對(duì)轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)電磁設(shè)計(jì)--MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)

1、%|數(shù)據(jù)的輸入I%clear;%-1內(nèi)外轉(zhuǎn)子的公共數(shù)據(jù)Ipi=3.1415926;% 圓周率PN=5.5;%內(nèi)外轉(zhuǎn)子等效電機(jī)的額定功率(KW)m=3; %相數(shù)p=3;%極對(duì)數(shù)UN1=19O;%額定線(xiàn)電壓(V)450;% 頻率(HZ)etaN=93.5;% 效率()cosfaiN=0.90;% 功率因數(shù)UN=190; %額定相電壓V%-一注：如無(wú)特別說(shuō)明，本程序默認(rèn)長(zhǎng)度單位為厘米(cm)%內(nèi)外轉(zhuǎn)子、定子、氣隙的相關(guān)尺寸gi=0.12;go=0.585;%內(nèi)外氣隙長(zhǎng)度Dl=23.05;Dil=12.55;% 定子內(nèi)外徑Dm=18.3;%定子中心線(xiàn)D2i=11.52;D2o=28.30;%內(nèi)外轉(zhuǎn)子的

2、外徑Di2i=8.62;Di2o=24.9;%內(nèi)外轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑口=19812=19.8;1=19.8;口)=19.8;%定轉(zhuǎn)子鐵心長(zhǎng)Qi=36;Qo=36;Q=36;%定子內(nèi)外槽數(shù)hi01=0.105;bi01=0.3;bil=0.67;ril=0.395;hil2=1.212;hisl=0.1782;bi2=0.79;hi2=L0338;% 定子內(nèi)槽的槽型尺寸ho01=0.175;bo01=0.42;bol=1.44;rol=1.154;hol2=0.782;hosl=0.316;bo2=l.36;ho2=0.466;% 定子外槽槽型尺寸h=0.2;%槽契厚度Ci=0.035;%槽絕緣層厚度%

3、繞組、導(dǎo)線(xiàn)、端部的相關(guān)尺寸pFe=(kl i*pt 1 di*Vtl i+kl o*ptl do*Vtl o+k2*pj 1 d*Vj 1 )* 1 e-3;% 鐵耗psNxing=0.015;% 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)ps=(Il/IN)A2*psNxing*PN*le3;% 雜散損耗sump=pCu+pFe+pfv+ps;% 總損耗P2=P1 -sump;%輸出功率eta=(P2/Pl)*100;% 效率%一系列遞增的轉(zhuǎn)矩角對(duì)應(yīng)的工作特性循環(huán)catai 1 =pi/l 8 :pi/36:2*pi/3;catao 1 =catai 1;Xqi=Xdi;Xqo=Xdo;Xaqi=Xadi;Xaqo=Xado

4、;P1 i 1 =m*(EOi*UN*(Xqi*sin(catai 1 )-R 1 *cos(catai 1 )+R 1 *UNA2)/(XdiA2+R 1A2);Plol =m*(EOo*UN*(Xqo*sin(catao 1)-R 1 *cos(catao 1)+R 1 *UNA2)/(XdoA2+R 1 人2);Pll=Plil+Plol;Idi 1=(R 1 *UN*sin(catai l)+Xqi*(EOi-UN*cos(catai l)/(XdiA2+R 1A2);Ido 1 =(R 1 * UN*sin(catao l)+Xqo*(EOo-UN*cos(catao l)/(Xdo

5、A2+R 1A2);Iqi 1 =(Xdi*UN*sin(catai 1 )-R 1 *(EOi-UN*cos(catai 1 )/(XdiA2+R 1A2);Iqo 1 =(Xdo*UN*sin(catao 1)-R 1 *(EOo-UN*cos(catao 1 )/(XdoA2+R 1A2);cosfaii 1 =cos(catai 1 -atan(Idi 1 /Iqi 1);cos 自 io 1 =cos(catao-atan(Ido 1 /Iqo 1);Ilil=sqrt(Idi 1 .A2+Iqi l.A2);Ilol=sqrt(Ido 1 .A2+Iqo l.A2);Ill=(Il

6、il+Ilol)/2;pCul=m*Il l,A2*Rl;Egi l=sqrt(EOi-Idi 1 *Xadi).A2+(Iqi 1 *Xaqi).A2);Ego l=sqrt(EOo-Ido l*Xado).A2+(Iqo 1 *Xaqo).A2);faigil =Egil /4.44/f7Kdpi/N/Kfaii;faigo 1 =Ego 1 /4.44/f/Kdpo/N/Kfaio;Bgdi 1 =faigi 1 * 1 e4/aii/tao li/Lefi;Bgdo 1 =faigo 1 * 1 e4/aio/tao 1 o/Lefb;Btldil=B gdi 1 * 11 i * L

7、efi/btli/KF e/L2;Btldol =Bgdo 1 *tlo*Lefo/btl o/KFe/L2;Bjldl=(faigi 1+faigo 1)*1 e4/2/Ll /KFe/hj 1;ptldil =interp l(Bcz,H,Bt 1 dil /spline1);ptldol =interp 1 (Bcz,H,Bt 1 do 1 /spline1);pjldl =interp 1 (Bcz,H,Bj 1 d 1 /spline*);kli=2.5;klo=kli;k2=2;pFel=(kli*ptldil*Vtli+klo*ptldol*Vtlo+k2*pjldl*Vjl)*

8、le-3;psNxing=0.015;ps 1 =(I1 /IN)A2*psNxing*PN* 1 e3;sump 1 =pCu 1 +pFel +pfw+ps 1;P21 =P 11 -sump 1;eta 1=(P21./Pl 1)*100;P2max=max(P21);Tpoxing=P2max/(2*PN* le3);%循環(huán)結(jié)束IdNi=Idi;IdNo=Ido;faN 1 i=0.45*m*Kdpi*Kadi*N*IdNi/p/zata0i/Hc/hMi/l 0;faNlo=0.45*m*Kdpo*Kado*N*IdNo/p/zata0i/Hc/hMo/10;bmNi=lemtni*

9、( 1 -faN 1 i)/(lemtni+1);bmNo=lemtno*( 1 -faN 1 o)/(lemtno+1);% 永磁體額定負(fù)載工作點(diǎn)A1 i=2*m*N*IN/pi/Di 1;Alo=2*m*N*IN/pi/Dl;%電負(fù)荷 A/cmJl=Il/a/pi/(Ntl*(dl 1/2)A2);%電密 A/mmA2(Ali+Alo)*Jl;%熱負(fù)荷 AA2/(cm*mmA2)Iadhi=(E0i*Xdi+sqrt(E0iA2*XdiA2-(RlA2+XdiA2)*(E0iA2-UNA2)/(RlA2+XdiA 2)；Iadho=(E0o*Xdo+sqrt(E0oA2*XdoA2-(Rl

10、A2+XdoA2)*(E0oA2-UNA2)/(RlA2+ XdoA2);fadhli=0.45*m*Kdpi*Kadi*N*Iadhi/p/zata0i/Hc/hMi/10;fhdhlo=0.45*m*Kdpo*Kado*N*Iadho/p/zata0i/Hc/hMo/10;bmhi=lemtni*(l -fadh li)/(lemtni+1);bmho=lemtno*(l-fadhlo)/(lemtno+l);% 永磁體最大去磁工作點(diǎn)%|程序結(jié)束I%Nsi=20;Nso=20;Ns=20;% 每槽導(dǎo)體數(shù)ql=2;q2=2;q=2;%內(nèi)外轉(zhuǎn)子的級(jí)相組a=l;%并聯(lián)支路數(shù)Ntl=2;dl 1=

11、1.25;%并繞根數(shù)-線(xiàn)徑hdl=0.012;%導(dǎo)線(xiàn)雙邊絕緣厚度產(chǎn)6;%節(jié)距do=2;di=2;d=2;%繞組直線(xiàn)局部伸出長(zhǎng)LE1=5.25;%端部長(zhǎng)度%永磁體的相關(guān)尺寸%永磁體牌號(hào)N33SHhMi=0.395;hMo=0.34;%內(nèi)外的磁化方向長(zhǎng)度Br=L0741;%剩磁密度Hc=876;%矯頑力Ami=114.85;Amo=218.87;%內(nèi)外轉(zhuǎn)子提供每極磁通的截面積bMi=5.80;bMo=l 1.05;%內(nèi)外永磁體寬度LMi=19.8;LMo=19.8;%內(nèi)外永磁體的軸向長(zhǎng)度2210=1.05磔100=1.15;%空載漏磁系數(shù)假定值bmO li=0.560;bm01 o=0.540;%

12、永磁體空載工作點(diǎn)%相關(guān)的一些固定系數(shù)mur=l .046;mu0=4*pi* 1 e-7;% 相對(duì)磁導(dǎo)率RouCu=0.217;%銅電阻率 le-3*。*mmA2/cmrouCu=8.9;%銅線(xiàn)密度 g/cmA3rouFe=7.8;%硅鋼片密度 g/cmA3deita=0.5;%剪切余量roum=7.4;%永磁體密度 g/cmA3KFe=0.93;%疊加系數(shù)cata=pi/l 8;% 轉(zhuǎn)矩角%磁化 曲 線(xiàn)插值表格%31查磁化曲線(xiàn)Bcz=0.40:0.01:1.89;H=1.38 1.40 1.42 1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56.1.58 1.60 1.6

13、2 1.64 1.66 1.69 1.71 1.74 1.76 1.78.1.81 1.84 1.86 1.89 1.91 1.94 1.97 2.00 2.03 2.06.2.10 2.13 2.16 2.20 2.24 2.28 2.32 2.36 2.40 2.45.2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.76 2.81 2.87 2.93 2.99.3.06 3.13 3.19 3.26 3.33 3.41 3.49 3.57 3.65 3.74.3.83 3.92 4.01 4.11 4.22 4.33 4.44 4.56 4.67 4.80.4.93 5.07 5.2

14、1 5.36 5.52 5.68 5.84 6.00 6.16 633.6.52 6.72 6.94 7.16 7.38 7.62 7.86 8.10 8.36 8.62.8.90 9.20 9.50 9.80 10.1 10.5 10.9 11.3 11.7 12.1.12.6 13.1 13.6 14.2 14.8 15.5 16.3 17.1 18.1 19.1.20.1 21.2 22.4 23.7 25.0 26.7 28.5 30.4 32.6 35.1.37.8 40.7 43.7 46.8 50.0 53.4 56.8 60.4 64.0 67.8. 72.0 76.4 80.

15、8 85.4 90.2 95.0 100 105 110 116 . 122 128 134 140 146 152 158 165 172180;%枕部磁路校正曲線(xiàn)表格Bjz=0.3 0.80 1.09 1.24 1.395 1.55 1.71 1.86;Xj=0 0.025 0.05 0.075 0.10 0.125 0.15 0.175 0.20 0.225 0.25;%定子Cjl=0.636 0.636 0.636 0.637 0.637 0.637 0.637 0.637 0.637 0.637 0.637 0.61 0.61 0.612 0.617 0.619 0.623 0.62

16、7 0.630 0.634 0.635 0.636 0.55 0.551 0.553 0.567 0.572 0.579 0.591 0.611 0.634 0.635 0.626 0.45 0.451 0.453 0.458 0.462 0.475 0.485 0.504 0.523 0.535 0.55 0.36 0.365 0.37 0.375 0.38 0.39 0.398 0.404 0.413 0.422 0.438 0.30 0.30 0.302 0.303 0.305 0.31 0.313 0.317 0.325 0.33 0.34 0.27 0.27 0.27 0.27 0.

17、27 0.273 0.275 0.28 0.294 0.305 0.320 0.23 0.23 0.232 0.234 0.235 0.239 0.24 0.252 0.267 0.28 0.291; %轉(zhuǎn)子Cj2=0.636 0.636 0.636 0.637 0.637 0.637 0.637 0.637 0.637 0.637 0.637 0.61 0.61 0.612 0.617 0.619 0.623 0.627 0.630 0.634 0.635 0.636 0.55 0.551 0.553 0.567 0.572 0.579 0.591 0.611 0.634 0.635 0.6

18、26 0.45 0.451 0.453 0.458 0.462 0.475 0.485 0.504 0.523 0.535 0.55 0.36 0.365 0.37 0.375 0.38 0.39 0.398 0.404 0.413 0.422 0.4380.30 0.30 0.302 0.303 0.305 0.31 0.315 0.327 0.34 0.358 0.3730.27 0.27 0.27 0.27 0.271 0.275 0.28 0.295 0.306 0.326 0.36 0.23 0.23 0.23 0.23 0.232 0.237 0.242 0.255 0.272 0

19、.291 0.31;%|程序計(jì)算局部I%IN=PN* le5/(m*UN*etaN*cosfaiN);% 額定電流nN=60*f/p;%額定轉(zhuǎn)速TN=9.549*PN*1000/nN;% 額定和轉(zhuǎn)矩%定、轉(zhuǎn)子沖片相關(guān)計(jì)算taoli=pi*Dil/2/p;tao 1 o=pi*Di2o/2/p;% 內(nèi)外極距Lefl=La+2*gi;Le fo=La+2 * go; %電樞計(jì)算長(zhǎng)度mFe=rouFe*Lb*KFe*(D2o+deita)A2*1.0*le-3;% 硅鋼片質(zhì)量mmi=2*p* Ami*hMi*roum*0.001;mmo=2*p* Amo*hMo*roum*0.001;% 內(nèi)外永磁體

20、的質(zhì)量tli=pi*Dil/Qi;tlo=pi*Dl/Qo;%內(nèi)外定子齒距btll i=pi*(Di l+2*(hi01 +hil 2)/Qi-2*ri 1;btllo=pi*(Dl+2*(ho01+hol2)/Qo-L36;% 內(nèi)外定子齒寬的計(jì)算btl 2i=pi*(Di 1 +2*(hi01+his l)/Qi-bi 1;bt 12o=pi*(D 1 +2*(ho01 +hos l)/Qo-bo 1;ifbtl2i=btllibtli=btl2i-(btl2i-btlli)/3;else btli=btl li+(btl2i-btl li)/3;endif btl2o0.01 |abs(b

21、mO 1 o-bmOo)/bmO 1 o)0.001 faigOi=bmO 1 i *Br* Ami * 1 *le-4/zata0i;faigOo=bmO 1 o*Br* Amo* 1 e-4/zataOo;% 內(nèi)外空載主磁通Bgi=l 0000*faig0i/aii/tao 1 i/Lefi;Bgo= 10000*faig0o/aio/tao 1 o/Lefo;% 內(nèi)外氣隙磁密Fgi=2*Bgi*Kgi*gi*0.01/mu0;Fgqi=Fgi;Fgo=2*Bgo*Kgo*go*0.01/mu0;Fgqo=Fgo;% 內(nèi)外交直軸氣隙磁位差 Bt 1 i=Bgi *t li*Lefi/btl

22、i/KFe/Ll;Bt 1 o=Bgo*t 1 o*Lefo/bt 1 o/KFe/L 1;% 內(nèi)外定子齒磁密Ht 1 i=interp 1 (Bcz,H,Bt 1 i,spline);Htl o=interp 1 (Bcz,H,Bt 1 ojspline);% 插值Ftli=2*htli*Htli;Ftlo=2*htlo*Htlo;% 內(nèi)外定子齒磁位差Bj 1 =(faigOi+faigOo)* 1 e4/2/Ll/KFe/hj 1;Bjl i=Bj 1 ;Bjl o=Bj 1;% 定子掘部磁密bzj l=hj 1/taolo;% 定子bzj2i=hj2i/tao li;% 內(nèi)轉(zhuǎn)子bzj 2

23、 o=hj 2 o/tao 1 o; % 外轉(zhuǎn)子Hj 1 =interp l(Bcz9H,Bj 1 /spline*);Cl=interp2(Xj,Bjz,Cjl,bzjl,Bjl);Fj 1 =2*C 1 *Hj 1 *Lj 1 ;%定子胡部磁位差Bj2i=faig0i* 1 e4/2/L2/KFe/hj2i;Bj2o=faig0o* le4/2/L2/KFe/hj2o;% 內(nèi)外轉(zhuǎn)子班部磁位差Hj2i=interp 1 (Bcz,H,Bj2i/spline,);Hj2o=interpl(Bcz,H,Bj2o；spline);% 插值C2i=interp2(Xj,Bjz,Cj2,bzj2i,B

24、j2i);C2o=interp2(Xj,Bjz,Cj2,b 才 2o,Bj2o);Fj2i=2*Hj2i*C2i*Lj2i;Fj2o=2*Hj2o*C2o*Lj2o;%內(nèi)外轉(zhuǎn)子輾部磁位差s umFi=F gi+F 11 i+Fj 1+Fj 2i;sumF o=F go+F tl o+Fj 1+Fj 2 o; % 每對(duì)極總磁位差Ksti=(Fgqi+Ft 1 i)/Fgqi;Ksto=(F gqo+F 11 o)/F gqo; % 磁路齒飽和系數(shù)Agi=faigOi/sumF i;Ago=faig00/sumFo;% 主磁導(dǎo)lemtgi=200*Agi*hMi/mur/mu0/Ami;lemtg

25、o=200*Ago*hMo/mur/mu0/Amo;% 主磁導(dǎo)標(biāo)幺值 lemtni=zataOi* lemtgi;lemtno=zataOo * lemtgo;%外磁路總磁導(dǎo)標(biāo)幺值lemtzi=(zataOi-1 )*lemtgi;lemtzo=(zataOo-1 )*lemtgo;%漏磁導(dǎo)標(biāo)幺值bmOi=lemtni/(lemtni+1);bmOo=lemtno/(lemtno+1);%永磁體空載工作點(diǎn)bmO 1 i=(bmO 1 i+bm0i)/2;bmO 1 o=(bmO 1 o+bm0o)/2;%程序循環(huán)變量endBg li=Kfi*faigOi* 1 e4/aii/tao li/Le

26、fi;B g 1 o=Kfo *faigOo* 1 e4/aio/tao 1 o/Lefb; % 氣隙磁密基波幅值E0i=4.44*f*Kdp*N*faig0i*Kfaii;E0o=4.44*/Kdp*N*faig0o*Kfaio;% 空載反電動(dòng)勢(shì)%參數(shù)計(jì)算Rl=RouCu*2e-3*Lavi*N/(pi*a*Ntl*(dl 1A2/4);% 定子直流電阻Cxi=4*pi*Picmu0*Lefi*(Kdp*N)A2*0.01/p;Cxo=4*pi*f*mu0*Lefb*(Kdp*N)A2*0.01/p;% 漏抗系數(shù)KUli=l;KUlo=l;KLli=l;KLlo=l;%內(nèi)外槽的上下部節(jié)距漏抗

27、系數(shù) lemtU 1 i=hiO l/bi01+2*hisl /(biO 1+bil);lemtU 1 o=ho01 /boO 1 +2*hos 1 /(boO 1+bo 1);rfai=bi 1 /bi2;rfao=bo 1 /bo2;bt2i=hi2/bi2;bt2o=ho2/bo2;Krli=l/3-(brfai)/4*(l /4+1 /3/(l-rfai)+1 /2/(l -rfai)A2+1 /(1 -rfai) A3+log(rfai)/( 1 -rfa i)A4)；Krlo=l/3-(l -rfao)/4*(l /4+1/3/( l-rfao)+l /2/(l -rfao)A2+

28、l /(I -rfao)A3+log(rfao)/(l -rfao)A4);Kr2i=(2*piA2-9*pi)/l 536/bt2iA2+pi/l 6/bt2i-pi/8/( 1 -rfai)/bt2i-(pi A2/64/( 1 -rfai)/bt 2B2+pi/8/(l-rfhi)A2/b )*log(rfhi);Kr2o=(2*piA2-9*pi)/1536/bt2oA2+pi/16/bt2o-pi/8/(l-rfao)/bt2o-(piA2/64/(l-rfao) /bt20 A2+pi/8/(1 -rfao)A2/bt2o) *log(rfao);lemtL 1 i=bt2i*(K

29、r 1 i+Kr2i)/(pi/8/bt2i+( 1 +rfai)/2)A2;lemtLl o=bt2o*(Krl o+Kr2o)/(pi/8/bt2o+( 1 +rfao)/2)A2;lemts 1 i=KU li*lemtU li+KLli*lemtLli;1 emt s 1 o=KU 1 o * 1 em tU 1 o+KL 1 o * 1 emtL 1 o; % 定子槽比漏磁導(dǎo)Xs 1 i=2*p*m*L 1* lemts 1 i*Cxi/Lefi/KdpiA2/Qi;Xslo=2*p*m*Ll*lemtslo*Cxo/Lefo/KdpoA2/Qo;%-WWJrLsums=0.0156

30、;% 查表得Xd 1 i=m*tao 1 i*sums*Cxi/piA2/Kgi/gi/KdpiA2/Ksti;Xd 1 o=m*tao 1 o*sums*Cxo/piA2/Kgo/gi/Kdp0A2/Ksto;% 定子諧波漏抗XE1 i=0.2*(LEi/Lefi*KdpiA2)*Cxi;XElo=0.2*(LEo/Lefb*Kdp0A2)*Cxo;% 定子端部漏抗Xli=Xsli+Xdli+XEli;X1 o=Xs 1 o+Xd 1 i+XE 1 o;% 定子漏抗Kadi=1 /Kfi;Kado= 1 /Kfd;%直軸電樞折算系數(shù)Kaqi=Kadi; Kqo=Kado;%交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)折算

31、系數(shù)Idi=IN/2;Ido=IN/2;Fadi=0.45*m*Kadi*Kdpi*N*Idi/p;Fado=0.45*m*Kado*Kdpo*N*Ido/p;fa li=2 *Fadi/zataOi/hM i/Hc/10;fal o=2*Fado/zata0o/hMo/Hc/l 0;bmNi=lemtni*( 1 -fa 1 i)/(lemtni+1);bmNo=lemtno*( 1 -fa 1 o)/(lemtno+1);faigNi=(bmNi-( 1 -bmNi)*lemtzi)* Ami*Br* 1 e-4;faigNo=(bmNo-(l-bmNo)*lemtzo)*Amo*Br* 1 e-4;Edi=4.44*f*Kdpi*N*faigNi*Kfaii;Edo=4.44*/Kdpo*N*faigNo*Kfhio;Xadi=abs(EOi-Edi)/Idi;Xado=abs(EOo-Edo)/Ido;% 直軸 電樞反響電抗Xdi=Xadi+Xl i;Xdo=Xado+Xl o;% 直軸同步電抗%工作特性計(jì)算pfw=150;%機(jī)械損耗catai=pi/9;catao=catai;% 轉(zhuǎn)矩角Xqi=Xdi;Xqo=Xdo;Xaqi=Xadi;Xaqo=Xado;% 交軸同