必威体育精装版永磁同步电机电磁设计实例(机秘).xlsVIP

ZYT5230-0002

永磁直流电机电磁计算程序和算例:

手工输入

公式计算，不可改．

关键判定，

提示说明．

数据引用

序号

名称

符号或算式

单位

算例

一

额定数据

额定功率

PN

W

额定电压

UN

V

额定转速

nN

rpm

额定电流

IN

A

额定转矩

TN=9.549*PN/nN

N.m

起动转矩倍数

TstN

二

主要尺寸及永磁体尺寸选择

额定效率

ηN=PN/(UN*IN*COS?)*100

%

计算功率

P=((1+2η/100)/(3ηN/100))*PN

感应电势

Ea=((1+(2ηN/100))/3)*UN

极对数

p

永磁材料类型

铁氧体

预计永磁体工作温度

t

℃

永磁体剩磁密度

Bt20

T

工作时永磁体剩磁密度

Br=(1-(t-20)*αBr/100)*(1-IL/100)*Bt20

剩磁温度系数

αBr

%K-1

剩磁温度不可逆损失率

IL

永磁体计算矫顽力

Hc20

KA/M

工作时永磁体计算矫顽力

Hc=(1-(t-20)*αBr/100)*(1-IL/100)*Hc20

永磁体相对回复磁导率

μr=Br/(μ0*Hc)/1000

真空磁导率

μ0=4*PI*10-7

工作温度下退磁曲线的拐点

bk

电枢铁心材料

DR510-50

铁芯叠加系数

KFe

电负荷预估值

A

A/cm

气隙磁密预估值

Bδ=(0.60-0.85)Br=0.8Br

计算极弧系数

αi=0.6-0.75

长径比预估值

λ=0.6-1.5

电枢直径

Da=(6.1*P*104/α*A*Bδ*nN*λ)1/3

cm

电枢直径圆整

电枢长度

La=λDa

电枢长度圆整

极距

τ=PI*Da/(2p)

气隙长度

δ

永磁体结构型式

瓦片形

极弧系数

αP,αP=αI

磁瓦圆心角

θP,θP=αP*180

(°)

永磁体厚度

hM

永磁体轴向长度

LM,LM=La

钕铁硼

LM,LM=(1.1-1.2)La

电枢计算长度

Lef,Lef=La+2δ

Lef,Lef=La+△La(hM+δ)

△La=(0.45-0.5)((LM-La)/(hM+δ))

永磁体内径

Dmi=Da+2δ

永磁体外径

Dmo=Dmi+2hM

电枢圆周速度

Va=pi*Da*nN/6000

m/s

机座材料

-

机座长度

Lj=(2.0-3.0)La,取Lj=2.8La

mm

机座厚度

hj=σ*αi*τ*Lef*Bδ/(2*Lj*Bj)

机座厚度圆整

计算机座轭磁密

Bj,Bj=(1.5-1.8)T

漏磁系数

σ,σ=(1.1~1.3)

机座外径

Dj=Dmo+2hj

三

电枢冲片及电枢绕组计算

绕组型式

单叠

绕组并联支路对数

a,a=p

槽数

Q

槽距

t2=pi*Da/Q

预计满载气隙磁通

Фδ=α*τ*Lef*Bδ*10-4

Wb

预计导体总数

N=60*a*Ea/(p*Фδ*nN)

每槽导体数

NS=N/Q

每槽元件数

u

每元件匝数

WS=NS/(2*u)

每元件匝数圆整为Ws

实际每槽导体数

Ns=2*u*Ws

实际导体总数

N=Q*Ns

换向片数

K=u*Q

实际电负荷

A=N*IN/(2*pi*a*Da)

支路电流

Ia=IN/(2*a)

预计电枢电流密度

j2=5-13

A/mm2

预计导线截面积

ACua=Ia/j2

并绕根数

Nt

计算导线裸线线径

d0=(4ACua/PI)1/2

导线裸线线径

d0

导线绝缘后线径

d

漆膜厚度0.01mm

实际导线截面积

ACUa=PI*Nt*d02/4

mm2

实际电枢电流密度

j2=Ia/ACUa

实际热负荷

△=AJ2

槽形选择

半梨形槽

槽口宽度

b02

槽口高度

h02

槽下度半径

r22

槽上部倒角半径

r23

槽上部高度

h2,h2=r23

槽上部宽度

d1

槽中部高度

h22

槽下部宽度

d2

槽下部倒角圆心距

d3

槽高

ht2

齿宽

bt2,近似取平行齿

槽净面积

As=PI*(r222+r232)/2+h22(d1+2r22)+r23*d3-Ci(PI*r22+2*h22+d1)

cm2

槽绝缘厚度

Ci

槽满率

Sf=Nt*Ns*d2/As

线圆平均半匝长度

Lav=La+Ke*Da,Ke=(1.35,p=1)

电枢绕组电阻

Ra=ρ*N*Lav/(4*Acua*a2)

Ra20(ρa20=0.1785*10-3Ω.mm2/cm)

Ω

Ra75(ρa75=0.217*10-3Ω.mm3/cm)

转子冲片内径

Di2,Di2=(0.15-0.25)Da

转子冲片内径圆整

电枢轭高

hJ2=(Da-2*ht2-Di2)/2

电枢轭有效高

hj21=hj2+Di2/8

四

磁路计算

气隙系数