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调速永磁同步电机的设计计算程序

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永磁同步电机设计流程

永磁同步电机设计流程

永磁同步电机设计流程永磁同步电机是一种应用广泛的电机类型，具有高效率、高功率因数和高控制精度等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。

设计一台高性能的永磁同步电机需要经过一系列的流程，本文将详细介绍永磁同步电机的设计流程。

一、需求分析在设计永磁同步电机之前，首先需要明确电机的使用需求。

包括电机的功率需求、转速范围、工作环境条件等。

通过对需求的分析，可以为后续的设计提供指导。

二、磁路设计磁路设计是永磁同步电机设计的关键步骤之一。

磁路设计的目标是确定合适的磁路结构和尺寸，以实现预期的性能指标。

在磁路设计中，需要考虑永磁体的选用、磁路的饱和效应、磁路的损耗等因素。

三、电磁设计电磁设计是永磁同步电机设计的另一个重要步骤。

电磁设计的目标是确定合适的绕组结构和参数，以实现预期的性能指标。

在电磁设计中，需要考虑绕组的匝数、线径、绕组方式等因素，以及永磁体和绕组之间的磁场分布和相互作用。

四、机械设计机械设计是永磁同步电机设计的另一个关键步骤。

机械设计的目标是确定合适的机械结构和尺寸，以满足电机的运行要求。

在机械设计中，需要考虑电机的轴承结构、散热结构、防护结构等因素，以及电机的安装方式和连接方式。

五、控制系统设计控制系统设计是永磁同步电机设计的最后一步。

控制系统设计的目标是确定合适的控制策略和参数，以实现电机的稳定运行和精确控制。

在控制系统设计中，需要考虑电机的闭环控制方式、控制器的选择和参数调节等因素，以及电机与其他设备的通讯和配合。

六、样机制造与测试在完成永磁同步电机的设计之后，需要进行样机制造和测试。

样机制造的目标是按照设计要求制造出一台符合性能指标的永磁同步电机。

样机测试的目标是验证电机的性能和功能是否满足设计要求。

通过样机制造和测试，可以进一步改进和优化设计。

七、生产与应用在样机测试通过之后，可以进行电机的批量生产和应用。

在生产过程中，需要注意生产工艺和质量控制，以确保电机的一致性和可靠性。

在应用过程中，需要根据具体的使用场景和需求，对电机进行调试和优化，以实现最佳的性能和效果。

新能源汽车用永磁同步电机路算程序(自编)

新能源汽车用永磁同步电机路算程序(自编)
定子斜槽距离
（一）额定数据 PN UDC UN Uυ =UN/3 0.5 （Y接法） Uυ =UN （△接法） fN m
3
I KW=PN×10 /m/U υ（Y接法） I KW=PN×10 3/m/U υ（△接法） p=60f N/n 1 nN=60f N/p TN=9550×ＰN/n N μN cos υ N
bmN=λ n(1-f
、 a
)/
λ n+1
f
、 a
=Fad
/
σ 0hMHc ×10
Fad=0.45mKadKdpNI d/p
任意取Ｉd=0.4I N
Xd=Xad +X1
交轴磁化曲线Ｉ q-X aq 计算
λ L1=1.3
0.002935117 450.85 70.6155366
45.9955545 0.837452271
永磁体总重量 永磁ห้องสมุดไป่ตู้密度
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 槽满率计算 槽楔厚度 槽绝缘厚度 槽面积 槽绝缘面积 槽有效面积
b t11 b t12 b t1 h j1 h t1 L j1 Vt1 Vj1 mFe （三）永磁体计算
210 有功电流标幺值
i p=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
i oa=qFe+qm i x=Kx i v 2［1+（Ｋxi v） 2］

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的设计
永磁同步电动机调速控制系统是一种高性能的电动机调速系统，广泛应用于工业生产和交通运输等领域。

本文将介绍永磁同步电动机调速控制系统的设计原理和关键技术。

需要了解永磁同步电动机的工作原理。

永磁同步电动机是一种通过磁场同步转速实现转速调节的电动机。

它的主要特点是结构简单、功率密度高、效率高，而且具有较好的调速性能和动态响应特性。

永磁同步电动机调速控制系统主要由电机模型、控制器和功率放大器组成。

电机模型用于描述电机的动态特性，控制器用于设计调速算法，功率放大器则用于控制电机的电流和转矩。

在设计永磁同步电动机调速控制系统时，首先需要建立电机的数学模型。

该模型通常由永磁同步电动机的转矩方程、电流方程和转速方程组成。

利用这些方程可以计算出电机的电流和转矩，从而实现对电机的调速控制。

接下来，需要设计合适的控制器来实现电机的调速控制。

控制器通常采用基于反馈的控制算法，例如比例积分控制（PI控制）。

通过监测电机的转速和电流，控制器可以根据设定值和反馈信号来调整电机的输出转矩，从而实现电机的调速控制。

需要使用功率放大器来控制电机的电流和转矩输出。

功率放大器通常采用PWM（脉冲宽度调制）技术，通过调节电流的占空比来控制电机的输出转矩。

这样可以实现电机的平滑运行，并且提高整个系统的效率和稳定性。

永磁同步电动机调速控制系统设计涉及到电机模型建立、控制器设计和功率放大器选择等关键技术。

通过合理的设计和调试，可以实现永磁同步电动机的精确调速控制，从而满足不同应用场景的需求。

这对于提高工业生产效率和减少能源消耗具有重要意义。

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

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

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

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。

永磁同步电机速度控制器的设计

250=KS
R=K （I + GK）
；
150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 参数摄动前 参数摄动后
式中： S T—分别为灵敏度函数和补灵敏度函数 ||S（s）|| ∞ —闭环系统对干扰抑制能力的 度量； ||T（s）|| ∞ —对系统允许摄动幅值大小的 度量。 混合灵敏度问题将系统的鲁棒稳定性要求 和性能要求， 转化为H∞范数意义下的最优控制问 题。 从这个意义上说， 为最优地成形闭环系统奇 异值而进行控制器设计， 是 H ∞ 优化控制问题的实 质。 1.3 转速控制器设计 本文设计的永磁同步电机调速系统的主要 R = 0.975Ω、 L=6.0m H、 P=4、 J =0.001 参数如下： k g·m 2， 将其参数代入式（1）得永磁同步 f f =0.2， 电机带电流环的传递函数： Kpi Kt — JL G（s）= Kpi K i+R Ku Kt s 2+ — — L JL 2.354×10 6 = — s2+1.55×10 3+1.6×105 根据各加权函数的意义及通过实践不断的 调整， 这里取： 0.06×( s +1000) W1 W2（s）=0.008， （s）= — ， s +10 0.02×( s +1000) W3（s）= — s +4000 利用M AT L A B 仿真软件可得该永磁同步电 机速度控制系统的混合灵敏度控制器为一四阶 控制器。 4.428×105s3+2.475×109s2+2.816×1012 s+2.834×1014 K(s)= — — s4+1.305×105s3+1.684×109s2+4.74×1012 s+4.724×1013

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（PMSM）是一种具有高效率、高功率密度和高性能的电动机，它在工业生产和民用领域中得到了广泛的应用。

与传统的感应电动机相比，PMSM具有更高的效率和精密的控制特性，因此在工业生产中受到了越来越多的关注。

为了实现PMSM的精准控制和高效运行，必须设计一套完善的调速控制系统。

本文将针对PMSM调速控制系统的设计进行详细的介绍和分析。

一、PMSM调速控制系统的基本原理PMSM调速控制系统的基本原理是通过调节电动机的输入电压和频率来控制电动机的转速和转矩。

在PMSM中，磁场是由永久磁铁提供的，因此它的转矩与转速呈线性关系，通过调节电动机的输入电压和频率，可以精确地控制电动机的转速和转矩。

PMSM调速控制系统通常由控制器和功率电子器件两部分组成，其中控制器负责生成控制信号，功率电子器件负责调节电动机的输入电压和频率。

1. 精准控制：PMSM调速控制系统需要具有高精度的控制特性，能够实现电动机的精确调速和精密转矩控制。

3. 抗干扰能力强：PMSM调速控制系统需要具有较强的抗干扰能力，能够在复杂的工作环境中稳定运行。

5. 系统稳定性好：PMSM调速控制系统需要具有良好的系统稳定性，能够长时间稳定地运行，不受外部干扰的影响。

1. 控制器的选择：PMSM调速控制系统的控制器通常选择DSP（数字信号处理器）或FPGA（现场可编程门阵列）作为核心控制单元，这些控制器具有较高的运算速度和精确的控制特性，能够满足PMSM调速控制系统的高精度和快速响应的要求。

2. 传感器的选择：PMSM调速控制系统通常需要选择适合的传感器来实现对电动机转速、转矩和位置的实时监测和反馈，常用的传感器有编码器、霍尔传感器等。

3. 电源模块的设计：PMSM调速控制系统的电源模块需要具有较高的功率密度和高效的功率转换特性，能够为电动机提供稳定的电压和频率输出。

5. 通信接口的设计：PMSM调速控制系统通常需要与上位机或其他设备进行通信和数据交换，因此需要设计适合的通信接口和协议。

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24.极距τ p = π Di1 / 2 P = 3.14 × 17 / 2 × 2 cm = 13.352 cm
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永磁同步电机直接转矩控制系统的设计
25.定子槽形:梨形槽
bs 0 = 0.38cm bs1 = 0.77cm hs 0 = 0.08cm hs1 = 0.12cm hs 2 = 1.40cm r = 0.51cm
2
2
式中，绝缘厚度 Ci = 0.03cm （3）槽有效面积 Sc = S s − Si = (1.59 − 0.139)cm = 1.451cm
2 2
N1 N S1dli 2 3 × 13 × 1.67 2 %= % = 74.96% （4）槽满率 S f = Sc 1.451
5.3 永磁体的计算
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永磁同步电机直接转矩控制系统的设计
55. 气隙磁密 Bδ = 56.气隙磁压降 (1)直轴磁路
Fδ =
Φδ 0 × 10 −4 0.014 ×10 −4 = T = 0.661T α′ 0.831 ×13.352 ×19.15 pτ p Leff
2 Bδ 2 × 0.661 0.02 + 1.188 × 0.075 ) ×10 −2 A =1148.397 A (δ 2 + Kδ δ ) ×10−2 = −7 ( µ0 4π × 10
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永磁同步电机直接转矩控制系统的设计
b Pπ 1.483 × 2 × 3.14 sin sk sin t1Q1 1.483 × 36 k sk 1 = = = 0.995 1.483 × 2 × 3.14 bsk Pπ 1.483 × 36 t1Q1
18.转子外径 D2 = Di1 − 2δ = (17 − 2 × 0.075 )cm = 16.85 cm 19.转子内径 Di 2 = 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 l Fe = K Fela = 0.95 × 19cm = 18.05cm 22.定子槽数 Q1 = 36 23.定子每极槽数 Q p1 = Q1 / 2 P = 36 / 2 × 2 = 9
42.永磁体轴向长度:对于钕铁硼永磁 lM = la = 19cm 43.提供每极磁通的截面积: 对于矩形切向式 S M = 2bmlm = 174.8cm
5.4 磁路计算
44.定子齿距 t1 = π Di1 / Q1 = 3.14 × 17 / 36 cm = 1.484 cm 45.定子斜槽宽 bsk = t1 = 1.483cm 46.斜槽系数
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 = bp / τ p = 11.098 / 13.352 = 0.831
36.永磁体剩磁密度 B
r 20
= 1.22T
预计工作温度
t = 75o C
工作温度时的剩磁密度:
−0.12 B = [1 + (t − 20) ]× B பைடு நூலகம் [1 + (75 − 20) × ( −0.12% )] × 1.22T = 1.139T r r 20 100
h′j1 =
D1 − Di1 2r − hs 0 + hs1 + hs 2 + 2 3 26 − 17 2 × 0.51 = − 0.08 + 0.12 + 1.40 + cm 2 3 = 2.56cm
π ( D1 − h′j1 ) 4P = π ( 26 − 2.56 ) cm = 9.205cm 4× 2
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永磁同步电机直接转矩控制系统的设计
C1 = 0.42,由h′j1 / τ p = 0.192和B j10 = 1.52T 查图 2C-3 得到。
65.磁路齿饱和系数 66. 每对极总磁位差
ΣFad = Fδ + Ft 1 + F j1 = (1148.397 + 18.252 + 108.249 ) A = 1274.898 A
式中 δ 2 = 0.02cm 永磁体延磁化方向与永磁体槽间的间隙。 (2)交轴磁路
Fδ q = 2 Bδ 2 × 0.661 Kδ δ × 10 −2 = ×1.188 × 0.075 ×10 −2 A = 937.875 A −7 µ0 4π × 10 r 0.51 = 0.21 + 1.40 + cm = 1.69 cm 3 3
57.定子齿磁路计算长度 ht′1 = hs1 + hs 2 + 58.定子齿宽 bt1 =
π Di1 + 2 ( hs 0 + hs1 ) −b = π 17 + 2 × ( 0.08 + 0.12 ) − 0.77 cm = 0.748cm s1 Q1 36
59.定子齿磁密 Bt10 =
t1 ( 4.4δ + 0.75bs 0 ) t1 ( 4.4δ + 0.75bs 0 ) − bs 0 2
= 1.188
52.空载漏磁系数 σ 0 = 1.28 54.永磁同步电动机空载时永磁体提供的气隙磁通 Φδ 0 = ′ 0 Br Sm × 10−4 0.903 × 1.139 × 174.8 × 10−4 bm = Wb = 0.014Wb σ0 1.28
31. 永磁材料类型:钕铁硼 32. 永磁磁极结构:矩形 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 = 11.098 cm
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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 = kd 1k p1ksk 1 = 0.9597 × 1 × 0.995 = 0.955 （1）分布系数
aq 20 × 3 sin 1 sin 2 2 kd 1 = = = 0.9597 aq1 20 q1 3× 2 2 o P × 360 2 × 360 式中，a = = = 20o Q1 36
B 的温度系数 α Br = − ( 0.07~0.126 ) % K −1 = −0.12% K −1 r
37.永磁体计算矫顽力
H c 20 =923 kA / m
工作温度时的矫顽力为
−0.12 H = [1 + (t − 20) ]× H c c 20 100 = [1 + (75 − 20) × ( −0.12% )] × 923 KA / m = 862.082 KA / m
62.定子轭磁路计算长度 l ′ j1 = 63. 定子轭磁密 B j10
φδ 0 × 104 0.0104 × 104 = = T = 1.52T 2h′j1lFe 2 × 2.56 × 18.05
64. 定子轭磁位差 Fj1 = 2C1 H j10l ′ j1 = 2 × 0.42 × 14 × 9.205 A = 108.249 A 式中， H j10 = 14 A / cm ，根据 B j10 = 1.52T 查第二章附录 2E-3。
3 = 219.39V
′ = 94% 6. 额定效率ηN
8. 额定相电流 I N =
′ = 0.92 7. 额定功率因数 cos ϕN
PN × 105 15 × 105 = A = 26.35 A ′ cos ϕ N ′ 3 × 219.39 × 0.94 × 0.92 m1U Nη N
9. 额定转速 nN = 60 f / P = 60 × 50 / 2 = 1500r / min 10.额定转矩
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
49.气隙磁密波形系数 K f = 50.气隙磁通波形系数 K Φ = 51.气隙系数
Kδ = =
1.483 × ( 4.4 × 0.075 + 0.75 × 0.38 ) 1.483 × ( 4.4 × 0.075 + 0.75 × 0.38 ) − 0.38 2
' 53. 假设永磁体空载工作点 bm 0 = 0.903
q1 为定子每极每相槽数，
60o 相带时， q1 = Q1 / 2m1P = 36 / 2 × 3 × 2 = 3
（2）短距系数 k p1 = sin
πβ y = 1, β = 2 m1q1
a′pπ 4 4 0.831× π sin = sin = 1.229 2 2 π π
α′ 8 8 0.831 × π pπ = 2 = 0.941 sin sin 2 π α′ 2 π × 0.831 2 p
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