永磁同步发电机的设计与磁场项目设计方案

第4章 电磁设计程序

4.1额定数据

(1)额定功率: PN=7.5kw (2)相数: m=3

(3)额定电压(线电压):UN=400V 额定相电压(Y型接法):U???(4)额定相电流:

UN400??231V 33PN?1037.5?103 IN???12.025A

mU?Ncos?3?231?0.9(5)效率: ?N?94%

(6)功率因数: cos??0.9(滞后) (7)额定转速: nN?1500r?min (8)额定频率: f?50Hz (9)冷却方式: 空气冷却 (10)转子结构方式:切向套环式 (11)固有电压调整率:?U?10%

4.2永磁材料的参数尺寸确定

(12)永磁材料牌号:N35H

(13)预计工作温度:T?80oC (14)剩余磁通密度:Br?1.22T 工作温度时的剩磁密度:

?BrIL??????r20100100??????????? ??????????? 100???????Br??????????(15)计算矫顽力 HC20?923KA?m 工作温度时的计算矫顽力:

???IL??Hc??1??T?20?Br??1??HC20100100??????????? ??1??80?20? ?923?100???856.54KA?m(16)相对回复磁导率:

?r?Br1.132?3?10?3??10?1.052?H?m??7 HC?0856.54?4?3.14?10 ?0真空磁导率,?0?4??10?7H?m

(17)在最高工作温度时退磁曲线拐点位置bk?0 (18)永磁体磁化方向长度:hm?2cm (19)永磁体宽度:bm?4.5cm (20)永磁体轴向长度:Lm?17cm (21)永磁体段数:W?5 (22)极对数: p?60f60?50??2 nN1500(23)永磁体每极截面积: 切向结构

Am?2Lmbm?2????4.5?153cm2 (24)永磁体每对极磁化方向长度: hMp?hm?2cm

(25)永磁体体积:

Vm?pAmhMp?2?????2?612cm3 (26)永磁体质量:钕铁硼永磁 ??7.3g?cm3 mm??Vm?10?3?7.3?????10?3?4.4676Kg

4.3 转子结构尺寸

(27)气隙长度: 均匀气隙

???1???0.05?0.15?0.2cm ?1 空气隙长度(cm) ?:无纬玻璃丝带厚度或非磁性材料套环厚度,cm (28)转子外径:D2?14.5cm (29)轴孔直径:Di2?4cm (30)转子铁心长度:

L2?Lm??W?1??L?17?0?17cm (31)衬套厚度:

214.5?4?2??0.15?0.15?4.5?切向套环结构? 其中 ???0.15

2?0.45cmhh?D2?Di2?2??????bm?(32)极距: ???D22p?3.14??????11.39cm

2?2(33)极弧系数:?p?0.77 (34)极间宽度:

b2??1??p????1?0.77??11.39?2.6197cm

4.4 定子绕组和定子冲片尺寸

(35)定子外径:D1?22cm (36)定子内径:

Di1?D2?2?1?14.5?2?0.05?14.6cm (37)定子铁心长度:L1?17cm (38)每极每相槽数:q?3

(39)定子槽数:Q?2mpq?2???2?3?36 (40)绕组节距:y?8

180o?8180o?9?0.9848 (41)短距系数:双层绕组Kp?sin?sin22(42)分布系数:

180180sinsin2m?2?3 Kd??0.9598 180180qsin3?sin2mq2?3??(43)斜槽因数:

2sin?s0.3492?sin2?2?0.9949 ?s0.349 Ksk??s斜槽中心角,

?s?t?sk??11.273?3.14?0.349rad

3.14?14.6?4tsk 斜槽宽距离,

tsk??Di1Q?3.14?14.6?1.273cm 36(44)绕组系数:

Kdp?kdkpksk?0.9598????????0.9949?0.9404 (45)预估永磁体空载工作点:b?m0?0.832 (46)预估空载漏磁系数:???1.122 (47)预估空载磁通:

b?m0BrAm??????1.132?153?10?4??10?4 ????????12.843?10?3wb????(48)预估空载电动势:

??UN???1? E0100?10????U?1?N????231?254V ??100?(49)绕组每相串联匝数:

?E0N??4.44fKdp????0K?

?254?98.684.44?50?0.9404?12.843?10?3?0.96(50)每槽导体数: Ns??aN1????????16.44 (取16) pq2?3(51)实际每相串联匝数: pqNs2?3?16 N???96

a1(52)估算绕组线规:假设J??3.7A2?mm2 Acu?IN12.025??3.25mm2 ?aJ1?3.7采用两根直径为1.3mm和一根直径为0.9mm三根并绕,绝缘后直径分别为1.41mm和1.0mm。

?1.3??0.9?2总截面积:S?2?????? ??3.28mm??2??2?(53)实际电流密度: J?IN12.025??3.6661A?mm2 aNtAcu1?3.2822(54)电负荷: A?QNSIN2mNIN2?3?96?12.025???151.086A?cm a?Di1?Di13.14?14.6(55)定子冲片槽型设计:

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