畢業(yè)論文：異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文I論文題目：異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)摘 要：隨著永磁材料工藝的進(jìn)步和電子電力技術(shù)的發(fā)展，永磁同步電動(dòng)機(jī)逐漸克服技術(shù)難點(diǎn)，逐步占領(lǐng)市場(chǎng)。永磁同步電動(dòng)機(jī)與異步電機(jī)比較， 有效率高、功率因數(shù)接近1、 體積小、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)節(jié)約、綠色概念的社會(huì)，節(jié)能和節(jié)約材料的永磁同步 電機(jī)已經(jīng)在國(guó)外蓬勃發(fā)展，而在國(guó)內(nèi)電機(jī)行業(yè)也以驚人的速度在發(fā)展。 因此本文選取了 異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)，主要包括額定數(shù)據(jù)和技術(shù)要求、主要尺寸、永磁體計(jì)算、定轉(zhuǎn)子沖片、繞組計(jì)算磁路計(jì)算、參數(shù)計(jì)算、工作特性計(jì)算、起動(dòng)性能計(jì)算等， 還列舉了相應(yīng)的算例。關(guān)鍵詞：永磁同步，電磁設(shè)計(jì)，設(shè)

2、計(jì)算法，異步起動(dòng)劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)II目錄摘要：.1.1概述 .1.11.1永磁同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理與特點(diǎn) .11.2永磁同步電動(dòng)機(jī)分類(lèi).1.1.3永磁同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu).2.1.4異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) .22永磁同步電機(jī)電磁設(shè)計(jì)步驟.3.2.1程序框圖 .3.2.2額定數(shù)據(jù)和技術(shù)要求.4.2.3 主要尺寸 .5.2.4永磁體計(jì)算 .6.2.5定轉(zhuǎn)子沖片 .7.2.6繞組計(jì)算 .9.2.7磁路計(jì)算 .112.8參數(shù)計(jì)算 .132.9 交軸磁化曲線計(jì)算 .1.72.10工作特性計(jì)算 .1.72.11 起動(dòng)性能計(jì)算 .20結(jié)論.23參考文獻(xiàn) .24.致謝 .25.2008

3、級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第1頁(yè)共26頁(yè)1概述1.1永磁同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理與特點(diǎn)永磁同步電動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)相比， 永磁電機(jī)特別是稀土永磁電機(jī)具有結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；體積小，質(zhì)量輕；損耗少，效率高；電機(jī)的形狀和尺寸可以靈活多樣 等顯著優(yōu)點(diǎn)。因而應(yīng)用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生 活的各個(gè)領(lǐng)域。永磁同步電動(dòng)機(jī)與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比，不需要無(wú)功勵(lì)磁電流可以顯著提高功率因數(shù) （可達(dá)到1、甚至容性），減少了定子電流和定子電阻損耗，而且在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)沒(méi)有轉(zhuǎn)子 電阻損耗，進(jìn)而可以因總損耗降低而減小風(fēng)扇和相應(yīng)的風(fēng)摩損耗，從而使其效率比同規(guī)格感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可提高28個(gè)百分點(diǎn)。永磁同步電

4、動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理與電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)相同， 但它以永磁體提供的磁通替 代后者的勵(lì)磁繞組勵(lì)磁，使電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，降低了加工和裝配費(fèi)用，且省去了容易出問(wèn)題的集電環(huán)和電刷，提高了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性；又因無(wú)需勵(lì)磁電流，省去了勵(lì) 磁損耗，提高了電動(dòng)機(jī)的效率和功率密度。因而它是近年來(lái)研究得較多并在各個(gè)領(lǐng)域中 得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用的一種電動(dòng)機(jī)。1.2永磁同步電動(dòng)機(jī)分類(lèi)永磁同步電動(dòng)機(jī)分類(lèi)方法比較多： 按工作主磁場(chǎng)方向的不同，可分為徑向磁場(chǎng)式和 軸向磁場(chǎng)式；按電樞繞組位置的不同，可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式；按轉(zhuǎn)子上有無(wú)起動(dòng)繞組，可分為無(wú)起動(dòng)繞組的電動(dòng)機(jī)和有起動(dòng)繞組的電動(dòng)機(jī)；按供電電流波形的不同，可分為矩形波永磁同步

5、電動(dòng)機(jī)和正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)。異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)用于頻率可調(diào)的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，形成一臺(tái)具有阻尼繞組的調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)。隨著永磁材料性能和電力電子器件性能價(jià)格比的不斷提高，現(xiàn)代控制理論、微機(jī)控制技術(shù)和電機(jī)制造工藝的迅猛發(fā)展， 新磁路結(jié)構(gòu)的不斷涌現(xiàn)，在永磁同步電動(dòng)機(jī)理論分 析、設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制中不斷出現(xiàn)了許多有待進(jìn)一步深入研究的新課題。劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第2頁(yè)共26頁(yè)1.3永磁同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等部 件構(gòu)成。定子與普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本相同，也采 用疊片結(jié)構(gòu)以減小電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的鐵耗。轉(zhuǎn)子鐵 心可以做成實(shí)心的，也可以用疊片疊壓而成。圖 11為一臺(tái)永磁同步電

6、動(dòng)機(jī)的橫截面示意圖。 樞繞組既有采用集中整距繞組的，也有采用分布 短距繞組和非常規(guī)繞組的。一般來(lái)說(shuō)，矩形波永 磁同步電動(dòng)機(jī)通常采用集中整距繞組，而正弦波 永磁同步電動(dòng)機(jī)更常采用分布短距繞組。在一些橫截面示意圖（1 - 一定子 2 一永磁體3 一轉(zhuǎn)軸 4一轉(zhuǎn)子鐵心）永磁同步電動(dòng)機(jī)中，為了 減小繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)空間諧波，使之更接近正弦分布以提高電動(dòng)機(jī)的有關(guān)性能， 采用 了一些非常規(guī)繞組，可大大減小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩紋波，提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性。為減小電動(dòng)機(jī)雜散損耗，定子繞組通常采用星形接法。永磁同步電動(dòng)機(jī)的氣隙長(zhǎng)度是一個(gè)非常關(guān)鍵 的尺寸，盡管它對(duì)這類(lèi)電動(dòng)機(jī)的無(wú)功電流的影響不如對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)那么敏感，但是它對(duì)電

7、動(dòng)機(jī)的交、直軸電抗影響很大，進(jìn)而影響到電動(dòng)機(jī)的其他性能。此外，氣隙長(zhǎng)度的大 小還對(duì)電動(dòng)機(jī)的裝配工藝和電動(dòng)機(jī)的雜散損耗有著較大的影響。1.4異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)一般應(yīng)用于要求高效的場(chǎng)合，因而對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求是效率 高,功率因數(shù)高，起動(dòng)品質(zhì)因數(shù)高 永磁體用量省等.電磁設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定電機(jī)主 要尺寸,選擇永磁材料和轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，估計(jì)永磁體的尺寸，設(shè)計(jì)定子轉(zhuǎn)子的沖片和選擇 繞組數(shù)據(jù)，然后利用有關(guān)公式對(duì)初設(shè)計(jì)方案進(jìn)行性能校核調(diào)整電動(dòng)機(jī)的某些設(shè)計(jì)參數(shù) 直至電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方案符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求。正弦波電流控制如圖i-i永磁同步電動(dòng)機(jī)2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第

8、3頁(yè)共26頁(yè)2 永磁同步電機(jī)電磁設(shè)計(jì)步驟2.1程序框圖劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第4頁(yè)共26頁(yè)2.2額定數(shù)據(jù)和技術(shù)要求名稱(chēng)公式算例(1)額定功率PN15kW(2)相數(shù)m3(3)額定線電壓U Ni380V(4)額定頻率f50Hz(5)極對(duì)數(shù)p2(6)額定效率N93.5(7)額功率因數(shù)COS N0.95(8)失步轉(zhuǎn)矩倍數(shù)TpoN1.8倍(9)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)TstN2.0倍(10)起動(dòng)電流倍數(shù)I stN9.0倍(11)繞組型式星型接(12)額定相電壓UN=U Ni / 3291.39V1PN *10525.66A(13)額定相電流I N -mU N NCOS N(14)額定轉(zhuǎn)速n_ 60

9、fN _1500 r/mi np2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第5頁(yè)共26頁(yè)(15)額定轉(zhuǎn)矩9.549PN 燈03T N 二N * m 5.49nN(16)絕緣等級(jí)2.3主要尺寸(17) 鐵心材料(18) 轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)形式(19) 氣隙長(zhǎng)度(20) 定子外徑6D1(21)定子內(nèi)徑Di1DW315-50內(nèi)置徑向W型0.065cm26cm17cm(22 )轉(zhuǎn)子外徑D2 二 DH-2、16.87cm(23)轉(zhuǎn)子內(nèi)徑Di26cm(24)定/轉(zhuǎn)子鐵心長(zhǎng)度(25)電樞計(jì)算長(zhǎng)度當(dāng)定轉(zhuǎn)子鐵心長(zhǎng)度相等時(shí)19.13cm(26)定/轉(zhuǎn)子槽數(shù)(27)定子每極每相槽數(shù)當(dāng)定轉(zhuǎn)子鐵心長(zhǎng)度不等時(shí)Lef 二 La 3 當(dāng)

10、(L1 -1_2)/ 2、8Lef =La4 當(dāng)（L1 -L2）/ 21436/32q=QJ（2mp）（ 60 相帶）3q=Q/（mp）（ 120 相帶）劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第6頁(yè)共26頁(yè)2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第7頁(yè)共26頁(yè)(29)硅鋼片質(zhì)量H c20mF ：?FeLbKFE(D L)2 1096.79 kg式中 二沖剪余量0.5cmLb L!和L2中較大者19 cm匚 鐵的密度7.8 g/cm3e 鐵心疊壓系數(shù)，一般可在0.92-0.95 的范圍內(nèi)取值0.93875 k(28)極距2p13.352cm2.4永磁體計(jì)算(30)永磁材料牌號(hào)NTP264(31)計(jì)算

11、剩磁密度W2。)孟 1-0- Br201001.074仃IL(32)計(jì)算矯頑力Br20 20 C時(shí)的剩磁密度:Br Br的可逆溫度系數(shù)r Br的不可逆損失率預(yù)計(jì)工作溫度1.15T-1.1275 C丄 Hr20Hr(t -20)B1 i1r _ ( )100 100WK，817.25 k A劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第8頁(yè)共26頁(yè)* =4二 10H/m(33)相對(duì)回復(fù)磁導(dǎo)率llBr200Hc20 勺 O1.046(34)磁化方向長(zhǎng)度0.53cm(35)寬度11cm(36)軸向長(zhǎng)度LM19cm2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第9頁(yè)共26頁(yè)（37）提供每極磁通的截面積徑向入=bM L

12、M209cm2（38）永磁體總質(zhì)量2.5定轉(zhuǎn)子沖片（39）定子槽行定子槽尺寸切向 Am 二 2bM LMm 2pbM hM LM103.28 kgm -；永磁體密度7.4g/cm3hi0.08cm（40）轉(zhuǎn)子槽形轉(zhuǎn)子槽尺寸b01birih12：1b02br1br2br3br4hr12hr3hr10.080.38 cm0.77 cm0.51 cm1.52 cm30 ()cm0.2 cm0.64 cmcm1.5 cm1.58cm30 (劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第10頁(yè)共26頁(yè)2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第11頁(yè)共26頁(yè)(41) 定子齒距(42) 定子斜槽距離(43) 定子齒寬

13、btihsibti(44) 定子軛磁路計(jì)算高度(45) 定子齒磁路計(jì)算長(zhǎng)度(46) 定子軛磁路計(jì)算長(zhǎng)度(47) 定子齒體積(48) 定子軛體積(49)轉(zhuǎn)子齒距(50)轉(zhuǎn)子齒磁路計(jì)算長(zhǎng)度titsk DiiQitiQiQipi.484cmi.405cmbti7：Dii2h0i hiJ-2riQi7：Dii2h0ihsJ-biQbi - b0i2tan右 hi2 - Diibt12+ btii bi20.7430.7470.744h0i hi2 自12.56cmcmcmcmrihti = hi2-i.69cm3Lji 二Di - hji9.205cm4pVti = QiLiK Fehtibti799

14、.83cmVji 二二LiKFehji Di hji333i.07cm兀D2JQ2i.654cmhri2 二 hri202 / 6(對(duì)圓底槽)i.5cmhj2二hr2 (對(duì)平底槽)hthr hM/6 (對(duì)圓形槽)劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第12頁(yè)共26頁(yè)2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第13頁(yè)共26頁(yè)cmcm2.6繞組計(jì)算(53)每槽導(dǎo)體數(shù)Ns13(55)并繞根數(shù)-線徑Nt1 r dllNt2 d122-1.25(56)每相繞組串聯(lián)匝數(shù)N =也2ma781.59cm2(58)節(jié)距y(51 )轉(zhuǎn)子軛計(jì)算高度平底槽hj 2二Dl _ Di2 _ n _ hm3.3252圓底槽hj?

15、 = DlDi2 _hr 匹m26圓形槽 hj?二 A-hr W-hm26TT(52)轉(zhuǎn)子軛磁路計(jì)算長(zhǎng)度Lj2Di2 hj23.6624p(54)并聯(lián)支路數(shù)(57)槽滿率計(jì)算槽面積 代=口11血-巴(2 I 2 和H 槽楔厚度槽絕緣面積雙層繞組 A =(2*2+2n +單層繞組A =0(202+兀rj槽有效面積代彳=乓- A1-92-1011-18槽滿率SfNs Nt1 d11 山1 Nt2 d12 hd278.2%劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)4第14頁(yè)共26頁(yè)(59)繞組短距因數(shù)K p1 = sin1(60)繞組分布因數(shù)Kd1I Isin q iI 2丿0.9598(61)斜槽因數(shù)

16、(62)繞組因數(shù)(63)線圈平均半匝長(zhǎng)(64)線圈端部軸向投影長(zhǎng)(65)線圈端部平均長(zhǎng)(66)定子導(dǎo)線質(zhì)量 Lu (1 qsin I d丿2si nK sk1 =二.2:sKdp = Kd1 K p1 Ksk1LE 二 k y(單層)LE八2cosr(雙層)cos-%1 -sin 一：盤(pán)sin：。山J匕 +2r +2bt11 71 (Du +2h1 + hs1 + 02 + Ry2pLE = 2 d LE= 1.05YcuQNsLav0.99540.9554o37.4634.22118.4638.9g/cmcmcm3 cm劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)4第15頁(yè)共26頁(yè)劉曉超：異步起動(dòng)

17、永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第16頁(yè)共26頁(yè)2.7磁路計(jì)算(67)極弧系數(shù)bpiQ2 _12pQ20.8752p(68)計(jì)算極弧系數(shù)4+-i6:1 - : P0.891(69)氣隙磁密波形系數(shù)(70)氣隙磁通波形系數(shù)(71)氣隙系數(shù)8ainKf =二 sin -1.255兀W24ajrKfsin -0.897n 28 ajrKn -1.276i 2(72)空載漏磁系數(shù)1.28(73)永磁體空載工作點(diǎn)假定值bm00.892(74)空載主磁通bmBrAm 1。0.01454Wb(75)氣隙磁密(76)氣隙磁位差、0104：i 1 Lef0.639 T直軸磁路F、q 二竽(、2 K、)10“966.0#0

18、2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第17頁(yè)共26頁(yè)劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第18頁(yè)共26頁(yè)定子齒磁密定子齒磁位差定子軛部磁密定子軛磁位差轉(zhuǎn)子齒磁密轉(zhuǎn)子齒磁位差轉(zhuǎn)子軛磁密轉(zhuǎn)子軛磁位差每對(duì)極總磁位差磁路齒飽和系數(shù)交軸磁路2B揖丄FqK、10843.0B 點(diǎn) LefBt1 1.380TbtiKFeL!Fti = 2H tihti33.8B jiFji01042LiK Fe hji-2Ci H ji LjiBg2 Lef1.607T414Ft2 =2Ht2ht223.8A時(shí)朋1.237TFj2 =2C2Hj2Lj214.6C2 轉(zhuǎn)子軛部校正系數(shù) F 二 F.Ft1 - Fj1 - Ft

19、2Fj21484.4 A計(jì)算Xaq時(shí)，每對(duì)極總磁位差應(yīng)為F = F、qFti - Fji - Ft2Fj2F& + Fti + Ft2Kstq 1.068Fq(77)(78)(79)(80)(81)(82)(83)(84)(85)(86)2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第19頁(yè)共26頁(yè)劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第20頁(yè)共26頁(yè)(87)主磁導(dǎo)(88)主磁導(dǎo)標(biāo)么值9.81 103 H徑向磁路結(jié)構(gòu)2、2人松x 10F foAm切向磁路結(jié)構(gòu)2、A小皿匯10二 1 Ar 0 m3.7953.785(89)外磁路總磁導(dǎo)標(biāo)么值-.-,0.4.485(90)漏磁導(dǎo)標(biāo)么值，0 = ；丁 0 -1

20、 花1.06(91)永磁體空載工作點(diǎn)bm00.829(92) 氣隙磁密基波幅值(93) 空載反電動(dòng)勢(shì)2.8參數(shù)計(jì)算I 104：i Jef0.802 TE0 =4.44fKdpN 0K215.8 V(94)定子直流電阻2LmvNJiaNt10V 20.21311 銅線電阻率(95)轉(zhuǎn)子折算電阻尺=RBRR0.096導(dǎo)條電阻2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第21頁(yè)共26頁(yè)劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第22頁(yè)共26頁(yè)kc4m(NKdp 2Q2(96)轉(zhuǎn)子繞組質(zhì)量kg(97)漏抗系數(shù)Cx4fiLefKdpN2 迂P0.41921.175(95)轉(zhuǎn)子折算電阻端環(huán)電阻RR = kcQ2 ；R

21、DR2兀P AR式中 KB =1.04 (對(duì)鑄鋁轉(zhuǎn)子)KB =1 (對(duì)銅條轉(zhuǎn)子)LB 轉(zhuǎn)子導(dǎo)條長(zhǎng)度AB 導(dǎo)條截面積D R r端環(huán)平均直徑AR -；端環(huán)截面積訂 導(dǎo)條電阻率訂 端環(huán)電阻率銅條轉(zhuǎn)子 mcu2 =8.9 Q2 AB LB LB 2A“DR10*鑄鋁轉(zhuǎn)子 mAl =2.7Q2ABLBLB 2AR二DR10*1.89(98)定子槽比漏磁導(dǎo)KU1.KL1槽上下部節(jié)距漏抗系數(shù)1/1對(duì) 0 _ 1 _1/3 P /4KL廣：9 4 /16對(duì) 1/3_ 一： -2/32008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第23頁(yè)共26頁(yè)Ku1 = 6： -1 /4 K二 18一： 1 /16劉曉超：異步起動(dòng)永磁同

22、步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第24頁(yè)共26頁(yè)對(duì) 2/3 ：1Ku1 = 3：1 /4 KL1=9一： 7/16hy2I%1b1bdb10.407L10.768(99) 定子槽漏抗(100) 定子諧波漏抗(101) 定子端部漏抗Xs1Xd1pmLs1 門(mén)CxLef KdpQ1m s22二KdpK-Cxs10.1790.271雙層疊繞組XE11.2 d 0.5fd；C XLef單層同心式XE1 =0.67LE - 0.64 y CLefK2p(102)定子斜槽漏抗(103 )定子漏抗(104)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)單層交叉式，同心式(分組的)xXXs1 Xd1 XE1 Xsk0.1150.1210.686門(mén)1.416

23、門(mén)式中的2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第25頁(yè)共26頁(yè)劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第26頁(yè)共26頁(yè)(106)轉(zhuǎn)子諧波樓抗Xd2m廣 R二2K j KstC0.2488門(mén)(107)轉(zhuǎn)子端部漏抗罟晉簽Cx 00626 -(108)轉(zhuǎn)子漏抗x2 =xs2Xd2 XE2 0.5326 門(mén)-1-bmN a AmBr 1。對(duì)徑向磁路結(jié)構(gòu)faadMMHC 102Fad-chM Hc 102 pmL2n(105)轉(zhuǎn)子槽漏抗Xs2亠Cx0.2212門(mén)Lef Q222pf31-12(109)直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)折算系數(shù)K1ad _ Kf0.768Q(110)交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)折算系數(shù)KacKq0.2869Q

24、(111)直軸電樞反應(yīng)電抗X ad -E-EdId4.123Q式中 Ed =4.44fKdpN NK bmNbmN對(duì)切向磁路結(jié)構(gòu)2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第27頁(yè)共26頁(yè)Fad =0.45mKadSidP取 Id = IN /2(112)直軸同步電抗2.9交軸磁化曲線計(jì)算Xd 二 Xad X!4.809(113)設(shè)定交軸磁通；qaq可在0.35 - .0到0.85 -.0間取值(114)交軸磁路總磁位差y Faq/ 4 4 只、 VrF l/ XA Ari I ph、/P 匚 Faq(115)對(duì)應(yīng)乂軸電流I q -q0.9mKaqKdpN(116)交軸電動(dòng)勢(shì)Eaq EEaq - ,E

25、：0(117)交軸電樞反應(yīng)電抗Eaq X aq _ II q2.10工作特性計(jì)算(118)機(jī)械損耗p fw160W(119)設(shè)定轉(zhuǎn)矩角0145.14(120)假定乂軸電流I q20.61A(121)交軸電樞反應(yīng)電抗Xaq6.754Q劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第28頁(yè)共26頁(yè)(122)交軸同步點(diǎn)抗Xq二Xaq X,7.438(123)輸入功率XdXqR2EOUN Xq si nr R, COSTR,U N 0.5U N XXq s in 215971.3(124)直軸電流IqXdU N sin v Xq Eo -U N COSTXdXqR2W13.759 A(125 )交軸電流IqX

26、dU N si nvR1 E0 -UN COSTR1220.608 A(126)功率應(yīng)數(shù)COS0.9794式中申=Q二 arcta nIq(127)定子電流1 = 1 f I224.779XdXq(128)定子電阻損耗pg = mI12R1392.3(129)負(fù)載氣隙磁通E、4.44 fKdq NK0.01425Wb(130)負(fù)載氣隙磁密(131 )負(fù)載定子齒磁密(132)負(fù)載定子軛磁密式中 E、.E。-IdXad 2 IqXaq 221.37104：i 1 Lef0.6261 ThLefBj1d - B d廠511.3521 TBj1d、.1042hj1 K Fe L11.5751 T200

27、8級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第29頁(yè)共26頁(yè)2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文*12第30頁(yè)共26頁(yè)鐵耗雜散損耗總損耗輸出功率效率工作特性失步轉(zhuǎn)矩倍數(shù)pFe 二 k1 pt1dVt1k2 Pj1dVj1ps二PsNPN10 In1 P PCu PFe pfwP2P=曳 100巳*Pma:Ppv 二IXPNPs205.7211.4150002.393.931.85211.0最大輸出功率27.686倍kW永磁體額定負(fù)載工作點(diǎn)式中fadadI dNbmN0.746電負(fù)荷電密J10.45mKadKdpNIdNpHchM 10對(duì)徑向結(jié)構(gòu)0.9mKad KdPNIdN竺竺對(duì)切向結(jié)構(gòu)PJHchM102m

28、NIN217.0A/ cm-呦Nt1丨122山4.167d12(133)(134)(135)(136)(137)(138)(139)(140)(141)(142)2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文*12第31頁(yè)共26頁(yè)劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第32頁(yè)共26頁(yè)(143)熱負(fù)荷A904.2(144)永磁體最大去磁工作點(diǎn)bmk0.288式中fadh。.伽心“缶對(duì)徑向結(jié)構(gòu)卩6比入100.6530adhOtWpNd對(duì)切向結(jié)構(gòu)p%Hchc 10I adh2.11起動(dòng)性能計(jì)算(145)起動(dòng)電流假定(146)漏抗飽和系數(shù)(147)(148)/ 22 j 2222EXt .EXd R1X d E

29、0 UNR12 xd90.32 AI stKt齒頂漏磁飽和引起定子齒寬度的減少2220.52Cs1 = 1 - b01 1 - Ks O.5299cm齒頂漏磁飽和引起轉(zhuǎn)子齒寬度的減少Cs2二t2 -b02 1 - Ks0.6989cmh1 +0.581%1”Cs1式中心xU10.1845b01lCs1 + 1.5b01 j(150)起動(dòng)時(shí)定子槽漏抗X s1 st XX s1st Xs10.1509As1(149)起動(dòng)時(shí)定子槽比漏磁導(dǎo) s1st = Ku1 U1 - A U1 KL1 - L1 0.9905(151)起動(dòng)時(shí)定子諧波漏抗(152)起動(dòng)時(shí)定子斜槽漏抗X d1st 二 K zX d10

30、.1409QX skst 一 K z X d0.1409CX1st 二 Xs1st Xd1st Xt1 Xskst0.4697(153)起動(dòng)時(shí)定子漏抗(154)考慮擠流效應(yīng)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)高度bBf:bs 訂 1071.0122008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第33頁(yè)共26頁(yè)劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第34頁(yè)共26頁(yè)0.9744導(dǎo)條電阻等效高度槽漏抗等效高度hpR*sh2w + sin 2z(ch2 呂- cos 2s1.3765cm1.08971.461cm(155)(156)(157)(158)(159)(160)(161)(162)(163)(164)(165)(166)(16

31、7)起動(dòng)轉(zhuǎn)子電阻增大系數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)子漏抗減小系數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)子槽下部漏磁導(dǎo)KR =KX =1：2 ； b2K；1 2bPX 1 =0 K r11.0830.97440.99起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽比漏磁導(dǎo)L 2st = K x L2U 2st1.0970.089起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子槽漏抗起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子諧波漏抗轉(zhuǎn)子起動(dòng)漏抗h2Cs2扎=0.311b02lCs2 + b02 Jhs2 stX s2 stXs20.1685入s2U 2h02b02Xd2st =KzXd20.129411X2st =Xs2st X d2st X E20.365起動(dòng)總漏抗X st 二 X1st 二 X2st0.8302門(mén)3 sh2g+sin 2名2名 ch

32、2名 一cos2s2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第35頁(yè)共26頁(yè)轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻R2st =KR 土 + LB _L2 RB +RR 0.318 Q-LBLB_起動(dòng)時(shí)總電阻Rst =Ri * R2st0.5131起動(dòng)總阻抗Zst =卞R； +X；0.98550劉曉超：異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)第36頁(yè)共26頁(yè)(168)電流倍數(shù)1stUN=Zst222.6A(169)起動(dòng)電流倍數(shù)8.67(170)異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩花s曲線Tc =,2 R2stmp5-s _7X1st &X2st式中C|X adpX adp2X ad X aqXad Xaq(171)R2 +(1- sfXdXqR2st = R2st - R1S R2X；st 二 X1st -X1 s X1對(duì)半閉口槽X2st = X2st - X2. s X 212 2 2 2永磁體發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tg-s曲線丁/遲尺-銖1 +s)Xq2兀f(172) 合成起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TAV -s曲線(173)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Tav =TcTgTav sd=- -TN2.89倍2008級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文第37頁(yè)共26頁(yè)隨著永磁材料工藝的發(fā)展，和電子電力水平的提高，永磁同步電機(jī)成本高、磁路計(jì) 算復(fù)雜等的缺點(diǎn)得以被克服。永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)相比，具有功率因數(shù)高、節(jié)能