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文档简介
1、电机设计matlab程序%电机设计程序clear allformat short em1=3;p=2;f=50%1.额定功率PN=5.5*10A3 ;%2.额定电压(单位V,三角形接法)UN=380;UN0=380;%3.功电流(单位A)IKW=PN/(m1*UN0)%4.效率eta按照技术条件的规定eta=0.875 eta=0.855 ;%5.功率因数cos(phi) =0.84,按照技术条件的规定cos(phi)=0.84 phi=acos(0.84);cos(phi);%6.极对数p=2p=2;%7.定转子槽数:每极每相槽数取整数。参考类似规格电机取q1=3,则 Z1=2m1pq1 ,
2、再查表10-8选Z2=32 ,并采用转子斜槽。q1=3;Z1=2*m1*p*q1Z2=32 ;%8.定转子每极槽数Zp1=Z1/(2*p)Zp2=Z2/(2*p)%9.确定电机的主要尺寸;一般可参考类似电机的主要尺寸来确定Di1和lef.现按10-2中的KE1=0.0108*log(PN/1000)-0.013*p+0.931P1=KE1*PN/(eta*cos(phi)alphap1=0.68;KNm1=1.10;Kdp1=0.96;A1=25000;Bdelta1=0.69;n1=1450;V=(6.1/(alphap1*KNm1*Kdp1)*(1/(A1*Bdelta1 )*(P1/n1
3、) D1=0.21;%铁心的有效长度 Di1=0.136;lef =V/(Di1)A2)%气隙的确定%参考类似产品或由经验公式(10-10a),得 lt=0.115;delta =0.0004 lef=lt + 2*deltaD2=Di1-2*delta%转子内径先按转轴直径决定(以后再校验转子腕部磁密) Di2=0.048 ;%11.极距 tautau =pi*Di1/(2*p)%12.定子齿距t1t1=(pi*Di1/Z1)%转子齿距t2t2=(pi*D2/Z2)bsk=0.01187;%15.设计定子绕组Nphi11=eta*cos(phi)*pi*Di1*A1/(m1*IKW)%取并联
4、支路a1=1,由式(10-15),可得每槽导体数a1=1;Ns1=47%16.每相串联导体数Nphi1Nphi1=Ns1*Z1/(m1*a1)%每相串联匝数N1N1=Nphi1/2%17.绕组线规设计%初选定子电密J11=5.0A/mmA2,由式(10-16),计算导线并绕根数和每根导线 面积的乘积。J11=5.0;%其中定子电流初步估计值I11=IKW/(eta*cos(phi)Nt1Ac11=I11/(a1*J11)%在附录二中选用截面积相近的铜线,高强度漆包线Nt1=2;d1=0.00090;d=0.00095;Ac11=0.0000006362;Nt1Ac11=0.0000006362
5、*2;%18.设定子槽形%因定子绕组为原导线散嵌,故采用梨形槽,齿部平行。初步取Bt11=1.4T,按式 (10-18)估计定子齿宽Bt11=1.493641;KFe=0.95 ;bt1=t1*Bdelta1/(KFe*Bt11)%初步取Bj11=1.25T,按式(10-19),估计定子腕部计算高度Bj11=1.25;hj11=tau*alphap1*Bdelta1/(2*KFe*Bj11)%按齿宽和定子腕部计算高度的估算值作出定子槽形如图10-24,槽口尺寸参考类似产品决定,齿宽计算如下:b01=0.0035;b11=0.0067;hO1=0.0008;h11=(b11-b01)/2*tan
6、(pi/6);h21=0.0145-h11r21=0.0044;bi11=pi*(Di1+2*h01+2*h21+2*h11)/Z1-2*r21;bi12=pi*(Di1+2*h01+2*h11)/Z1-b11;bt1=0.5*(bi12+bi11)%齿部基本平行,齿宽%19.槽满率%曹面积hs1=h11+h21;h=0.002 ;As=(2*r21+b11)/2)*(hs1-h)+pi*(r21)A2/2%按附录三,槽绝缘采用DMD复合绝缘,槽楔为h=2mm层压板,槽绝缘占面 积Aideltai=0.00023;Ai=deltai*(2*hs1+pi*r21)%槽的有效面积Aef=As-Ai
7、%槽满率sf=Nt1*Ns1*dA2/Aef%20.绕组系数alpha1=(p*360/Z1)Kp1=1;alpha=alpha1*pi/180,q=q1;Kd1=sin(q*alpha/2)/(q*sin(alpha/2)Kdp1=Kd1*Kp1%每相有效用联导体数NefNef=Nphi1*Kdp1%21.设计转子槽形与转子绕组%按式(10-39),预计转子导条电流:Ki=0.89 ;I21=Ki*I11*(3*Nphi1*Kdp1)/Z2%初步取转子导条电密JB1=3.5A/mmA2,于是导条截面积JB1=3.5;AB1=I21/JB1%初步取Bt21=1.3T,估算转子齿宽Bt21=1.
8、3;bt21=(t2/10*Bdelta1)/(KFe*Bt21)%初步取Bj21=1.25T,估计转子腕部计算高度Bj21=1.25;hj21=tau*alphap1*Bdelta1/(2*KFe*Bj21)%为获得比较好的起动性能,采用平行槽,作槽形图如图10-25所示,取槽口尺寸 b02=1mm,h02=0.5mmb02=0.001;h02=0.0005 ;%齿壁不平行的槽形的宽度(按3-3)计算如下: b12=0.0055;h12=0.0011;h22=0.026-0.0011;h12=(b12-b02)/2*tan(pi/6);h22=0.023-h12;b22=0.003;a=0.
9、026;b=0.010;bt213=pi*(D2-2*2/3*(h02+h12+h22)/Z2-(b22+(b12-b22)/3)%导条截面积(转子槽面积)AB=(b02+b12)/2*h12+(b12+b22)/2*h22%按式(11-41)估计端环电流IR1=I21*Z2/(2*p*pi)%端环所需面积JR1=0.6*JB1;AR11=IR1/JB1AR11=(a+b)/2*(h02+h12+h22)*10A6AR1=input('输入端环面积 AR1=')%其中端环电密JR1=0.6,JB1=2.1A/mmA2.按照工艺要求有所需面积确定端环内 径及厚度如图10-25b,
10、得端环面积AE=40*10A(-6)%(二)磁路计算%22KE1=0.918;epsilonl1=1-0.918;E1=(1-epsilonl1)*UN%23Ks(1)=1.2;KNm(1)=1.095;precision=1;while precision >0.01for n=1:3KNm(n)=input('输入波形系数 KNm(n)=')alphap(n)=input('输入极弧系数 alphap(n尸)phi(n尸E1/(4*KNm(n)*Kdp1*f*N1)%24At1=KFe*lt*bt1*Zp1At2=KFe*lt*bt213*Zp2%25hs1=
11、h21+h01+h11+r21;hs2=h02+h12+h22;hj11=(D1-Di1)/2-hs1+r21/3hj21=(D2-Di2)/2-hs2Aj1=KFe*lt*hj11Aj2=KFe*lt*hj21 %26Adelta=tau*lef%27Fs(n)=input('输入 Fs(n)=') %28Bdelta(n)=Fs(n)*phi(n)/Adelta %29Bt1=Fs(n)*phi(n)/At1 %30Bt2=Fs(n)*phi(n)/At2 %31Ht1(n)=input('输入 Ht1(n)=');Ht2(n)=input(' 输入
12、 Ht2(n)='); %32Kdelta1=t1*100*(4.4*delta*100+0.75*b01*100)/(t1*100*(4.4*delta*100+0.75*b0 1*100)-(b01*100)A2)Kdelta2=t2*100*(4.4*delta*100+0.75*b02*100)/(t2*100*(4.4*delta*100+0.75*b0 2*100)-(b02*100)A2)Kdelta=Kdelta1*Kdelta2 deltaef=Kdelta*delta %33Lt1=(h11+h21)+1/3*r21Lt2=(h12+h22) %34Lj11=pi*
13、(D1-hj11)/(4*p)Lj21=pi*(Di2+hj21)/(4*p) %35 mu0=4*pi*10A(-7);Fdelta(n)=Kdelta*Bdelta(n)*delta/mu0 %36Ft1(n尸Ht1(n)*Lt1*100Ft2(n尸Ht2(n)*Lt2*100 %37Ks(2*n)=(Fdelta(n)+Ft1(n)+Ft2(n)/Fdelta(n) Ks(2*n+1)=Ks(2*n)-(Ks(2*n)-Ks(2*n-1)/3precision=abs(Ks(2*n-1)-Ks(2*n)/Ks(2*n)endendKs=Ks(6);alphap1=alphap(3);ph
14、i=phi(3);Bdelta=Bdelta(3);Fdelta=Fdelta(3);Ft1 =Ft1(3);Ft2=Ft2(3);KNm=KNm(3);Fs=Fs(3);Ht1=Ht1(3);Ht2=Ht2(3);%迭代的出来的结论%38Bj1=0.5*phi/Aj1%39Bj2=0.5*phi/Aj2%40Hj1=input('输入 Hj1=')Hj2=input('输入 Hj2=')%41hj11/tauCj1=input('根据 Bj1 和 hj11/tau 输入 Cj1=')Fj1=Cj1*Hj1*Lj11*10A2hj21/tauCj
15、2=input('根据 Bj2 和 hj21/tau 输入 Cj2=')Fj2=Cj2*Hj2*Lj21*10A2%42F0=Fdelta+Ft1+Ft2+Fj1+Fj2%43Im=2*p*F0/(0.9*m1*N1*Kdp1)%44Ims=Im/IKW%45Xms=(4*f* mu0*m1/pi)*(N1*Kdp1)A2/(Ks*p)*lef*(tau/deltaef)Xmss=Xms*IKW/UN% (三)参数计算%46beta=(2*8+1*7)/(3*9)tauy=pi*(Di1+2*(h01+h11)+h21+r21)*beta/(2*p)d1=0.015;旧=lt+
16、2*d1K0=1.2;10=1B+K0*tauy%47lE=2*d1+K0*tauy%48Cx=4*pi*f*mu0*(N1*Kdp1)A2*lef*PN/(m1*p*UNA2)%49KU1=1.0;KL1=1.0;lambdaU1=h01/b01+2*h11/(b01+b11) h212r21=h21/(2*r21),b112r21=b11/(2*r21)lambdaL1=input('输入 lambdaL1=')lambdas1=KU1*lambdaU1+KL1*lambdaL1%50Xs1s=2*m1*p/(Z1*Kdp1A2)*(lt/lef)*lambdas1*Cx
17、%51sigmas=0.0129;Xdelta1s=(m1/(piA2)*(tau/deltaef)*(sigmas/(Kdp1A2)*Ks)*Cx %52XE1s=0.47*(lE-0.64*tauy)*Cx/(lef*Kdp1A2)%53Xsigma1s=Xs1s+Xdelta1s+XE1s%54%55lambdaU2=h02/b02hb2=h22/b22,b1b2=b12/b22lambdaL=input('输入 lambdaL=');lambdaL2=2*h12/(b02+b12)+lambdaLlambdas2=lambdaU2+lambdaL2%56Xs2s=2*m
18、1*p/Z2*(lt/lef)*lambdas2 %57Z22p=Z2/(2*p)sigmaR=input('根据 Z22p 输入 sigmaR=')Xdelta2s=m1*tau*sigmaR/(piA2*deltaef*Ks) %58DR=0.107;XE2s=(0.2523*Z2*DR/(2*p*lef*2*p)*(2*m1*p/Z2) %59Xsks=0.5*(bsk/t2)A2*Xdelta2s %60Xsigma2s=(Xs2s+Xdelta2s+Xsks+XE2s)*Cx%61Xsigmas=Xsigma1s+Xsigma2s %62rhow=0.0217*10A
19、(-6);R1=rhow*(2*N1*l0)/(Nt1*Ac11*a1)%63R1s=R1*IKW/UN%64C=1.05;rhoCu=8.9*10A3;GCu=C*l0*Ns1*Z1*Ac11*Nt1*rhoCurhoFe=7.8*10A3;GFe=KFe*lt*(D1+delta)A2*rhoFe %65 AR1 代替 ARKB=1.04;rhow1=0.0434*10A(-6);R21=rhow1*(KB*lt/AB+Z2*DR/(2*pi*pA2*AR1*10A(-6)*(4*m1*(N1*Kdp1)A2 /Z2)RB1=rhow1*(KB*lt/AB)*(4*m1*(N1*Kdp1)
20、A2/Z2)RBs=RB1*IKW/UNRR1=rhow1*Z2*DR/(2*pi*pA2*AR1*10A(-6)*(4*m1*(N1*Kdp1)A2/Z2)RRs=RR1*IKW/UNR2s=R21*IKW/UN %66eta(1)=0.855;I1Ps(1)=1/eta(1);precisioneta=1;while precisioneta>0.005for m=1:2I1Ps(m)=1/eta(2*m-1) %67sigma1=1+Xsigma1s/XmssIXs(m)=sigma1*Xsigmas*(I1Ps(m)A2*(1+(sigma1*Xsigmas*I1Ps(m)A2)
21、 %68I1Qs(m)=Ims+IXs(m) %69epsilonL(m)=I1Ps(m)*R1s+I1Qs(m)*Xsigma1sKE=1-(I1Ps(m)*R1s+I1Qs(m)*Xsigma1s) %70epsilon0=Ims*Xsigma1s1-epsilon0%71Bt10(m)=(1-epsilon0)/(1-epsilonL(m)*Bt1Ht10(m)=input('输入 Ht10(m)=')Bt20(m)=(1-epsilon0)/(1-epsilonL(m)*Bt2Ht20(m)=input('输入 Ht20(m尸)%73Bj10(m)=(1-eps
22、ilon0)/(1-epsilonL(m)*Bj1Hj10(m)=input('输入 Hj10(m尸)%74Bj20(m)=(1-epsilon0)/(1-epsilonL(m)*Bj2Hj20(m)=input('输入 Hj20(m尸)%75Bdelta0(m)=(1-epsilon0)/(1-epsilonL(m)*Bdelta %76Ft10(m尸Ht10(m)*Lt1*100 %77Ft20(m尸Ht20(m)*Lt2*100 %78hj11/tau,Bj10Cj1(m)=input('输入 Cj1(m)=')Fj10(m尸Cj1(m)*Hj10(m)*
23、Lj11*100 %79hj21/tau,Bj20Cj2(m)=input('输入 Cj2(m尸)Fj20(m尸Cj2(m)*Hj20(m)*Lj21*100 %80Fdelta0(m)=Kdelta*delta*Bdelta0(m)/mu0%81F00(m尸Fdelta0(m)+Fj20(m)+Fj10(m)+Ft20(m)+Ft10(m) %82Im0=2*p*F00(m)/(0.9*m1*N1*Kdp1)%(四)工作性能计算%83I1s(m)=(I1Ps(m)A2+I1Qs(m)A2)A(0.5)I1(m)=I1s(m)*IKW%84J1(m)=(I1(m)/(a1*Nt1*Ac
24、11)/10A6%85A1(m)=m1*Nphi1*I1(m)/(pi*Di1)%8612s(m)=(I1Ps(m)A2+IXs(m)A2)A(0.5)I2(m)=I2s(m)*IKW*m1*Nphi1*Kdp1/Z2IR(m)=I2(m)*Z2/(2*pi*p)%87JB(m)=I2(m)/(AB*10A6)JR(m)=IR(m)/(AR1)%88pCu1s(m)=I1s(m)A2*R1spCu1(m)=pCu1s(m)*PN%89pA12s(m)=I2s(m)A2*R2spA12(m尸pA12s(m)*PN%90pss=0.02;ps=pss*PN%91pfw=(3/p)A2*(D1)A4
25、*10A4pfws=pfw/PN%92Bj10phej(m)=input('输入 phej(m尸)k2=2;Gj=4*p*Aj1*Lj11*rhoFepFej(m)=k2*phej(m)*GjBt10phet(m)=input('输入 phet(m)=')Gt=2*p*At1*Lt1*rhoFek1=2;pFet(m尸k1*phet(m)*GtpFe(m)=pFej(m)+pFet(m)pFes(m)=pFe(m)/PN%93sigmaps(m)=pCu1s(m)+pA12s(m)+pss+pfws+pFes(m)%94PN1s(m)=1+sigmaps(m)%95et
26、a(2*m)=1-sigmaps(m)/PN1s(m)eta(2*m+1)=eta(2*m)+(eta(2*m)-eta(2*m-1)/5 precisioneta=abs(eta(2*m)-eta(2*m-1)/eta(2*m)end end%96I1s=I1s(2);I1Ps=I1Ps(2);phi=acos(I1Ps/I1s);cos(phi)%97pFers=(1-1/2)*pFej+(1-1/2.5)*pFet)*10A(-3)/PN*1000sN=pA12s/(1+pA12s+pFers+pss+pfWs)%98nN=60*f/p*(1-sN)%99Tms=(1-sN)/(2*(R
27、1s+(R1sA2+XsigmasA2)A(0.5)%(五)启动性能%100K(1)=3;%101precisionist=1;K(1)=3;Ist(1)=K(1)*Tms*IKWwhile precisionist>0.03for k=1:3Fst(k)=Ist(2*k-1)*Ns1/a1*0.707*(KU1+Kd1A2*Kp1*Z1/Z2)*(1-epsilon0)A(0.5)beta0=0.64+2.5*(delta/(t1+t2)A(0.5)BL=mu0*Fst(k)/(2*delta*beta0)%102KZ(k尸input('输入启动漏抗饱和 KZ (k)=')%103cs1(k)=(t1-b01)*(1-KZ(k)%104cs2(k)=(t2-b02)*(1-KZ(k)%105deltalambdaU1(k)=(h01+0
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