基于matlab的异步电机电磁核算程序设计.

毕业设计
题目：基于MATLAB的异步电机电磁核算程序设计学院：电气信息学院
学生姓名：
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诚信声明
本人声明：
1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；
2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；
3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。

作者签名：日期：年月日
毕业设计（论文）任务书
题目：基于Matlab的异步电机电磁核算程序设计
姓名学院电气信息学院专业电气工程班级学号
指导老师职称讲师/博士教研室主任
一、基本任务及要求：
设计内容：掌握计算辅助电机设计的基本原理和方法，掌握用计算机查表、读图常用方和基本算法。

利用MATLAB，编写异步电机的电磁计算程序。

主要内容如下：
1、掌握异步电机的电磁设计方案和方法；
2、电机设计的计算机辅助设计的一般问题如（曲线、表格等的处理）及解决的方法；
3、电磁计算的MA TLAB编程；
4、利用Matlab设计异步电机电动机的电磁设计程序；特性曲线等的绘制。

设计要求：
1、绘制规范的程序流程图；
2、计算准确（与商业设计程序进行对比）；
3、编程规范（程序要添加必要的注释说明内容）、易维护。

4、人机界面（用户界面）友好；
二、进度安排及完成时间：
1、1月3 日～1月13日：查阅资料；撰写文献综述和开题报告；确定总体方案；
2、3月20日～4月20日：毕业实习、撰写实习报告；
3、4月21日～5月20日：毕业设计；
4、5月21日～6月5 日：撰写毕业设计论文；
5、6月6 日～6月10日：指导老师评阅、电子文档上传FTP；
6、6月11日～6月12日：毕业设计答辩；
目录
摘要 (I)
Abstract. .................................................................................................................................... I I 第1章电机设计概述 (1)
1.1 电机制造工业的发展概况与发展趋势 (1)
1.2 电机设计的任务与过程 (2)
1.3 电机设计的国家标准 (3)
1.4 电机设计的国际标准 (4)
第2章电子计算机在电机设计中的应用 (6)
2.1 电子计算机在电机设计中的应用概述 (6)
2.2 MATLAB与电机设计 (6)
第3章电机设计和电机电磁核算 (7)
3.1电机设计的步骤和内容 (8)
3.1.1 电机设计步骤 (8)
3.1.2电机设计流程 (8)
3.2 电磁计算步骤与内容 (9)
3.3 额定数据与主要尺寸 (9)
3.4 磁路计算 (13)
3.5 参数计算 (16)
3.6 工作性能计算 (21)
3.7 起动性能计算 (24)
第4章电动机的计算机辅助设计 (27)
4.1 电动机的计算机辅助设计程序设计中相关问题 (27)
4.2 电动机计算机辅助设计程序编制 (28)
4.3 电动机的计算机辅助设计程序设计中相关问题处理 (28)
4.4 图表、曲线的数学处理 (29)
第5章基于MATLAB的电磁设计程序 (30)
5.1 程序设计思路 (30)
5.1.1 概述 (30)
5.1.2 电磁计算的程序设计流程 (30)
5.2 电磁计算程序设计流程图 (32)
5.3 电机额定数据和主要尺寸程序分析 (33)
5.3.1 电机的额定数据 (33)
5.3.2 额定数据和主要尺寸程序分析 (33)
5.4 磁路计算与参数计算的程序编写 (39)
5.5 工作性能与起动性能的程序计算 (41)
5.5.1 工作性能计算程序 (41)
5.5.2 起动性能计算 (43)
结束语 (45)
参考文献 (46)
致谢 (47)
附录主程序 (48)
基于MATLAB的异步电机电磁核算程序设计
摘要：近年来，电子计算机已逐步在电机设计中广泛应用，它不仅作为高速运算工具代替繁复的手工计算，使设计分析水平大大提高，不断发挥其存储和逻辑判断功能，逐步应用到设计综合和设计优化中。

而MATLAB是电子计算机应用中最常用的一种软件。

根据MATLAB语言在电机设计中的算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等优点，故本文主要应用MATLAB语言来对异步电机电磁核算程序进行设计。

异步电机又称感应电机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。

电磁核算程序设计是电机设计的核心。

按照相关标准和技术协议，通过电磁计算，确定电机的主要尺寸、电机参数、工作性能和起动性能。

电磁核算程序设计有几种典型方法。

它们是有限元法、矩量法、时域有限差分法。

关键词：MATLAB；异步电动机；电磁核算程序设计。

Asynchronous Machine Electromagnetism Calculation
Programming Based on MATLAB
Abstract：In recent years, the electronic computer has been widely used in motor design, it not only as the high speed computing tools instead of heavy and complicated, make a design manual calculation analysis level greatly improved, and bring into play the storage and the logic function, gradually applied in the comprehensive and design optimization design. And MATLAB is computer applications in a kind of the most commonly used software.
MATLAB language in motor design according to the method of development, data visualization, data analysis and numerical calculation and other advantages, so in this main application MATLAB language of asynchronous motor to electromagnetic accounting procedures design.
Asynchronous motor also called induction motor, is a rotating magnetic field by the air gap and the rotor winding induction current interact to produce electromagnetic torque, so as to realize the mechanical and electrical energy into mechanical energy of a kind of ac motor.
Electromagnetic accounting program design is the core of the motor design. According to the relevant standards and technical agreement, through the electromagnetic computing, determine the main dimensions of the motor, electrical parameters, working performance and starting performance. Electromagnetic accounting program design have several typical method. They are the finite element method, the method of moments is, the finite difference time method.
Keywords：MATLAB; Asynchronous Motor; Electromagnetic accounting program design.
第1章电机设计概述
1.1 电机制造工业的发展概况与发展趋势
一、单机容量迅速增长
1．单机容量要增加的原因：
从制造角度看，功率大，材料越省，效率高，电机材料选用率提高；
从运行角度看，功率大，机组数目少，运行人员少，维修费用减小。

2．国内单机容量：发电机方面：第一台10MW空冷水轮发电机（1955）、6MW空冷汽轮发电机（1956)和12M双水内冷汽轮发电机（1958）诞生后，又制成100MW 双水内冷和氢内冷、125MW与200MW双水内冷，200MW水氢冷和300MW双水内冷与水氢冷汽轮发电机，225MW空冷、300MW双水内冷与空冷水轮发电机和600MW水氢冷汽轮发电机。

国产汽轮发电机在不长时间内就从空冷、氢冷发展到双水内冷和水氢冷，从而掌握了大型汽轮发电机除全氢冷以外的各种发电机技术。

其次通过大小水电站的建设，基本上掌握了主要类型水电机组的设计和制造技术，最大的单机容量达到300MW。

在大型交直流电机方面，已经制成的重大产品有：6300KW、2极笼形转子感应电动机，4000KW、2极绕线型转子感应电动机、16000KW、16极同步电动机，6300KW、1500r/min整块磁极同步电动机等。

3．国外单机容量
汽轮发电机产品方面：上个世纪50年代，大型发电机的单机容量多在100--200MW，60年代增至300--600MW,70年代，已经制成800--1300MW的机组。

二、向多品种发展
我国中小型电机系列有72个系列，531个品种
J、JO第一次统一设计
J2、JO2第二次统一设计
Y、YO第三次统一设计（性能好，效率高，噪声小）基本系列：异步电机JS2笼型
JR2绕线型
T2同步电机
Z3直流电机
防爆、船用、潜水
派生和专用系列：单绕组多速、力矩、起重冶金等
单绕组多速、力矩、起重冶金等
三、积极采用新技术、新材料、新结构和新工艺
①应用电子计算机进行电磁计算、磁场、温度场和零部件机械计算
②异步电机单绕组多速和Y-△混合绕组
新技术③同步电机的无刷励磁，静止半导体励磁、谐波励磁和整块磁极
④直流机的可控硅供电、无槽电枢
⑤双水内冷却技术、直线电机先后投入生产
①绝缘材料：主要采用E、B级，向B、F级过渡
②环氧玻璃粉云母带
③无溶剂浸渍漆
新材料④聚酰亚胺
⑤DMD复合绝缘（中间为涤纶薄膜，两面为涤纶纤维纸）
⑥玻璃钢（即高强度玻璃纤维增强塑料）
⑦电工材料：向冷轧方面发展
①自动化：自动下线、端部开槽
②半自动化：总装自动线
新工艺③静电喷漆
④中型电机转子导条环氧粉末涂敷
⑤机座射压造型
四、标准化、系列化、通用化程度不断提高
五、积极开展电机理论、测试技术和新型发电方式的研究
近年来，我国加大了对电机绕组、附加损耗、附加转矩、电机冷却、大型电机的端部磁场的研究力度并取得了一定的成功。

除此之外我们科技人员对原子能、磁流体、地热、太阳能、风力和燃气轮机用于发电开展研究、测试，先后建成了一些大型发电站如大亚湾核电站并投入电网运行。

还有对电机测试技术以及超导电技术在电机中的应用开展了研究，并取得了不少成果。

1.2 电机设计的任务与过程
1、电机设计的任务
①根据用户提出的产品规格（功率、电压、转速）和技术要求（效率、参数、温升、
机械可靠性）；
②结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况；
③运用有关的理论和计算方法；
④正确处理设计中遇到的多种矛盾；设计出性能好，体积小、结构简单、运行可靠、
制造和使用、维修方便的先进产品。

2、设计依据
给定：额定功率、额定电压、相数、相间连接法、
额定频率、额定转速、额定功率因数
3、电机设计过程
①准备阶段：熟悉国家标准；
收集相近电机样本和技术资料；
听取生产使用单位的意见要求；
编制技术任务或技术建议书。

②电磁设计：
根据技术条件或技术任务书的规定，参照生产实践经验，通过计算方案比较来确定与所设计电磁性能有关的一些尺寸和数据，选定有关材料，并核算电磁性能。

③结构设计：
机械结构、零部件尺寸、加工要求、材料；
机械计算；
通风计算；
温升计算。

4、对设计人员的要求
①了解国家的技术经济政策；
②本厂的工艺要了解；
③要了解用户提出的规格要求；
④要熟悉前人的经验知识。

1.3 电机设计的国家标准
电机的国家标准是国家有关部门在总结以往电机设计、制造和使用经验的基础上，从当时实际情况出发，并考虑今后发展的需要面对电机提出一定要求的文件。

它是电机生产的依据，也是评判的电机质量优劣的准则。

国家标准所规定的各项要求是综合考虑
了产品的实用性、技术上的先进性，经济上的合理性、使用上的可靠性和生产上的可能性提出的。

这些要求之间是密切相关、不可分割的。

我国关于电机的国家标准有国家颁发（代号为GB）和中央各部颁发的（例如原机械工业部颁发的标准代号为JB）两种，后者也称为“部颁标准”。

国家标准（代号GB）：对电机的一般要求规定和技术要求；
GB755-87电机基本技术要求：各类电机技术要求、铭牌、线端标志；
GB997-81电机结构形式及其代号：规定各类电机安装和外形尺寸的代号。

部颁标准（代号JB）：对某一类电机的技术要求、额定数据、使用条件；
JB3074-82（IP-44）Y系列（IP-44）三相异步电动机技术条件；
JB1104-68Z2系列小型直流电机技术条件。

各类电机试验方法：GB755-87中小型三相异步电动机试验。

1.4 电机设计的国际标准
国际标准：指国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）所制订的有关标准。

IEC的第二技术委员会（简称TC2）是专门制订旋转电机标准的机构，它目前设有6个分技术委员会，分管汽轮发电机，尺寸和功率等级，电刷、刷握、换向器和集电环，试验方法和程序，外壳防护、冷却方式和安装以及电机绝缘分级等工作。

此外，NEMA标准是现在在我国通用度比较高的另外一种电机设计制造准则。

目前两岸三地的很多电机制造企业都在应用NEMA标准来指导电机的设计制造和生产。

NEMA标准名称：美国全国电气制造商协会标准（NEMA Standards Publications）。

NEMA是美国电气制造商协会（National Electrical Manufacturers Association）的英文缩写。

美国电气制造商协会为1926年电力俱乐部与供电设备制造商协会合并成立的机构，由美国560家主要电气制造厂商组成，主要是由发电、输电、配电和电力应用的各种设备和装置的制造商。

NEMA积极支持与参加美国国家标准学会（ANSI）的标准化活动，并向美国政府与军用标准化组织提供情报资料和建议。

标准制订的目的是消除电气产品制造商和用户之间的误解并且规定这些产品应用的安全性。

它的标准化活动所涉及的范围非常广泛，除上述电气产品外，还包括X射线装置等，标准化活动多数是与其他组织联合进行的。

NEMA标准种类有以下几种：1．正式标准（Adopted Standards）：系用于已正式成批生产的标准化产品；2 推荐标准（Recommended Standards）3．供将来设计用的推荐标准（Suggested Standards for Future Design）：系用于正在研制中的重要工程产品，对在销产品不作规定而仅适用于今后开发的产品；4．经认可的工程情报（Authorized
Engineering Information）：其内容为说明性的资料或者其他情报资料。

标准编号：NEMA+字母符号（多数来自标准主题的两个英文字母，或三个英文字母）+序号（或无字母符号）+年份。

例：NEMA HV 2-1974（R 1979）。

第2章电子计算机在电机设计中的应用
2.1 电子计算机在电机设计中的应用概述
在电机设计中应用电子计算机是从上世纪50年代开始的，至今仍在进行广泛的研究和探索。

利用电子计算机进行电机设计的程序可以分成“设计分析”、“设计综合”和“优化设计”三种类型。

“设计分析”程序是按设计人员事先估计好的若干设计参量，以一定程序步骤来计算产品的性能，相当于常规的设计核算。

电子计算机仅仅用来对设计方案进行计算分析，而对计算结果的评价以及设计方案的调整仍需设计人员决定。

但是设计分析程序是很重要的，它是设计综合和设计优化的基础。

“设计综合”程序是根据已知的性能要求，决定电机各设计参量的程序。

在使用设计分析程序时，设计人员必须花费一定的时间去分析各个方案的计算结果，然后人为地调整某些设计数据，为下一次计算准备，经过多次反复比较计算后才能得到满意的设计方案。

而在这些设计综合程序中，这些过程都在计算机内部进行，因此大大缩短了设计时间。

“设计优化”程序是对设计问题提出明确的数学模型，然后依据现代数学的寻优理论并采用优化方法，自动获得较优或最优方案的程序。

应用计算机设计电机大致可以分为以下几个步骤：选定目标、数学描述、数值处理、编制程序、整理输入数据、检验程序和结果分析。

对于优化设计程序必须明确优化目标，其次是优化方法。

对于综合设计则需要明确以哪些参数作为主要变量，其变化范围以及性能的合格标准和容差。

目前用于电机设计及分析仿真的软件有BASIC、MATHCAD、Ansoft、INFOLYTICA、南牛软件和MATLAB等。

2.2 MATLAB与电机设计
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。

附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB环
境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。

MATLAB的主要特点：
（1）语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。

MATLAB程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。

（2）运算符丰富。

由于MATLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。

（3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。

（4）程序限制不严格，程序设计自由度大。

例如，在MATLAB里，用户无需对矩阵预定义就可使用。

（5）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。

（6）MATLAB的图形功能强大。

在FORTRAN和C语言里，绘图都很不容易，但在MATLAB里，数据的可视化非常简单。

MATLAB还具有较强的编辑图形界面的能力。

异步电机设计中电机电磁计算程序设计主要是根据设计任务书的规定，参照生产实践经验，计算确定定转子铁心各部分尺寸、槽数配合；定转子绕组设计；电机的磁路、参数、运行性能和起动性能的计算。

通过电磁计算所得的电机性能指标必须符合国家标准或设计任务书的要求，否则应进行调整。

在电机磁算过程中一般选择若干个不同的方案同时进行，然后通过分析比较选择最佳方案。

电机电磁计算程序设计相当于求解一项比较复杂的数学计算题，随着计算机技术的发展，为电机电磁计算程序设计创造了有利条件，利用计算机并应用数值方法进行求解是解决这类问题的有效途径。

电机电磁计算程序设计一般是先根据电机理论建立起问题的数学模型，然后对数学模型进行数学上的推导、演算，得出解决方案，MATLAB的应用使繁琐的数学处理工作的效率大大加快了。

从异步电机电磁设计的手算程序转变为计算机软件设计，使用Windows平台下的MATLAB进行电机设计软件的开发，该软件具有友好的工作平台和编程环境、简单易用的程序语言、强大的科学计算机数据处理能力、出色的图形处理功能、应用广泛的模块集合工具箱、实用的程序接口和发布平台、友好的人机界面等优点，简单易用，功能强大，方便运算和程序操作，设计出的操作界面清晰明了，便于人机交流，并且使用了数据的存储管理上较为先进的数据库技术，可以方便存储和读取数据，加强了数据管理的结构化和安全性，也可以实现数据查询的功能，极大地方便了用户，提高了工作效率和设计的精确度。

第3章电机设计和电机电磁核算
3.1电机设计的步骤和内容
3.1.1 电机设计步骤
电机设计人员首先需要深刻理解电机设计的具体步骤和基本内容。

电机设计的一般步骤是根据给定的电机数据(通常包括输出功率、额定电压、接线方式、相数、频率、极对数)、电机的冷却方式、运行条件、绝缘等级和主要性能指标按照哪一种技术条件的规定来计算电机的主要尺寸、磁路、电机参数、工作性能、起动性能以及发热计算结构设计和机械设计。

除发热计算、结构设计和机械设计之外，其他计算统称为电磁计算。

电机设计的一般步骤是先进行电机的电磁计算，再考虑电机在给定冷却条件下采用哪一种冷却系统，选定电机的结构型式，计算出机座、转轴、换向器和厚壁圆筒。

3.1.2 电机设计流程
一准备阶段二电磁设计
三 结构设计
3.2 电磁计算步骤与内容
本次电磁设计根据文献[1]计算。

设计电机时依靠已知数据首先计算额定数据和主要尺寸。

已知数据如下：
额定功率N P 额定电压φN U 功电流φ
N N
kw U m P I 1=
效率η根据设计任务书给定 功率因数ϕcos 根据设计任务书给定。

极对数P 具体步骤内容如下：
1 额定数据与主要尺寸
2 磁路计算
3 参数计算
4 工作性能计算
5 起动性能计算
3.3 额定数据与主要尺寸
1）定转子槽数1
Z 2Z
再根据文献[1]表10-8选定2Z 定转子每极槽数。

2
12p Z Z p (0.1)
22
2p Z Z p
(0.2)
2）确定电机主要尺寸。

一般参考类似电机的主要尺寸来确定Di1和lef 。

有经验公式文献[1]10-8求出满载电势标幺值E
K '，再计算功率P ',最后求出1
D 和ef l 。

3) 确定气隙
10.3*(0.4
7)i ef D l
(0.3)
于是铁心的有效长度
2
ef i
l l (0.4)
转子外径
21
2
i D D (0.5)
4) 极距
1
1
i D Z πτ=
(0.6)
定子齿距
1
12
i D t Z π=
(0.7)
转子齿距
22
2
D Z t π=
(0.8)
5) 设定定子绕组型式，选定节距Y ，以槽数计。

6) 为了削弱齿谐波磁场的影响，转子采用斜槽，一般斜一个一个定子齿距1t ，得转
子斜槽宽sk b
7) 设计定子绕组。

求取每相串联导体数
1
11i KW
COS D N m I φηϕπ=
(0.9)
毎槽导体数
111
11
m a N N Z φδ=
(0.10)
8) 绕组线规设计，初选定子电流密度1J '，由文献[1]式（10-16），计算导线并绕根数 和每根导线截面积的乘积
11111i c I N A a J ''=
'
(0.11)
其中1I '为定子电流估算值
cos KW
I I ηϕ'=
''
(0.12)
9) 设计定子槽型。

采用梨形槽，齿部平行。

初步取1i B '按文献[1]式（10-18）估算定子
齿宽1t b ，再选1j B '按照文献[1]10-19估算定子轭部计算高度1j h '.取0101,h b 。

齿宽计算如下：
10111211211
(222)
2i i D h h h b r Z π+++=
-
(0.13)
101211111
(22)
i i D h h b b Z π++=
-
(0.14)
两个数据进行比较，若数值差别不大，则齿部基本平行，齿宽取其平均值。

10）计算槽满率 槽面积
212
2111
2()22
s s r r b A h h π+=-+
(0.15)
按照[1]附录三，槽绝缘采用DMDM 复合绝缘，不同t ∆， 不同槽楔为h （单位为毫米）层压板， 槽绝缘占面积
21(2)i s A t h r π'=∆+
(0.16)
槽有效面积
ef s i A A A =-
(0.17)
槽满率
2
11i s f e f
N N d S A =
(0.18)
11）绕组系数
1sin
2p K π
β= (0.19)
1
sin
2sin
2
d q K q αα=
(0.20)
其中
1
2p
Z πα= (0.21)
11dp d p K K K =
(0.22)
每相串联导体数为
11dp N K φ
(0.23)
12）设计转子槽型与转子绕组，按照文献[1]式10-39，预计转子导条电流
11dp N K φ (0.24)
11
212
3dp I N K I K I Z φ'
=
(0.25)
其中I K 由文献[1]表10-10查出。

选定导条电密
22,,B i j J B B '''
(0.26)
计算出导条截面积，
2
B
I k J '=' (0.27)
转子齿宽
222
i FE i t B b K B δ'
'=
' (0.28)
转子轭部计算高度
22
2p j F E j B h K B δτα'''=
' (0.29)
为了获得较好的起动性能，采用平行槽，槽口尺寸
202,s b h
(0.30)
导条截面积
2021222
121222()22
b b r A h b h π+=++
(0.31)
按照文献[1]式10-41估计 端环电流
2
22R
Z I I P
π''= (0.32)
端环所需面积
R
R
R
I A J ''=' (0.33)
3.4 磁路计算
13) 计算满载电势 初设
(1)E
L K ε''=- (0.34)
1(1)L N E U φε=-
(0.35)
14) 计算每极磁通 初设
S
K ' (0.36)
由文献[1]表3-5查得
NM K
(0.37)
由文献[1]式3-9，得
1
11
4N dp E K K fN φ=
(0.38)
为了计算磁路各部分磁密，需要先计算磁路中各部分得导磁截面． 15) 每极下齿部截面积
111t FE i i p A K l b Z = (0.39)
222t Fe i t p A K l b Z =
(0.40)
16) 定子轭部计算高度由文献[1]式3-37即
1
1
211
1
2
3
i j i D D r h h (0.41)
转子轭部计算高度由文献[1]式3-38即
2
2
222
2
2
3
i j i D D r h h (0.42)
轭部导磁截面积
11j Fe i j A K l h = (0.43)
211j Fe i i p A K l b Z =
(0.44)
17) 一极下空气隙截面积
d ef A l τ=
(0.45)
18) 磁路计算选择的是通过磁极中心线的闭合回路，该回路上的气隙磁密是最大值。

求
得波幅系数
1S p
F α=
' (0.46)
19) 气隙磁密由文献[1]式3-7计算
F B A δδδ
φ
=
(0.47)
20) 由文献[1]式3-26，对应于气隙磁密最大值处的定子齿部磁密
111
1
e f S t Fe i t i B l t F B K l b A δφ
=
=
(0.48)
21) 转子齿部磁密
22
S t i F B A φ
= (0.49)
22) 从文献[1]附录五的D23查得对应于上述磁密的磁场强度
12,i i H H
(0.50)
23) 有效气隙长度
ef K δδδ=
(0.51)
δK 为气隙系数，
12K K K δδδ=
(0.52)
24) 齿部磁路计算长度
21
11121()3i r L h h =++
(0.53)
22
21222()3
i r L h h =++
(0.54)
25) 轭部磁路计算长度
111()
122j j D h L p
π'-'=
⨯
(0.55)
222()
122
j j D h L p
π'+'=
⨯ (0.56)
K B F δδδδ
μ=
(0.57)
27) 齿部磁压降
111i i i F H L = (0.58)
222i i i F H L =
(0.59)
28) 饱和系数按照文献[1]式3-15计算
12
i i S F F F K F δδ
++=
(0.60)
与初设值S K '相比较，若是误差比较大就从14）重新计算。

29) 定子轭部磁密按照文献[1]式3-36计算
11
12j j B A φ
=
⨯
(0.61)
30) 转子轭部磁密
22
12j j B A φ
=
⨯
(0.62)
31) 从文献[1]附录五的D23查处对应的上述磁密的磁场强度：
12,j j H H
(0.63)
32) 按照文献[1]式3-42计算轭部磁压降，轭部磁压降校正系数见文献[1]附图1-3b
1111j j j j F C H L '= (0.64)
2222j j j j F C H L '=
(0.65)
33) 每极磁势
01212i i j j F F F F F F δ=++++
(0.66)
34) 按照文献[1]式3-57计算满载磁化电流
111
20.9m dp pF I m N K =
(0.67)
35) 磁化电流标幺值
m
m KW
I I I *=
(0.68)
2
11
10()4dp ms
ef s ef
N K m X f l K p τ
μπδ=
(0.69)
3.5 参数计算
37) 线圈平均半匝长 定子线圈节距
图3.1 线圈尺寸
定子线圈节距
[]
1011121212()2i D h h h r p
νπτβ++++=
(0.70)
其中节距比为β
为平均值，直线部分长度
12N l d K οντ=+
(0.71)
其中1d 是线圈直线部分伸出铁芯的长度，一般取10至30mm ，机座大者，极数少者取较大值。

平均半匝长
B l l K οοντ=+
(0.72)
式中οK 是经验系数，2极时取1.16，4、6极取1.2，8极取1.25。

38) 端部平均长
12N l d K οντ=+
(0.73)
39) 由文献[1]式4-38可知感应电机定子绕组的漏抗为
2
11
011
4ef N X f l pq σπμλ=∑
(0.74)
除以阻抗基值
2
1N N
KW KW
U m U Z I PN
φ=
=
(0.75)
即可得定子漏抗标幺值，
111
11
2(
)x dp m p
X C Z K σλ**=∑ (0.76)
式中
1
111s E δλ
λλλ=++∑
(0.77)
x C 为漏抗系数，
201114()dp ef N
x N f N K l P C m pU φ
πμ=
(0.78)
40）按照文献[1]附录四计算定子槽比漏磁导。

节距漏抗系数为1,1L K K ν
11111s L L K K ννλλλ=+
(0.79)
41）只有在铁心部分有槽漏抗，因此在计算槽漏抗时要乘上ef
i
l l
1112
112i
s x ef
dp l m p X C l Z K δλ*=
(0.80)
42) 考虑到饱和的影响，定子谐波漏抗按文献[1]式4-76代入文献[1]式4-38计算，
111122
1112x x dp ef dp s
s
m p m X C C Z K K K δδτλδπ*=
=∑ (0.81)
43) 单层交叉式绕组的端部漏抗与分组的单层同心式绕组相近，将文献[1]式4-92代入
文献[1]4-38求出：
12
1
0.47
(0.64)f E B x e dp X l C l K ντ*=
- (0.82)
44) 定子漏抗标幺值
1111s E X X X X σδ****=++
(0.83)
45) 转子漏抗标幺值的计算与定子漏抗标幺值计算相似，但是要将转子漏抗折算到定子 边。

将转子数据
2N
(0.84)
2
22
2Z pq m =
(0.85)
代入文献[1]式4-38乘以折算系数
2
112
4()dp m N K K Z =
(0.86)
除以阻抗基值，便有
1222
2x m p
X C Z δλ*=
∑ (0.87)
46) 转子槽漏抗标幺值：
12222f
i
s x e l m p X C Z l δλ*
=
(0.88)
47) 考虑饱和影响的谐波比漏磁导由文献[1]式4-95求出，于是转子谐波漏抗标幺值
121222
222x ef ef R m R Z m p X C K Z p K δδδ
ττδππδ*=
=∑∑ (0.89)
48) 转子绕组端部比漏磁导按文献[1]式4-95计算，转子绕组端部漏抗标幺值
20.7572R
E x ef D X C l p
*
=
(0.90)
49) 转子斜槽漏抗按文献[1]式4-162计算
222
0.5()sk sk
b X
X t δ**
=
(0.91)
50) 转子漏抗标幺值之和
22222222s E sk s E sk X X X X X X X X X X δδδδ**********=+++=+++
(0.92)
51) 定转子漏抗标幺值之和
12X X X δδδ***
=+
(0.93)
52) 定子绕组直流电阻按文献[1]式4-5计算
11111
2e
i c N l R N A a ω
ρ=' (0.94)
为B 级绝缘平均工资温度75摄氏度时铜的电阻率。

53) 定子绕组相电阻标幺值。