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 （安八功率和损耗以（瓦）、电阻和电抗以门（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P n =11kW2相数叶=33额定线电压U N1 =380V额定相电压丫接法U N =U N1 / 3 = 219.39V 4额定频率f =50HZ5电动机的极对数P=26额定效率N =0.87 7额定功率因数cos N =0.788失步转矩倍数T；°N =229起动转矩倍数T；N =2210起动电流倍数I；N =2.212 额定转速n N =1000r/min13额定转矩T N二9.55P N103二9.55 11二105.039N.m n N11额定相电流I N P N X1050U N N COS N11 1053 219.39 0.87 0.78A-24.6214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：=0.07cm19定子外径D1 =26cm20定子内径D i1 =18cm21 转子外径D2二D H—2、=(18 -2 0.07)cm =17.8622转子内径D i2 =6cm 23定,转子铁心长度h日2 =15cm24铁心计算长度l a J =15cm铁心有效长度l ef =la 2、=(15 2 0.07)cm = 15.14cm25定子槽数Q1 = 3626定子每极每相槽数q =Q1 /2gp =36/2 3 3=227极距巨p =蔥D i1/2P =3.14 18/2 9.728cm 28定子槽形:梨形槽定子槽尺寸h01= 0.08cmb01= 0.38cmbi = 0.78cmr1 二 0.53cmh o2 = 1.72cm巧“18^29定子齿距t1卩 1.5708cmQ1362 0.53 0.782(1.72-0.2)0.532 2二 1.8394 cm1.5708 36 ,1.50cm36 3 31定子齿宽32定子轭计算高度D 1 —D^226—182h j1 1 丄-(h 01 h 12r 1) (0.08 1.72 0.53) =1.8467 cm 232 333定子齿计算长度r 1 1h t1 =^21=1.72 0.53 = 1.8967cm 3334定子轭磁路计算长度L j1(D 1 -h j1) (26 -1.8467) = 6.3233cm 4p 1235每槽导体数“引=3837每相绕组串联匝数N 二％ 二型型刊佔m^«1 3乂2 38并绕根数-线径 汕1 ,11=1-1.20N t2 —d 12=1-1.2039槽满率槽面积30定子斜槽距离t skt i QiQ i p 7 [Di12(h01 h12)]Q i- 2Ar ： [18 2 (0.08 1.72)]36-1.06 = 0.824954cm^12Qh01WQ17： [18 2 (0.08 0.1155)]36-0.78 二 0.824911cm式中h s1b | - b °1 0.78-0.3823T tan 0.1155 cm 6 .b tn - b t123= 0.8249110.824954 -0.825911 =0.824940 cm式中,槽楔厚h二0.2cm,槽绝缘占面积2 A = C j (2^2 十71* + 2* +R) = 0.035汉(3.44 + 0.53兀+1.06+0.78) = 0.2678cm式中，绝缘厚度G = 0.03cm槽有效面积A =As-A =1.8396-0.2678=1.5718槽满率o N s[N t!(dn h d1)2 N t2(d!2 h d2)2]Sf A f=38q(1.2 +0.08)2 +(1.2 + 0.08)2] _ 79 22% 1.5718 '40节距y=541 绕组短距因数 K p1=sin(— J =sin(鼻)=0.8333p2 12式中：=y/ mq = 5/6.q ： 1 sin42绕组分布因数K d1= 0.9659.% q sin-244 绕组因数K d^K d1K p1K sk^0.9659 0.8333 0.9909 = 0.924545绕组线圈平均半匝长L av =l1 2(d L e) =15 2 (1.5 5.106) = 28.212cm 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L E二y/(2cos：。
)=9.728/(2 0.8497) = 5.106cm。
cos：0= " —sin2：0 = 1 — 0.52722=0.8497th 2r1 2b t1 0.78 1.06 0.8249 2-0.527243斜槽因数K sk12 sin(0.4682/2)-0.99092二[D「2h°i h si h i2 r i]2p 5 _■(18 0.16 0.105 1.72 0.53) = 9.7283646双层线圈端部轴向投影长f d 二L E si n =5.1 0 6 0.5 2 7 22.6 9 2cm 47单层线圈端部平均长l E=2(d L E)=2 (1.5 5.106)= 13.212cm1.3永磁体的计算48永磁材料类型：钕铁硼49计算剩磁密度B r =1.12T50计算矫顽力H c =936kA/m51相对回复磁导率J r =1.0552磁化方向长度h m = o.4cm53永磁体宽度b m = 10cm54永磁体轴向长度：对于钕铁硼永磁l m =15cm55提供每极磁通的截面积：对于矩形切向式珞二b m l m =10 15 = 150cm21.4磁路计算56极弧系数:p =0.88957计算极弧系数：• i 二0.88949.728二0.9090.07 1-0.88958气隙磁密波形系数K f 'siQ 4sin皿= 1.2604兀 2 兀 2 59气隙磁通波形系数K. =0.1835 0.0156 = 1.18354 。
兀4 0 909 兀60气隙系数 K f=—sin 1—sin ---- =1.2604兀 2 兀 261空载漏磁系数”-'o =1.362永磁体空载工作点假定值b m 0 =0.91转子轭磁位 F j2 =2C 2H j2l j2 =2 2.27 3.1267=4.11A每对极总磁位差' F =F F t1 - F j1 - F j2 =1384.82 74.72 35.41 4.11 =1499.07A63 64 656667686970717273 74空载主磁通门o 二10° 00.91 1.12 150 1013-0.01176Wb气隙磁密B庁；0 104：i 1lef0.01176 1040.909 9.728 15.14= 0.8777T气隙磁位差 直轴磁路F .二罕(、・2 K 」)10,-02 0.8777(0.015 1.2019 0.07) 10^ =1384.82A4-10交轴磁路F& =2B§K 护=2 0..877771.201^ 0.07< 1^^ = 1175.28Aq%、 4 二 10定子齿磁密B t1B t 1lefbt 1K Fe0.8777 1.57 15.14 0.8249 0.95 15-1.77T定子齿磁位差 F t1 = 2H t1ht^2 19.7 1.8967 = 74.72A 定子轭部磁密 B j10.01176 1042l1 K Fe hj12 15 0.95 1.8467 —1.82T定子轭磁位差 F j1 =2GH j1l j1=2 0.43 10 1.8477 = 35.41A 转子轭磁密 B j2—0 1040.01176 104转子轭计算高度j2转子轭计算长度 l j221心62D 2 - D i22 15 0.95 5.943 一0.747 T込孔 5.934cm二 8 h j2)4p7 (60 5.934^3.1267cm75磁路饱和系数 心二=1289.54 74.72/a Fq76主磁导；，咋二鴿07"88 10'2 6 277主磁导标幺值•.=冬^^_=27.8810严10= 7.92°A%A m1.12x4兀 x10 x15078外磁路总磁导标幺值 「=心’「1.3 9.72 =10.379 漏磁导标幺值二（6 -1） 一 = （1.3 -1） 7.92 二 2.378 80永磁体空载工作点b m^—1030.911打十1 10.3+1::」c 10481气隙磁密基波幅值B ^-K f 0—— =0.892T82空载反电动势E 0=4.44fK dpN ：：」0K ：：严 1.44 50 0.95 114 0.01176 0.88 = 242.7V1.5参数计算83定子直流电阻式中，'为导线电阻率（"mm 2/m ），对A ，E ，B 级别的绝缘，铜为20.0217'」mm / m 。
84漏抗系数2 2_4对巴山（K dp N ） "0 _4兀汇50汉4兀"0耳汉 15.14 汉（0.9244汇 144）2汉10’C xP385定子槽比漏磁导= K u1 U1 K L 1L1 =0.875 0.4096 0.906 1.129=1.38131289.542l av Ng （d 21）2 叽（；1）2]= 2.17 10*2 28.212 11422二（2= 0.3085门0.4426K U1 =（3 ：1）/4 =（2.5 1）/4 二0.875K LI =（9： 7）/16 =（9 5=7）/16 =0.906686定子槽漏抗2pml 「s1 2 3 3 1.3813 15 0.4426s12 C x 2U.3543.l ef K dp Q 115.14 （0.9244）23687定子谐波漏抗式中匕S 查附录得到88定子端部漏抗，对于单层交叉式绕组乂曰严 °.5%」2⑺5°5缈）0.442^0.01^l ef15.1489定子斜槽漏抗t . 21 445 2X S k =0.5（』）2X d1 =0.5 （）20.1 7 1^0.0 7 29t 1 1.5790定子漏抗X 1 =X s1 X d1 X E1 X S k =0.3543 0.1711 0.01 0.0729 = 0.6038」91直轴电枢磁动势折算系数92交轴电枢磁动势折算系数式中，K q =0.365，由电磁场数值计算获取经验值。