11KW调速永磁同步电动机电磁设计程序2
- 格式：docx
- 大小：73.18 KB
- 文档页数：15
下载文档原格式
合集下载
永磁同步电机设计流程
永磁同步电机设计流程以永磁同步电机设计流程为标题，我们来探讨一下永磁同步电机的设计流程。
永磁同步电机是一种效率高、功率密度大的电机，广泛应用于工业和交通领域。
设计一台高效的永磁同步电机需要经过以下几个步骤。
第一步，确定设计需求。
在设计永磁同步电机之前，需要明确电机的使用条件和性能要求。
这包括额定功率、额定转速、工作温度等参数。
根据这些需求，我们可以开始进行后续的设计工作。
第二步，选择电机类型。
根据设计需求，我们可以选择合适的永磁同步电机类型。
常见的永磁同步电机类型包括内置磁体型和表面磁体型。
内置磁体型电机具有较高的功率密度，适用于高性能应用；而表面磁体型电机则更加适用于成本敏感的应用。
第三步，确定电机的结构和参数。
根据电机类型的选择，我们需要确定电机的结构和参数。
这包括转子形状、定子槽数量、磁体材料等。
通过数值计算和仿真分析，可以确定最佳的电机结构和参数。
第四步，设计电机的电磁部分。
在设计电磁部分时，需要考虑电机的磁路设计和绕组设计。
磁路设计包括确定磁体尺寸和磁体材料的选择，以及磁路的优化。
绕组设计包括确定定子绕组的形式和参数，以及确定合适的绕组方式和绕组材料。
第五步，设计电机的机械部分。
在设计机械部分时，需要考虑电机的轴承设计、冷却设计和机械连接设计。
轴承设计包括确定轴承类型和轴承参数，以及确定轴承的安装方式。
冷却设计包括确定冷却方式和冷却系统的设计。
机械连接设计包括确定电机与外部系统的连接方式和接口设计。
第六步，进行电机的热分析。
在设计完成后，需要进行电机的热分析。
这包括确定电机的热量产生和散热能力，以及确定合适的散热方式和散热结构。
通过热分析，可以评估电机的温升和热损耗，以确保电机在长时间运行时能够保持合适的温度。
第七步，进行电机的性能验证。
在设计完成后，需要进行电机的性能验证。
这包括进行电机的试验和测试，以验证电机的性能和满足设计需求。
通过试验和测试，可以评估电机的效率、转矩特性和功率因数等重要指标。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计一、绪论永磁同步电动机具有结构简单、效率高、功率密度大等优点，因此广泛应用于各个领域。
调速控制是永磁同步电动机实现精确运动控制的关键技术之一。
本文主要介绍永磁同步电动机调速控制系统的设计原理和方法。
二、永磁同步电动机调速控制系统的基本原理永磁同步电动机调速控制系统的基本原理是通过改变电机的输入电压和电流，控制电机的转速和转矩。
常用的调速方法有频率调制、占空比调制、矢量控制等。
三、永磁同步电动机调速控制系统的设计流程1. 系统需求分析：根据实际应用需求确定电机的转速和转矩要求，了解系统所需的控制精度和性能指标。
2. 硬件设计：选择适合的电机驱动器，根据电机的电流和电压要求确定电源电压和功率等参数。
设计电路板布线和连接，选择合适的传感器和检测器。
3. 控制算法设计：根据电机的数学模型和特性，设计合适的控制算法。
常用的控制算法有PID控制、模糊控制、自适应控制等。
4. 调试和测试：搭建系统实验平台，进行控制系统的调试和测试。
根据实际测试情况对系统参数进行修正和优化。
四、永磁同步电动机调速控制系统的关键技术1. 电机控制算法：根据永磁同步电动机的特性和性能要求选择合适的控制算法，并调整算法参数以获得良好的控制效果。
2. 电机驱动器设计：选用合适的电机驱动器，合理匹配输出功率和电机的功率需求，提高系统的效率和稳定性。
3. 传感器和检测器选择：选择适合的传感器和检测器，监测电机的状态和性能参数，提供准确的反馈信号。
四、结论永磁同步电动机调速控制系统是实现电机精确控制的重要技术，本文简述了其基本原理和设计流程，并介绍了关键技术。
希望能对相关领域的研究和应用提供一定的参考和指导。
KW调速永磁同步电动机电磁设计方案程序
KW调速永磁同步电动机电磁设计方案程序第一步：确定设计参数1.确定工作功率：根据应用需求确定电动机的额定功率，例如10KW。
2.确定额定电压和额定频率：根据应用需求确定电动机的额定电压和额定频率。
3.确定电机的极对数：根据电动机的输入电压和频率，计算电机的巡线频率，从而确定电机的极对数。
4.确定磁场势和磁铁尺寸：根据电机的额定功率和电机的极对数，计算电机的磁场势，从而确定所需的永磁体尺寸。
第二步：电机电磁设计计算1.计算电机的相间电压和相间电流：根据电动机的额定功率和电机的额定电压，计算电机的相间电流。
2.计算电机的磁通和永磁体的磁通密度：根据电机的相间电流和电机的极对数，计算电机的磁通。
根据电机的磁通和电机的磁铁尺寸，计算永磁体的磁通密度。
3.计算电机的绕组电阻和绕组电感：根据电机的相间电压和电机的相间电流，计算电机的绕组电阻。
根据电机的相间电压和电机的极对数，计算电机的绕组电感。
4.计算电机的工作转速和输出扭矩：根据电机的输入电压、电机的绕组电阻和电机的电磁转矩，计算电机的工作转速和输出扭矩。
第三步：电机电磁设计方案优化1.根据应用需求对电机的工作转速和输出扭矩进行调整：根据应用需求，对电机的工作转速和输出扭矩进行调整，例如增加或减小电机的绕组电阻或电机的磁通密度。
2.重新计算电机的绕组电阻和绕组电感，以及工作转速和输出扭矩：根据调整后的电机参数，重新计算电机的绕组电阻和绕组电感，以及工作转速和输出扭矩。
3.根据计算结果，评估电机的电磁设计方案的可行性和性能：根据计算结果，评估电机的电磁设计方案的可行性和性能，例如判断电机的工作转速和输出扭矩是否达到设计要求。
4.如有必要，进行多次优化和调整，以获得满足设计要求的电磁设计方案。
总结：以上是一个KW调速永磁同步电动机电磁设计方案的基本步骤和程序。
通过确定设计参数，进行电机电磁设计计算，以及根据应用需求进行优化和调整，可以获得满足设计要求的电磁设计方案。
调速永磁同步电机的设计计算程序
式中,永磁体 H 温度系数 aHc = −0.12 .
c
38. 永磁体相对回复磁导率
µr =
1.139 Br × 10−3 = × 10 −3 = 1.052 H / m −7 4π × 10 × 862.082 µo H c 式中µ0 = 4π × 10−7 H / m
39. 最高工作温度下退磁曲线的拐点 bk = 0 40. 永磁体宽度 bM = 4.6cm 41.永磁体厚度 hM = 1.55cm
kt =
Ft1 + Fδ 18.252 +1148.12 = =1.016 F 1148.12 δ
ΣFaq = Fδ q + Ft 1 + Fj1 = ( 937.875 +18.252 +108.249 ) A =1064.376 A
t1leff Bδ 0 bt1lFe
=
1.483 × 19.15 × 0.661 = 1.391T 0.748 × 18.05
60.定子齿磁压降 Ft1 = 2 H t10 ht′1 = 2 × 5.4 × 1.69 A = 18.252 A 式中 H t10 = 5.4 A / cm ,根据 Bt10 查第二章附录 2E-3 61. 定子轭计算高度
26.每槽导体数 N s1 = 13 27.并联支路数 α1 = 1
28.每相导体串联导体数 N Φ1 =
Q1 N s1 36 × 13 = = 156 m1α1 3 ×1
′= 29.绕组线规 N1S1
IN 26.35 = = 6.57 mm 2 α1 J1′ 1× 4.010
2
式中,定子电流密度 J ′ = 4.01A / mm ,并绕根数 N1 = 3 , 线径选取 d1 / d 2 = 1.6mm / 1.67 mm 30.槽满率 （1）槽面积
c
38. 永磁体相对回复磁导率
µr =
1.139 Br × 10−3 = × 10 −3 = 1.052 H / m −7 4π × 10 × 862.082 µo H c 式中µ0 = 4π × 10−7 H / m
39. 最高工作温度下退磁曲线的拐点 bk = 0 40. 永磁体宽度 bM = 4.6cm 41.永磁体厚度 hM = 1.55cm
kt =
Ft1 + Fδ 18.252 +1148.12 = =1.016 F 1148.12 δ
ΣFaq = Fδ q + Ft 1 + Fj1 = ( 937.875 +18.252 +108.249 ) A =1064.376 A
t1leff Bδ 0 bt1lFe
=
1.483 × 19.15 × 0.661 = 1.391T 0.748 × 18.05
60.定子齿磁压降 Ft1 = 2 H t10 ht′1 = 2 × 5.4 × 1.69 A = 18.252 A 式中 H t10 = 5.4 A / cm ,根据 Bt10 查第二章附录 2E-3 61. 定子轭计算高度
26.每槽导体数 N s1 = 13 27.并联支路数 α1 = 1
28.每相导体串联导体数 N Φ1 =
Q1 N s1 36 × 13 = = 156 m1α1 3 ×1
′= 29.绕组线规 N1S1
IN 26.35 = = 6.57 mm 2 α1 J1′ 1× 4.010
2
式中,定子电流密度 J ′ = 4.01A / mm ,并绕根数 N1 = 3 , 线径选取 d1 / d 2 = 1.6mm / 1.67 mm 30.槽满率 （1）槽面积
调速永磁同步电机的设计 毕业设计全文
毕业设计题目：调速永磁同步电动机的电磁设计系：电气与信息工程专业：电气工程班级：学号：学生姓名：///导师姓名：完成日期：2011年6月诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书题目： 调速永磁同步电动机的电磁设计姓名 系 电气系 专业 电气工程及其自动化 班级 .. 学号 ..指导老师 .. 职称 副教授 教研室主任 ..一、基本任务及要求： 1、基本技术要求：1）额定功率 N P =15KW ; 2）额定电压 V U N 380=3）额定转速 min /1500r n N =; 4）额定效率%94=N η; 5)相数m=36)Hz f N 50=; 7)额定功率因数92.0cos =N ϕ; 8)绕组形式:单层,交叉Y 接9)失步转矩倍数 8.1=*Npo T ; 2、本毕业设计课题主要完成以下设计内容：（1）调速永磁同步电动机的电磁设计方案；(2)阐述永磁同步电动机的运行与控制原理；（３）电机主要零部件图的绘制；(4) 说明书的编制二、进度安排及完成时间：3 月1 日——3 月 30日：查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 4月1 日—— 4月30 日：毕业实习、撰写实习报告 5月 1日—— 5月20 日：毕业设计（电磁设计）5月 21日——5 月30 日：毕业设计（永磁同步电动机的运行与控制 ）5月上旬：毕业设计中期抽查6月1日——6月12日：撰写毕业设计说明书（论文）6月13日——6月14日：修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP。
1、6月15日——6月18日：毕业设计答辩，进行毕业答辩。
永磁同步发电机设算程序
U N2=I N2=P N2=20003000转/分钟p=20m=1U 2/U υ=U υ/U 2=永磁同步发电机设算程序一：主要技术指标：1，直流额定输出：2，升速器传动比：i=i 1,i 2…=3，电机额定转速：n y =in s =4，极对数及相数：二：计算数据：5，整流线路计算数据采用三相桥式整流：三：转子尺寸确定：9，电枢外径：V，M=54.4KP，σ×10000/（fB r H c Kυ）=cm30.51磁钢计算长度（外转子）磁钢横截面积计算四：转子尺寸确定：五：电枢绕组：21，绕组形式：选用双层、叠绕、整距绕组、直槽铁芯（1）磁极漏磁导（2）当转子在自由状态下的附加漏磁导本例题只考虑无极靴星形转子，故不计（1）气隙系数（2）轭部磁路计算长度(3)电枢绕组每相有效匝数六：转子漏磁导：29，无极靴星形转子：λσm =Kσm *λ'σm 式中λ'σm=（5*l M h M /τ-b M +h M υβ其中，由图9-3按 h M /τ-b M ，查的υβ=l'i =π( Di+h j )/2pWef=W 1*Kdp31和33~42计算空载特性（见表9-2）43~44略八：电枢绕组参数：由图9-4按ξ*ξ=h M *λ'σm/μm*b M *100，查的K σm =λa d =4l M *Φv1*10-8=30，有极靴星形转子：七：空载特性：32，气隙系数、轭部磁路计算长度和电枢绕组每相有效匝数K σ（45）绕组尺寸l E=KEπ Di+h j)/2p=。
11KW调速永磁同步电动机电磁设计程序2
72 转子轭计算长度l j2
(Di2 h j2 ) 4p
(60 5.934) 46
3.1267cm
73 转子轭磁位 Fj2 2C2 H j2l j2 2 2.27 3.1267 4.11A
74 每对极总磁位差 F F Ft1 Fj1 Fj2 1384.82 74.72 35.41 4.11 1499.07A
39 槽满率
槽面积
As
2r1 b1 (h h)
2
12
r12 2
2 0.53 0.78 (1.72 0.2) 0.532 1.8394cm2
2
2
式中,槽楔厚h 0.2cm,
槽绝缘占面积
Ai Ci (2h12 r1 2r1 b1 ) 0.035 (3.44 0.53
式中，绝缘厚度Ci 0.03cm
槽有效面积
01
1) / 4 (2.5 1) / 4 0.875
7) /16 (9 5 6
2hs1 0.08 b01 b1 0.38
7) /16 0.906 2 0.105 0.38 0.78 0.4096
1.129
L1
86 定子槽漏抗
X 2 pml1 s1 C 2 3 3 1.3813 15 0.4426
s1
对于矩形切向式 Am bmlm 10 15 150cm 2
1.4 磁路计算
56 极弧系数 p 0.889
57 计算极弧系数 i
4
p
1
6
0.889 9.728 4 6
0.909
1p
0.07 1 0.889
58 气隙磁密波形系数 K f
4 sin i 2
4 sin 0.909 2
1.2604
永磁同步电机的电磁设计方案
永磁同步电机的电磁设计方案1 永磁同步电机的基本原理和特点永磁同步电机是一种新型的高效电动机，具有高效率、高功率密度、快速响应等优点。
它是由永磁体和电磁线圈组成的，通过电磁线圈与永磁体之间的作用产生转矩。
与传统的异步电机相比，永磁同步电机的效率更高、速度更稳定，特别适合用于高精度控制等场合。
2 永磁同步电机的电磁设计要点永磁同步电机的电磁设计是实现高效率、稳定运行的关键。
其中，电磁线圈的参数包括绕组数、导线截面积、绕组方式、铁芯形状等。
以下是具体要点：2.1 绕组数和绕组方式永磁同步电机的电磁线圈绕组数一般较少，一般少于异步电机的绕组数。
而采用多相绕组的方式，能够显著提高电机的功率密度和效率。
另外，对于高功率密度的永磁同步电机，可以采用三绕组式结构，使电机的相序和匝数更加紧凑。
2.2 导线截面积电磁线圈导线的截面积是影响永磁同步电机性能的重要参数之一。
截面积过小会导致电流密度过大，产生过多的电流损耗和温升，进而影响电机效率和寿命，而截面积过大则会使电机结构过于复杂，增加成本和体积。
因此，需要根据电机的功率和运行条件确定合适的导线截面积。
2.3 铁芯形状永磁同步电机的铁芯形状对电机的功率密度和效率影响较大。
对于高功率密度的电机，可以采用扇形铁芯或双球面铁芯结构。
此外，还可以通过添加铁磁材料或采用不同的接头结构等方法改善电磁线圈的磁通分布，减小铁芯损耗和噪音。
3 永磁同步电机的优化设计方法为了实现永磁同步电机的高效率、高性能运行，可以采用以下优化设计方法：3.1 磁场分析和模拟通过磁场分析和模拟软件（如ANSYS、COMSOL等），可以快速计算电机的磁场分布、磁通密度等参数，进而优化电机的结构和参数选取，提升电机的性能。
3.2 合理的控制策略电机的控制策略对电机效率和性能影响很大。
常见的控制方法有矢量控制、直接转矩控制等，需要根据具体应用场景选择合适的控制策略。
3.3 多因素综合考虑永磁同步电机的电磁设计需要考虑多个因素的综合影响，如电机的功率密度、效率、噪音、成本等。
永磁同步电动机电磁设计
永磁同步电动机电磁设计永磁同步电动机是一种能够实现高效能转换的电机。
它采用了永磁体产生磁场，与定子上的线圈产生交变磁场来实现转动，因此具有高效率、高功率密度和高转矩密度等特点。
本文将介绍永磁同步电动机的电磁设计过程，并探讨其中的一些关键技术。
首先，电磁设计过程开始于确定绕组数据。
绕组是将电磁力转化为机械力的关键部分，其设计直接影响到电机的性能。
为了使绕组尽量减小谐波和电磁噪声，一般采用分段细槽绕组。
绕组的设计也需要考虑线圈的电流和电压、磁场强度和饱和情况等因素。
其次，永磁同步电动机的磁路设计非常重要。
磁路设计的主要目标是实现磁通的均匀分布和最大化。
为了实现这一目标，可以采用磁路分析方法，通过优化铁心的尺寸和形状，来调整磁阻分布和磁通密度。
此外，磁路设计还需要考虑铁心的饱和和损耗情况，以及永磁体的磁性能和热特性等。
第三，针对永磁同步电动机的磁链和电流特性，需要进行磁链分析和电路设计。
磁链分析主要用于计算磁链波形和磁链饱和情况，以确定磁阻和电感等参数。
电路设计则主要包括电感和电容的选择，以及电流和电压的控制等。
这些都直接影响到电机的性能和可靠性。
此外，还需要考虑永磁同步电动机的热特性。
由于电机长时间运行会产生大量的热量，因此需要进行热分析和散热设计。
热分析可以通过有限元仿真等方法来实现，包括计算温升分布和热阻分布等。
而散热设计则需要根据电机的尺寸和工作条件来选择合适的散热方式，如风冷、水冷等。
最后，电磁设计过程还需要进行性能分析和优化。
性能分析可以通过有限元仿真等方法来实现，包括转矩-转速特性分析、功率-转速特性分析等。
而优化则主要是通过调整参数来达到更好的性能，包括转矩和功率的最大化、效率的提高等。
综上所述，永磁同步电动机的电磁设计过程涉及到绕组设计、磁路设计、磁链和电路设计、热特性分析和散热设计、性能分析和优化等多个方面。
这些都是相互关联的，需要综合考虑，才能够实现高效能转换和可靠性运行。
因此，对于永磁同步电动机的电磁设计，需要充分理解电机的工作原理和性能需求，并结合现有的设计方法和工具，进行系统化的设计过程。
永磁同步电机的电磁设计方案
永磁同步电机的电磁设计方案文章标题：永磁同步电机的电磁设计方案引言：永磁同步电机是一种高效、节能的电机类型，它在各个领域得到广泛应用。
然而，要实现其高性能运行，关键在于电磁设计方案的优化。
本文将深入探讨永磁同步电机的电磁设计方案，包括关键问题、优化方法以及对该方案的观点和理解。
1. 关键问题在开展永磁同步电机电磁设计方案时，我们需要关注以下几个关键问题：1.1 磁路设计：磁路设计是保证永磁同步电机高效运行的关键。
我们将探讨如何选择合适的磁路材料、确定合适的磁路形状以及如何降低磁路损耗。
1.2 磁场分析：准确地分析磁场分布对于制定合理的电磁设计方案至关重要。
我们将介绍如何利用有限元分析方法来分析磁场，并优化磁场分布。
1.3 磁极形状设计：磁极形状对永磁同步电机性能有直接影响。
我们将探讨如何选择合适的磁极形状以及优化磁极形状的方法。
1.4 槽形设计：电机的槽形对于永磁同步电机的功率密度和转矩产生影响。
我们将介绍如何选择合适的槽形，并优化槽形设计。
2. 优化方法基于上述关键问题，我们提出以下优化方法来改进永磁同步电机的电磁设计方案：2.1 遗传算法优化：通过遗传算法可以搜索磁路材料、磁极形状和槽形等方面的最佳解决方案。
我们将介绍如何利用遗传算法来优化永磁同步电机的电磁设计方案。
2.2 多目标优化：兼顾多个性能指标（如效率、功率密度和响应时间等）可以得到更全面和灵活的电磁设计方案。
我们将探讨如何使用多目标优化方法来提高永磁同步电机的性能。
2.3 实验验证：在优化过程中，实验验证是必不可少的一步。
我们将介绍如何设计实验并验证优化后的电磁设计方案的有效性。
3. 观点和理解从我个人的观点和理解来看，永磁同步电机的电磁设计方案是实现其高性能运行的关键。
通过对磁路设计、磁场分析、磁极形状设计和槽形设计等关键问题的深入研究和优化，能够有效提升永磁同步电机的效率和功率密度。
遗传算法优化和多目标优化方法能够为电磁设计方案的改进提供有力的支持。
永磁同步电动机电磁计算程序
永磁同步电动机电磁计算程序序号名称公式单位⼀额定数据1额定功率P Nkw2相数m13额定线电压U N1V 额定相电压U NV4额定频率?Hz5极对数p6额定效率η1N%7额定功率因数cosυ1N8额定相电流I NA9额定转速n Nr/min10额定转矩T NN.m11绝缘等级B级12绕组形式双层⼆主要尺⼨13铁芯材料50W470硅钢⽚14转⼦磁路结构形式15⽓隙长度δcm17定⼦内径D i1cm永磁同步电动机电磁计算程序以下公式中π取值为3.1418转⼦外径D2cm19转⼦内径D i2cm20定、转⼦铁⼼长度l1=l2 cm21铁⼼计算长度la=l1cm铁⼼有效长度l effcm铁⼼叠压系数K fe净铁⼼长l Fecm22定⼦槽数Q1 23定⼦每级槽数Q p1 24极距τp 25定⼦槽形梨形槽b s0cmh s0cmb s1cmh s1cmh s2cmrN s1 27并联⽀路数a1 28每相绕组串联导体数NΦ129绕组线规N11S11mm230槽满率根据N11S11=1.54mm2,线径取d1/d1i=1.4mm/1.46mm,并绕根数N1（1）槽⾯积s scm2槽楔厚度hcm(2)槽绝缘占⾯积s icm2h1scm绝缘厚度C icm（3）槽有效⾯积s ecm2(4)槽满率sf% N1三永磁体计算31永磁材料类型铷铁棚32永磁体结构矩形33极弧系数a p34主要计算弧长b1pcm35主要极弧系数a1p 36永磁体Br温度系数a Br永磁体剩余磁通密度B r20Tt=80℃时剩余磁通密度B rT37永磁体矫顽⼒H c20KA/m永磁体H c温度系数a Hct=80℃时矫顽⼒Hc KA/m 38永磁体相对回复磁导率u ru0H/m39最⾼⼯作温度下退磁曲线的拐点b k40永磁体宽度b mcm41永磁体磁化⽅向厚度h Mcm42永磁体轴向长度l Mcm43提供每级磁通的截⾯积S M cm2四磁路计算44定⼦齿距t1cm45定⼦斜槽宽b skcm46斜槽系数K sk147节距y48绕组系数K dp1(1)分布系数K d1α°K p1β49⽓隙磁密波形系数K f50⽓隙磁通波形系数KΦ51⽓隙系数Kδ52空载漏磁系数σ053永磁体空载⼯作点假设值b1m054空载主磁通Φδ0Wb55⽓隙磁密Bδ056⽓隙磁压降δ12cm直轴磁路FδA交轴磁路Fδq 57定⼦齿磁路计算长度h1t1 58定⼦齿宽b t159定⼦齿磁密B t10T60定⼦齿磁压降F t1A查第2章附录图2E-3得H t10 A/cm61定⼦轭计算⾼度h1j1cm63定⼦轭磁密B j10T64定⼦轭磁压降F j1cm查第2章附录图2C-4得C1查第2章附录图2E-3得H j10 A/cm65磁路齿饱和系数K t66每对极总磁压降ΣF adAΣF aqA67⽓隙主磁导ΛδH68磁导基值ΛbH69主磁导标⼳值λδ70外磁路总磁导λ1H71漏磁导标⼳值λσ72永磁体空载⼯作点b m073⽓隙磁密基波幅值Bδ1 T74空载反电动势E0V五参数计算75线圈平均半匝长l zl BτycmsinαcosαC s76双层线圈端部轴向投影长f dcm77定⼦直流电阻R1ΩρΩ.mm2/mS1mm2d1mm78漏抗系数C x79定⼦槽⽐漏磁导λS1查第2章附录2A-3得K u1K L１λu1λL 1与假设值误差⼩于1%,不⽤重复计算80定⼦槽漏抗X s181定⼦谐波漏抗X d1Ω查第2章附录2A-4得ΣS82定⼦端部漏抗X e184定⼦漏抗X1Ω85直轴电枢磁动势折算系数K ad 86交轴电枢磁动势折算系数K aqK q87直轴电枢反应电流X adΩE dVI1dAF adA f1adb madΦδadW b88直轴同步电抗X dΩ89交轴磁化曲线（X aq-Iq）计算六⼯作性能计算90转矩⾓θ°91假定交轴电流I1q A92交轴电枢反应电抗X aqΩ见P428页表10-1 Xaq-Iq曲线93交轴同步电抗X qΩ94输⼊功率P1kwSINθSIN2θCOSθ95直轴电流I d A 96交轴电流I q A 97功率因数cosυ°99负载⽓隙磁通ΦδW bEδV 100负载⽓隙磁密BδT 101负载定⼦齿磁密B t1T 102负载转⼦磁密B j2T 103铜耗P cu1W 104鉄耗（1）定⼦轭重量G j1kg（2）定⼦齿重量G t1kg(3)单位铁耗查第2章附录2E-4得p t1w/kgp j1w/kg(4)定⼦齿损耗P t1W(5)定⼦轭损耗P j1W(6)总损耗P Fe Wk1k2105杂耗P sP sN kw106机械损耗P fw w107总损耗ΣP kw108输出功率P2kw109效率η%110⼯作特性见P430表10-2111失步转矩倍数K MT max112永磁体额定负载⼯作点b mNf1adN113电负荷A1A/cmλ1n114电密J1A/mm2115热负荷A1J1（A/cm）（A/mm2）116永磁体最⼤去磁⼯作点b mhf1adhI adh Alaobusi算例4.00003.000026.50003.00000.89601.00007.15960155253072.07547170.052314.814.74.8191919.10.9518.053667.7453333330.350.080.680.091.060.443213841.539699259 .4mm/1.46mm,并绕根数N1=1 1.0449520.20.1572480.887704 76.8400277610.82 6.4511733330.832911-0.121.22801.13216923-0.12856.544 1.0523700751.26E-063.61.219136.81.290888889 1.678155556 0.9808257135 0.932879761 0.965960169302 0.965753860.8333333331.2300402670.9406348791.2448267171.30.87 0.010365012 0.8411970220.02 1101.610936 833.7137955 1.2966666670.6405444441.793880386233.490 2.576666667 5.344105556 1.114305729 12.980832390.71.735 1.211871535 1347.991769 1080.094628 7.68922E-06 1.50683E-065.1029296776.63380858 1.5308789030.869003789 %,不⽤重复计算1.034706209201.529426831.682915872327.2568888890.5490852490.8357663494.3414579342.3838305111.7158936780.02171.53861.48.21E-010.9608659780.870.9050.403328710.6744.69E-016.28E-010.02051.65E-015.31E-011.63E+00 0.812981515 0.3251926060.4 6.558622511 193.4528014 1.231451467 158.2920937 0.011846361 0.858709257 0.009949617 8.19E+0026.656.312.19根据I1q查表10-1得1.38E+014.44E+000.4483284510.8014937140.8938688943.25E+006.34E+000.9999593942.72E+01-5.17E-017.1248912060.010084516196.07567680.8184327131.7453347461.084150606261.317264623.264103534.2097075396.22.17 26.10018674 50.48310465 166.2166762 2.52 19.806546740.0227.9841 0.4753245883.97E+008.93E+010.18536125713.360.8611346311.04E-02 176.61978556.643 4.630762516 817.884282 0.4683161174.61E-01。
永磁同步伺服电机电磁计算流程
电机计算与磁场分析1.1 计算程序及算例注：计算采用手算和MathCAD 计算结合使用的方法所以计算结果保留到小数点后三位。
一、 额定数据1．额定功率 5KW N P =2．相数 3m =3．额定电压 直流输出电压 40V d U =额定相电压 217.949V 2.34d N U U +== 三相桥整流考虑二极管压降4．功率因数 cos 0.8ϕ= sin 0.6ϕ=5．额定相电流 310116.071A cos N N N P I m U ϕ⨯==⋅⋅ 6．效率 0.9N η=7．额定转速 100000rpm N n = 8．预取极对数 2p =9．频率 3333Hz 60N pnf ==10．冷却方式 空气冷却 11．转子结构 径向套环12．电压调整率 20%N U ∆≤二、永磁材料选择13．材料牌号 NSC27G 烧结钐钴材料，主要考虑到高温工作环境 该材料高温下退磁小。
14．预计温度 T= 250C 15.剩余磁通密度 20 1.0T r B =0.03%B r rB α=----的温度系数 0r I L B =---的不可逆损失率工作温度下 201(20)(1)0.931T100100Br r r IL B t B α⎡⎤=+--=⎢⎥⎣⎦ 16.计算矫顽力 20760kA/m c H =工作温度下 201(20)(1)707.56KA/m 100100Br C r IL H t H α⎡⎤=+--=⎢⎥⎣⎦17.相对回复磁导率 3010 1.047rr C B H μμ-=⨯=式中 70410H /m μπ-=⨯ 三、永磁体尺寸18．永磁体磁化方向长度 0.35cm M h =19．永磁体宽度 1.56cm M b =20．永磁体轴向长度 5.35cm M L = 21．永磁体段数 1W =22．永磁体每极截面积 28.346cm M M M A L b == 23．永磁体每对极磁化方向长度 20.7cm MP M h h == 24．永磁体体积 311.684cm m M MP V PA h == 25．永磁体质量 31095.812g m m m V ρ-=⨯= 稀土钴材料密度 38.2g/cm ρ=四、转子结构尺寸26．气隙长度 10.19cm δδ=∆+= 均匀气隙空气隙长度10.03cm δ= 非磁性套环长度 0.16cm ∆=27．转子外径 2 3.0cm D = 28．轴孔直径 2 1.0cm i D =29．转子铁心长度 2 5.35cm M L L ==30．衬套厚度 222()0.49cm 2i M h D D h h --∆+==31．极距 2(2)2.105cm 2D pπτ-∆== 径向瓦片形32．极弧系数 0.74p α=33．极间宽度 2(1)0.547cm p b ατ=-= 五、定子绕组和定子冲片34．定子外径 1 4.8cm D =35．定子内径 1212 3.06cm i D D δ=+= 36. 定子铁心长度 1 5.35cm M L L ==长径比λ＝1.7537．每极每相槽数 1q =38. 定子槽数 212Q mpq ==39．绕组节距 3y = 整距绕组,影响下面一些系数40. 短距系数 180sin 12p K β==41. 分布因数 1d K = 42.斜槽因数 1sk K =43.绕组因数 1dp d p sk K K K K ==波形系数 sin()20.91.024i iK φαπα⋅==44.预估永磁体空载工作点 '00.67m b = 工作点范围在0.55-0.75Br 内但高速电机应取小一些。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计1. 引言1.1 背景介绍目前，永磁同步电动机调速控制系统的研究已经取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战。
控制系统的稳定性、动态性能、能效等方面仍有待提高。
开展深入的研究和优化对于提高永磁同步电动机的性能和应用效果具有重要意义。
本文旨在探讨永磁同步电动机调速控制系统的设计原理与方法，希望通过模拟与实验结果的展示，提出一套可行的控制方案，并在实际工程应用中取得良好效果。
通过对实验结论的总结和对未来研究的展望，为永磁同步电动机调速控制系统的进一步发展提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的：本文旨在通过对永磁同步电动机调速控制系统的设计进行深入研究，探讨其在工业应用中的潜在优势和性能优化方法。
通过对永磁同步电动机的概述和调速控制方法进行系统性分析，结合控制系统设计和性能优化的研究，我们旨在提高永磁同步电动机在工程应用中的效率和稳定性，从而推动其在各个领域的广泛应用。
通过模拟与实验结果的对比分析，我们有望得出结论并指导未来相关研究的方向，为永磁同步电动机调速控制系统的进一步发展提供理论基础和实践指导。
希望通过本研究能够为永磁同步电动机的发展和工程应用提供重要的参考和支持，为相关领域的技术进步和产品创新做出贡献。
2. 正文2.1 永磁同步电动机概述永磁同步电动机是一种应用广泛的电机类型，其具有高效率、高功率密度、小体积轻质量等优点，因此在工业生产、电动汽车等领域得到了广泛应用。
永磁同步电动机的基本结构包括永磁体、定子和转子等部分，其中永磁体的磁场和定子绕组的电流之间存在着磁动势，从而产生了电磁力驱动转子运动。
永磁同步电动机具有恒定的磁场和转子位置，因此可以实现高精度的控制。
其工作原理是利用电流控制来调节定子绕组的电流，从而控制转子转速。
常见的调速控制方法包括矢量控制、直接转矩控制、感应电流控制等，通过控制电流和电压的大小和相位来实现对电机转速的调节。
在永磁同步电动机调速控制系统设计中，需要考虑控制算法、传感器选择、控制器设计等因素。
永磁同步电动机电磁计算程序教学文案
序号名称公式单位一额定数据1额定功率P Nkw2相数m13额定线电压U N1V 额定相电压U NV4额定频率ƒHz5极对数p6额定效率η1N%7额定功率因数cosφ1N8额定相电流I NA9额定转速n Nr/min10额定转矩T NN.m11绝缘等级B级12绕组形式双层二主要尺寸13铁芯材料50W470硅钢片14转子磁路结构形式15气隙长度δcm16定子外径D1cm17定子内径D i1cm永磁同步电动机电磁计算程序以下公式中π取值为3.1418转子外径D2cm19转子内径D i2cm20定、转子铁心长度l1=l2cm21铁心计算长度la=l1cm铁心有效长度l effcm铁心叠压系数K fe净铁心长l Fecm22定子槽数Q1 23定子每级槽数Q p1 24极距τp 25定子槽形梨形槽b s0cmh s0cmb s1cmh s1cmh s2cmrcm26每槽导体数N s1 27并联支路数a1 28每相绕组串联导体数NΦ129绕组线规N11S11mm230槽满率根据N11S11=1.54mm2,线径取d1/d1i=1.4mm/1.46mm,并绕根数N1（1）槽面积s scm2槽楔厚度hcm(2)槽绝缘占面积s icm2h1scm绝缘厚度C icm（3）槽有效面积s ecm2(4)槽满率sf% N1三永磁体计算31永磁材料类型铷铁棚32永磁体结构矩形33极弧系数a p34主要计算弧长b1pcm35主要极弧系数a1p 36永磁体Br温度系数a Br永磁体剩余磁通密度B r20T温度t℃t=80℃时剩余磁通密度B rT37永磁体矫顽力H c20KA/m永磁体H c温度系数a Hct=80℃时矫顽力Hc KA/m 38永磁体相对回复磁导率u ru0H/m39最高工作温度下退磁曲线的拐点b k40永磁体宽度b mcm41永磁体磁化方向厚度h Mcm42永磁体轴向长度l Mcm43提供每级磁通的截面积S M cm2四磁路计算44定子齿距t1cm45定子斜槽宽b skcm46斜槽系数K sk147节距y48绕组系数K dp1(1)分布系数K d1α°q1(2)短距系数K p1β49气隙磁密波形系数K f50气隙磁通波形系数KΦ51气隙系数Kδ52空载漏磁系数σ053永磁体空载工作点假设值b1m054空载主磁通Φδ0W b55气隙磁密Bδ056气隙磁压降δ12cm直轴磁路FδA交轴磁路Fδq 57定子齿磁路计算长度h1t1 58定子齿宽b t159定子齿磁密B t10T60定子齿磁压降F t1A查第2章附录图2E-3得H t10A/cm61定子轭计算高度h1j1cm62定子轭磁路计算长度l1j1cm63定子轭磁密B j10T64定子轭磁压降F j1cm查第2章附录图2C-4得C1查第2章附录图2E-3得H j10A/cm65磁路齿饱和系数K t66每对极总磁压降ΣF adAΣF aqA67气隙主磁导ΛδH68磁导基值ΛbH69主磁导标幺值λδ70外磁路总磁导λ1H71漏磁导标幺值λσ72永磁体空载工作点b m073气隙磁密基波幅值Bδ1T74空载反电动势E0V五参数计算75线圈平均半匝长l zl BcmdcmτycmsinαcosαC s76双层线圈端部轴向投影长f dcm77定子直流电阻R1ΩρΩ.mm2/mS1mm2d1mm78漏抗系数C x79定子槽比漏磁导λS1查第2章附录2A-3得K u1K L１λu1λL 1与假设值误差小于1%,不用重复计算80定子槽漏抗X s181定子谐波漏抗X d1Ω查第2章附录2A-4得ΣS82定子端部漏抗X e1Ω83定子斜槽漏抗X sk1Ω84定子漏抗X1Ω85直轴电枢磁动势折算系数K ad 86交轴电枢磁动势折算系数K aqK q87直轴电枢反应电流X adΩE dVI1dAF adA f1adb madΦδadW b88直轴同步电抗X dΩ89交轴磁化曲线（X aq-Iq）计算六工作性能计算90转矩角θ°91假定交轴电流I1q A92交轴电枢反应电抗X aqΩ见P428页表10-1 Xaq-Iq曲线93交轴同步电抗X qΩ94输入功率P1kwSINθSIN2θCOSθ95直轴电流I d A96交轴电流I q A97功率因数cosφ°ψ°φ°98定子电流I1A99负载气隙磁通ΦδW bEδV 100负载气隙磁密BδT 101负载定子齿磁密B t1T 102负载转子磁密B j2T 103铜耗P cu1W 104鉄耗（1）定子轭重量G j1kg（2）定子齿重量G t1kg(3)单位铁耗查第2章附录2E-4得p t1w/kgp j1w/kg(4)定子齿损耗P t1W(5)定子轭损耗P j1W(6)总损耗P Fe Wk1k2105杂耗P sP sN kw106机械损耗P fw w107总损耗ΣP kw108输出功率P2kw109效率η%110工作特性见P430表10-2111失步转矩倍数K MT max112永磁体额定负载工作点b mNf1adN113电负荷A1A/cmλ1n114电密J1A/mm2115热负荷A1J1（A/cm）（A/mm2）116永磁体最大去磁工作点b mhf1adhI adh Alaobusi算例4.00003.0000360.0000207.846096926.50003.00000.89601.00007.15960155253072.07547170.052314.814.74.8191919.10.9518.053667.7453333330.350.080.680.091.060.443213841.539699259 .4mm/1.46mm,并绕根数N1=11.0449520.20.1572481.150.030.887704 76.8400277610.82 6.4511733330.832911-0.121.22801.13216923-0.12856.544 1.0523700751.26E-063.61.219136.81.290888889 1.678155556 0.9808257135 0.932879761 0.965960169302 0.965753860.8333333331.2300402670.9406348791.2448267171.30.87 0.010365012 0.8411970220.02 1101.610936 833.7137955 1.2966666670.6405444441.793880386233.490 2.576666667 5.344105556 1.114305729 12.980832390.71.735 1.211871535 1347.991769 1080.094628 7.68922E-06 1.50683E-065.1029296776.63380858 1.5308789030.869003789 %,不用重复计算1.034706209201.529426831.682915872327.2568888890.5490852490.8357663494.3414579342.3838305111.7158936780.02171.53861.48.21E-010.9608659780.870.9050.403328710.6744.69E-016.28E-010.02051.65E-015.31E-011.63E+00 0.812981515 0.3251926060.4 6.558622511 193.4528014 1.231451467 158.2920937 0.011846361 0.858709257 0.0099496178.19E+0026.656.312.19根据I1q查表10-1得1.38E+014.44E+000.4483284510.8014937140.8938688943.25E+006.34E+000.9999593942.72E+01-5.17E-017.1248912060.010084516196.07567680.8184327131.7453347461.084150606261.317264623.264103534.2097075396.22.17 26.10018674 50.48310465 166.21667622.52 19.806546740.0227.9841 0.4753245883.97E+008.93E+010.18536125713.360.8611346311.04E-02 176.61978556.643 4.630762516 817.884282 0.4683161174.61E-014.79E+01。
变频永磁同步电机的设计流程
变频永磁同步电机的设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!变频永磁同步电机的设计流程可以分为以下几个步骤：1. 确定电机参数：首先，需要明确电机的额定功率、额定电压、额定频率、极数、转速等基本参数。
(完整)调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析
调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析1 引言与传统的电励磁电机相比,永磁同步电动机具有结构简单，运行稳定；功率密度大;损耗小，效率高；电机形状和尺寸灵活多变等显著优点，因此在航空航天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。
随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降，越来越多的直流电动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代,变频调速永磁同步电动机也应运而生。
变频调速永磁同步电动机可分为两类，一类是反电动势波形和供电电流波形都是理想矩形波（实际为梯形波）的无刷直流电动机，另一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。
这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不用设置起动绕组。
本文使用Ansoft Maxwell 软件中的RMxprt 模块进行了一种调速永磁同步电动机的电磁设计，并对电机进行了性能和参数的计算，然后将其导入到Maxwell 2D 中建立了二维有限元仿真模型,并在此模型的基础上对电机的基本特性进行了瞬态特性分析。
2 调速永磁同步电动机的电磁设计2.1 额定数据和技术要求调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等.通过改变电机的各个参数来提高永磁同步电动机的效率η、功率因数cos ϕ、起动转矩st T 和最大转矩max T .本例所设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下：计算额定数据:(1) 额定相电压:N 220V U U ==(2) 额定相电流：3N N N N N1050.9A cos P I mU ηϕ⨯== (3) 同步转速：160=1000r /min f n p= (4) 额定转矩：3N N 19.5510286.5N m P T n ⨯== 2.2 主要尺寸和气隙长度的确定永磁电机的主要尺寸包括定子内径和定子铁心有效长度,它们可由如下公式估算得到:2i11P D L C n '= N N N cos E K P P ηϕ'=， 6.1p Nm dp C K K AB δα=' 式中，i1D 为定子内径，L 为定子铁心长度，P '为计算功率，C 为电机常数。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计【摘要】本文主要探讨了永磁同步电动机调速控制系统的设计。
在从研究背景、问题提出和研究意义入手，引出了本文研究的动机和重要性。
在首先介绍了永磁同步电动机的基本原理，然后详细讨论了调速控制系统设计的要点，以及传统PID控制方法在永磁同步电动机中的应用。
接着，分别探讨了基于模型预测控制和基于神经网络的永磁同步电动机调速系统设计方法。
结论部分对不同设计方案进行比较与评价，展望了未来发展趋势，并进行了总结。
通过本文的研究，为永磁同步电动机调速控制系统的设计提供了重要的参考和指导，为相关领域的研究和实践提供了有益的启示。
【关键词】永磁同步电动机、调速控制系统、PID控制、模型预测控制、神经网络、设计方案、发展趋势、总结1. 引言1.1 研究背景目前，永磁同步电动机的调速控制系统设计涉及到多种技术和理论，其中包括传统的PID控制方法、模型预测控制、神经网络控制等。
针对永磁同步电动机特点以及不同的应用场景，设计合适的调速控制系统对提高永磁同步电动机的工作效率和性能至关重要。
深入研究永磁同步电动机调速控制系统设计方法，对于推动永磁同步电动机技术的发展具有重要的意义。
1.2 问题提出永磁同步电动机在工业应用中具有广泛的使用，其调速控制系统的设计对电动机的性能和运行效果起着至关重要的作用。
在实际应用中，永磁同步电动机调速系统存在一些问题，如调速精度不高、响应速度较慢等。
如何有效地设计永磁同步电动机调速控制系统，以提高其性能，是当前研究的重点之一。
针对永磁同步电动机调速控制系统存在的问题，研究者们需要提出一些问题：调速精度不高是否可以通过改进控制策略来实现？响应速度较慢的原因是什么？是否有更有效的控制方法可以提高响应速度？针对不同的应用场景，永磁同步电动机调速控制系统的设计是否可以进一步优化？以上问题都需要进一步研究和探讨，以设计出更加高效、稳定的永磁同步电动机调速控制系统。
1.3 研究意义永磁同步电动机的调速控制系统设计在现代工业中具有重要的意义。
调速永磁同步电动机的电磁设计毕业设计正文
第一章概述1.1永磁同步电机的发展前景近年来,随着永磁材料性能的不断提高和完善,特别是钕铁硼永磁的热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器件的进一步发展,加上永磁电机研究开发经验的逐步成熟,经大力推广和应用已有研究成果,使永磁电机在国防、工农业生产和日常生活等方面获得越来越广泛的应用。
正向大功率化(高转速、高转矩、高功能化和微型化方面发展。
目前,稀土永磁电机的单台容量已超过1000KW,最高转速已超过300000r/min,最低转速低于0.01r/min,最小电机的外径只有0.8mm,长1.2mm。
永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。
和异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好;但它与异步电机相比,也有成本高、起动困难等缺点。
和普通同步电动机相比,它省去了励磁装置,简化了结构,提高了效率。
永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制,因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。
电动机及其驱动系统的耗电量约占工业用电总量的三分之二左右, 2006年国际电工委员会IEC制定了IEC60034- 30电动机新标准, 其目的在于淘汰低效率电动机, 开发与应用高效率和超高效率电动机, 美国在NEMA 高效电机的基础上又制定了新NEMA 高效标准, 把效率指标再提高2% -3% , 在我国十一五!规划的节能工程中涉及到更新和淘汰低效率电动机及高耗电设备, 推广高效节能电动机、稀土永磁电动机、高效传动系统等, 所以开发高效节能稀土永磁电动机具有实际工程应用的意义。
在电力拖动系统中采用调速措施可以提高节能效果, 例如直流电动机调速、交流电动机变极调速或变频调速, 还有采用机械传动结构变速等, 但是机械传动结构变速和变极调速属于有级的调速方式, 直流电动机虽然具有较好的调速性能, 但存在换向火花的缺点, 限制了调速的容量和应用环境, 而变频调速是一种高效节能型的无级调速方式。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统是以永磁同步电动机为主要执行机构，通过调整电机的
转速实现控制目标。
其设计需要考虑多个方面，包括电机控制算法、硬件电路设计、电机
驱动器设计等。
下面将从这些方面对永磁同步电动机调速控制系统的设计进行介绍。
电机控制算法是永磁同步电动机调速控制系统的核心。
常用的电机控制算法有PID控
制算法、模糊控制算法和最优控制算法等。
在设计中需要选择适合的算法，并根据具体的
控制要求进行参数调整。
PID控制算法可以根据电机的速度误差、加速度误差和位置误差，通过比例、积分和微分的控制方式实现对电机转速的调节。
硬件电路设计是永磁同步电动机调速控制系统中不可或缺的一部分。
硬件电路设计包
括电机驱动电路、电源电路和控制电路等。
电机驱动电路主要用于将控制信号转化为电机
所需要的电流和电压信号，常用的电机驱动电路有半桥驱动电路和全桥驱动电路等。
电源
电路主要用于为系统提供稳定可靠的电源供电，控制电路用于将传感器采集到的电机数据
进行处理，并将处理后的数据反馈给控制器。
电机驱动器设计是实现永磁同步电动机调速控制系统的关键。
常用的电机驱动器有直
流调速器、交流调速器和开环调速器等。
直流调速器适用于小功率电机的调速控制；交流
调速器适用于大功率电机的调速控制，其中矢量控制方式可以实现对永磁同步电动机的更
精确控制；开环调速器适用于不要求精确控制的场合。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。