新能源汽车用永磁同步电机路算程序(自编)

序号 名称公式 1额定输出功率PN 2额定母线电压UDC 3额定电压 （线电压）UN 4额定相电压U=UN/3 0.5 （Y接法） U=UN （接法） 5额定频率f N 6 相数m 7输出功电流（相）I KW=PN×10 3/m/U （Y接法） IKW=PN×10 3/m/U （接法） 8 极对数p=60fN/n1 9额定转速nN=60f N/p 10额定转矩TN=9550×PN/nN 11额定效率N 12额定功率因数cos N 13绝缘等级 14 铁心材料 15 转子磁路结构形式 16定子铁心外径D1 17定子铁心内径Di1 18极距=Di1/2/p 19 气隙长度 20定子槽数Z1 21定子每极每相槽数q=Z1/2/m/p 22定子齿距t1=Di1/Z1 定子斜槽距离t sk=t1Z1/(Z1+p) 23定子槽深h12 24定子槽底半径r 1 25定子槽宽b1 26定子槽口深度h01 27定子槽口斜角1 28定子槽口宽bo1 29转子铁心外径D2 30转子铁心内径D0 31定、转子铁心长度L1/L 2 32电枢计算长度l ef=La+2(当L1=L2) 33铁心叠压系数KFe 34 净铁心长 hs1 35定子斜槽距离tsk 永磁同步电机路算程序 一：额定数据和技术要求 （一）额定数据 （二）定子铁心主要尺寸 36定子齿宽bt11 bt12 bt1 37定子轭计算高度hj1 38定子齿磁路计算长度ht1 39定子轭磁路计算长度Lj1 40定子齿体积Vt1 41定子轭体积Vj1 42硅钢片质量mFe 43永磁材料牌号 44计算剩磁Br 20的剩磁密度Br20 可逆温度系数Br 不可逆损失率IL 预计工作温度t 45计算矫顽力Hc 20的计算矫顽力Hc20 46相对回复磁导率r 47磁化方向长度hM 永磁体宽度bM 轴向长度LM 提供每极磁通的截面积AM=2bMLM 径向 AM=2bMLM 切向 永磁体总重量mm=4pbMLMM/1000000 永磁体密度M 初选线负荷A 、 每相串联导体数N 1=N*cos N*Di1*A 、 /m/I kW 并联支路数a1 每槽导体数Ns1 每线圈匝数Nc=Ns1(单层绕组) 每线圈匝数Nc=Ns1/2( 双层绕组) 定子电流估算值I 1 、 =PN×10 3/m/U / N/cos N=IkW/ N/cos N 初选定子电密值J1 、 （经验选取） 导体并绕根数和每根导体截面积乘积Ni1Ac1=I 1 、/a 1/J1 、 初选导体线径d11 漆膜双边厚度hd1 并绕根数Ni1=I1 、 /a 1/J1/Ac1 槽满率计算 槽楔厚度h 槽绝缘厚度Ci 槽面积As=(2r1+b1)*(h 12-h)/2+ r1 2/2 槽绝缘面积双层Ai=Ci*(2h12+ r1+2r1+b1) 槽有效面积Aef=As-Ai （四）定子绕组数据 （三）永磁体计算 槽满率Sf=Ns1*Nt1(d11+hd1)*(d11+hd1)/Aef 38绕组节距y1=以线圈所跨槽数计 跨距=Z1/2/p 39 绕组节距比 槽距角=2p/Z1 42绕组短距系数KV1=sin( * /2) 43绕组分布系数Kp1=sin( /2*q 1)/q1/sin(/2) 斜槽系数Ksk1=2sin( s/2)/s s=tsk/ * 44定子绕组系数Kdp=KV1Kp1Ksk1 45定子线圈平均半匝长Lav=L1+2(d+LE 、） 式中：d：绕组直线部分伸出长 LE 、 双层线圈端部斜边长=y/2cos 0 cos 0=(1-sin0 2)0.5 y=*（Di1+2h0+hs1+h12+r1)* /2p sin 0=(b1+2r1)/(b 1+2r1+2bt1) 线圈端部轴向投影长fd=LE 、*sin 0 46定子导线铜重mcu=1.05* * Cu*Z1*Ns*Lav*Ni1*d11 2/4/1000000 计算极弧系数 ai 90气隙磁密波形系数Kf=4/ *sin(*ai/2) 气隙磁通波形系数K=8/ 2a i*sin( *a i/2) 气隙系数K=t1(4.4 +0.75b 01)/t1(4.4 +0.75b01)-b01 2 空载漏磁系数0 永磁体空载工作点假定值bm0 、 空载主磁通 0=bm0 、 BrAm×10 -4 / 0 气隙磁密B= 0×10 4/a iLef 气隙磁位差F 直轴磁路F d=2B( 2+K) ×10 -3 / 0 交轴磁路F q=2BK×10 -2 / 0 永磁体沿磁化方向与永磁体槽间的间隙2 真空磁导率0=4×10 -7 131定子齿磁通密度Bt1=Bt1lef/bt1KFeL1 132定子齿磁位差Ft1=2Ht1ht1(Ht1查图得： 7563.69×10 -2 A/cm) 133定子轭磁通密度Bj1= 0×10 6/2/L 1/KFe/hj1 定子轭部磁位差Fji=2C1Hj1Lj1(Hj1 查图得： 393.3×10 -2 A/cm)C1=0.4 134转子轭磁通密度Bj2= 0×10 6/2/L 2/KFe/hj2 转子轭部磁位差Fj2=2C2Hj2Lj2(Hj2 查图得： 1771.5×10 -2 A/cm)C2=0.32 145每对极总磁位差F=F d+Ft1+Fj1+Fj2 主磁导=0/ F 主磁导标么值=2hM×10 2/ r0Am 外磁路总磁导标么值n=0 漏磁导标么值=（ 0-1） (一)磁路各部分尺寸 二：磁路计算 永磁体空载工作点bm0= n/ （ n+1） 气隙磁密基波幅值B 1=Kf* 0×10 4/a ilef 空载反电动势E0=4.44f NKdpN0K 149 定子相电阻 (75)R1=2 LavN/ aNt1(d11 2/2) 漏抗系数Cx=4 f 0lef （KdpN ） 2×10-2 /p 定子槽比漏磁导s1=KU1U1+KL1L1 U1=h01/b01+2hs1/(b 01+b1) 槽上部节距漏抗系数KU1 槽下部节距漏抗系数KL1 0 1/3KU1=3/4;KL1=(9+4)/16 1/3 2/3KU1=(6-1)/4;KL1=(18+1)/16 2/3 1KU1=(3+1)/4;KL1=(9+7)/16 L1查电机设计（陈世坤） P392，坐标点（ 2.4,0.69 ）L1=1.3 定子槽漏抗Xs1=2pmL1s1Cx/l efKdp 2Z 1 定子谐波漏抗Xd1=m SCx/ 2K Kdp 2K st 定子端部漏抗双层叠绕XE1=1.2(d+0.5f d)Cx/lef 定子斜槽漏抗Xsk=0.5(tsk/t1) 2X d1 定子漏抗X1=Xs1+Xd1+XE1+Xsk 直轴电枢磁动势折算值系数Kad=1/Kf 交轴电枢磁动势折算值系数Kaq=Kq/Kf Kq 直轴电枢反应电抗Xad=(E0-Ed)/I d Ed=4.44fK dpN NK N=bmN-(1-b mN) AmBr×10 -4 bmN=n(1-f a 、)/ n+1 f a 、 =Fad/ 0hMHc×10 Fad=0.45mKadKdpNId/p 任意取I d=0.4IN 直轴同步电抗Xd=Xad+X1 aq/Wb0.0029351170.003773722 Faq/A450.85579 Iq/A 54.9862084270.6155366 Eaq/V 45.995554559.1371415 Xaq/ 0.8364925650.837452271 机械损耗Pfw 设定转矩角 假定交轴电流Iq 交轴磁化曲线I q-Xaq计算 参数计算 工作特性计算 交轴电枢反应电抗Xaq 交轴同步电抗Xq 输入功率P1 直轴电流Id 交轴电流Iq 功率因数cos =- 定子电流I1 定子电阻损耗Pcu 负载气隙磁通 E 负载气隙磁密B d 负载定子齿磁密Bt1d 负载定子轭磁密Bj1d 铁耗PFe 杂散损耗Ps 总损耗 输出功率 效率 q10/50（差表 6） BZ11/2=bZ11/3BZ11/3/b Z11/2 204铁耗标幺值qFe=Q Fe/PN 205 机械损耗 轴向通风Qm=K'(Da/100) 3×10-2 Da500900mm 2p 2 4 6 8 10 12 K' 3.65 1.5 0.7 0.35 0.2 0.2 径向通风Qm=2.4p( /100) 3（n v+11）×10 -3 式中：nv （径向通风沟数） 206机械损耗标幺值qm=Qm/PN 207杂散损耗QD0.005P N 208杂散损耗标幺值qD=QD/PN=0.005 209 效率的预先假定值 （预先假定值） 210有功电流标幺值i p=1/ 工作特性 1. 轴向通风公式，若风扇外径与定子铁心外径相差大时， 以风扇外径替定子铁心外径 2. 上述公式适用于离心式风扇，而对于同一外径的旋桨式 风扇, 其机械损耗约为离心式风扇的1/3 211空载有功电流标幺值i oa=qFe+qm 212电抗电流标幺值i x=Kxiv 21+（K xiv） 2 式中：Kx=x/(1-i fx1) iv=ip-i oa 213无功电流标幺值i R=if+ix 214定子电流标幺值i 1=(ip 2+I R 2)1/2 215转子电流标幺值i 2=(ip 2+I x 2)1/2 216定子铜耗标幺值qcu1=i1 2r 1 217转子铜耗标幺值qcu2=i 2 2r 2 218总损耗标幺值q=qcu1+qcu2+qFe+qm+qD 219输出功率标幺值PN=1.0 220输入功率标幺值P1=1+q 221效率=PN/P1=1/(1+ q) 222功率因数cos N=1/ /i 1 223定子铜耗Qcu1=qcu1PN 224转子铜耗Qcu2=qcu2PN 225总损耗Q=Q cu1+Qcu2+QFe+Qm+QD 226额定运行时的滑率SN=qcu2/(1+q cu2+qm+qD+0.55qFe) 227额定转速nN=n1(1-S N) 228 最大转矩对额定转矩的倍数 Tmax=(1-S N)(1-ifx1)/2/ r1+(r1 2+x2)1/2 (1-S N)(1- ifx1)/2/(r 1+x) 232定子相电流I =i1IKW 233定子额定电流I N=I (Y接法) IN=3 0.5 I (接法) 234定子电流密度j1=I/ 1/Fcu1 235定子线负荷AS1=I Sn1/ 1/(t 1×10 -1 ) 236空载转子相电压E2O=U (1-i fx1)W2KW2/W1/KW1 237满载转子相电压E2L=U (1-i Rx1-iPr1)W2KW2/W1/KW1-1 238转子相电流I 2=(PN+0.65QFe+Qm+QD)×10 3/(3E 2L)/(1-SN) 239空载转子线电压E2=3 0.5 E2O (Y接法) E2=E2O (接法) 240转子线电流I 2=I2(Y接法) 若算得的 值与预先假定的值相差大于 0.5时，重新计算 绕线型转子 而有差异，本公式不予计算 六：定子电流及转子电压、电流计算 （一）定子电流计算 （二）转子电压及额定运行时的转子电流计算 （二）起动性能计算 绕线型异步电机起动性能随转子线路所接电阻不同 （一）运行性能计算 五：性能计算 I 2=3 0.5 I 2 (接法) 241转子电流密度j 2=I2/ 2/Fcu2 242转子线负荷AS2=I 2Sn2/ 2