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PN2额定母线电压UDC3额定电压（线电压）UN4额定相电压Uφ=UN/30.5（Y接法）Uφ=UN（△接法）5额定频率fN6相数m7输出功电流（相）IKW=PN×103/m/Uφ（Y接法）IKW=PN×103/m/Uφ（△接法）8极对数p=60fN/n19额定转速nN=60fN/p10额定转矩TN=9550×PN/nN11额定效率μN12额定功率因数cosφN13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D117定子铁心内径Di118极距τ=πDi1/2/p19气隙长度δ20定子槽数Z121定子每极每相槽数q=Z1/2/m/p22定子齿距t1=πDi1/Z1定子斜槽距离tsk=t1Z1/(Z1+p)23定子槽深h1224定子槽底半径r125定子槽宽b126定子槽口深度h0127定子槽口斜角α128定子槽口宽bo129转子铁心外径D230转子铁心内径D031定、转子铁心长度L1/L232电枢计算长度lef=La+2δ(当L1=L2)33铁心叠压系数KFe34净铁心长hs135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bt11bt12bt137定子轭计算高度hj138定子齿磁路计算长度ht139定子轭磁路计算长度Lj140定子齿体积Vt141定子轭体积Vj142硅钢片质量mFe43永磁材料牌号44计算剩磁Br20℃的剩磁密度Br20可逆温度系数αBr不可逆损失率IL预计工作温度t45计算矫顽力Hc20℃的计算矫顽力Hc2046相对回复磁导率μr47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=4pbMLMρM/1000000永磁体密度ρM初选线负荷A、每相串联导体数NΦ1=μN*cosφN*Di1*A、/m/IkW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I1、=PN×103/m/Uφ/μN/cosφN=IkW/μN/cosφN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=I1、/a1/J1、初选导体线径d11漆膜双边厚度hd1并绕根数Ni1=I1、/a1/J1/Ac1槽满率计算槽楔厚度h槽绝缘厚度Ci槽面积As=(2r1+b1)*(h12-h)/2+πr12/2槽绝缘面积双层Ai=Ci*(2h12+πr1+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)/Aef38绕组节距y1=以线圈所跨槽数计跨距τ=Z1/2/p39绕组节距比β槽距角α=2pπ/Z142绕组短距系数KV1=sin(β*π/2)43绕组分布系数Kp1=sin(α/2*q1)/q1/sin(α/2)斜槽系数Ksk1=2sin(αs/2)/αsαs=tsk/τ*π44定子绕组系数Kdp=KV1Kp1Ksk145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=τy/2cosα0cosα0=(1-sinα02)0.5τy=π*（Di1+2h0+hs1+h12+r1)*β/2psinα0=(b1+2r1)/(b1+2r1+2bt1)线圈端部轴向投影长fd=LE、*sinα046定子导线铜重mcu=1.05*π*ρCu*Z1*Ns*Lav*Ni1*d112/4/1000000计算极弧系数ai90气隙磁密波形系数Kf=4/π*sin(π*ai/2)气隙磁通波形系数Kφ=8/π2ai*sin(π*ai/2)气隙系数Kδ=t1(4.4δ+0.75b01)/t1(4.4δ+0.75b01)-b012空载漏磁系数σ0永磁体空载工作点假定值bm0、空载主磁通φδ0=bm0、BrAm×10-4/σ0气隙磁密Bδ=φδ0×104/aiτLef气隙磁位差F直轴磁路Fδd=2Bδ(δ2+Kδδ)×10-3/μ0交轴磁路Fδq=2BδKδδ×10-2/μ0永磁体沿磁化方向与永磁体槽间的间隙δ2真空磁导率μ0=4π×10-7131定子齿磁通密度Bt1=Bδt1lef/bt1KFeL1132定子齿磁位差Ft1=2Ht1ht1(Ht1查图得：7563.69×10-2A/cm)133定子轭磁通密度Bj1=φδ0×106/2/L1/KFe/hj1定子轭部磁位差Fji=2C1Hj1Lj1(Hj1查图得：393.3×10-2A/cm)C1=0.4134转子轭磁通密度Bj2=φδ0×106/2/L2/KFe/hj2转子轭部磁位差Fj2=2C2Hj2Lj2(Hj2查图得：1771.5×10-2A/cm)C2=0.32145每对极总磁位差ΣF=Fδd+Ft1+Fj1+Fj2主磁导Λδ=φδ0/ΣF主磁导标么值λδ=2ΛδhM×102/μrμ0Am外磁路总磁导标么值λn=σ0λδ漏磁导标么值λσ=（σ0-1）λδ(一)磁路各部分尺寸二：磁路计算永磁体空载工作点bm0=λn/（λn+1）气隙磁密基波幅值Bδ1=Kf*φδ0×104/aiτlef空载反电动势E0=4.44fNKdpNφδ0Kφ149定子相电阻(75℃)R1=2ρLavN/πa[Nt1(d112/2)]漏抗系数Cx=4πfμ0lef（KdpN）2×10-2/p定子槽比漏磁导λs1=KU1λU1+KL1λL1λU1=h01/b01+2hs1/(b01+b1)槽上部节距漏抗系数KU1槽下部节距漏抗系数KL10≤β≤1/3KU1=3β/4;KL1=(9β+4)/161/3≤β≤2/3KU1=(6β-1)/4;KL1=(18β+1)/162/3≤β≤1KU1=(3β+1)/4;KL1=(9β+7)/16λL1查电机设计（陈世坤）P392，坐标点（2.4,0.69）λL1=1.3定子槽漏抗Xs1=2pmL1λs1Cx/lefKdp2Z1定子谐波漏抗Xd1=mτΣSCx/Π2KδδKdp2Kst定子端部漏抗双层叠绕XE1=1.2(d+0.5fd)Cx/lef定子斜槽漏抗Xsk=0.5(tsk/t1)2Xd1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/KfKq直轴电枢反应电抗Xad=(E0-Ed)/IdEd=4.44fKdpNφδNKφΦδN=[bmN-(1-bmN)λσ]AmBr×10-4bmN=λn(1-fa、)/λn+1fa、=Fad/σ0hMHc×10Fad=0.45mKadKdpNId/p任意取Id=0.4IN直轴同步电抗Xd=Xad+X1Φaq/Wb0.0029351170.003773722ΣFaq/A450.85579Iq/A54.9862084270.6155366Eaq/V45.995554559.1371415Xaq/Ω0.8364925650.837452271机械损耗Pfw设定转矩角θ假定交轴电流Iq`交轴磁化曲线Iq-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cosφφ=θ-ψψ定子电流I1定子电阻损耗Pcu负载气隙磁通φδEδ负载气隙磁密Bδd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/bZ11/2204铁耗标幺值qFe=QFe/PN205机械损耗轴向通风Qm=K'(Da/100)3×10-2Da≈500～900mm2p24681012K'3.651.50.70.350.20.2径向通风Qm=2.4p(τ/100)3（nv+11）×10-3式中：nv（径向通风沟数）206机械损耗标幺值qm=Qm/PN207杂散损耗QD≈0.005PN208杂散损耗标幺值qD=QD/PN=0.005209效率的预先假定值η’（预先假定值）210有功电流标幺值ip=1/η’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1/3211空载有功电流标幺值ioa=qFe+qm212电抗电流标幺值ix=Kxiv2［1+（Kxiv）2］式中：Kx=x/(1-ifx1)iv=ip-ioa213无功电流标幺值iR=if+ix214定子电流标幺值i1=(ip2+IR2)1/2215转子电流标幺值i2=(ip2+Ix2)1/2216定子铜耗标幺值qcu1=i12r1217转子铜耗标幺值qcu2=i22r2218总损耗标幺值Σq=qcu1+qcu2+qFe+qm+qD219输出功率标幺值PN=1.0220输入功率标幺值P1=1+Σq221效率η=PN/P1=1/(1+Σq)222功率因数cosφN=1/η/i1223定子铜耗Qcu1=qcu1PN224转子铜耗Qcu2=qcu2PN225总损耗ΣQ=Qcu1+Qcu2+QFe+Qm+QD226额定运行时的滑率SN=qcu2/(1+qcu2+qm+qD+0.55qFe)227额定转速nN=n1(1-SN)228最大转矩对额定转矩的倍数Tmax=(1-SN)(1-ifx1)/2/［r1+(r12+x2)1/2］≈(1-SN)(1-ifx1)/2/(r1+x)232定子相电流Iφ=i1IKW233定子额定电流IN=Iφ(Y接法)IN=30.5Iφ(△接法)234定子电流密度j1=Iφ/α1/Fcu1235定子线负荷AS1=IφSn1/α1/(t1×10-1)236空载转子相电压E2O=Uφ(1-ifx1)W2KW2/W1/KW1237满载转子相电压E2L=Uφ(1-iRx1-iPr1)W2KW2/W1/KW1-1238转子相电流I2φ=(PN+0.65QFe+Qm+QD)×103/(3E2L)/(1-SN)239空载转子线电压E2Λ=30.5E2O(Y接法)E2Λ=E2O(△接法)240转子线电流I2Λ=I2φ(Y接法)若算得的η值与预先假定的η’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I2Λ=30.5I2φ(△接法)241转子电流密度j2=I2φ/α2/Fcu2242转子线负荷AS2=I2φSn2/α2/(t2×10-1)261定子内圆铁耗单位热负载W1=(QFe1+0.5QD)×105/(πDilt1)定子铁耗QFe1≈0.6QFe（定子为开口槽）QFe1≈0.9QFe（定子为半开口槽）262定子内圆铜耗单位热负载W2=AS1j1/4000(B级绝缘)W2=AS1j1/4250(A级绝缘)263线圈表面铜耗单位热负载W3=W2t1/L1线圈周长L1≈2(bn1+hn1)264定子铁心温升θFe1=（W1+W2）CFe1/(1+0.1v)（当fN=50时）θFe1=（W1+W2）CFe1/(1+0.01τ)转子周速v极距τ定子散热特性系数CFe1（见注）265定子线圈绝缘温度降θi1=W3δi1/0.016(浸胶或卷筒式绝缘)θi1=W3δi1/0.01(用棉布或纸做的槽绝缘)δi1=1/2*［(bn1-mbb1’)+（b1’-b1）］沿槽宽度上的股线排数mb绝缘后的股线宽度b1’股线的裸铜宽度b1266定子线圈端部表面温升θΛ1≈W3CS1/(1+0.05v)（当fN=50时）θΛ1≈W3CS1/(1+0.005τ)267定子线圈平均温升θcu1=(θFe1+θi1)lt1+(θi1+θΛ1)(0.5lw1-lt1)/(0.5lW1)268转子外圆铁耗单位热负载W1'=(QFe2+0.5QD)×105/(πD2lt2)式中