lMcm 43 提供每級磁通的截面積SMcm2四四磁磁路路計(jì)計(jì)算算44 定子齒距t1cm45 定子斜槽寬bskcm46 斜槽系數(shù)Ksk147 節(jié)距y48 繞組系數(shù)Kdp1(1)分布系數(shù)Kd1q1(2)短距系數(shù)Kp149 氣隙磁密波形系

25、數(shù)Kf50 氣隙磁通波形系數(shù)K51 氣隙系數(shù)K52 空載漏磁系數(shù)053 永磁體空載工作點(diǎn)假設(shè)值b1m054 空載主磁通0Wb55 氣隙磁密B056 氣隙磁壓降12cm直軸磁路FA交軸磁路Fq57 定子齒磁路計(jì)算長度h1t158 定子齒寬bt159 定子齒磁密Bt10T 60 定子齒磁壓降Ft1A查第2章附錄圖2E-3得Ht10A/cm61 定子軛計(jì)算高度h1j1cm62 定子軛磁路計(jì)算長度l1j1cm63 定子軛磁密Bj10T 64 定子軛磁壓降Fj1cm查第2章附錄圖2C-4得C1查第2章附錄圖2E-3得Hj10A/cm65 磁路齒飽和系數(shù)Kt66 每對極總磁壓降F adAF aqA67 氣

26、隙主磁導(dǎo)H68 磁導(dǎo)基值bH69 主磁導(dǎo)標(biāo)幺值70 外磁路總磁導(dǎo)1H71 漏磁導(dǎo)標(biāo)幺值72 永磁體空載工作點(diǎn)bm0與假設(shè)值誤差小于1%,不用重復(fù)計(jì)算73 氣隙磁密基波幅值B1T 74 空載反電動(dòng)勢E0V五五參參數(shù)數(shù)計(jì)計(jì)算算75 線圈平均半匝長lzlBcmdcmycmsincosCs76 雙層線圈端部軸向投影長fdcm 77 定子直流電阻R1.mm2/mS1mm2d1mm78 漏抗系數(shù)Cx79 定子槽比漏磁導(dǎo)S1查第2章附錄2A-3得Ku1KLu1L 180 定子槽漏抗Xs181 定子諧波漏抗Xd1查第2章附錄2A-4得S82 定子端部漏抗Xe183 定子斜槽漏抗Xsk184 定子漏抗X185

27、直軸電樞磁動(dòng)勢折算系數(shù)Kad86 交軸電樞磁動(dòng)勢折算系數(shù)KaqKq87 直軸電樞反應(yīng)電流XadEdVI1dAFadAf1adbmadadW b88 直軸同步電抗Xd89交軸磁化曲線（Xaq-Iq）計(jì)算見P428頁表10-1 Xaq-Iq曲線六六工工作作性性能能計(jì)計(jì)算算90 轉(zhuǎn)矩角91 假定交軸電流I1qA92 交軸電樞反應(yīng)電抗Xaq93 交軸同步電抗Xq94 輸入功率P1kwSINSIN2COS95 直軸電流IdA 96 交軸電流IqA 97 功率因數(shù)cos98 定子電流I1A99 負(fù)載氣隙磁通W bEV100 負(fù)載氣隙磁密BT 101 負(fù)載定子齒磁密Bt1T 102 負(fù)載轉(zhuǎn)子磁密Bj2T 1

28、03 銅耗Pcu1W 104 鉄耗（1）定子軛重量Gj1kg（2）定子齒重量Gt1kg(3)單位鐵耗查第2章附錄2E-4得pt1w/kgpj1w/kg(4)定子齒損耗Pt1W(5)定子軛損耗Pj1W(6)總損耗P FeWk1k2105 雜耗P sP sNkw106 機(jī)械損耗P fww107 總損耗Pkw108 輸出功率P2kw109 效率%110工作特性見P430表10-2111 失步轉(zhuǎn)矩倍數(shù)KMTmax112 永磁體額定負(fù)載工作點(diǎn)bmNf1adN113 電負(fù)荷A1A/cm 1n114 電密J1A/mm2115 熱負(fù)荷A1J1（A/cm）（A/mm2） 116 永磁體最大去磁工作點(diǎn)bmhf1a

29、dhIadhA算例4.00003.0000360.0000207.846096926.50003.00000.89601.00007.15960155253072.07547170.052314.814.7永永磁磁同同步步電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)電電磁磁計(jì)計(jì)算算程程序序4.8191919.10.9518.053667.7453333330.350.080.680.091.060.443213841.5396992591.0449520.2根據(jù)N11S11=1.54mm2,線徑取d1/d1i=1.4mm/1.46mm,并繞根數(shù)N1=10.1572481.150.030.88770476.8400277610.826.4511733330.832911-0.121.22801.13216923-0.12856.5441.0523700751.26E-0603.61.219136.81.2908888891.6781555560.98082571350.9328797610.9659601693020.965753860.8333333331.2300402670.9406348791.24482671