36.永磁体剩磁密度 Br20 = 1.22T 预计工作温度 t = 75oC
工作温度时的剩磁密度:
Br
= [1+
(t
−
20)
−0.12 ] × 100
Br 20
= [1+
(75 −
20)× (−0.12%)]×1.22T
= 1.139T
Br 的温度系数αBr = −(0.07~0.126)%K −1 = −0.12%K −1
（2）短距系数 k p1
= sin πβ 2
=1, β
=
y m1q1
49.气隙磁密波形系数 K f
= 4 sin a′pπ π2
= 4 sin 0.831×π
π
2
= 1.229
50.气隙磁通波形系数 KΦ
=
π
8 2α
′p
sin α ′pπ 2
=
π
2
8 × 0.831
sin
0.831× 2
π
= 0.941
19.转子内径 Di2 = 6cm
20.定,转子铁心长度 l1 = l2 = 19cm
21.铁心计算长度 la = l1 = 19cm
铁心有效长度 leff = la + 2δ = (19 + 2 × 0.075)cm =19.15cm
净铁心长 lFe = KFela = 0.95 ×19cm = 18.05cm
73.气隙磁密基波幅值 74.空载反电动势
Bδ 1
=
Kf
Φδ 0 ×104 a′pτ lp eff
= 1.229 ×
0.014 ×104
T
0.831×13.352 ×19.15
= 0.812T
E0 = 2.22 fKdp1Ksk1NΦ1Φδ 0 KΦ = 2.22 × 50 × 0.955 × 0.995 ×156 × 0.014 × 0.941V = 217.474V
33. 极弧系数α p = 0.82 .对于矩形结构, α p 由电磁场数值计算确定
34.主极计算弧长b′p = α pτ p + 2δ = (0.82 ×13.352 + 2 × 0.075)cm = 11.098cm
- 31 -
永磁同步电机直接转矩控制系统的设计
35.主极极弧系数 a′p = b′p / τ p = 11.098 / 13.352 = 0.831
nN
1500
11.绝缘等级:B 级 12.绕组形式:单层,交叉 Y 接法
5.2 主要尺寸
13.铁心材料 50W470 硅钢片 14.转子磁路结构形式:内置切向式
15.气隙长度δ = 0.075cm 16.定子外径 D1 = 26cm 17.定子内径 Di1 = 17cm
18.转子外径 D2 = Di1 − 2δ = (17 − 2 × 0.075)cm =16.85cm
以 A/cm(安培/厘米)、转矩以 N（牛顿）为单位。
1. 额定功率 PN =15kw
2. 相数 m1 = 3
3. 额定线电压UN1 = 380V 4. 额定频率 f = 50HZ
额定相电压 Y 接法UN = U N1 5. 电动机的极对数 P = 2
3 = 219.39V
6. 额定效率ηN′ = 94%
（1）分布系数
kd1
=
sin

aq1 2
q1
aq1 2

=
sin

20 × 2
3× 20 2
3

=
0.9597
式中，a = P × 360o = 2 × 360 = 20o
Q1
36
q1 为定子每极每相槽数，
60o 相带时， q1 = Q1 / 2m1P = 36 / 2 × 3 × 2 = 3
60.定子齿磁压降 Ft1 = 2Ht10ht′1 = 2 × 5.4 ×1.69 A =18.252 A
式中 Ht10 = 5.4 A / cm ,根据 Bt10 查第二章附录 2E-3
61. 定子轭计算高度
h′j1
=
D1
− Di1 2
−

hs
0
+
hs1
+
hs2
+
2r 3

=
26
− 2
54.永磁同步电动机空载时永磁体提供的气隙磁通
Φδ 0
=
bm′ 0Br Sm ×10−4 σ0
=
0.903 ×1.139 ×174.8 ×10−4 1.28
Wb
= 0.014Wb
- 33 -
永磁同步电机直接转矩控制系统的设计
55. 气隙磁密
Bδ
=
Φδ 0 ×10−4 α ′pτ p Leff
=
0.014 ×10−4
(2)交轴磁路
Fδ q
=
2Bδ µ0
Kδ δ
×10−2
=
2× 0.661 4π ×10−7
×1.188
×
0.075
×10
−2
A
=
937.875
A
57.定子齿磁路计算长度
ht′1
=
hs1
+

hs 2
+
r 3
=

0.21
+1.40
+
0.51 3

cm
= 1.69 cm
58.定子齿宽
( ) π
bt1 =
= 7.396
70.外磁路总磁导标么值 λ′ = σ0λδ =1.28×7.396H = 9.466H
71.漏磁导标么值 λσ = (σ0 −1)λδ = (1.28 −1) ×7.396 = 2.071
72.永磁体空载工作点
bm0
=
λ′ λ′ +1
=
9.466 9.466 +1
=
0.904
注:与假设值误差需小于 1%,否则重复计算。此处误差为 0.161%，符合要求。
T
0.831×13.352 ×19.15
= 0.661T
56.气隙磁压降
(1)直轴磁路
Fδ
=
2Bδ µ0
(δ2
+ Kδδ ) ×10−2
=
2× 4π
0.661 ×10−7
(
0.02
+1.188
×
0.075
)
×10
−2
A
=1148.397
A
式中 δ2 = 0.02cm永磁体延磁化方向与永磁体槽间的间隙。
Di1 + 2 hs0 + hs1 Q1
− bs1 =
π 17 + 2× (0.08 + 0.12) − 0.77
36
cm = 0.748cm
59.定子齿磁密 Bt10
=
t1leff Bδ 0 bt1lFe
= 1.483 ×19.15 × 0.661 0.748 ×18.05
= 1.391T
ksk1
=
sin

bsk Pπ t1Q1
bsk Pπ

=
sin

1.483× 2 × 3.14 1.483× 36
1.483× 2 × 3.14

=
0.995
t1Q1
1.483× 36
47.节距 y ,定子绕组采用单层绕组，交叉式，节距 1～9,2～10,11～18
48.绕组系数 kdp1 = kd1k k p1 sk1 = 0.9597 ×1× 0.995 = 0.955
26.每槽导体数 Ns1 = 13 27.并联支路数α1 = 1
28.每相导体串联导体数 NΦ1
=
Q1 N s1 m1α1
=
36 ×13 3×1
= 156
29.绕组线规
N1S1′
=
IN α1J1′
=
26.35 1× 4.010
=
6.57mm2
式中,定子电流密度 J ′ = 4.01A / mm2 ,并绕根数 N1 = 3 ,
65.磁路齿饱和系数
kt
=
Ft1 +Fδ Fδ
=18.252+1148.12 1148.12
= 1.016
66. 每对极总磁位差
ΣFad = Fδ + Ft1 + Fj1 = (1148.397 +18.252 +108.249) A = 1274.898 A
ΣFaq = Fδq + Ft1 + Fj1 = (937.875 +18.252 +108.249 ) A =1064.376 A
永磁同步电机直接转矩控制系统的设计
第 5 章 调速永磁同步电动机电磁设计程序
5.1 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 Ω （欧姆）、磁通以 Wb(韦伯)、磁密以 T(特斯拉)、磁场强度
37.永磁体计算矫顽力 Hc20 =923 kA / m
工作温度时的矫顽力为
Hc
=
[1
+
(t
−
20)
−0.12 100
]
×
Hc20
= [1+ (75 − 20) × (−0.12%)] ×923KA / m
= 862.082KA / m