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文档简介
1、中小型异步电动机的 MATLAB 计算程序%第%一%部%分%额%定%数据和主要尺寸 %myflag1 = 1;%myflag1 myflag1=1 是三角形接法 ,myflag1=0 是星 形接法myflag2 = 0;%myflag2 myflag2=1 是 双 层 槽 绝 缘 占 面积,myflag2=0是单层槽绝缘占面积myflag3 = 1;%myflag3myflag3=1 是 无径 向通 风道 的铁 心长度 ,myflag3=0 是定转子径向通风道不交错,其它是通风道交错myflag4 = 1;%myflag4 myflag4=1是无径向通风道的净铁心长度,myflag4=0是有径
2、向通风道的净铁心长度myflag5 = 2;%myflag5 myflag5=1线圈是双层线圈 ,myflag5=2 是单层myflag6 = 0;%myflag6 myflag6=1是平底槽 ,myflag6=0 是圆底槽myflag7 = 0;%myflag7 myflag7=1是平底槽 ,myflag7=0 是圆底槽myflag8 = 1;%myflag8 myflag8=1是圆底槽 ,myflag8=0 是半开口平底槽,其它为开口平底槽myflag9 = 1;%myflag9myflag9=1 是 半 开 口 槽 和 半 闭 开 口槽,myflag9=0是开口槽myflag10 = 1
3、;%myflag10 myflag10=1层线圈是单层线圈 ,myflag10=0 是双myflag11 = 1;%myflag11 myflag11=1是有径向通风道是无径向通风道 ,myflag11=0myflag12 = 3;%myflag12 myflag12=1是双层叠绕组 ,myflag12=2 单层同心式 ,myflag12=3单层同心式 ( 分组的) 、交叉式,myflag12=4单层链式myflag13 = 1;%myflag13 myfalg13=1是径向通风道是无径向通风道 ,myflag13=0myflag14 = 4;%myflag14 myflag14=1 是二级防
4、护式 ,myflag14=2 是 四级及以上防护式 ,myflag14=3 是二级封闭型自扇冷 式,myflag14=4是四级及以上封闭型自扇冷式myflag15 = 1;%myflag15 myflag15=1 是半闭口槽 ,myflag15=0 是开口槽PN = 11000;Un = 380;%额定电压f = 50;%频率cos_phi = 0.84;eta_1 = 0.88;m1 = 3;p = 2;%极对数q1 = 3;%每极每相槽数%myflag1 myflag1=1是三角形接法, myflag1=0 是星形接法。switch myflag1case 1 UN_phi = Un;ca
5、se 0UN_phi = Un/sqrt(3); endIkw = 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 = 0.0108*log10(PN)-0.013*p+0.931;%满载电势标幺值alpha_p_1 = 0.68;Knm_1 = 1.10;Kdp1_1 = 0.96;A_1 = 26000;%由参考文献电机设计图 10-2B_delta_1 = 0.67; n_1 = 1450;p_1 = KB_2*PN/(eta_1*cos_phi);V =
6、 6.1*1*p_1/(alpha_p_1*Knm_1*Kdp1_1*A_1*B_delta_1*n_1);Lambda=1.4; % 由参考文献电机设计表 10-2 Dt1_1 = (2*p*V/(Lambda*pi)F(1/3);Dt1_D = 0.64;% 由参考文献电机设计表1 0-3 Dt1_D 表示 Dt1/DD1_1= Dt1_1/(Dt1_D);%定子冲片外径D1 = D1_1;Dt1 = D1*(Dt1_D);lef = V/(Dt1A2);%铁心有效长度lt = lef - 0.006;delta = 0.3*(0.4+7*sqrt(Dt 1*lef)*(1/10A3);D
7、2=Dt1-2*delta;%转子外径Dt2 = 0.06;转子内径由转轴直径决定tou=pi*Dt1/(2*p);%极距t1= pi* Dt1/Z1;%定子齿距t2=pi*D2/Z2;%转子齿距bsk = 0.0145;%转子斜槽宽一般取一个定子齿距 t1alpha_1 = 1;%并联支路 alpha_1 为 1N_phi1_1 = (eta_1*cos_phi*pi*Dt1*A_1)/(m1*Ikw);Ns1 = (m1*alpha_1*N_phi1_1)/Z1;N_phi1 = Ns1*Z1/(m1*alpha_1);J1_1=5.0;%定子电密I1_1= Ikw/eta_1*cos_p
8、hi;%定子电流初步值NA =I1_1/(alpha_1*J1_1);%每相串联导体数用 NA表示 Nt1_1*Ac1_1KI = 0.089; %查参考文献电机设计表 10-10alpha= 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I2_1= KI*I1_1*3*N_phi1_1*Kdp1/Z2;%转子导条电流IR_1=I2_1*Z2/(2*pi*p);%端环电流JR_1= 2.1;AR_1=IR_1/JR_1;%端环面积h=0.002;%槽锲b01 =0.0038;b1
9、1 =0.0077;bt1 =0.00745;bt2 =0.01135;h01 =0.0008;h11 =0.0011;h21 =0.0152;hs1 =0.0211;hs2 =0.0289;r21 =0.0051;r22 =0.0024;hs_1= 0.0152;%定子槽型b02 =0.001;b12 =0.0048;h02 =0.0005;h12 =0.0011;h22 =0.0249;%转子槽型As=(2*r21+b11)*(hs_1-h)/2+pi*r21*r21;%槽面积Delta_t = 0.0003;槽有效面积 并绕根数 绝缘后直径x 100%槽满率myflag3=0 是定转子径
10、向通铁心长度myflag4=0 是有径向通风道每相串联导体数 并联支路 每槽导体数每线圈匝数 每相有效串联导体数 每相串联匝数%myflag2 myflag2=1 是双层槽绝缘占面积 myflag2=0 是单层槽绝缘占面积 switch myflag2case 1At = Delta_t*(2*hs_1+pi*r21+2*r21+b11); case 0At = Delta_t*(2*hs_1+pi*r21);endAef = As - At; %Nt1 = 2; %d =1.38*10(3);%Sf = Nt1*Ns1*dA2/Aef;% %myflag3 myflag3=1 是无径向通风道
11、的铁心长度, 风道不交错,其它是通风道交错。switch myflag3case 1lef = lt + 2*delta;case 0lef = lt-nv1*bv1_1;otherwiselef = lt-(nv1*bv1_1+nv2*bv2_1);end%ltkfe=0.95;%myflag4 myflag4=1 是无径向通风道的净铁心长度 的净铁心长度switch myflag4case 1lfe = kfe*lt;case 0lfe = kfe*(lt-nv*bv); endN_phi1_1 = eta_1*cos_phi*pi*Dt1*A_1/(m1*Ikw); % alpha_1
12、= 1;Ns1_1 = m1*alpha_1*N_phi1_1/Z1;%myflag5 myflag5=1 是双层线圈 myflag5=2 是单层线圈switch myflag5case 1Ns1 = 2*Ns1_1;case 2Ns1 = Ns1_1;end%N2 =N_phi1*Kdp1;%N1 = N_phi1/2;%KB_1= 0.927;% KB_1= 1-epsilon_l = 0.927;%E1=(1-epsilon_l)*UN_phi=0.927*UN_phi%第%二%部%分%磁%路%计算 %E1 为满载相 电势E1 = 0.927*UN_phi;Ks_1 = 1.15;Ks
13、= 1.148;Knm = 1.0975;Phi=E1/(4*Knm*Kdp1*f*N1);Kfe = 0.95;At1 = Kfe*lt*bt1*Zp1;%At2 = Kfe*lt*bt2*Zp2;%Bt1_1=1.4; % %myflag6 myflag6=1 是平底槽 myflag6=0 switch myflag6case 1hf1_1 = (D1-Dt1)/2-hs1;case 0hf1_1 = (D1-Dt1)/2-hs1+r21/3;end %Af1 =Kfe*lt*hf1_1; % %myflag7 myflag7=1 是平底槽 myflag7=0 switch myflag7
14、case 1% 每极磁通定子每极下齿部截面积转子每极下齿部截面积 初取值 是圆底槽定子轭部计算高度定子轭部截面积是圆底槽hf2_2 = (D2-Dt2)/2-hs2; case 0end%转子轭部计算高度Af2 = Kfe*lt*hf2_2;%转子轭部截面积tau = 0.1335;A_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Bt1 = Fs*Phi/At1;%转子齿磁密Bt2 = Fs*Phi/At2;%定子齿磁密Bf1 = Phi/2*Af1;%
15、转子轭磁密Bf2 = Phi/2*Af2;%定子轭磁密B_delta = Fs*Phi/A_delta;%空气隙磁密Ht1 =15.74;Ht2 =9.5;%磁场强度hf2_2 = (D2-Dt2)/2-hs2+r22/3;%myflag8 myflag8=1 是圆底槽 myflag8=0 是半开口平底槽 其它为开口平底槽switch myflag8case 1Lt1 = (h11+h21)+r21/3;Lt2 = (h12+h22)+r22/3; case 0Lt1 = h11+h21 ;Lt2 = h12+h22; otherwiseLt1 = Hs1;定子 ,Lt2 转子齿部磁路计算长度
16、 定子轭部磁路计算长度 转子轭部磁路计算长度 myflag9=0 是开口槽Lt2 = h12+h22;End %Lt1Lf1_1 = pi*(D1-hf1_1)/(2*p*2);%Lf2_1 = pi*(Dt1-hf2_2)/(2*p*2);%myflag9 myflag9=1 是半开口槽和半闭开口槽switch myflag9case 1K_delta=t1*(4.4*delta+0.75*b01)/(t1*(4.4*delta+0.75*b01)-b0M2);case 0K_delta = t1*(5*delta+b01)/(t1*(5*delta+b01)-b01A2); enddelt
17、a_ef = K_delta*delta;%有效气隙长度 定子齿部磁压降Ft1= Ht1*Lt1;%0/Ft2= Ht2*Lt2;%转子齿部磁压降Cf1=0.557;Cf2=0.445;Hf1= 8.23*10A2; Hf2 = 7.29*10A2;Ff1= Cf1*Hf1*Lf1_1;%定子轭部磁压降Ff2= Cf2*Hf2*Lf2_1;%转子轭部磁压降mu0 = 1.25*10A(-6);F_delta = K_delta*delta*B_delta/mu_0; %空气隙磁压降K_s= (F_delta + Ft1 + Ft2)/F_delta;%饱和系数Ks_2 = Ks- (Ks-Ks
18、_1)/3;Ks_1 = Ks_2;F0= F_delta + Ft1 + Ft2 + Ff1 + Ff2;%总磁压降Im2*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 = lt +2*d1;%为直线部分长Kc = 1.2;beta_ = 0.852; tau_v = pi*(Dt1 + 2*(h01 + h11) + h21 + r21)/(2*p)*beta_;%单层同心式或交叉式线圈 beta 取平均值
19、 Cs = tau_v/2*cos(alpha);%cos(alpha) = sqrt(1 - si n(al pha)A2); sin_alpha = (b11 + 2*r21)/(b11 + 2*r21 + 2*b11);%myflag10 myflag10=1 是单层线圈 myflag10=0 是双层线圈 switch myflag10case 1 lc = lb + Kc * tau_v;case 0 lc = lb + 2 * Cs;endfd = Cs*sin(alpha);%双层线圈端部轴向投影长lb = 2*d1 + Kc*tau_v;%单层线圈端部平均长 Cx = 4*pi*
20、f*mu_0*(N1*Kdp1)A2*lef*PN/(m1*p*(UN_phi)A2);% =0.263*(N1 *Kdp1A2)* lef*Pn/p* (U_Nphi)A 2*(1/10A3 );%漏抗系数 Ku1 =1.0; KL1 =1.0;lambda_u1 = h01/b01+2*h11/(b01+b11); lambda_L1 = 0.0765;lambda_s1 = Ku1*lambda_u1 + KL1*lambda_L1;%lambda_s1为定子槽比漏磁导 Ku1,KL1查参考文献 电机设计图 4-9,lambda_u1,lambda_L1 查附录 % myflag11=1
21、 是无径向通风道 myflag11=0 是有径向通风道 switch myflag11case 1 lt1_1= lt;%无径向通风道时case 0lt1_1 = lt - nv1*bv1_1; end%有径向通风道时 bv1_1是通风道损失宽度 ,从图参考文献 电机设计附 1-9 查出 Xs1_ = 2*m1*p*lt1_1*lambda_s1/(Z1*Kdp1A2*lef)*Cx; %定子槽漏抗Sigma_s = 0.0129;X_delta1_ = m1*tau*Sigma_s/(piA2*delta_ef*Kdp1A2*Ks)*Cx;淀子谐波漏抗Sigma_s从参考文献电机设计图4-1
22、0或附录八中查出 tau_y = 0.1292;%myflag12 myflag12=1 是双层叠绕组 ,myflag12=2 单层同心式 ,myflag12=3 单 层同心式(分组的)、交叉式,myflag12=4单层链式switch myflag12case 1XE1_ = 1.2*(d1 +0.5*fd)/lef*Cx;case 2XE1_ = 0.67*(lb - 0.64*tau_y)/(lef*KdpM2)*Cx;case 3XE1_ = 0.47*(lb-0.64*tau_y)/(lef*Kdp1A2)*Cx;case 4XE1_ = 0.2*lb/(lef*Kdp1A2)*Cx
23、; end%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;lambda_L = 1.806;lambda_L2 = 2*h12/(b02+b12)+lambda_L; lambda_s2 = lambda_u2+lambda_L2;%专子槽比漏抗lambda_u2 lambda_L2查参考文献电机设计附录四%myflag13 myfalt13=1 是无径向通风道 myflag13=0 是有径向通风道 switch myflag13case 1lt2_1 =lt;case 0 lt2_1
24、= lt-nv2*bv2_1;end%bv2从参考文献电机设计附录1 9中查出Xs2_ = 2*m1*p*lt2_1*lambda_s2/(Z2*lef)*Cx;%专子槽漏抗Sigma_R = 0.0195;X_delta2_ = m1*tau*Sigma_R/(piA2*delta_ef*Ks)*Cx;%专子谐波漏抗 Sigma_R 从参考文献电机设计图 4-11 或附录九查出 DR = 0.1285;XB2_ = 0.757/lef*(lb - lt)/1.13 + DR/2*p)*Cx;%专子端部漏抗 见参考文献电机设计图附 1-5Xsk_ = 0.5*(bsk/t2)A2*X_delt
25、a2_;%专子斜槽漏抗X_sigma2_ = Xs2_ + X_delta2_ + XB2_+ Xsk_;%专子漏抗X_sigma_ = X_sigma1_ + X_sigma2_;%总漏抗rho_0 = 0.0217*(1/10A6);Ac1_1 = 1.327*10A(-6);R1 = rho_0*(2*N1*lc/(Nt1*Ac1_1*alpha_1); %rho为铝 铜的密度R1_ = R1*Ikw/UN_phi;%定子相电阻标幺值C =1.1;rho_1 = 8.9*10八3;Gw = C*lc*Ns1*Z1*Ac1_1*Nt1*rho_1;%KFe = 0.95;rho_F_1 =
26、 7.8*10A3;GFe = KFe*lt*(D1 + delta)A2*rho_F_1; delta = 5*(1/10A3);rho_F_1 = 7.8*10A3;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%GFe%delta为硅钢片重量为冲剪余量KB = 1.04;rho = 0.0434*(1/10A6); lB = 0.155;AB = 131.75*10A(-6);AR = 400*10A(-6);RB_1 = rho*KB*lB/AB*(4*m1*(N1*Kdp1)A2)/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
27、电阻率RR_1 = rho*(DR*Z2)/(2*pi*pA2*AR)*(4*m1*(N1*Kdp1)A2/Z2);%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 % eta = 1;while (eta-eta_1)/eta) > (0.5/100)I1p_ = 1/eta_1;%满载时定子电流有功分量标幺值Xms_ = 2.404;sigma_1 = 1+X_sigma_/Xms_;Ix_ = sigma_1*X
28、_sigma_*I1p_A2*(1+(sigma_1*X_sigma_*I1p_)A2);%满载时定子电流无功分量标幺值I1Q_ = Im_+Ix_; % 满载时定子电流无功分量标幺值KB= 1-(I1p_*R1_+I1Q_*X_sigma_);%满载电势标幺值KB 表示 1-epsilon_LEP= 1-Im_*X_sigma_;%空载电势标幺值EP 表示 1-epsilon_0Bt10= EP/KB*Bt1;%空载时定子齿磁密Bt20= EP/KB*Bt2;%空载时转子齿磁密Bf10= EP/KB*Bf1;%空载时定子轭磁密Bf20= EP/KB*Bf2;%空载时转子轭磁密B_delta0
29、 = EP/KB*B_delta;%空载时气隙磁密Ht10 =22.52*10A2;Ht20 =11.86*10A2;Hf10= 10*10A2;Hf20= 8.79*10A2;Ft10= Ht10*Lt1;%空载定子齿磁压降Ft20= Ht20*Lt2;%空载转子齿磁压降Ff10= Cf1*Hf10*Lf1_1;%空载定子轭磁压降Ff20= Cf2*Hf20*Lf2_1;%空载转子轭磁压降F_delta_0 = K_delta*delta*B_delta0/mu_0;%空载气隙磁压降F00F_delta_0 + Ft10 + Ft20 + Ff10 + Ff20;%空载总磁压降Im0= 2*
30、p*F00/(0.9*m1*N1*Kdp1);%空载磁化电流I1_= sqrt(I1p_A2+I1Q_A2);%定子电流标幺值I1= I1_*Ikw;%定子电流实际值J1= I1/(alpha_1*Nt1*Ac1_1);%定子电流密度A1= m1*N_phi1*I1/(pi*Dt1);%线负荷I2_= sqrt(I1p_A2+Ix_A2);%转子电流标幺值I2= I2_*Ikw*m1*N_phi1*Kdp1/Z2;%转子电流实际值IR= I2*Z2/(2*pi*p);%端环电流实际值JB= I2/AB;%转子电流导条电密JR= IR/AR;%转子电流端环电密Pcu1_ = I1_A2*R1Pc
31、u1= Pcu1_*PN;%定子电气损耗PAl2_= I2_A2*R2_;PAl2= PAl2_*PN;%转子电气损耗Ps_ =0.02;Ps= Ps_*PN;%附加损耗%myflag14 myflag14=1 是 二 级 防 护 式 ,myflag14=2 是 四 级 及 以 上 防 护 式 ,%myflag14=3 是二级封闭型自扇冷式 ,myflag14=4 是四级及以上封闭型自扇 冷式switch myflag14 case 1Pfw=5.5*(3/p)A2*(D2)A3*10A3;case 2 Pfw=6.5*(3/p)A2*(D2)A3*10A3;case 3 Pfw=13*(1-
32、D1)*(3/p)A2*(D2)A3*10A3;case 4 Pfw=(3/p)A2*(D1)A4*10A4;endPfw_ = Pfw/PN ; rho_Fe_1 = 7.8*10A3; At1 = 9873*10A(-6); Lt1 = 16.9*10A(-3); Af1 = 3770*10A(-6); Lf1 = 92*10A(-3);定子齿重量Gt = 2*p*At1*Lt1*rho_Fe_1; %Gf =2*p*Af1*Lf1*rho_Fe_1;%定子轭重量Phet =5.388;Phef=3.765;%根据 Bt10 和 Bf10 查参考文献电机设计附录六PFet= Phet*Gt
33、;%定子齿损耗PFef= Phef*Gf;%定子轭损耗%myflag15 myflag15=1 是半闭口槽 myflag15=0 是开口槽 switch myflag15case 1k1 = 2.5; k2 = 2;case 0k1 = 3.0; k2 = 2.5; endPFe= k1*Phet+k2*Phef;%定子铁耗PFe_ = PFe/PN;%铁耗标幺值Sigma_p_ = Pcu1_+PAl2_+Ps_+Pfw_+PFe_;%总损耗标幺值PN1_ = 1+Sigma_p_;%输入功率eta = 1-Sigma_p_/PN1_;%效率eta_1 = eta+1/100;endcos_
34、phi = l1p_/l1_;%功率因数PFetr = (1-1/2)*163;PFetf = (1-1/2.5)*70.2;PFer_=(PFetr+PFetf)/PN;SN= PAl2_/(1+PAl2_+PFer_+Ps_+Pfw_);%转差率n_N = 60*f/p*(1-SN);%转速Tm_= (1-SN)/(2*(R1_+sqrt(R1_A2+X_sigma_A2);%最大转矩倍数%第%五%部%分%起%动%性能计算 % Ist = 100.13;Ist_1 = 3.4*Tm_*Ikw; % 起动电流假定值while (Ist-Ist_1)/Ist > (1/100)Fst = lst_1*Ns1/alpha_1*0.707*(Ku1+KdM2*Kp1*Z1/Z2)*sqrt(EP); %起动时定子转子槽磁势平均值 beta_0 = 0.64+2.5*sqrt(delta/(t1+t2);BL = mu_0*Fst/2*delta*beta_0; %空气隙时漏磁场的虚拟磁密Ks = 0.46;%1-Ks = 0.54;%漏抗饱和系数由参考文献 电机设计图1 0-18 查Cs1 = (t1-b01)*(1-Ks);%齿顶漏磁饱和引起的定子齿顶宽度的减少Cs2=
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