异步电动机电磁计算程序

1、三相感应电动机电磁计算程序三相感应电动机电磁计算程序山东轻工业学院山东轻工业学院二二O一一O年十二月年十二月定、转子冲片定、转子冲片 定子铁心散嵌线圈 三相对称交流绕组模型磁路计算分为两种类型：磁路计算分为两种类型：1 1）给定磁通，计算所需的励磁磁动势（正问题）。）给定磁通，计算所需的励磁磁动势（正问题）。2 2）给定励磁磁动势，计算磁路内的磁通量（逆问题）。）给定励磁磁动势，计算磁路内的磁通量（逆问题）。一、正问题计算步骤如下：一、正问题计算步骤如下：将磁路按材料性质和截面尺寸不同分成数段。将磁路按材料性质和截面尺寸不同分成数段。计算各段的有效面积计算各段的有效面积Ak和平均长度和平均长度

2、lk 。计算各段磁路的平均磁通密度计算各段磁路的平均磁通密度Bk。根据根据 Bk求出对应的磁场强度求出对应的磁场强度Hk ，对铁磁材料查磁，对铁磁材料查磁化曲线；对空气隙，可用化曲线；对空气隙，可用H= =B/ /算出。算出。计算出各段的磁压降计算出各段的磁压降Hk lk，求出所需磁动势，求出所需磁动势 = Hk lk注：同步电机的计算通常为这一类。注：同步电机的计算通常为这一类。二、逆问题的计算步骤如下：二、逆问题的计算步骤如下： 假定假定。 按按正问题的计算步骤，计算出励磁磁动势正问题的计算步骤，计算出励磁磁动势F。 用用F与与的给定励磁磁动势的给定励磁磁动势F 相比较，如不相等（达相比较

3、，如不相等（达不到要求），可按比例重新假定不到要求），可按比例重新假定，继续计算继续计算，直，直到符合要求为止。到符合要求为止。该方法也叫试探法。该方法也叫试探法。注：异步电机的计算通常为这一类。注：异步电机的计算通常为这一类。 注：计算时，应精确到注：计算时，应精确到0.00010.0001。 三相异步电动机工作原理三相异步电动机工作原理主要尺寸确定及电磁负荷的选择主要尺寸确定及电磁负荷的选择假定假定KE、FT、 的初值的初值KE计算值与初值比较计算值与初值比较正常运行时阻抗计算正常运行时阻抗计算磁路计算磁路计算FT计算值与初值比较计算值与初值比较满载电流计算满载电流计算损耗计算、损耗计算、

4、 计算值与初值比较计算值与初值比较cos、sN、Tmax计算计算异异步步电电动动机机电电磁磁设设计计流流程程一、额定数据及主要尺寸一、额定数据及主要尺寸1.1.型号：型号：Y160M-42.2.输出功率：输出功率：PN=10kW( (单号）单号）；PN=11kW（双号）（双号）3.3.相数：相数：m1=34.4.接法：接法：5.5.相电压：相电压：UN=380V6.6.功电流：功电流： (A)7.7.极对数：极对数：p=28.8.定子槽数：定子槽数：Z1=369.9.转子槽数：转子槽数：Z2=2610.10.定子每极每相槽数：定子每极每相槽数：N13Nkw10UmPI1112pmZq 11.1

5、1.定、转子冲片：定、转子冲片：1 1）定子外径：）定子外径：D1=26 (cm)2 2）定子内径：）定子内径：Di1=17 (cm)3 3）定子槽尺寸：）定子槽尺寸： b01=0.38 (cm) bs1=0.77 (cm) bs2=1.02 (cm) rs=0.51 (cm) hs0=0.08 (cm) hs1=0.11 (cm) hs2=1.41 (cm)D1Di1等齿宽等齿宽4 4）转子外径：）转子外径：D2=16.9 (cm)5 5）转子内径：）转子内径：Di2=6 (cm)6 6）转子槽尺寸：）转子槽尺寸： b02=0.2 (cm) bR1=0.48 (cm) rR=0.24 (cm

6、) bR3= bR4= hR0=0.05 (cm) hR1=0.1 (cm) hR2=2.5 (cm) hR3=等槽宽等槽宽D2D21212、极距：、极距： (cm)1313、定子齿距、定子齿距： (cm)1414、转子齿距：、转子齿距： (cm)1515、气隙长度：、气隙长度：=0.05 (cm)1616、转子斜槽距：、转子斜槽距：bsk=(一个定子齿距一个定子齿距)1717、铁心长度：、铁心长度：lt=13.0 (cm)（单号）（单号）；lt=14.5 (cm) （双号）（双号） 1818、铁心有效长度：、铁心有效长度：lef=lt+2 (cm)（无径向通风道）无径向通风道）1919、铁心

7、净长度：、铁心净长度：lFe=KFelt (cm) KFe叠压系数叠压系数（0.920.95） （推荐值（推荐值0.95）pD21 i11 i1ZDt 222ZDt 2020、绕组形式：单层、交叉式、绕组形式：单层、交叉式2121、并联支路对数：、并联支路对数：a1=12222、节距：、节距：y1 （19、2 10、11 18）（槽）（槽）2323、每槽导体数：、每槽导体数：Ns1=292424、导体并绕根数、线径：、导体并绕根数、线径：Nc1dc1=2 21.30 (mm)2525、每根导体截面积：、每根导体截面积：Ac1=(dc1/ /2)2 10-2 (cm2)2626、槽有效面积：、槽

8、有效面积：Ae=As-Ai (cm2) 式中：式中： h槽楔厚度槽楔厚度（推荐值（推荐值0.2cm） ci 槽绝缘厚度槽绝缘厚度（推荐值（推荐值0.03cm） hs12=hs1+hs2 (cm)单层绕组）()2(2)(2s12sii2s12s2s1ssrhcArhhbbA2727、槽满率：、槽满率： d=dc1+2i电磁线外径电磁线外径(cm) (绝缘厚度绝缘厚度i=0.04mm) 注：通常槽满率在注：通常槽满率在70%80%之间。之间。2828、每相串联导体数：、每相串联导体数：2929、绕组分布系数：、绕组分布系数： q1=Z1/ /2pm1 每极每相槽数；每极每相槽数； =2p/ /Z1

9、 槽距角。槽距角。3030、绕组短距系数：、绕组短距系数：Kp1=1.0 ( (单层绕组）单层绕组）3131、绕组系数：、绕组系数：Kdp1=Kd1Kp1 %100e21c1sAdNNsf2sin2sin11d1111s11qqKamNZN二、磁路计算二、磁路计算3232、每极主磁通：、每极主磁通： (Wb) ( (精确到精确到0.000010.00001） 式中，满载电动势系数式中，满载电动势系数KE为假定值（为假定值（0.850.95），），功率大或极对数少者选用较大值。功率大或极对数少者选用较大值。（推荐值（推荐值0.9270.927）3333、定子齿截面积（每极）：、定子齿截面积（每极

10、）：At1=bt1lFeZ1/ /2p (cm2) 3434、转子齿截面积（每极）：、转子齿截面积（每极）：At2=bt2lFeZ2/ /2p (cm2) 式中，式中，bt1、bt2定、转子齿宽，对非平行齿定、转子齿宽，对非平行齿 取靠近最窄处的取靠近最窄处的1/ /3齿高处。齿高处。35、定子轭截面积：、定子轭截面积： (cm2) 式中式中 圆底槽的圆底槽的 轭计算高度。轭计算高度。dp11NE122. 2KNfUK ss1 i11 jFe1 j1 j312rhDDhlhA3636、转子轭截面积：、转子轭截面积： (cm2) 式中式中 圆底槽的圆底槽的 轭计算高度。轭计算高度。3737、空气

11、隙截面积：、空气隙截面积：A=lef (cm2)3838、波幅系数：、波幅系数：Fs ( (由饱和系数由饱和系数FT查得，计算时先假定查得，计算时先假定 FT=1.22) )3939、定子齿磁密：、定子齿磁密：Bt1=Fs1/ /At1 104 (T)4040、转子齿磁密：、转子齿磁密：Bt2=Fs1/ /At2 104 (T)4141、定子轭磁密：、定子轭磁密：Bj1=1/ /2Aj1 104 (T)4242、转子轭磁密：、转子轭磁密：Bj2=1/ /2Aj2 104 (T)4343、气隙磁密：、气隙磁密： B=Fs1/ /A 104 (T)RR2i22jFe2j2j312rhDDhlhA4

12、444、定子齿磁场强度：、定子齿磁场强度：Ht1由由Bt1查得查得 （A/ /cm) )4545、转子齿磁场强度：、转子齿磁场强度：Ht2由由Bt2查得查得 （A/ /cm) )4646、定子轭磁场强度：、定子轭磁场强度：Hj1由由Bj1查得查得 （A/ /cm) )4747、转子轭磁场强度：、转子轭磁场强度：Hj2由由Bj2查得查得 （A/ /cm) )4848、定子齿磁路计算长度：、定子齿磁路计算长度：ht1=hs1+hs2+rs/ /3（圆底槽）（圆底槽）4949、转子齿磁路计算长度：、转子齿磁路计算长度：ht2=hR1+hR2+rR/ /3（圆底槽）（圆底槽）5050、定子轭磁路计算长

13、度：、定子轭磁路计算长度：lj1=(D1-hj1)/ /4p (cm)5151、转子轭磁路计算长度：、转子轭磁路计算长度：lj2=(Di2-hj2)/ /4p (cm)5252、气隙磁路计算长度：、气隙磁路计算长度：ef=K1K2 (cm) K1=t1/ /(t1-1) 定子气隙系数定子气隙系数 K2=t2/ /(t2-2) 转子气隙系数转子气隙系数)/(75. 04 . 4)/(;)/(75. 04 . 4)/(022022012011bbbb5353、定子齿磁位降：、定子齿磁位降：Ft1=Ht1ht1 （A）5454、转子齿磁位降：、转子齿磁位降：Ft2=Ht2ht2 （A）5555、定子

14、轭磁位降：、定子轭磁位降：Fj1=C1Hj1lj1（A） C1定子轭磁路修正系数。定子轭磁路修正系数。 （推荐值（推荐值0.50）5656、转子轭磁位降：、转子轭磁位降：Fj2=C2Hj2lj2（A） C2转子轭磁路修正系数。转子轭磁路修正系数。（推荐值（推荐值0.41）5757、气隙磁位降：、气隙磁位降：F=0.8Bef104 （A）5858、饱和系数：、饱和系数： 此值应与此值应与3838项假定值误差小于项假定值误差小于1 1%，否则应重新假定。，否则应重新假定。5959、总磁位降：、总磁位降：F=Ft1+Ft2+Fj1+Fj2+F (A)2t1tTFFFFF6060、励磁电流：、励磁电流

15、：6161、励磁电流标幺值：、励磁电流标幺值：6262、励磁电抗标幺值：、励磁电抗标幺值：三、参数计算三、参数计算6363、线圈平均半匝长度：、线圈平均半匝长度：le1=lt+2(d1+lE) (cm) d1=13cm直线部分伸出长度，直线部分伸出长度，取取d1=1.5cm； lE=Ksy单层线圈端部斜边长度；单层线圈端部斜边长度； Ks=0.58（p=1,2时）时）1dp11m44.4KNmpFImmkwmm1IXIIIi1is2s1s0s1iy1ts1ss1s;22222sinnynprhhhDbrbrb6464、线圈端部平均长度：、线圈端部平均长度：lE=2(lE+d1)6565、线圈端

16、部轴向投影长度：、线圈端部轴向投影长度：fd=lEsin6666、阻抗折算系数：、阻抗折算系数： 对笼型转子对笼型转子 m2=Z2；N2=1；Kdp2=16767、定子相电阻：、定子相电阻： () 1 1=0.0217=0.02171010-4 -4 cm （B级绝缘）级绝缘） 标幺值：标幺值：6868、转子导条电阻、转子导条电阻： () KB=1.04 （铸铝转子）（铸铝转子）22dp2221dp11)()(KNmKNmK1c1c11e111ANalNRBBBBBAlKKRNkw11UIRR B =0.04340.04341010-4 -4 cm铸铝材料电阻率（铸铝材料电阻率（B级）级） l

17、B 转子导条长度转子导条长度 (cm) (lB=lt ) AB 转子导条截面积转子导条截面积 (cm2) ( (转子槽面积）转子槽面积） 标幺值：标幺值：6969、转子端环电阻：、转子端环电阻： () DR =D2-hR转子端环平均直径转子端环平均直径 (cm) AR=（hR-0.1）bR 转子端环截面积转子端环截面积 (cm2) bR=1.0 转子端环厚度转子端环厚度(cm) 标幺值：标幺值：7070、转子电阻标幺值：、转子电阻标幺值： R2R2B2ApDZKRRNkwBBUIRRNkwRRUIRRRB2RRR7171、漏抗系数：、漏抗系数：7272、定子槽比漏磁导：、定子槽比漏磁导：s1=

18、KU1U1+KL1L1 KU1槽上部节距漏抗系数；槽上部节距漏抗系数；（推荐值（推荐值1.0） KL1槽下部节距漏抗系数；槽下部节距漏抗系数； （推荐值（推荐值1.0） U1槽上部比漏磁导；槽上部比漏磁导； （推荐值（推荐值0.407） L1槽下部比漏磁导。槽下部比漏磁导。 （推荐值（推荐值0.765）7373、定子槽漏抗：、定子槽漏抗：7474、定子谐波比漏磁导：、定子谐波比漏磁导：d1 （推荐值（推荐值0.0129）7575、定子谐波漏抗：、定子谐波漏抗：7676、定子端部比漏磁导：、定子端部比漏磁导：E1= =0.47（lE- -0.64y )8Nkw112ef2x104 . 0UIpq

19、Nlfcx1seft1scllXx1dTef2111dcFqmX7777、定子端部漏抗：、定子端部漏抗：7878、定子漏抗标幺值：、定子漏抗标幺值：7979、转子槽比漏磁导：、转子槽比漏磁导：S2 2=2 2+L2 2U2 2 = = hR0 0/ /b02 02 槽上部比漏磁导槽上部比漏磁导L2 2槽下部比漏磁导槽下部比漏磁导. （推荐值（推荐值2.739）8080、转子槽漏抗：、转子槽漏抗：8181、转子谐波比漏磁导：、转子谐波比漏磁导：d2 2 （推荐值（推荐值0.0195）8282、转子谐波漏抗：、转子谐波漏抗：8383、转子端部比漏磁导：、转子端部比漏磁导：x1Eef11EclqX1

20、E1d1 s1XXXXx2S211dp2eft2scZZKllXx2dTef21dp2112dcFKqmXpDll213. 1757. 0RtB2E8484、转子端部漏抗：、转子端部漏抗：8585、转子斜槽漏抗：、转子斜槽漏抗：8686、转子漏抗：、转子漏抗：8787、总漏抗：、总漏抗：四、运行性能计算四、运行性能计算8888、满载电流有功分量：、满载电流有功分量： 效率，先按设计要求假定，可选效率，先按设计要求假定，可选 =0.888。8989、满载电抗电流：、满载电抗电流： 式中式中x2E1dp2ef12ecKlqX2d22sksk5 . 0XtbX21sk2e2d2s2XXXXXXXX1

21、pI1mmm112p12p1x11XIXXXIXIXI9090、满载电流无功分量：、满载电流无功分量：9191、满载电动势系数：、满载电动势系数： 此值应与此值应与3232项假定值误差小于项假定值误差小于1 1%，否则应重新假定。，否则应重新假定。9292、定子电流：、定子电流： （A）9393、转子导体电流：、转子导体电流： （A） 电流折算系数电流折算系数9494、转子端环电流：、转子端环电流： （A）xmQIII1Q1pLE11XIRIK22R21dp1111kw222x2p2kw112Q2p12IpZIZKNmKKIIIIIIIIIIII9595、定子电密、定子电密： （A/mm2）9

22、696、线负荷：、线负荷： （A/cm）9797、热负荷：、热负荷：9898、转子导体电密：、转子导体电密： （A/mm2）9999、转子端环电密：、转子端环电密： （A/mm2）100100、空载电动势系数、空载电动势系数：101101、空载定子齿磁密：、空载定子齿磁密： (T)1111 i111121c1c11110JAAJDINmAANaIJ1tE0E10t1m0E2RRR2B2B11010BKKBXIKAIJAIJ102102、空载定子轭磁密：、空载定子轭磁密： (T)103103、定子齿单位铁耗：、定子齿单位铁耗：pt1由由Bt10查得。查得。 (W/cm3)104104、定子轭单位铁耗：、定子轭单位铁耗：pj1由由Bj10查得。查得。 (W/cm3)105105、定子齿体积：、定子齿体积： (cm3)106106、定子轭体积：、定子轭体积： (cm3)107107、铁