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新能源汽车用永磁同步电机路算程序(自编)
定子斜槽距离
D1 Di1 τ=πDi1/2/p δ Z1 q=Z1/2/m/p t1=πDi1/Z1 tsk=t1Z1/(Z1+p) h12 r1 b1 h01 α1 bo1 D2 D0 L1/L2 lef=La+2δ(当L1=L2) KFe
hs1 tsk
36 定子齿宽
37 定子轭计算高度 38 定子齿磁路计算长度 39 定子轭磁路计算长度 40 定子齿体积 41 定子轭体积 42 硅钢片质量
计算极弧系数
(一)磁路各部分尺寸 ai
90 气隙磁密波形系数 气隙磁通波形系数 气隙系数 空载漏磁系数 永磁体空载工作点假定值 空载主磁通 气隙磁密
Kf=4/π*sin(π*ai/2) Kφ=8/π2ai*sin(π*ai/2) Kδ=t1(4.4δ+0.75b01)/t1(4.4δ+0.75b01)-b012
交轴磁化曲线Iq-Xaq计算
Φaq/Wb ΣFaq/A
Iq/A 54.98620842 Eaq/V Xaq/Ω 0.836492565
0.002935117 450.85 70.6155366
45.9955545 0.837452271
0.003773722 579
59.1371415
机械损耗 设定转矩角 假定交轴电流
式中:
线圈端部轴向投影长
Sf=Ns1*Nt1(d11+hd1)*(d11+hd1)/Aef y1=以线圈所跨槽数计 τ=Z1/2/p
β α=2pπ/Z1 KV1=sin(β*π/2) Kp1=sin(α/2*q1)/q1/sin(α/2) Ksk1=2sin(αs/2)/αs αs=tsk/τ*π Kdp=KV1Kp1Ksk1 Lav=L1+2(d+LE、)
j1=Iφ/α1/Fcu1 AS1=IφSn1/α1/(t1×10-1)
(二)转子电压及额定运行时的转子电流计算
绕线型转子
E2O=Uφ(1-ifx1)W2KW2/W1/KW1
E2L=Uφ(1-iRx1-iPr1)W2KW2/W1/KW1-1 I2φ=(PN+0.65QFe+Qm+QD)×103/(3E2L)/(1-SN) E2Λ=30.5E2O (Y接法)
槽上部节距漏抗系数 槽下部节距漏抗系数 0≤β≤1/3 1/3≤β≤2/3 2/3≤β≤1
定子槽漏抗 定子谐波漏抗 定子端部漏抗 定子斜槽漏抗 定子漏抗 直轴电枢磁动势折算值系数 交轴电枢磁动势折算值系数
直轴电枢反应电抗
直轴同步电抗
参数计算 R1=2ρLavN/πa[Nt1(d112/2)] Cx=4πfμ0lef(KdpN)2×10-2/p λs1=KU1λU1+KL1λL1 λU1=h01/b01+2hs1/(b01+b1)
E2Λ=E2O (△接法)
I2Λ=I2φ (Y接法)
241 转子电流密度 242 转子线负荷
I2Λ=30.5I2φ (△接法)
j2=I2φ/α2/Fcu2 AS2=I2φSn2/α2/(t2×10-1)
七:温升计算 径向通风的异步电机,其温升按下述方法计算
(一)定子温升
261 定子内圆铁耗单位热负载
永磁同步电机路算程序
序号
1 2 3 4
5 6 7
8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
35
名称
公式
一:额定数据和技术要求
额定输出功率 额定母线电压 额定电压(线电压) 额定相电压
额定频率 相数 输出功电流(相)
而有差异,本公式不予计算
232 定子相电流 233 定子额定电流
234 定子电流密度 235 定子线负荷
236 空载转子相电压 237 满载转子相电压 238 转子相电流 239 空载转子线电压
240 转子线电流
六:定子电流及转子电压、电流计算
(一)定子电流计算
Iφ=i1IKW
IN=Iφ
(Y接法)
IN=30.5Iφ (△接法)
若算得的η值与预先假定的η’值相差大于0.5%时,重新计算
222 功率因数 223 定子铜耗 224 转子铜耗 225 总损耗
cosφN=1/η/i1 Qcu1=qcu1PN Qcu2=qcu2PN ΣQ=Qcu1+Qcu2+QFe+Qm+QD
226 额定运行时的滑率 227 额定转速
五:性能计算 (一)运行性能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ算
ioa=qFe+qm ix=Kxiv2[1+(Kxiv)2]
Kx=x/(1-ifx1)
iv=ip-ioa
iR=if+ix i1=(ip2+IR2)1/2 i2=(ip2+Ix2)1/2 qcu1=i12r1 qcu2=i22r2
Σq=qcu1+qcu2+qFe+qm+qD
PN=1.0
P1=1+Σq
η=PN/P1=1/(1+Σq)
W1=(QFe1+0.5QD)×105/(πDilt1)
定子铁耗
QFe1≈0.6QFe (定子为开口槽)
QFe1≈0.9QFe (定子为半开口槽)
262 定子内圆铜耗单位热负载
W2=AS1j1/4000 (B级绝缘)
ΣF=Fδd+Ft1+Fj1+Fj2
Λδ=φδ0/ΣF λδ=2ΛδhM×102/μrμ0Am
λn=σ0λδ
λσ=(σ0-1)λδ
永磁体空载工作点 气隙磁密基波幅值 空载反电动势
bm0=λn/(λn+1) Bδ1=Kf*φδ0×104/aiτlef
E0=4.44fNKdpNφδ0Kφ
149 定子相电阻(75℃) 漏抗系数 定子槽比漏磁导
KU1
KL1
KU1=3β/4;KL1=(9β+4)/16
KU1=(6β-1)/4;KL1=(18β+1)/16
KλUL11=查(3电β机+1设)/计4;(KL陈1=世(9坤β)+7P)3/9126,坐标点(2.4,0.69) λL1=1.3 Xs1=2pmL1λs1Cx/lefKdp2Z1 Xd1=mτΣSCx/Π2KδδKdp2Kst 双层叠绕XE1=1.2(d+0.5fd)Cx/lef Xsk=0.5(tsk/t1)2Xd1 X1=Xs1+Xd1+XE1+Xsk Kad=1/Kf Kaq=Kq/Kf Kq Xad=(E0-Ed)/Id Ed=4.44fKdpNφδNKφ ΦδN=[bmN-(1-bmN)λσ]AmBr×10-4 bmN=λn(1-fa、)/λn+1 fa、=Fad/σ0hMHc×10 Fad=0.45mKadKdpNId/p 任意取Id=0.4IN Xd=Xad+X1
槽楔厚度
h
槽绝缘厚度 槽面积 槽绝缘面积 槽有效面积
Ci As=(2r1+b1)*(h12-h)/2+πr12/2 双层Ai=Ci*(2h12+πr1+2r1+b1) Aef=As-Ai
槽满率 38 绕组节距
跨距 39 绕组节距比
槽距角 42 绕组短距系数 43 绕组分布系数
斜槽系数
44 定子绕组系数 45 定子线圈平均半匝长
(二)定子铁心主要尺寸
铁心材料 转子磁路结构形式 定子铁心外径 定子铁心内径 极距 气隙长度 定子槽数 定子每极每相槽数 定子齿距 定子斜槽距离 定子槽深 定子槽底半径 定子槽宽 定子槽口深度 定子槽口斜角 定子槽口宽 转子铁心外径 转子铁心内径 定、转子铁心长度 电枢计算长度 铁心叠压系数 净铁心长
A、 NΦ1=μN*cosφN*Di1*A、/m/IkW
a1
Ns1
Nc=Ns1(单层绕组)
Nc=Ns1/2(双层绕组) I1、=PN×103/m/Uφ/μN/cosφN=IkW/μN/cosφN J1、(经验选取) Ni1Ac1=I1、/a1/J1、
d11
hd1 Ni1=I1、/a1/J1/Ac1
槽满率计算
永磁体总重量 永磁体密度
Hc Hc20 μr hM bM LM AM=2bMLM 径向 AM=2bMLM 切向 mm=4pbMLMρM/1000000 ρM (四)定子绕组数据
初选线负荷 每相串联导体数 并联支路数 每槽导体数 每线圈匝数 每线圈匝数 定子电流估算值 初选定子电密值 导体并绕根数和每根导体截面积乘积 初选导体线径 漆膜双边厚度 并绕根数
qm=Qm/PN QD≈0.005PN qD=QD/PN=0.005 η’ (预先假定值)
210 有功电流标幺值
ip=1/η’
211 空载有功电流标幺值 212 电抗电流标幺值
式中:
213 无功电流标幺值 214 定子电流标幺值 215 转子电流标幺值 216 定子铜耗标幺值 217 转子铜耗标幺值 218 总损耗标幺值 219 输出功率标幺值 220 输入功率标幺值 221 效率
d:绕组直线部分伸出长 LE、双层线圈端部斜边长=τy/2cosα0 cosα0=(1-sinα02)0.5 τy=π*(Di1+2h0+hs1+h12+r1)*β/2p sinα0=(b1+2r1)/(b1+2r1+2bt1) fd=LE、*sinα0
46 定子导线铜重
mcu=1.05*π*ρCu*Z1*Ns*Lav*Ni1*d112/4/1000000 二:磁路计算
SN=qcu2/(1+qcu2+qm+qD+0.55qFe) nN=n1(1-SN)