中小型异步电动机的matlab计算程序.docx
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中小型异步电动机的matlab计算程序
中小型异步电动机的MATLAB计算程序
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%第一部分额定数据和主要尺寸%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
myflag1=1;
%myflag1myflag1=1是三角形接法,myflag1=0是星形接法
myflag2=0;
%myflag2myflag2=1是双层槽绝缘占面积,myflag2=0是单层槽绝缘占面积
myflag3=1;
%myflag3myflag3=1是无径向通风道的铁心长度,myflag3=0是定转子径向通风道不交错，其它是通风道交错
myflag4=1;
%myflag4myflag4=1是无径向通风道的净铁心长度,myflag4=0是有径向通风道的净铁心长度
myflag5=2;
%myflag5myflag5=1是双层线圈,myflag5=2是单层线圈
myflag6=0;
%myflag6myflag6=1是平底槽,myflag6=0是圆底槽
myflag7=0;
%myflag7myflag7=1是平底槽,myflag7=0是圆底槽
myflag8=1;
%myflag8myflag8=1是圆底槽,myflag8=0是半开口平底槽,其它为开口平底槽
myflag9=1;
%myflag9myflag9=1是半开口槽和半闭开口槽,myflag9=0是开口槽
myflag10=1;
%myflag10myflag10=1是单层线圈,myflag10=0是双层线圈
myflag11=1;
%myflag11myflag11=1是无径向通风道,myflag11=0是有径向通风道
myflag12=3;
%myflag12myflag12=1是双层叠绕组,myflag12=2单层同心式,myflag12=3单层同心式（分组的）、交叉式,myflag12=4单层链式
myflag13=1;
%myflag13myfalg13=1是无径向通风道,myflag13=0是径向通风道
myflag14=4;
%myflag14myflag14=1是二级防护式,myflag14=2是四级及以上防护式,myflag14=3是二级封闭型自扇冷式,myflag14=4是四级及以上封闭型自扇冷式
myflag15=1;
%myflag15myflag15=1是半闭口槽,myflag15=0是开口槽
PN=11000;
Un=380;%额定电压
f=50;%频率
cos_phi=0.84;
eta_1=0.88;
m1=3;
p=2;%极对数
q1=3;%每极每相槽数
%myflag1myflag1=1是三角形接法，myflag1=0是星形接法。
switchmyflag1
case1
UN_phi=Un;
case0
UN_phi=Un/sqrt（3）;
end
Ikw=PN/（m1*UN_phi）;%功电流
Z1=2*m1*p*q1;%定子槽数
Z2=26;%转子槽数
Zp1=Z1/（2*p）;
Zp2=Z2/（2*p）;%定转子每极槽数
KB_2=0.0108*log10（PN）-0.013*p+0.931;%满载电势标幺值
alpha_p_1=0.68;
Knm_1=1.10;
Kdp1_1=0.96;
A_1=26000;%由参考文献［电机设计］图10-2
B_delta_1=0.67;
n_1=1450;
p_1=KB_2*PN/（eta_1*cos_phi）;
V=6.1*1*p_1/（alpha_p_1*Knm_1*Kdp1_1*A_1*B_delta_1*n_1）;
Lambda=1.4;%由参考文献［电机设计］表10-2
Dt1_1=（2*p*V/（Lambda*pi））^（1/3）;
Dt1__D=0.64;%由参考文献［电机设计］表10-3Dt1__D表示Dt1/D
D1_1=Dt1_1/（Dt1__D）;%定子冲片外径
D1=D1_1;
Dt1=D1*（Dt1__D）;
lef=V/（Dt1^2）;%铁心有效长度
lt=lef-0.006;
delta=0.3*（0.4+7*sqrt（Dt1*lef））*（1/10^3）;
D2=Dt1-2*delta;%转子外径
Dt2=0.06;%转子内径由转轴直径决定
tou=pi*Dt1/（2*p）;%极距
t1=pi*Dt1/Z1;%定子齿距
t2=pi*D2/Z2;%转子齿距
bsk=0.0145;%转子斜槽宽一般取一个定子齿距t1
alpha_1=1;%并联支路alpha_1为1
N_phi1_1=（eta_1*cos_phi*pi*Dt1*A_1）/（m1*Ikw）;
Ns1=（m1*alpha_1*N_phi1_1）/Z1;
N_phi1=Ns1*Z1/（m1*alpha_1）;
J1_1=5.0;%定子电密
I1_1=Ikw/eta_1*cos_phi;%定子电流初步值
NA=I1_1/（alpha_1*J1_1）;%每相串联导体数用NA表示Nt1_1*Ac1_1
KI=0.089;%查参考文献［电机设计］表10-10
alpha=p*2*pi/Z1;
Kd1=sin（q1*alpha/2）/（q1*sin（alpha/2））;%分布系数
Kp1=1;%短距系数
Kdp1=Kd1*Kp1;%绕组系数
I2_1=KI*I1_1*3*N_phi1_1*Kdp1/Z2;%转子导条电流
IR_1=I2_1*Z2/（2*pi*p）;%端环电流
JR_1=2.1;
AR_1=IR_1/JR_1;%端环面积
h=0.002;%槽锲
b01=0.0038;
b11=0.0077;
bt1=0.00745;
bt2=0.01135;
h01=0.0008;
h11=0.0011;
h21=0.0152;
hs1=0.0211;
hs2=0.0289;
r21=0.0051;
r22=0.0024;
hs_1=0.0152;%定子槽型
b02=0.001;
b12=0.0048;
h02=0.0005;
h12=0.0011;
h22=0.0249;%转子槽型
As=（2*r21+b11）*（hs_1-h）/2+pi*r21*r21;%槽面积
Delta_t=0.0003;
%myflag2myflag2=1是双层槽绝缘占面积 myflag2=0是单层槽绝缘占面积
switchmyflag2
case1
At=Delta_t*（2*hs_1+pi*r21+2*r21+b11）;
case0
At=Delta_t*（2*hs_1+pi*r21）;
end
Aef=As-At;%槽有效面积
Nt1=2;%并绕根数
d=1.38*10^（-3）;%绝缘后直径
Sf=Nt1*Ns1*d^2/Aef;%×100%%槽满率
%myflag3myflag3=1是无径向通风道的铁心长度，myflag3=0是定转子径向通风道不交错，其它是通风道交错。
switchmyflag3
case1
lef=lt+2*delta;
case0
lef=lt-nv1*bv1_1;
otherwise
lef=lt-（nv1*bv1_1+nv2*bv2_1）;
end%lt铁心长度
kfe=0.95;
%myflag4myflag4=1是无径向通风道的净铁心长度myflag4=0是有径向通风道的净铁心长度
switchmyflag4
case1
lfe=kfe*lt;
case0
lfe=kfe*（lt-nv*bv）;
end
N_phi1_1=eta_1*cos_phi*pi*Dt1*A_1/（m1*Ikw）;%每相串联导体数
alpha_1=1;%并联支路
Ns1_1=m1*alpha_1*N_phi1_1/Z1;%每槽导体数
%myflag5myflag5=1是双层线圈 myflag5=2是单层线圈
switchmyflag5
case1
Ns1=2*Ns1_1;
case2
Ns1=Ns1_1;
end%每线圈匝数
N2=N_phi1*Kdp1;%每相有效串联导体数
N1=N_phi1/2;%每相串联匝数
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%第二部分磁路计算%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
KB_1=0.927;%KB_1=1-epsilon_l==0.927;
%E1=（1-epsilon_l）*UN_phi==0.927*UN_phi;%E1为满载相电势
E1=0.927*UN_phi;
Ks_1=1.15;
Ks=1.148;
Knm=1.0975;
Phi=E1/（4*Knm*Kdp1*f*N1）;%每极磁通
Kfe=0.95;
At1=Kfe*lt*bt1*Zp1;%定子每极下齿部截面积
At2=Kfe*lt*bt2*Zp2;%转子每极下齿部截面积
Bt1_1=1.4;%初取值
%myflag6myflag6=1是平底槽myflag6=0是圆底槽
switchmyflag6
case1
hf1_1=（D1-Dt1）/2-hs1;
case0
hf1_1=（D1-Dt1）/2-hs1+r21/3;
end%定子轭部计算高度
Af1=Kfe*lt*hf1_1;%定子轭部截面积
%myflag7myflag7=1是平底槽myflag7=0是圆底槽
switchmyflag7
case1
hf2_2=（D2-Dt2）/2-hs2;
case0
hf2_2=（D2-Dt2）/2-hs2+r22/3;
end%转子轭部计算高度
Af2=Kfe*lt*hf2_2;%转子轭部截面积
tau=0.1335;
A_delta=tau*lef;%空气隙截面积
alpha_p1=0.67;%计算极弧系数
Fs=1/alpha_p1;%波幅系数
B_s=Fs*Phi/A_delta;%气隙磁密
Bt1=Fs*Phi/At1;%转子齿磁密
Bt2=Fs*Phi/At2;%定子齿磁密
Bf1=Phi/2*Af1;%转子轭磁密
Bf2=Phi/2*Af2;%定子轭磁密
B_delta=Fs*Phi/A_delta;%空气隙磁密
Ht1=15.74;
Ht2=9.5;%磁场强度
%myflag8myflag8=1是圆底槽myflag8=0是半开口平底槽其它为开口平底槽
switchmyflag8
case1
Lt1=（h11+h21）+r21/3;
Lt2=（h12+h22）+r22/3;
case0
Lt1=h11+h21;
Lt2=h12+h22;
otherwise
Lt1=Hs1;
Lt2=h12+h22;
End%Lt1定子,Lt2转子齿部磁路计算长度
Lf1_1=pi*（D1-hf1_1）/（2*p*2）;%定子轭部磁路计算长度
Lf2_1=pi*（Dt1-hf2_2）/（2*p*2）;%转子轭部磁路计算长度
%myflag9myflag9=1是半开口槽和半闭开口槽myflag9=0是开口槽
switchmyflag9
case1
K_delta=t1*（4.4*delta+0.75*b01）/（t1*（4.4*delta+0.75*b01）-b01^2）;
case0
K_delta=t1*（5*delta+b01）/（t1*（5*delta+b01）-b01^2）;
end
delta_ef=K_delta*delta;%有效气隙长度
Ft1=Ht1*Lt1;%定子齿部磁压降
Ft2=Ht2*Lt2;%转子齿部磁压降
Cf1=0.557;Cf2=0.445;
Hf1=8.23*10^2;Hf2=7.29*10^2;
Ff1=Cf1*Hf1*Lf1_1;%定子轭部磁压降
Ff2=Cf2*Hf2*Lf2_1;%转子轭部磁压降
mu_0=1.25*10^（-6）;
F_delta=K_delta*delta*B_delta/mu_0;%空气隙磁压降
K_s=（F_delta+Ft1+Ft2）/F_delta;%饱和系数
Ks_2=Ks-（Ks-Ks_1）/3;
Ks_1=Ks_2;
F0=F_delta+Ft1+Ft2+Ff1+Ff2;%总磁压降
Im=2*p*F0/（0.9*m1*N1*Kdp1）;%满载磁化电流
Im_=Im/Ikw;%满载磁化电流标幺值
Xm_=1/Im_;%励磁电抗标幺值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%第三部分参数计算%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
d1=0.015;%为线圈直线部分伸出铁心长度
lb=lt+2*d1;%为直线部分长
Kc=1.2;
beta_=0.852;
tau_v=pi*（Dt1+2*（h01+h11）+h21+r21）/（2*p）*beta_;
%单层同心式或交叉式线圈beta取平均值
Cs=tau_v/2*cos（alpha）;
%cos（alpha）=sqrt（1-sin（alpha）^2）;
sin_alpha=（b11+2*r21）/（b11+2*r21+2*b11）;
%myflag10myflag10=1是单层线圈myflag10=0是双层线圈
switchmyflag10
case1
lc=lb+Kc*tau_v;
case0
lc=lb+2*Cs;
end
fd=Cs*sin（alpha）;%双层线圈端部轴向投影长
lb=2*d1+Kc*tau_v;
%单层线圈端部平均长
Cx=4*pi*f*mu_0*（N1*Kdp1）^2*lef*PN/（m1*p*（UN_phi）^2）;
%==0.263*（N1*Kdp1^2）*lef*Pn/p*（U_Nphi）^2*（1/10^3）;%漏抗系数
Ku1=1.0;KL1=1.0;
lambda_u1=h01/b01+2*h11/（b01+b11）;
lambda_L1=0.0765;
lambda_s1=Ku1*lambda_u1+KL1*lambda_L1;
%lambda_s1为定子槽比漏磁导Ku1,KL1查参考文献［电机设计］图4-9，lambda_u1,lambda_L1查附录
%myflag11=1是无径向通风道myflag11=0是有径向通风道
switchmyflag11
case1
lt1_1=lt;%无径向通风道时
case0
lt1_1=lt-nv1*bv1_1;
end
%有径向通风道时bv1_1是通风道损失宽度，从图参考文献［电机设计］附1-9查出
Xs1_=2*m1*p*lt1_1*lambda_s1/（Z1*Kdp1^2*lef）*Cx;%定子槽漏抗
Sigma_s=0.0129;
X_delta1_=m1*tau*Sigma_s/（pi^2*delta_ef*Kdp1^2*Ks）*Cx;
%定子谐波漏抗Sigma_s从参考文献［电机设计］图4-10或附录八中查出
tau_y=0.1292;
%myflag12myflag12=1是双层叠绕组,myflag12=2单层同心式,myflag12=3单层同心式（分组的）、交叉式,myflag12=4单层链式
switchmyflag12
case1
XE1_=1.2*（d1+0.5*fd）/lef*Cx;
case2
XE1_=0.67*（lb-0.64*tau_y）/（lef*Kdp1^2）*Cx;
case3
XE1_=0.47*（lb-0.64*tau_y）/（lef*Kdp1^2）*Cx;
case4
XE1_=0.2*lb/（lef*Kdp1^2）*Cx;
end
%双层叠绕组XE1表示定子端部漏抗
X_sigma1_=Xs1_+X_delta1_+XE1_;%定子漏抗
lambda_u2=h02/b02;
lambda_L=1.806;
lambda_L2=2*h12/（b02+b12）+lambda_L;
lambda_s2=lambda_u2+lambda_L2;
%转子槽比漏抗lambda_u2lambda_L2查参考文献［电机设计］附录四
%myflag13myfalt13=1是无径向通风道myflag13=0是有径向通风道
switchmyflag13
case1
lt2_1=lt;
case0
lt2_1=lt-nv2*bv2_1;
end
%bv2从参考文献［电机设计］附录1——9中查出
Xs2_=2*m1*p*lt2_1*lambda_s2/（Z2*lef）*Cx;%转子槽漏抗
Sigma_R=0.0195;
X_delta2_=m1*tau*Sigma_R/（pi^2*delta_ef*Ks）*Cx;
%转子谐波漏抗Sigma_R从参考文献［电机设计］图4-11或附录九查出
DR=0.1285;
XB2_=0.757/lef*（（lb-lt）/1.13+DR/2*p）*Cx;
%转子端部漏抗见参考文献［电机设计］图附1-5
Xsk_=0.5*（bsk/t2）^2*X_delta2_;%转子斜槽漏抗
X_sigma2_=Xs2_+X_delta2_+XB2_+Xsk_;%转子漏抗
X_sigma_=X_sigma1_+X_sigma2_;%总漏抗
rho_0=0.0217*（1/10^6）;
Ac1_1=1.327*10^（-6）;
R1=rho_0*（2*N1*lc/（Nt1*Ac1_1*alpha_1））;%rho为铝铜的密度
R1_=R1*Ikw/UN_phi;%定子相电阻标幺值
C=1.1;
rho_1=8.9*10^3;
Gw=C*lc*Ns1*Z1*Ac1_1*Nt1*rho_1;
%定子导线重量C为考虑导线绝缘和引线重量的系数rho_1为导线密度
KFe=0.95;
rho_F_1=7.8*10^3;
GFe=KFe*lt*（D1+delta）^2*rho_F_1;%GFe为硅钢片重量
delta=5*（1/10^3）;%delta为冲剪余量
rho_F_1=7.8*10^3;
KB=1.04;
rho=0.0434*（1/10^6）;
lB=0.155;
AB=131.75*10^（-6）;
AR=400*10^（-6）;
RB_1=rho*KB*lB/AB*（4*m1*（N1*Kdp1）^2）/Z2;
%导条电阻折算值KB是叠片不整齐造成导条电阻增加的系数rho为电阻率
RR_1=rho*（（DR*Z2）/（2*pi*p^2*AR）*（4*m1*（N1*Kdp1）^2/Z2））;
%端环电阻折算值
RB_=RB_1*Ikw/UN_phi;%导条电阻标幺值
RR_=RR_1*Ikw/UN_phi;%端环电阻标幺值
R2_=RB_+RR_;%转子电阻标幺值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%第四部分工作性能计算%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
eta=1;
while（（eta-eta_1）/eta）>（0.5/100）
I1p_=1/eta_1;%满载时定子电流有功分量标幺值
Xms_=2.404;
sigma_1=1+X_sigma_/Xms_;
Ix_=sigma_1*X_sigma_*I1p_^2*（1+（sigma_1*X_sigma_*I1p_）^2）;
%满载时定子电流无功分量标幺值
I1Q_=Im_+Ix_;%满载时定子电流无功分量标幺值
KB=1-（I1p_*R1_+I1Q_*X_sigma_）;
%满载电势标幺值KB表示1-epsilon_L
EP=1-Im_*X_sigma_;
%空载电势标幺值EP表示1-epsilon_0
Bt10=EP/KB*Bt1;%空载时定子齿磁密
Bt20=EP/KB*Bt2;%空载时转子齿磁密
Bf10=EP/KB*Bf1;%空载时定子轭磁密
Bf20=EP/KB*Bf2;%空载时转子轭磁密
B_delta0=EP/KB*B_delta;%空载时气隙磁密
Ht10=22.52*10^2;
Ht20=11.86*10^2;
Hf10=10*10^2;
Hf20=8.79*10^2;
Ft10=Ht10*Lt1;%空载定子齿磁压降
Ft20=Ht20*Lt2;%空载转子齿磁压降
Ff10=Cf1*Hf10*Lf1_1;%空载定子轭磁压降
Ff20=Cf2*Hf20*Lf2_1;%空载转子轭磁压降
F_delta_0=K_delta*delta*B_delta0/mu_0;%空载气隙磁压降
F00=F_delta_0+Ft10+Ft20+Ff10+Ff20;%空载总磁压降
Im0=2*p*F00/（0.9*m1*N1*Kdp1）;%空载磁化电流
I1_=sqrt（I1p_^2+I1Q_^2）;%定子电流标幺值
I1=I1_*Ikw;%定子电流实际值
J1=I1/（alpha_1*Nt1*Ac1_1）;%定子电流密度
A1=m1*N_phi1*I1/（p
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