2022年KW调速永磁同步电动机电磁设计程序知识交流 .pdf

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1、此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流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kwPn112 相数31m3 额定线电压VUN3801额定相电压 Y 接法VUUNN39.2193/14 额定

2、频率50fHZ5 电动机的极对数P=2 6 额定效率87.0,N7 额定功率因数78.0cos,N8 失步转矩倍数2.2*poNT9 起动转矩倍数2.2*stNT10 起动电流倍数2.2*stNI11额定相电流62.2478.087.039.21931011cos105,15AUmPINNNNN12 额定转速1000Nnr/min 13 额定转矩mNnPTNNN.039.10510001155.91055.93名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流14 绝缘等级:B 级15 绕组形式:双层叠绕 Y 接

3、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cm07.019 定子外径cmD26120 定子内径cmDi18121 转子外径86.17)07.0218(212cmDDi22 转子内径cmDi6223 定,转子铁心长度cmll152124 铁心计算长度cmlla152铁心有效长度cmcmllaef14.15)07.0215(225 定子槽数136Q26 定子每极每相槽数332/362/11pmQq=227 极距cmPDip728.932/1814.32/128 定子槽形:梨形槽定子槽尺寸cmhcmrcmbcmbcmh72.153.078.

4、038.008.00211010129 定子齿距cmQDti5708.13618111名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流30 定子斜槽距离cmpQQttsk50.1336365708.111131 定子齿宽cmrQhhDbit824954.006.136)72.108.0(2182)(2111201111cmbQhhDbsit824911.078.036)1155.008.0(218)(211101112式中1155.06tan238.078.0tan210111bbhscm cmbbbbtttt

5、824940.03825911.0824954.0824911.03121112132 定子轭计算高度8467.1)53.03272.108.0(21826)32(211201111rhhDDhijcm 33 定子齿计算长度cmrhht8967.153.03172.13112134 定子轭磁路计算长度cmhDpLjj3233.6)8467.126(12)(411135 每槽导体数381sN36 并联支路数2137 每相绕组串联匝数1142338361111mNQNs38 并绕根数-线径111dNt=1-1.20 122dNt=1-1.20 39 槽满率槽面积222112118394.1253.

6、0)2.072.1(278.053.022)(22cmrhhbrAs名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流式中,槽楔厚0.2hcm,槽绝缘占面积2111122678.0)78.006.153.044.3(035.0)22(cmbrrhCAii式中，绝缘厚度0.03iCcm槽有效面积5718.12678.08396.1isefAAA槽满率%22.795718.1)08.02.1()08.02.1(38)()(222212221111efdtdtsfAhdNhdNNS40 节距 y=5 41 绕组短距因数

7、8333.0)125sin()2sin(1pK式中6/5/mqy42 绕组分布因数9659.02sin2sin111qqKd43 斜槽因数9909.04682.0)2/4682.0sin(2)2(1ssskK44 绕组因数9245.09909.08333.09659.0111skpddpKKKK45 绕组线圈平均半匝长cmLdlLeav212.28)106.55.1(215)(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cmLyE106.5)8497.02/(728.9)cos2/(0,。8497.05272.01sin1cos20205272.028

8、249.006.178.006.178.0222sin11111tbrbrb名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流728.9)53.072.1105.016.018(365221121011prhhhDsiy46 双层线圈端部轴向投影长6921.25272.0106.5sin,EdLfcm 47 单层线圈端部平均长cmLdlEE212.13)106.55.1(2)(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TBr12.150 计算矫顽力mkAHc/93651 相对回复磁导率0

9、5.1r52 磁化方向长度cmhm4.053 永磁体宽度cmbm1054 永磁体轴向长度:对于钕铁硼永磁cmlm1555 提供每极磁通的截面积:对于矩形切向式21501510cmlbAmmm1.4 磁路计算56 极弧系数889.0p57 计算极弧系数909.0889.01607.0728.94889.01641ppi58 气隙磁密波形系数2604.12909.0sin42sin4ifK59 气隙磁通波形系数1835.10156.01835.0K60 气隙系数2604.12909.0sin42sin4ifK名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 13 页 -此文档仅供收集于

10、网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流61 空载漏磁系数3.1062 永磁体空载工作点假定值91.00,mb63 空载主磁通WbABbmrm01176.03.11015012.191.010404,0064 气隙磁密TlBefi8777.014.15728.9909.01001176.010414065 气隙磁位差直轴磁路AKBF82.138410)07.02019.1015.0(1048777.0210)(227220交轴磁路AKBFq28.11751007.02019.11048777.02227066 定子齿磁密TlKbltBBFeteft77.11595.08249.014.155

11、7.18777.0111167 定子齿磁位差AhHFttt72.748967.17.192211168 定子轭部磁密ThKlBjFej82.18467.195.01521001176.021041140169 定子轭磁位差AlHCFjjj41.358477.11043.022111170 转子轭磁密747.0943.595.01521001176.0210421402jFejhKlBT 71 转子轭计算高度cmDDhij934.526086.17222272 转子轭计算长度cmphDljij1267.364)934.560(4)(22273 转子轭磁位AlHCFjjj11.41267.327.

12、222222274 每对极总磁位差AFFFFFjjt07.149911.441.3572.7482.1384211名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流75 磁路饱和系数06.154.128972.7454.12891qtqstFFFK76 主磁导601088.707.149901176.0F77 主磁导标幺值92.715010412.1104.01088.7210272602mrmAh78 外磁路总磁导标幺值3.1072.93.10n79 漏磁导标幺值378.292.7)13.1()1(080 永磁

13、体空载工作点911.013.103.1010nnmb81 气隙磁密基波幅值TlKBefif892.010140182 空载反电动势VKNfKEdp7.24288.001176.011495.05044.144.4001.5 参数计算83 定子直流电阻3085.0)6.02(2114212.2821017.2)2()2(224211221111dNdNaNlRttav式中，为导线电阻率(2/mmm)，对A，E，B 级别的绝缘，铜为20.0217/mmm。84 漏抗系数4426.0310)1449244.0(14.1510450410)(4227220pNKlfCdpefx85 定子槽比漏磁导38

14、13.1129.1906.04096.0875.011111LLUUsKK875.04/)15.2(4/)13(1UK名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流906.016/)7659(16/)79(1LK4096.078.038.0105.0238.008.02101101011bbhbhsU129.11L86 定子槽漏抗3543.036)9244.0(14.154426.0153813.13322212111xdpefssCQKlpmlX87 定子谐波漏抗1711.006.1206.107.0)92

15、44.0(4426.04268.0728.9322211xstdpdCKKKsmX式中S查附录得到。88 定子端部漏抗，对于单层交叉式绕组01.04426.014.15)69.25.05.1(2.1)5.0(2.11xefdEClfdX89 定子斜槽漏抗0729.01711.0)57.1445.1(5.0)(5.02121dskskXttX90 定子漏抗6038.00729.001.01711.03543.01111skEdsXXXXX91 直轴电枢磁动势折算系数7934.026.111fadKK92 交轴电枢磁动势折算系数2896.026.1365.0fqaqKKK式中，365.0qK，由电

16、磁场数值计算获取经验值。93 直轴电枢反应电抗名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流22.831.1251.14170.2420ddadIEEX式中，VEd51.141，取AIINd31.1262.245.05.094 直轴同步电抗828.822.86038.01XXXadd95 交轴磁化曲线（aqqXI）计算（1）假设aq（可在0.15 0.85间取值）。（2）交轴磁路总磁压降aqF，以aq代替第 55项中的，计算第 5566项，所得aqF即为交轴磁路总磁压降。（3）对于交轴电流11110.45aq

17、ddpskaqKP FImKKN（4）交轴电动势0aqaqEE（5）交轴电枢反应电抗aqaqqEXI，给定不同的aq，重复（1）（5）项即可得到（aqqXI）曲线。aqqXI曲线数据表：/aqWb/aqFA/qIA/aqEV/aqX0.150.001764 290.54 10.58 36.40 3.44 0.250.00294 408.076 14.85 60.67 4.08 0.350.00421 526.00 19.15 85.027 4.08 0.450.00529 642.93 23.41 109.17 4.44 0.550.00647 760.81 27.7 133.525 4.82

18、 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流0.650.00794 877.79 31.95 157.67 4.93 0.750.0082 933.756 33.99 169.23 4.97 0.850.01 1113.147 40.54 206.37 5.09 1.6 工作性能计算96 设定转矩角5.34,97 假定交轴电流AIq67.23,98 交轴电枢反应电抗55.4qX，根据AIq67.23,查aqqXI曲线数据表。99 交轴同步电抗1584.56038.055.41XXXaqq100 输入功率W

19、XXUURRXUERXXmPqdnnqNqd6.1573467sin)1584.5828.8(39.2195.039.2193085.0)5.34cos(3085.0)5.34sin(1584.5(39.21970.2923085.01584.5828.832sin)(5.0)cossin(22222110211101 直轴电流ARXXUEXURIqdNqNd83.73085.01584.5828.8)5.34cos69.21970.242(1584.55.34sin39.2193085.0)cos(sin22101102 交轴电流ARXXUERUXIqdNNdd62.233085.01584

20、.5828.8)5.34cos69.21970.242(3085.05.34sin39.219828.8)cos(sin22101如果qI计算值与91 项假设值之间的误差超过1%，则重新设计qI，重新计名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流算第 9196 项。103 功率因数35.1862.2383.7arctanqdII15.1635.185.3496.015.16coscos104 定子电流AIIIqd89.2462.2383.722221105 负载下运行时，从相量图中可求出其气隙基波合成电动

21、势（V）VXIXIEEaqqadd18.208)55.463.23()22.883.770.242()()(2220气隙合成磁通（Wb）WbNKfKEdp01008.088.01149245.05044.418.2084.4106 负载气隙磁密TlBefid7528.014.15728.9909.001008.01014107 负载定子齿磁密TlKbltBBFetefddt5231.11595.08249.014.1557.17528.01111108 负载定子轭磁密ThKlBjFedj7267.18467.195.015201008.02101141109 铜耗WRImpcu33.57330

22、85.089.24321211110 铁耗WVpkVpkpjdjtdtFe42.120112111式中，铁耗校正系数取31k，5.22k。111 杂耗WpPIIpNsNNs61.15810)(3*1名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流112 机械损耗：对于4 极及以上封闭型自扇冷式WDppfw70.45)1026()10()3(4412113 总损耗WppppPfwsFecu06.90870.456.15842.12033.573114输出功率6.1482606.9086.1573412PPP11

23、5 效率%23.94%1006.157376.14826%10012PP116 工作特性：如下表所示01/PKw2/PKw1/IA/%cos20 10.83 9.87 15.0 94.93 0.99 25 12.08 11.44 18.50 94.69 0.99 34.5 15.74 14.83 23.36 94.23 0.96 45 18.78 17.37 31.39 92.49 0.91 65 20.60 18.74 36.91 90.91 0.85 85 21.33 19.02 41.68 89.16 0.78 100.2 24.96 21.30 49.97 87.70 0.77 117

24、 失步转矩倍数94.11130.21max*NpoPPT式中WP30.21max，由电机工作特性上求得。118永磁体额定负载工作点8564.013.10)0605.01(3.101)1(,naNnmNfb式中，对于径向结构，0605.0104.09363.1383.71149245.07934.0345.01045.001,McdNdpadaNhHpNIKKmfdNI输出额定功率时候定子电流的直轴分量名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 13 页 -此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流119电负荷cmADmNIAiN/80.2971862.241

25、146211120 电密2222122211111/50.5)22.1()22.1(263.24)2()2(mmAdNdNaIJtt121 热负荷)/(30.163850.580.297211mmcmAJA?122 永磁体最大去磁工作点:5432.013.10)4041.01(3.101)1(,nadhnmhfb式中，对于径向结构4041.0104.09363.1328.521149245.07934.0345.01045.001,McadhdpadadhhHpNIKKmfAXRUEXRXEXEIdNdddadh28.52828.83085.0)39.21970.242)(828.83085.0()828.870.242(828.870.242)(22222222212202212200名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 13 页 -