毕业设计（论文）-三相异步电动机的电磁设计.doc

兰州交通大学毕业设计（论文）摘 要Y2系列电机是在Y系列电机基础上更新设计的一般用途电机，它具有结构简单、制造、使用和维护方便，运行可靠，以及重量轻，成本低等优点，在电机噪声、振动水平优于Y系列电机，外观更加满足国内外的用户需求，本文为Y2-112M-2的电磁设计。在设计过程中，掌握了中小型三相感应电机的设计原理，熟悉相关的技术条件，基于给定的参数结合相关的技术条件，确定与电机的电磁性能有关的尺寸，选择定、转子的槽数和槽配合，确定槽型尺寸，选定有关材料，编程进行电磁计算，结合前面的数据计算出相应的工作性能和起动性能，包括效率、功率因数、最大转矩倍数、起动转矩倍数、起动电流倍数等。为了减小误差和计算量，还在MATLAB中编写了电磁计算程序。此外，本设计还用CAD绘制了定、转子冲片图以及定子绕组分布图,最终使技术指标符合任务书的要求。通过对电机性能尺寸的确定，以及对槽型的选取，选定了有关尺寸，通过编程的反复调试，使其技术指标符合任务书的要求，最终设计出符合任务书要求的电机。关键词：Y2-112M-2三相异步电动机;定、转子；电磁设计计算AbstractY2 series motors is designed on the basis of Y series motor update general purpose motor. it has a simple structure, convenient manufacture, use and maintenance, reliable operation .as well as light weight, low cost advantages, the motor noise and vibration level is better than that of Y series motor. appearance more meet the needs of users at home and abroad, this paper designed for electromagnetic Y2-112m - 2.In the process of design, master the design principles of small and medium-sized three-phase induction motor, familiar with relevant technical conditions, based on the given parameters combining with related technical conditions, determine the size of the associated with the electromagnetic performance of the motor, option, rotor slot number and groove, groove type size ,selected materials programming electromagnetic calculation, Finally, combined with the previous data to calculate the working performance and the corresponding starting performance, including efficiency, power factor, the maximum torque, starting torque, starting current ratio etc. In order to reduce the error and the amount of calculation, prepared electromagnetic calculation program in MATLAB. In addition, the design also drawing, the rotor and the stator , windings distribution prints with CAD. the technical indicators in line with the requirements of specification.To determine the size of the motor performance, as well as to the trough type selection, the selected size, by the repeated debug programming, make the technical indicators meet the requirements of the specification, the final design conform to the requirements of the specification of the motor.Key Words: Y2-112M-2three-phase asynchronous motor, the stator , the rotor Electromagnetic design calculation- III -目 录摘 要IAbstractII目 录III1 绪论11.1 工程背景11.2 设计范围11.3 设计依据11.4 设计目标11.5 本文的主要工作12 三相异步电动机主要参数的确定22.1 主要尺寸及气隙长度的确定22.2 定、转子槽形及槽配合的确定22.2.1 定、转子槽形的选择22.2.2 定、转子槽形尺寸的确定32.2.3 槽配合的选取32.3 绕组型式及节距的选择32.3.1 绕组型式的选择32.3.2 绕组节距的选择32.4 计算概述42.4.1 磁路计算42.4.2 参数计算43 电磁计算43.1 额定数据及主要尺寸43.2 磁路计算63.3 参数计算93.4 工作性能计算133.4 起动性能计算163.5 程序流程图18结 论20参考文献22附录A电磁计算程序23附录B 部分参数计算36附录C定子冲片图44附录D转子冲片图44兰州交通大学毕业设计（论文）I1 绪论1.1 工程背景电机是通过电磁感应将电能与其他机械能相互转换的电力机械，在国民经济各个领域得到广泛应用。电机作为电动机使用时，具有较好的工作特性，所以主要用作电动机。三相感应电动机具有简单的结构，而且价格低廉，运行可靠，坚固耐用，并且易于控制，因而在电动机中是广为使用的一种1。因此本设计对Y2-112M-2型电机进行了电磁设计计算。1.2 设计范围根据相关技术手册的数据确定与电机的电磁性能有关的主要尺寸、槽形及槽配合、绕组型式和节距、线规和材料等，用MATLAB编程进行电动机电磁计算，用CAD画出定、转子冲片图和它的绕组分布图。1.3 设计依据(1) 类似关于电机的电磁设计资料。(2) 国家目前现行有关设计规程、规范、技术手册，主要包括： 实用电机设计计算手册（黄坚，主编）。Y2系列三相异步电动机技术条件(JB/T8680.1-1998)。 用户提出的产品规格（功率、电压、转速、等）及技术要求（如效率、温升等）。1.4 设计目标设计出满足电机的主要性能指标，如起动转矩、最大转矩、起动电流倍数、效率和功率因数等要满足任务书的要求。在满足要求之后，尽量使电动机的性能指标有所提高。1.5 本文的主要工作(1) 三相异步电动机主要参数的确定根据任务书提出的要求，结合相关的资料，确定出与电机电磁性能有关的主要尺寸、槽形及槽配合、绕组型式及节距、线规和材料。(2) 电磁计算根据确定的主要参数，采用MATLAB编程进行电磁计算，在MATLAB程序中调整相关的参数，一直到计算出的性能指标达到本设计任务书的要求。(3) MATLAB编程三相异步电动机的电磁计算工作量大，使用MATLAB编程使得计算量减小，也让计算的精确程度也得到大大提高。(4) CAD画图本文的设计中使用CAD画出定、转子冲片图、及定子绕组分布图。2 三相异步电动机主要参数的确定电磁计算的数据依据主要是三相异步电动机的参数，要正确地进行电磁计算，必须要选择合适的主要参数。主要参数的选择是根据技术手册给定的参数。并且计算出有关的必须参数进行选择的。2.1 主要尺寸及气隙长度的确定电机的主要尺寸包括定子内径和铁芯有效长度，只要确定了这两个参数，其他的尺寸（包括定、转子内外径、铁芯长度和气隙长度等）就可以以此为根据，参阅文献2。但在一般情况下，定子内径和铁芯有效长度的计算比较麻烦，通常采用类比法来确定电机的主要尺寸，参照已生产过的同类型相近规格电机的设计和实验数据，直接初选电机的主要尺寸。在本设计中，以厂家已经生产过的Y2系列的相近电机作为参考，结合文献3得到本台电机的主要尺寸。本台电机主要尺寸结合文献4中附录A进行选取，详见附录C和附录D。2.2 定、转子槽形及槽配合的确定2.2.1 定、转子槽形的选择(1) 定子槽形的选择5小型三相异步电动机的定子槽形，一般采用斜口圆底槽6。槽口斜角统一规定如下： 160机座及以下为； 180280机座：2极为，4极为，6、8极为； 315355机座：2极为，410极为。因本台电机机座号为112，极数为2极，所以定子选梨形槽，槽口角度选。详见附录C。(2) 转子槽形的选择转子采用平底槽、圆底槽、梨形槽、凸形槽（对称和不对称）、刀形槽等6种槽形，Y2系列电动机在大机座号中采用凸形槽较多。本台电机的机座号较小，因此转子选刀形槽（不对称），槽口斜角为，详见附录D。2.2.2 定、转子槽形尺寸的确定转子的槽形尺寸对电机的各项性能指标，有起动转矩、起动电流倍数、最大转矩、转差率、效率和功率因数等都有非常大的影响；此外，槽的各部分尺寸对这些性能指标又有不同程度的影响。在实际设计中，一般采用类比法来确定电机定、转子的槽形尺寸。本台电机定、转子槽形尺寸详见附录C和附录D。2.2.3 槽配合的选取槽配合就是在转子槽数与定子槽数有合适的配合。恰当的槽配合能降低电磁噪声和降低电动机负载噪声7。槽配合对电机的性能有影响，若选取不合适，可能会导致附加损耗、附加转矩、振动与噪声增加，从而使效率降低，起动性能变差。采用定、转子槽数接近的槽配合，可减小附加损耗。2极电机一般采用16/18，24/22、30/26、36/28、42/34。本台电机所选取的槽配合是30/26。2.3 绕组型式及节距的选择2.3.1 绕组型式的选择考虑到目前的传统生产工艺和机械化下线的可能性，除71机座6极和80、90机座8极采用双层绕组外，对160及以下的机座仍采用单层绕组。对180及以上机座，为了提高电机性能和降低电机噪声，在设计时全部采用双层叠绕组8。本台电机因机座号为112，所以选用单层同心式绕组。2.3.2 绕组节距的选择对双层绕组应从电机具有良好的电气性能和节约导线材料两方面来考虑节距的选择。在正常三相异步电动机中，通常选以便消弱磁势的5次和7次谐波分量。对于2极电机，为了便于嵌线和缩短端部长度，除铁芯长度很长的以外，一般取左右。因本设计是2极电机，所以取。2.4 计算概述2.4.1 磁路计算确定产生主磁场的磁化力是磁路计算的主要工作，进而根据磁力计算励磁电流，并确定电机的空载特性。此外，通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度是否合适。2.4.2 参数计算参数计算的主要目的是计算电机定、转子的电阻及漏抗。电阻、电抗是电机的重要参数。电阻的大小不仅影响电机的经济性，而且与电机的运行性能有极密切的关系。转子电阻的大小对其转矩特性影响特别突出。因此正确选定及计算这些参数是非常重要的。3 电磁计算3.1 额定数据及主要尺寸(1) 输出功率(2) 额定电压 (3) 功电流(4) 效率（按照技术条件规定）(5) 功率因数（按照技术条件规定）(6) 极对数(7) 频率(8) 定、转子槽数定子槽数，转子槽数(9) 定、转子每极槽数定子每极槽数：转子每极槽数：(10) 定、转子冲片尺寸定子外径，定子内径，铁心长度，气隙长度，转子外径，转子内径。定、转子槽形尺寸详见附录C和附录D。(11) 极距(12) 定、转子齿距定子齿距：转子齿距：(13) 绕组节距（以槽数表示）(14) 每相串联导体数其中，每槽导体数每圈匝数=213=26；并联支路数=1。(15) 绕组线规按类比法选取线规，本文中选取的线规为-(16) 槽满率槽有效面积：其中，槽面积和槽绝缘面积计算详见附录B。槽满率：（符合要求）其中，导体并饶根数；导体绝缘后外径。(17) 绕组系数其中，短距系数和分布系数计算详见附录B。(18) 每相有效串联导体数3.2 磁路计算(1) 计算满载电势初设，则(2) 计算每极磁通初设，由文献3中表3-5查得，则(3) 波幅系数由初设饱和系数查得对应的极弧系数，则(4) 定子齿磁密(5) 转子齿磁密(6) 定子轭磁密(7) 转子轭磁密(8) 空气隙磁密其中，齿部和轭部截面积、和计算详见附录B。(9) 各部分磁路所需单位安匝数根据计算出的各部分磁密，按照文献5中附录五的热轧硅钢片DR510牌号磁化曲线表查出各部分磁密对应的磁场强度，然后继续计算。结果为：，。(10) 有效空气隙长度其中，定、转子卡氏系数、计算详见附录B。(11) 定、转子齿部磁压降定子齿部磁压降：转子齿部磁压降：(12) 定、转子轭部磁压降定子轭部磁压降：转子轭部磁压降：其中，齿部和轭部磁路计算长度、和计算详见附录B。(13) 空气隙磁压降(14) 饱和系数由于，合格。故可以继续计算，否则必须返回重新计算直至误差小于1%。(15) 每极磁势(16) 计算满载磁化电流(17) 磁化电流标幺值(18) 励磁电抗标幺值（采用近似计算方法）3.3 参数计算(1) 定子槽漏抗标幺值其中，漏抗系数和定子槽比漏磁导计算详见附录B。(2) 定子谐波漏抗标幺值其中，查文献5中图4.10得定子谐波比漏磁导。(3) 定子端部漏抗标幺值其中，为线圈伸出铁芯外的直线部分长度；线圈端部轴向投影长计算详见附录B。(4) 定子漏抗标幺值(5) 转子槽漏抗标幺值其中，转子槽比漏磁导的计算详见附录B。(6) 转子谐波漏抗标幺值其中，查文献5中图4.11得转子谐波比漏磁导。(7) 转子绕组端部漏抗标幺值(8) 转子斜槽漏抗标幺值其中，斜槽度计算详见附录B。(9) 转子漏抗标幺值(10) 定、转子漏抗标幺值之和(11) 定子绕线直流电阻其中，为级绝缘平均工作温度时铜的电阻率。(12) 定子绕组相电阻标幺值(13) 有效材料的计算感应电机的有效材料是指定子绕组导电材料和定转子铁心导磁材料，电机的成本主要由有效材料的用量决定。定子铜的重量：其中，为考虑导线和引线质量的系数，漆包圆铜线；是铜的密度。硅钢片重量：其中，是冲剪余量；是硅钢片密度。(14) 转子电阻标幺值其中，转子导条电阻标幺值和转子端环电阻标幺值计算详见附录B。(15) 定子有功电流分量标幺值(16) 满载电抗电流标幺值其中，。(17) 定子电流无功分量标幺值(18) 满载电势系数由于，合格。故可继续计算，否则需要重新假设初值，直到误差小于0.1%。(19) 空载电势标幺值(20) 空载时定子齿部磁密(21) 空载转子齿磁密(22) 空载定子轭磁密(23) 空载转子轭磁密(24) 空载气隙磁密根据上述计算出的各部分空载磁密，按照文献5中附录五的热轧硅钢片DR510牌号磁化曲线，查取各部分磁路的磁场强度，然后继续进行计算。所查得的结果为：，。(25) 空载定子齿部磁压降(26) 空载转子齿部磁压降(27) 空载定、转子轭部磁压降空载定子轭部磁压降：空载转子轭部磁压降：(28) 空载气隙磁压降(29) 空载总磁压降(30) 空载磁化电流3.4 工作性能计算(1) 定子电流标幺值(2) 定子电流密度(3) 线负荷(4) 转子电流标幺值导条电流实际值：端环电流实际值：(5) 转子电流密度导条电密：端环电密：(6) 定子铜耗(7) 转子铝耗(8) 杂散损耗杂散损耗的大小与设计参数和工艺情况有关，目前尚难以准确计算，故以推荐值为主。这里推荐：=0.0050(9) 机械损耗(10) 铁耗定子齿部重量：定子轭部重量：定子齿部铁耗：定子轭部铁耗：其中，铁耗系数根据空载磁密和的值查文献3中附录六可得：，。(11) 总铁耗(12) 总铁耗标幺值(13) 总损耗标幺值(14) 输入功率标幺值(15) 效率 由于，合格。故可继续计算，否则需要重新假设初值，直到误差小于0.5%。(16) 功率因数(17) 转差率旋转铁耗：(18) 转速(19) 最大转矩倍数3.4 起动性能计算(1) 假设起动电流(2) 起动时定子槽漏抗其中，起动时定子槽比漏磁导详见附录B。(3) 起动时定子谐波漏抗其中，起动时漏磁路饱和系数的计算取值详见附录B。(4) 起动时定子漏抗(5) 起动时转子槽漏抗其中，起动时转子槽比漏抗详见附录B。(6) 起动时转子谐波漏抗(7) 起动时转子斜槽漏抗(8) 起动时转子漏抗(9) 起动时总漏抗(10) 起动时转子电阻其中，挤流效应系数详见附录B。(11) 起动总电阻标幺值(12) 起动总阻抗标幺值(13) 起动电流 由于，合格。故可以继续计算，否则需要重新假设起动电流倍数的初值，直到误差小于3%。起动电流倍数：(14) 起动转矩主要性能指标计算值与任务书规定的保证值比较如表3.1所示。表3.1 主要性能指标对比主要性能指标保证值计算值效率0.850.8483功率因数0.880.8709最大转矩倍数2.32.8105起动电流倍数7.57.1666起动转矩2.22.23013.5 程序流程图电动机的电磁计算是一个比较复杂的过程。计算中有些参数需先依据经验公式假设，然后再核算。因此本文按照“中小型三相感应电动机电磁计算程序”，用MATLAB语言编写了中小型三相感应电动机电磁计算程序，程序及运行结果见附录A。前面所带数据是调整好的数据，程序流程图如图3.1所示。图3.1 程序流程图结 论本设计是对Y2-112M-2型异步电动机的电磁设计。通过查阅相关技术手册，确定该电机的主要参数，包括定、转子内外径，气隙和铁心长度，节距和绕组型式，槽形、槽形尺寸和槽配合，以及所需材料等。设计结果表明，所确定的主要参数和选用的材料均符合设计要求。由于本设计的计算量大，为了减少人工计算带来的误差，所以计算过程采用MATLAB编程，使计算量大大减小。通过电磁计算得到的该电机的主要性能指标，包括起动转矩、最大转矩、起动电流倍数、效率和功率因数等均符合设计任务书的要求。其中，起动转矩、最大转矩、起动电流倍数和功率因数均得到了改善。为了使定、转子冲片图和绕组分布图清晰美观、尺寸标注准确，本次设计使用CAD画图。三相异步电动机的电磁设计是决定该电机电磁性能好坏的重要因素，也是整个电机设计中非常重要的环节。电机的电磁设计不同于其他的电机结构设计，首先，需要确定电机的主要参数，参数的确定对整个电磁设计很重要，决定电机主要性能指标。其次，应该严格按照电磁计算步骤进行计算，在计算过程中，反复调整相关参数，使性能指标满足要求。致 谢在本次论文设计过程中，感谢我的学校，给了我学习的机会，在学习中，田莉老师从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。这篇论文是在老师的精心指导和大力支持下才完成的。感谢所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力和信心完成这篇论文。感恩之余，诚恳地请各位老师对我的论文多加批评指正，使我及时完善论文的不足之处。谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢，在撰写毕业设计（论文）期间，杨如虎、严豪杰、王云鹏等同学对我设计工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。参考文献1 季杏法.小型异步电动机技术手册M.北京:机械工业出版社,1987:1-117.2 胡岩.小型电动机现代实用设计技术M.北京:机械工业出版社,2008:1-120.3 陈世坤.电机设计M.北京:机械工业出版社,1982:10-74.4 黄国治,傅丰礼.Y2系列三相异步电动机技术手册M.北京:机械工业出版社,2004:21-332.5 傅丰礼.异步电动机设计手册M.北京:机械工业出版社,2007:1-192.6 黄坚.实用电机设计计算手册M.上海:上海科技技术出版社,2010:45-87.7 汤蕴璆.电机学M.北京:机械工业出版社,2008:75-149.8 李隆年.电机设计M.北京:机械工业出版社,2002:63-152.附录A电磁计算程序程序%第一部分 额定数据和主要尺寸%myflag1 = 0; %myflag1 myflag1=1是双层槽绝缘占面积,myflag1=0是单层槽绝缘占面积myflag2 = 0; %myflag2 myflag2=1是平底槽,myflag2=0是圆底槽myflag3 = 1; %myflag3 myflag3=1是平底槽,myflag3=0是圆底槽myflag4 = 0; %myflag4 myflag4=1是圆底槽,myflag4=0是半开口平底槽,其它为开口平底槽myflag5 = 1; %myflag5 myflag5=1是半开口槽和半闭开口槽,myflag5=0是开口槽myflag6 = 3; %myflag6 myflag6=1是二级防护式,myflag6=2是四级及以上防护式,myflag6=3是二级封闭型自扇冷式,myflag6=4是四级及以上封闭型自扇冷式myflag7 = 1; %myflag7 myflag7=1是半闭口槽,myflag7=0 是开口槽 PN = 4000;Un = 380; %额定电压f = 50; %频率cos_phi=0.88; %功率因数eta_1 = 0.85; %效率m1 = 3;p = 1; %极对数q1 = 5; %每极每相槽数UN_phi = Un;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 = 0.92+0.00866*log10(PN); %满载电势标幺值p_1 = KB_2*PN/(eta_1*cos_phi);alpha_p_1 = 0.68;Knm_1 = 1.10;Kdp1_1 = 0.96;A_1 = 22000; %由参考文献电机设计图10-2B_delta_1 = 0.65;n_1 = 3000;V = 6.1*1*p_1/(alpha_p_1*Knm_1*Kdp1_1*A_1*B_delta_1*n_1);Lambda=0.7; %由参考文献电机设计表10-2Di1_1 = (2*p*V/(Lambda*pi)(1/3);Di1_D = 0.56; %由参考文献电机设计表10-3 Dt1_D表示Dt1/DD1_1 = Di1_1/(Di1_D); D1 = D1_1; %D1定子冲片外径Di1 = D1*(Di1_D);l= V/(Di12); %lef铁心有效长度li = l - 0.001; %D2转子外径，Dt2转子内径delta = Di1*(1+9/2/p)*(1/103);lef =li+2*delta;D2=Di1-2*delta; %转子外径Di2 = 0.038; %转子内径由转轴直径决定tau=pi*Di1/(2*p); %极距t1= pi*Di1/Z1; %定子齿距t2=pi*D2/Z2; %转子齿距%定子绕组采用单层绕组，交叉式，节距19,210，1118bsk = 1.2*t1; %转子斜槽宽alpha_1 = 1; %并联支路alpha_1为1N_phi1_1 = ceil(eta_1*cos_phi*pi*Di1*A_1)/(m1*Ikw); %每相串联导体数Ns_1 = (m1*alpha_1*N_phi1_1)/Z1; %每槽导体数Ns1= ceil(Ns_1);N_phi1 = Ns1*Z1/(m1*alpha_1); N1 = N_phi1/2;J1_1=5.2;I1_1 = Ikw/eta_1/cos_phi; %定子电流初步值NA = I1_1/(alpha_1*J1_1); %用NA表示Nt1_1*Ac1Ni1_1=1;Ac1=NA/ Ni1_1;d_1=1.06*10(-3); Ac1_1=0.8825;d= d_1+0.08*10(-3);Bi_1=1.5;bi_11=t1*B_delta_1/0.95/Bi_1;Bf_1=1.42;hf_1=tau*alpha_p_1*B_delta_1/2/0.95/Bf_1;h=0.002; %槽锲h01 = 0.0008;b01 = 0.0032;b11 = 0.0061;h11=0.00084; h21 = 0.00976;r21 = 0.00405;bi1_1 = pi*(Di1+2*h01+2*h11+2*h21)/Z1-2*r21;bi1_2 = pi*(Di1+2*h01+2*h11)/Z1-b11;bi1 = (bi1_1+bi1_2)/2;bi1=0.0047hs1 = h01+h21+h11+r21;hs_1 = h21+h11; As=(2*r21+b11)*(hs_1-h)/2+pi*r21*r21/2; %槽面积Delta_t = 0.00025;%myflag1 myflag1=1是双层槽绝缘占面积myflag1=0是单层槽绝缘占面积switch myflag1 case 1 At = Delta_t*(2*hs_1+pi*r21+2*r21+b11); case 0 At = Delta_t*(2*hs_1+pi*r21);endAef = As - At;Sf = 1*Ns1*d2/Aef; %槽满率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KI=0.93;I2_1 = KI*I1_1*3*N_phi1*Kdp1/Z2; %转子导条电流JB_1 = 3.7; %转子导条电密AB_1=I2_1/JB_1; %导条截面积Bi_2=1.5;bi_2=t2*B_delta_1/0.95/Bi_2;Bf_2=1.45hf_2=tau*alpha_p_1*B_delta_1/2/0.95/Bf_2;h02 = 0;b02 = 0.001;b12 = 0.001;h12=0;h22 = 0,0045;h32=0.014;b22 = 0.002;b32 = 0.0055;b42 = 0.002;hs2=h02+h12+h22+h32;bi2 = pi*(D2-2*2/3*hs2)/Z2-(b42+hs2*b32/3/h32);AB=(b12+b22)*h22/2+(b32+b42)*h32/2; %导条截面积IR_1=I2_1*Z2/(2*pi*p); %端环电流JR_1=0.78*JB_1;AR_1=IR_1/JR_1;AR= AR_1;%第二部分 磁路计算%KE_1=0.92;E1= KE_1*UN_phi; %E1为满载相电势Ks_1 = 1.2;Knm = 1.095;Phi=E1/(4*Knm*Kdp1*f*N1); %每极磁通Kfe = 0.95;Ai1 = Kfe*li*bi1*Zp1; %定子每极下齿部截面积Ai2 = Kfe*li*bi2*Zp2; %转子每极下齿部截面积%myflag2 myflag2=1是平底槽 myflag2=0是圆底槽switch myflag2 case 1 hf1_1 = (D1-Di1)/2-hs1; case 0 hf1_1 = (D1-Di1)/2-hs1+r21/3;end %定子轭部计算高度%myflag3 myflag3=1是平底槽 myflag3=0是圆底槽switch myflag3 case 1 hf2_1= (D2-Di2)/2-hs2; case 0 hf2_1 = (D2-Di2)/2-hs2+r22/3;end hf2_2=0.0237 %转子轭部计算高度Af1 =Kfe*li*hf1_1; %定子轭部截面积Af2 = Kfe*li*hf2_2; %转子轭部截面积tau = pi*Di1/2/pA_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Bi1 = Fs*Phi/Ai1; %定子齿磁密Bi2 = Fs*Phi/Ai2; %转子齿磁密B_delta = Fs*Phi/A_delta; %空气隙磁密Hi1 =24.61; %查表Hi2 =21.32; %磁场强度%myflag5 myflag5=1是半开口槽和半闭开口槽 myflag5=0是开口槽switch myflag5 case 1 K_delta=t1*(4.4*delta+0.75*b01)/(t1*(4.4*delta+0.75*b01)-b012); case 0 K_delta = t1*(5*delta+b01)/(t1*(5*delta+b01)-b012);enddelta_ef = K_delta*delta; %有效气隙长度Li1 = (h11+h21)+r21/3;%myflag4 myflag4=1是圆底槽 myflag4=0是半开口平底槽 其它为开口平底槽switch myflag4 case 1 Li2 = (h12+h22)+r22/3; case 0 Li2 = h12+h22+h32;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*(Di2+hf2_2)/(2*p*2); %转子轭部磁路计算长度mu_0 = 0.4*pi*10(-6);F_delta = K_delta*delta* B_delta/mu_0; %空气隙磁压降Fi1 = Hi1*Li1*100; %定子齿部磁压降Fi2 = Hi2*Li2*100; %转子齿部磁压降Ks= (F_delta + Fi1 + Fi2)/F_delta; %饱和系数Bf1 = Phi/2/Af1; %定子轭磁密Bf2 = Phi/2/Af2; %转子轭磁密Hf1 =14.68; Hf2 = 16.3; %轭部磁场强度Cf_1 = hf1_1/tau;Cf_2 = hf2_2/tau;Cf1 =0.521; Cf2=0.244; %轭部磁位降校正系数Ff1 = Cf1*Hf1*Lf1_1*100; %定子轭部磁压降Ff2 = Cf2*Hf2*Lf2_1*100; %转子轭部磁压降F0 = F_delta + Fi1 + Fi2 + 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 = li +2*d1; %为直线部分长Kc = 1.16;beta_ = 0.852;tau_v = pi*(Di1 + 2*(h01 + h11) + h21 + r21)/(2*p)*beta_; %单层同心式或交叉式线圈beta取平均值lc = lb + Kc * tau_v; %单层线圈le = 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); %漏抗系数Ku1 =1.0; KL1 =1.0;lambda_u1 = h01/b01+2*h11/(b01+b11);lambda_L1 = 0.78; %查表lambda_s1 = Ku1*lambda_u1 + KL1*lambda_L1;Xs1_ = 2*m1*p*li*lambda_s1/(Z1*Kdp12*lef)*Cx; %定子槽漏抗Sigma_s = 0.0059;X_delta1_ = m1*tau*Sigma_s/(pi2*delta_ef*Kdp12*Ks)*Cx; %定子谐波漏抗Sigma_s从附录八中查出XE1_ = 0.67*(le-0.64*tau_v)/(lef*Kdp12)*Cx;%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;AB1=(b02+b12)*h12/2;AB2=(b12+b22)*h22/2;AB3=(b32+b42)*h32/2;ABh=AB1+AB2+AB3;lambda_t12=2*h12/(b02+b12);lambda_t22=(b12*h223*0.32+AB3*h222*1+AB32*h22*1/3.5)/ABh2;lambda_t32=(b32*h323*1)/ABh2;lambda_L2 = lambda_t12+ lambda_t22+ lambda_t32;%转子槽比漏抗 lambda_u2 lambda_L2查附录四 （55步）lambda_s2 = lambda_u2+lambda_L2; Xs2_ = 2*m1*p*li*lambda_s2/(Z2*lef)*Cx; %转子槽漏抗Sigma_R = 0.0036;X_delta2_ = m1*tau*Sigma_R/(pi2*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 =0.075;XB2_ = 0.757/lef*DR/2/p*Cx;%转子端部漏抗 见参考文献电机设计图附1-5Xsk_ = 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Ac1_1=Ac1_1*10(-6);rho_0 = 0.0217*(1/106); %rho_0为A级绝缘铜的电阻率R1 = rho_0*(2*N1*lc/(1*Ac1_1*alpha_1); %定子相电阻R1_ = R1*Ikw/UN_phi; %定子相电阻标幺值C =1.05;rho_1 = 8.9*103; %铜的密度Gw = C*lc*Ns1*Z1*Ac1_1*3*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*103;deta=0,005;GFe = KFe*li*(D1 + deta)2*rho_F_1; %GFe为硅钢片重量KB = 1.04;rho = 0.0434*(1/106);RB_1 = rho*KB*li/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/10(-6)/(2*pi*p2*AR)*4*m1*(N1*Kdp1)2;%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%I1p_ = 1/eta_1; %满载时定子电流有功分量标幺值sigma_1 = 1+X_sigma1_/Xm_;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_