永磁电动机计算公式大全(电磁计算程序).xls

永磁电动机计算公式大全(电磁计算程序).xls

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永磁同步发电机电磁计算程序序号名称公式单位算例一一额额定定数数据据1额定容量PNKVA4.00002相数m13.00003额定线电压UN1V360.0000额定相电压Y接法V4额定相电流A7.22005效率N%90.00006功率因数cos0.90007额定转速nNr/min1500.00008额定频率Hz26.50009冷却方式空气冷却10转子结构方式切向套环11固有电压调整率UN%10.0000二二永永磁磁材材料料选选择择12永磁材料牌号t13预计工作温度Br2080.000014剩余磁通密度T1.0400工作温度时的剩余磁通密度T1.0200%K-10.0300%0.000015计算矫顽力KA/m774.0000KA/m760.000016相对回复磁导率1.0680H/m4x10-717在最高工作温度时退磁曲线拐点位置bk三三永永磁磁体体尺尺寸寸18永磁体磁化方向长度cm2.000019永磁体宽度cm4.500020永磁体轴向长度cm13.000021永磁体段数5.000022极对数2.000023永磁体每极截面积径向结构cm2切向结构cm2117.000024永磁体每对极磁化方向长度径向结构cm4.0000切向结构cm2.000025永磁体体积径向结构cm3切向结构468.000026永磁体质量kg3.7908稀土钴永磁=8.18.3g/cm38.1000四四转转子子结结构构尺尺寸寸27气隙长度cm0.20000.05000.150028转子外径cm14.500029轴孔直径cm4.000030转子铁心长cm13.000031衬套厚度cm瓦片形径向结构：

有极靴径向结构：

切向套环结构：

0.45000.1500切向槽楔结构：

32极距cm11.382533极弧系数0.821834极间宽度cm2.0284五五定定子子绕绕组组和和冲冲片片35定子外径cm22.000036定子内径cm14.600037定子铁心长度cm13.000038每极每相槽数3.000039定子槽数36.000040绕组节距8.000041短距系数0.98470.888942分布系数整数槽绕组：

0.9598分数槽绕组43斜槽因数0.99490.34901.265044绕组因数0.940445预估永磁体空载工作点0.830046预估空载漏磁系数1.125047预估空载磁通wb8.8046E-0348预估空载电动势v0.000049绕组每项串联匝数0.00000.961350每槽导体数0.000048.00002.000051实际每相串联匝数144.000052估算绕组线规mm20.9025A/mm24.000053实际电流密度A/mm24.00001.000054电负荷A/mm136.071955定子冲片设计bs1cm0.7500bs2cm0.8500bs0cm0.3500hs1cm0.1300hjcm2.4000hs2cm0.8000tcm1.2734btcm0.567056槽满率cm20.9236cm20.1134cm0.0250cm20.81020.7565漆包线直径：

1.13cm0.1130六六磁磁路路计计算算57计算空载磁通wb0.00000000058计算极弧系数0.866059铁心有效长度cm13.400060气隙磁密T0.000061气隙系数1.122762气隙磁位差A0.000063定子齿磁密T0.00000.950064定子齿磁位差A106.7380A/cm49.8000cm1.071765定子轭磁密T0.000066定子轭磁位差131.1810A/cm20.30000.4200cm7.693067极靴平均磁密T0.0000cm13.000068极靴磁位差A22.4544A/cm2.3390cm4.800069磁性磁套平均磁密T0.0000cm0.000070磁性磁套磁位差A0.0000cm0.000071总磁位差A260.37340.000072主磁导0.0000E+000.000073漏磁导H4.1460E-0774漏磁导标幺值0.528375外磁路总磁导4.1460E-070.528376永磁体空载工作点0.34570.654377空载漏磁系数#DIV/0!

78空载气隙磁通0.0000E+00#DIV/0!

判判断断此此值值大大于于1为为真真，否否重重新新计计算算。

修修改改45、46项项#DIV/0!

#DIV/0!

79空载气隙磁密0.000080空载定子齿磁密0.000081空载定子轭磁密0.000082绕组平均半匝长27.400014.400083每相绕组电阻1.07112.4500E-042.1700E-0484槽比漏磁导s1.4488s4.33673.666785端部比漏磁导0.621886差漏磁导0.322387齿顶比漏磁导1.1543均匀气隙1.154388总漏磁系数3.547289每相绕组漏抗0.6546#DIV/0!

90每极电枢磁动势659.957791交轴电枢反应电抗有极靴：

0.0000无极靴：

均匀气隙：

0.580992交轴同步电抗0.6546#DIV/0!

93内功率因数角4400.7700000094每极直轴电枢磁动势348.36470.80980.045895永磁体负载工作点#DIV/0!

#DIV/0!

#DIV/0!

96额定负载气息磁通#DIV/0!

97负载漏磁系数#DIV/0!

98负载气隙磁密#DIV/0!

99负载定子齿磁密#DIV/0!

100负载定子轭磁密#DIV/0!

101直轴电枢反应电抗#DIV/0!

#DIV/0!

102直轴同步电抗#DIV/0!

#DIV/0!

七七电电压压调调整整率率和和短短路路电电流流计计算算103空载励磁电动势V0.0000104额定负载时直轴内电动势#DIV/0!

105输出电压#DIV/0!

sin0.1900106电压调整率#DIV/0!

107短路电流倍数#DIV/0!

31.4469108永磁体最大去磁工作点八八损损耗耗和和效效率率计计算算109定子齿质量110定子轭质量111齿部单位铁耗112轭部单位铁耗113钉子铁耗114定子绕组铜耗115机械损耗116杂散损耗117总损耗118效率序号公式一1PN2m3UNIUNY接法UN=1/接法UN=UNI4IN=PN*103/mUn5N6cos7nN891011UN1213t14Br20工作温度时的剩磁密度Br=1+（t-20）aBr/100（1-IL/100）Br20其中aBrBr的温度系数ILBr的不可逆损失北15HC20工作温度时的计算矫顽力HC=1+（t-20）aBr/100（1-IL/100）HC20r=Br/Hc0*10-3式中O16bk17hM18bM19LM2021W22P=60/nN23径向结构AM=LMbm切向结构AM=2LMbM24径向结构hMp=2hM切向结构hMp=hM25Vm=PAmhMp26mm=pVm*10-3稀土钴永磁=8.18.3g/cm3铁氧体永磁=4.85.2g/cm3钕铁硼永磁=7.37.5g/cm427均匀气隙=1+式中1空气隙长度无纬玻璃丝带厚度或非磁性材料套环厚度不均匀气隙max=1.528D229Di230L2=LM+（W-1）L式中L隔磁板厚度31瓦片形径向结构hh=D2-Di2-2（+hm）/2有极靴径向结构hh=D2-Di2-2（hp+hm）/2式中hp极靴高度切向套环结构：

hh=D2-Di2-2（+bm）/2式中垫处最大厚度切向槽楔结构：

hh=D2-Di2-2（hw+1+Bm+2）/2其中hw槽楔厚度及槽口高度1外侧垫条厚度2里侧垫条厚度32=d2/2p33ap34b2=（1-ap）35D136Di1=D2+2137L138q39Q=2mpq40y41Kp=sin180/2式中y/mq42整数槽绕组Kd=sin180/2m/qsin180/2mq整数槽绕组Kd=sin180/2m/dsin180/2md其中d将q化为假分数后分数的分子43Ksk=2sinas/2/as其中as=tsk/1斜槽中心角tsk斜面宽距离44Kdp=KdKpKsk45bm0460470=bm0BrAm/0*10-448E0=（1+UN/100）*UN49N=E0/4.44Kdpk50NS=An/pd双层绕组NS取偶整数单层绕组NS取偶整数式中a并联支路数51N=pqNS/a52Acu=IN/aJ式中J定子电流密度53J=IN/aNtACU式中Nt并绕根数54A=QNSIN/aDi1=2mNIN/Di155见图8-17bbs1bs2bs0hs1hs2t=Di1/Qbt=（Di1+2hs1）/Q56s槽面积：

AS=bs2+bs1/2*hs2+b2s2/8槽绝缘占面积：

Ai=Ci（2hs2+bs2/2+bs1）式中Ci槽绝缘厚度Ae=AS-AiS=NtNsd2/Ae570=E0/4.44NKdpk58ai均匀气隙ai=ap+4/+6/1-a59定转子轴向长度相等时：

Le=L1+2定转子轴向长度相等时：

（L1-L2）/2=8时Le=L1+3（L1-L2）/2=14时Le=L1+460B=0/aiLe*10461K=t（4.4+0.75bs0）/t（4.4+0.75bs0）-b2s062F=2BK/o*10-263Bt=B*tle/btKFeL1式中Kfe铁芯叠压系数，一般取0.92-0.9564F1=2Htht查附录2磁化曲线得HtHt定子齿磁路计算长度圆底槽ht=hs1+hs2+bs2/6平底槽ht=hs1+hs265Bj=0/2L1KFehj66Fj=2CjHjj查附录2磁化曲线得HjCj=考虑到轭部磁通密度不均匀而引入的轭部磁路长度校正系数，查附录3曲线得j定子轭磁路计算长度j=（D1-hj）/4p67Bp=（0+1）0/2apLp*104式中Lp极靴轴向长度68Fp=2Hpp式中p极靴磁路平均计算长度切向套环结构p=bm+切向槽楔结构p=bm+有极靴径向结构p=hp69Bh=9（0+1）0/2hhl1式中hh磁性衬套的计算厚度70Fh=2Hhh式中h磁性衬套的计算厚度71F=F+Ft+Fj+FP+Fh切向结构Fh=072=0/F主磁导标么值=*hmp/r0Am*10273由电磁场计算求得74=*hmp/r0Am*10275n=+76bm0=m0=n/n+1hm0=m0=n+1770=bm0/bm0-hm0780=（bm0-hm0）BrAm*10-40-0/0*100判断上式的值是否小于1%，否则修改bm0、0，重新进行计算79B0=0/aiLef*10480Bt0=B0*tLef/btKfeL181BJ0=0/2L1hjKfe*10482Lav=L1+LE式中LE线圈端部平均长83R1=2LavN/aNtAcuA、E、B级绝缘：

Cu75=0.217*10-3.mm2/cmF、H级绝缘：

Cu115=0.245*10-3.mm2/cm84梨形槽：

s=1/40.31+2h1/3（d2+b）+h2/b+k1h3/b+d1+k2（0.985+hs/b0）半开口梯形槽：

s=1/42h1/3（d2+b）+h2/b+k1h3/b+d1+k2（h4/b1+2h5/b1+b0+h6/b0）式中k1=3+1.67k2+3+1.6785E=0.34+q/L1（E-0.64）86d=ap*5/bs0/5+5/bs087t=tmax（-b2）+tminb2/不均匀气隙：

tmax=t-bs0/4=min+1/3（max-min）b2t/3tmin=（t-bs0）hp/4hp+（t-bs0）b2b2t/3tmin=1/Ln*t/bs0均匀气隙：

tmax=tmin=t-bs0/488=s+E+d+t89X1=15.5*/100（N/100）2L1/pq*10-2标么值：

83X1*=X1IN/UN90Fa=0.45m*NKdp/P/IN91Xap=2/*LefKdp1N*Baq1/Iq*10-4式中Baq1交轴电枢反应基波磁密幅值Ip电枢电流交轴分量Xaq也可以按下列近似公式估算：

有极靴：

Xap=2FaKapE0/INF无极靴：

Xap=2FaKapE0/INF1/1+BM/2rk式中Kaq交轴电枢磁动势的折算系数均匀气隙时，Kaq按下式估算Kaq=ap-sinap+2/3cos*ap/2/4sin*ap/2不均匀气隙时，Kaq应用电磁场计算求得92Xq=X1+XaqXq*=XqIN/UN93N=arctan*UNsin+INXq/UNcos+INR194Fad=0.45m*NKdp/p*KadINsinN式中Kad=直轴电枢磁动势折算系数均匀气隙按下式计算：

Kad=ap+sinap/4sin*ap/2标么值：

ad=2Fad/HchMp*10-195bmN=mN=n（1-）/n+1hmN=mN=n+1/n+1式中=ad/096N=（bmN-hmN）BrAm*10-497N=bmN/bmN-hmn98BN=N/aiLef*10499BtN=BN*tLef/bzKFeL1100BjN=N/2L1hjKFe*104101Xad=2/*LefKdp1N*Bad1/Id*104式中Bad1直轴电枢反应基波磁密幅值Id电枢电流直轴分量Xad也可按下式估算：

Xad=4.44NKdpK/INsinN*（0-N）标么值Xa*d=XadIN/UN102Xd=X1+Xad103E0=4.44NKdp0K104Ed=4.44NKdp0K105U=E2d-I2N（R1sin-X1cos）2+I2NX2aqcos2N0.5-IN（R1cos+x1sin）106U=E0-U/UN*100判断U是否小于UN，如是则成立；否则，重新选择永磁体的尺寸和调整参当选107Ik*=4.44（n-）NKdpBrAm*4.44NKdp（1+）nBrAm+（1+n）KIN式中K=arctan*Xq/R1108k=IK*95bmh=mh=n（1-k）/n+1hmh=fmh=1+bmh判断bmh是否大于bK,如是成立；否则，重新选择永磁体的尺寸和调整参数109mt=QL1KfehtbtFe*10-3式中Fe硅钢片密度，一般为7.8/cm3110mj=（D1-hj）hcL1KfeFe*103111Pt按齿磁密查损耗曲线112Pj按轭磁密查损耗曲线113Pfe=ktptmt+kjpjmj式中kt、kj为铁耗校正系数，对半闭口槽取kt114Pcu=KemI2NR1式中Ke涡流系数，由于涡流使铜耗增加的系数，取115参考Y系列感应电动机实测数据，Pfw取116Ps=（0.52.5）PN*10117P=Pfe+Pcu+Pfw+Ps118=（1-P/PNcos*103+P）*100108式中Kaq交轴电枢磁动势的折算系数均匀气隙时，Kaq按下式估算U=E2d-I2N（R1sin-X1cos）2+I2NX2aqcos2N0.5-IN（R1cos+x1sin）判断bmh是否大于bK,如是成立；否则，重新选择永磁体的尺寸和调整参数永永磁磁同同步步电电动动机机电电磁磁计计算算程程序序以以下下公公式式中中取取值值为为3.143.14序号名称公式单位一一额额定定数数据据1额定功率PNkw2相数m13额定线电压UN1V额定相电压UNV4额定频率Hz5极对数p6额定效率1N%7额定功率因数cos1N8额定相电流INA9额定转速nNr/min10额定转矩TNN.m11绝缘等级B级12绕组形式双层二二主主要要尺尺寸寸13铁芯材料50W470硅钢片14转子磁路结构形式15气隙长度cm16定子外径D1cm17定子内径Di1cm18转子外径D2cm19转子内径Di2cm20定、转子铁心长度l1=l2cm21铁心计算长度la=l1cm铁心有效长度leffcm铁心叠压系数Kfe净铁心长lFecm22定子槽数Q123定子每级槽数Qp124极距p25定子槽形梨形槽bs0cmhs0cmbs1cmhs1cmhs2cmrcm26每槽导体数Ns127并联支路数a128每相绕组串联导体数N129绕组线规N11S11mm2根据N11S11=1.54mm2,线径取d1/d1i=1.4mm/1.46mm,并绕根数N1=130槽满率

（1）槽面积sscm2槽楔厚度hcm

（2）槽绝缘占面积sicm2h1scm绝缘厚度Cicm（3）槽有效面积secm2（4）槽满率sf%N1三三永永磁磁体体计计算算31永磁材料类型铷铁棚32永磁体结构矩形33极弧系数ap34主要计算弧长b1pcm35主要极弧系数a1p36永磁体Br温度系数aBr永磁体剩余磁通密度Br20T温度tt=80时剩余磁通密度BrT37永磁体矫顽力Hc20KA/m永磁体Hc温度系数aHct=80时矫顽力HcKA/m38永磁体相对回复磁导率uru0H/m39最高工作温度下退磁曲线的拐点bk40永磁体宽度bmcm41永磁体磁化方向厚度hMcm42永磁体轴向长度lMcm43提供每级磁通的截面积SMcm2四四磁磁路路计计算算44定子齿距t1cm45定子斜槽宽bskcm46斜槽系数Ksk147节距y48绕组系数Kdp1

（1）分布系数Kd1q1

（2）短距系数Kp149气隙磁密波形系数Kf50气隙磁通波形系数K51气隙系数K52空载漏磁系数053永磁体空载工作点假设值b1m054空载主磁通0Wb55气隙磁密B056气隙磁压降12cm直轴磁路FA交轴磁路Fq57定子齿磁路计算长度h1t158定子齿宽bt159定子齿磁密Bt10T60定子齿磁压降Ft1A查第2章附录图2E-3得Ht10A/cm61定子轭计算高度h1j1cm62定子轭磁路计算长度l1j1cm63定子轭磁密Bj10T64定子轭磁压降Fj1cm查第2章附录图2C-4得C1查第2章附录图2E-3得Hj10A/cm65磁路齿饱和系数Kt66每对极总磁压降FadAFaqA67气隙主磁导H68磁导基值bH69主磁导标幺值70外磁路总磁导1H71漏磁导标幺值72永磁体空载工作点bm0与假设值误差小于1%,不用重复计算73气隙磁密基波幅值B1T74空载反电动势E0V五五参参数数计计算算75线圈平均半匝长lzlBcmdcmycmsincosCs76双层线圈端部轴向投影长fdcm77定子直流电阻R1.mm2/mS1mm2d1mm78漏抗系数Cx79定子槽比漏磁导S1查第2章附录2A-3得Ku1KLu1L180定子槽漏抗Xs181定子谐波漏抗Xd1查第2章附录2A-4得S82定子端部漏抗Xe183定子斜槽漏抗Xsk184定子漏抗X185直轴电枢磁动势折算系数Kad86交轴电枢磁动势折算系数KaqKq87直轴电枢反应电流XadEdVI1dAFadAf1adbmadadWb88直轴同步电抗Xd89交轴磁化曲线（Xaq-Iq）计算见P428页表10-1Xaq-Iq曲线六六工工作作性性能能计计算算90转矩角91假定交轴电流I1qA92交轴电枢反应电抗Xaq93交轴同步电抗Xq94输入功率P1kwSINSIN2COS95直轴电流IdA96交轴电流IqA97功率因数cos98定子电流I1A99负载气隙磁通WbEV100负载气隙磁密BT101负载定子齿磁密Bt1T102负载转子磁密Bj2T103铜耗Pcu1W104鉄耗

（1）定子轭重量Gj1kg

（2）定子齿重量Gt1kg（3）单位铁耗查第2章附录2E-4得pt1w/kgpj1w/kg（4）定子齿损耗Pt1W（5）定子轭损耗Pj1W（6）总损耗PFeWk1k2105杂耗PsPsNkw106机械损耗Pfww107总损耗Pkw108输出功率P2kw109效率%110工作特性见P430表10-2111失步转矩倍数KMTmax112永磁体额定负载工作点bmNf1adN113电负荷A1A/cm1n114电密J1A/mm2115热负荷A1J1（A/cm）（A/mm2）116永磁体最大去磁工作点bmhf1adhIadhA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根据N11S11=1.54mm2,线径取d1/d1i=1.4mm/1.46mm,并绕根数N1=11.0449520.20.1572481.150.030.88770476.8400277610.826.4511733330.832911-0.121.22801.13216923-0.12856.5441.0523700751.26E-0603.61.219136.81.2908888891.6781555560.98082571350.9328797610.9659601693020.965753860.8333333331.2300402670.9406348791.2448267171.30.870.0103650120.8411970220.021101.610936833.71379551.2966666670.6405444441.793880386233.4902.5766666675.3441055561.11430572912.980832390.71.7351.2118715351347.9917691080.0946287.68922E-061.50683E-065.1029296776.633808581.5308789030.8690037891.034706209201.529426831.682915872327.2568888890.5490852490.8357663494.3414579342.3838305111.7158936780.02171.53861.48.21E-010.9608659780.870.9050.403328710.674与假设值误差小于1%,不用重复计算4.69E-016.28E-010.02051.65E-015.31E-011.63E+000.8129815150.3251926060.46.558622511193.45280141.231451467158.29209370.0118463610.8587092570.0099496178.19E+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-017.1248912060.010084516196.07567680.8184327131.7453347461.084150606261.317264623.264103534.2097075396.22.1726.1001867450.48310465166.21667622.5219.806546740.0227.98410.4753245883.97E+008.93E+010.18536125713.360.8611346311.04E-02176.61978556.6434.630762516817.8842820.4683161174.61E-014.79E+01