maxwell软件- 自起动永磁同步电动机

11 自起动永磁同步电动机
本章我们将简化RMxprt 一些基本介绍，以便介绍一些更高级的使用。

有关RMxprt 基本操作的详细介绍请参考第一部分的章节。

11.1基本理论
同步电机定子绕组上输入三相正弦电压，在气隙中产生旋转磁场。

转子上的永久磁极力图与定子旋转磁场对齐，因而在转子上产生同步转矩。

起动时，转子上的阻尼绕组产生异步起动转矩，使其具有自起动能力。

自起动永磁同步电机的频域相量图如图11.1所示。

图 11.1 矢量图
图11.1中，R 1、X d 、X q 分别为定子电枢的电阻、d 轴同步电抗和q 轴同步电抗。

aq
1q ad 1d X X X X X X +=+=
(11.1)
上式中，X 1为电枢绕组漏电抗，X ad 和X ad 分别为d 轴电枢反应电抗和q 轴电枢反应电抗。

设力矩角为θ（相量E 0与相量U 的夹角），可导出
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡-=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-θθsin cos U E U I I X R R X 0q d q 1
1d (11.2)
解得：
⎥
⎦
⎤⎢⎣⎡+---+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡θθθθsin )cos (sin )cos (U X E U R U R E U X X X R 1
I I d 0110q q
d 2
1q d (11.3)
设相量I 与相量E 0的夹角为ψ：
q
d
1
I I -=tan ψ (11.4)
功率因数角φ（相量I 与相量U 的夹角）为：
ψθϕ+=
(11.5)
输入电功率为：
ϕcos UI 3P 1=
(11.6)
输出机械功率为：
)
(Fe Cu fw 12P P P P P ++-= (11.7)
式中P fw , P Cu , 和P Fe 分别为风摩损耗、电枢铜损和铁心损耗 输出机械转矩为：
ω2
2P T =
(11.8)
式中ω为同步角速度rad/s ).
电机效率为：
%100P P 1
2
⨯=
η
(11.9)
电机的起动方式与感应电机相同，即借助于转子上的鼠笼绕组（在此称为阻尼绕组）产生起动力矩。

11.2 主要特点
11.2.1适用于8种转子结构
转子结构中由于永久磁钢的布置方式不同，转子的磁路结构差别很大。

RMxprt 可对不同的转子结构进行分析和设计。

11.2.2线圈和绕组的排列优化设计
几乎所有常用的三相和单相，单层和双层，整数槽和分数槽交流绕组都能自动设计。

用户不需要一个接一个的自己定义线圈。

当设计者采用全极式单层绕组时，RMxprt 将自动对绕组进行排列，以减少绕组端部长度。

当使用不对称三相绕组时，绕组排列按照最少负序和零序进行优化。

11.2.3 绕组编辑器支持任何单、双层绕组的设计
除了利用RMxprt 中的绕组自动排列功能，用户也能通过Winding Editor 来指定特殊形式的绕组排列。

在Winding Editor （绕组编辑器）中，通过改变每个线圈的相属Phase 、 匝数Turns 、 入槽号In Slot 和出槽号Out Slot ，可排列出任意所需的单、双层绕组分布形式。

11.2.4 阻尼绕组的动态参数分析
第3 ~ 7种转子的阻尼绕组结构与感应电机的鼠笼绕组相同。

第8种转子结构与凸极同步电机相同，这种结构中阻尼绕组处于d-轴和q-轴差别很大的非均匀磁场中，而阻尼条的连接又有每极连接（极间不连接）、全部连接和端板式连接。

所有这些复杂情况RMxprt 都能进行分析处理，给出阻尼绕组的动态参数。

11.3 自起动永磁同步电机
这一节, 我们将演示自起动永磁同步电机设计的一般流程。

点击Start>Programs>Ansoft>Maxwell 12>Maxwell 12从桌面进入Maxwell界面。

从RMxprt主菜单条中点击File>New新建一个空白的Maxwell工程文件Project1。

从RMxprt主菜单栏中点击Project>Insert RMxprt Design。

在Select Machine Type 会话框中选择Line-Start Permanent-Magnet Synchronous Motor，然后点击OK返回RMxprt主窗口。

这样就添加一个新的RMxprt设计。

从RMxprt菜单栏中点击File>Save。

如果想把项目另存为LSSM_4p50Hz550W.mxwl，可从下拉菜单选择Save As然后点击Save返回RMxprt 主窗口。

(参见3.2.6设置默认的项目路径)
分析这个算例，需要做以下几项设置：
1. 设置模型单位(参考章节
2.
3.2.7设置模型单位)：
2. 配置RMxprt 材料库(参考章节
3.
4.1配置材料库)：
3. 编辑线规库(参考章节3.3.2 到3.3.6)：
当选择Line-Start Permanent-Magnet Synchronous Motor做为电机模型时，必须输入如下几项：
1. General data. （基本性能数据）
2. Stator data. （定子数据）
3. Rotor data. （转子数据）
4. Solution data. （解算数据）
可在转子中选择添加或去掉阻尼绕组。

11.3.1基本性能设计
在项目树下双击Machine图标，可显示Properties.对话框。

在如图11.2所示的Machine列表下定义基本性能数据。

图11.2 基本性能指标
1. Machine Type：电机类型。

2. Number of Poles：电机极数。

其值为定子极数的总和（或极对数×2）。

3. Frictional Loss：在参考转速下测得的摩擦损耗（由摩擦产生）
4. Wind Loss：参考转速下测得的风阻损耗（由空气阻力产生）
5. Reference Speed：所给的参考转速。

点击OK关闭Properties对话框。

11.3.2定子设计
双击项目树中的Machine>Stator图标，显示Properties对话框。

在如图11.3所示的Stator列表中输入定子数据。

图11.3 定子数据
1. Outer Diameter：定子外径。

2. Inner Diameter：定子内径。

3. Length：定子铁心的轴向长度。

4. Stacking Factor：定子的迭压系数
5. Steel Type：定子铁心材料类型（参考7.3节设置材料类型）
6. Number of Slot：定子槽数
7. Slot Type：定子槽型（参考7.1.1节槽型）
1) 点击Slot Type显示Select Slot Type对话框。

2) 选择一种槽型（有6种类型可用）
3) 点击OK关闭Select Slot Type对话框。

8. Skew Width：用槽数度量的斜槽宽度
点击OK关闭Properties对话框。

11.3.2.1定子槽型设计
双击项目树中的Machine>Stator>Slot图标，显示Properties对话框（参考7.1.1节槽型）。

在如图11.4所示的Slot卷标中定义定子槽型的几何数据。

点击OK关闭Properties对话框。

图11.4 定子槽尺寸
11.3.2.2 设计定子绕组
双击项目树中的Machine>Stator>Winding图标，显示Properties对话框，其中包含两个列表：Winding和End/Insulation。

11.3.2.2.1定义导线、导体和定子绕组
在如图11.5所示的Winding列表中定义导线、导体和定子绕组
图11.5 导线、导体和定子绕组数据
1. Winding Layers：绕组层数。

从下拉菜单中选择绕组层数（可选1和2）
2. Winding Type：绕组类型（参考7.5.1节的设置交流绕组类型）
1) 点击Winding Type显示WINDING Type对话框。

2) 从以下3种绕组类型中选择一种：
a. Editor
b. Whole Coiled
c. Half Coiled
3) 点击OK关闭WINDING Type对话框。

3. Parallel Branches：定子一相绕组的并联支路数
4.Conductors per Slot：每槽导体数，槽中每个线圈的匝数与层数的乘积。

输入0，RMxprt会进行自动设计。

5. Coil Pitch：以槽数度量的节距，节距是指一个线圈跨过的槽数目。

例如，如果一个线圈起始边在1号槽，终边在6号槽，则节距为5。

6. Number of Strands：每个导体中导线的并绕根数。

输入0，RMxprt会自动设计根数。

7. Wire Wrap：漆包线的双边漆皮厚度。

输入0后能从导线库中自动获得
8. Wire Size：定子绕组导线的直径（输入0，RMxprt会自动设计）。

用户可选择圆导线或扁导线两种型号。

当槽型为1到4时，圆形导线可用（参考7.4.1节设置圆导线）。

当槽型为5或6时，扁导线可用（参考7.4.2节设置扁导线）。

11.3.2.2.2定义端部绕组和槽绝缘数据
可参考7.5.3节端部绕组和槽绝缘中的详细介绍。

在如图11.6所示的End/Insulation列表中定义绕组端部和槽绝缘。

图11.6 端部绕组和绝缘数据
1. Input Half-turn Length：选择或取消该选项框以指定是否想要键入半匝长度。

选中该选项，用户下次打开Properties对话框会出现Half Turn Length。

如未被选中，会有End Adjustment替代其位置。

2. Half-turn Length：电枢绕组的半匝长度。

当Input Half-turn Length被选中时，其可用。

3.End Adjustment：定子绕组的端部长度调节项，及导线伸出定子的垂直距离。

当Input Half-turn Length未被选中时，其可用。

4. Base Inner Radius：底角半径
5. Tip Inner Diameter：线圈外弧半径
6. End Clearance：两临近线圈的间隔
7. Slot Liner：槽绝缘的厚度
8. Wedge Thickness：槽楔的厚度
9. Layer Insulation：层绝缘的厚度
10. Limited Fill Factor：设计槽满率的上限。

点击OK返回RMxprt的主窗口。

11.3.2.2.3 绕组编辑器
对于自起动永磁同步电机，用户可以利用绕组编辑器为每个槽定义不同的导体数。

为了使用绕组编辑器，用户必须在Winding Property中选择Winding Type为Editor (参考3.5编辑交流绕组)。

11.3.3转子设计
在项目树中双击Machine>Rotor图表显示Properties对话框。

在Rotor列表中，定义转子数据
11.3.3.1设计转子
在如图11.7所示的Rotor列表中，定义转子数据
图11.7 转子数据
1. Outer Diameter：转子外径
2. Inner Diameter：转子内径
3. Length：转子铁心长度
4. Steel Type：选择转子材料(参考7.3指定材料类型)
5. Stacking Factor：转子的迭压系数
6. Pole Type转子铁心磁极类型。

点击Pole Type 如图11.8所示，显示Select Pole Type会话框（可选的磁极类型为1到8）点击OK关闭弹出的会话框。

图11.8 选择磁极型式
注：当鼠标放在某个极的按钮上时，就会出现所选磁极的轮廓和相应磁极的尺寸，如图11.9所示。

a. Type 1
b. Type 2
c. Type 3
d. Type 4
e. Type 5
f. Type 6
g. Type 7 h. Type 8
图11.9 磁极型式
点击OK关闭Properties会话框。

11.3.3.2 设计转子磁极
在项目树下双击Machine>Rotor>Pole图标显示Properties对话框，在如图11.10所示Pole列表中，定义转子磁极数据
图11.10 磁极数据
表11.1 可用的磁槽尺寸
磁极D1 B1 Rib O1 O2
1 v v v
2 v v v v
3 v v v v v
4 v v v
5 v v v
6 v v v
7 v v v v
8 v v v
注：根据磁极选择的不同，在Pole列表中的一些单元是不能使用的。

直径D1对所有的磁极都有用的，Rib 对极型8是无用的。

1. Magnet Duct Dimensions：磁槽尺寸，如表11.1所示
2. Magnet Type：指定磁钢类型(参考7.3指定材料类型)
3. Magnet Width：每个磁极的所有永磁体的最大宽度
4. Magnet Thickness：永磁体径向厚度
11.3.3.3设计转子阻尼
可选择为自起动永磁同步电动机的转子添加阻尼
11.3.3.3.1添加或去除转子阻尼
为自起动永磁同步电动机的转子添加阻尼
1.在项目树下用右键点击图标Machine>Rotor
2.从Machine>Rotor>Damper中选择Insert Damper
为自起动永磁同步电动机的去掉转子阻尼
1.在项目树下用右键点击图标Machine>Rotor
2.从Machine>Rotor>Damper中选择Remove Damper
11.3.3.3.2 设计转子阻尼
阻尼数据包括：
1.Damper Slots Per Pole：每极阻尼槽数
2. Slot Type：阻尼槽型(参考7.2.1阻尼绕组槽型)
1) 点击Slot Type按钮，显示Select Slot Type对话框；
2) 选择一种槽型(可选槽型包括1到4)；
3) 点击OK关闭Select Slot Type会话框。

3. Cast Rotor：选择转子导条是否为铸造，导体是否填满槽中的所有可用空间。

否则，RMxprt 将在2D几何模型中假定槽口没有导体。

4. Bar Conductor Type：选择阻尼导体材料(参考7.3设定材料类型).
5. End Length：导条超出定子铁心的单边端部长度。

只指定单边长度，而不是双边长度。

6. End Ring Width：端环的单边轴向宽度。

7. End Ring Height：端环的径向高度。

端环将转子导条相联，端环高度至少应覆盖转子导体。

只指定单边长度，而不是双边长度。

8. End Ring Conductor Type：端环材料(参考章节7.3定义材料属性)。

图11.11 阻尼数据
11.3.3.3.3 设计转子阻尼槽
在工程树下点击Machine>Rotor>Damper Slot显示Properties会话框(参考7.1.2阻尼槽型) 在Slot列表中，如图11.12所示，设计槽尺寸。

点击OK关闭Properties会话框。

图11.12 阻尼槽尺寸
11.3.4 设计转轴
定义转轴数据：
1.点击项目树中的Machine>Shaft图标，显示Properties对话框.
2.在如图11.13所示的Shaft列表中，选择或清除Magnetic Shaft选项，以指定转轴是否由磁性材料制成。

3.点击OK关闭Properties对话框
图11.13 转轴数据
11.4 自起动永磁同步电机的求解
11.4.1 添加计算方案（setup）
设置计算方案：
1. 在项目树下用右键点击Analysis图标，然后右键菜单中点击Add Solution Setup，显示Solution Setup对话框.
2. 在如图11.14的General列表中定义计算方案的数据。

1) Operation Type：在下拉菜单中选择运行方式：电动机Motor或发电机Generator
2) Load Type：从下拉列表中选择负载类型(参考7.8.1电机负载类型).
3) Rated Output Power：电机转轴输出的机械功率。

4) Rated Voltage：电机线电压有效值，并选择其单位。

5) Rated Speed：在电动机负载端的理想输出转速。

6) Operating Temperature：电机运行时的工作温度。

工作温度会影响绕线的电阻，因此
会影响电阻损耗。

图11.14 解决方案设置
3. 在LSSM列表中，如图11.15所示，设计连接数据。

在Winding Connection下拉菜单中有两个选项：星接和铰接。

图11.15 联接数据
4. 点击OK关闭弹出的会话框
11.4.2 分析选择设置
1. 点击RMxprt>Validation Check，显示Validation Check的消息框。

2. 如果设置有问题，可以通过窗口中的诊断消息解决。

3. 点击Close关闭Validation Check的消息框。

4. 当设计被确认后，点击RMxprt>Analyze All。

5. 分析过程会在过程Progress窗口中显示，分析信息会在Message Manager窗口中显示。

11.5自起动永磁同步电机的设计输出
当RMxprt完成求解后，可采用下面的方法观察和分析计算结果：
11.5.1 观察设计输出结果
点击RMxprt>Results>Solution Data显示Solutions对话框，其中包含4个列表。

看完结果后，点击Close来关闭Solution消息对话框。

11.5.1.1 查看计算结果
在Solution Data列表中的Data下拉列表关于三相同步电机的9个数据表。

1.满载数据FULL-LOAD DATA
感应电压基波有效值RMS Fundamental Induced Voltage (V)：24.2495
线电流Line Current (A)：37.9596
相电流Phase Current (A)：21.9154
电枢热负荷Armature Thermal Load (A^2/mm^3)：1489.68
电枢线负荷Specific Electric Loading (A/m)：66968.4
电枢电流密度Armature Current Density (A/mm^2)：22.2445
风摩损耗Frictional Loss (W)：12
铁心损耗Iron-Core Loss (W)： 6.60127
电枢铜损Armature Copper Loss (W)：1132.17
总损耗Total Loss (W)：1150.78
输出功率Output Power (W)：715.836
输入功率Input Power (W)：1866.61
功率因数Power Factor：0.129051
电机效率Efficiency (%)：35.6153
同步转速Synchronous Speed (rpm)：1500
额定转矩Rated Torque (N.m)： 4.55715
力矩角Torque Angle (degree)：77.041
最大输出功率Maximum Output Power (W)：12852.7
2.材料消耗Material Consumption
电枢铜密度Armature Copper Density (kg/m^3)：8900
阻尼条材料密度Rotor Damper Bar Density (kg/m^3)：8900
阻尼环材料密度Rotor Damper Ring Density (kg/m^3)：8900
永磁材料密度Permanent Magnet Density (kg/m^3)：7800
电枢铁心密度Armature Core Steel Density (kg/m^3)：7820
转子铁心密度Rotor Core Steel Density (kg/m^3)：7820
电枢铜重量Armature Copper Weight (kg)：0.938423
阻尼条材料重量Damper Bar Material Weight (kg)：0.246061
阻尼环材料重量Damper Ring Material Weight (kg)：0.0899199
永磁材料重量Permanent Magnet Weight (kg)：0.085176
电枢铁心材料重量Armature Core Steel Weight (kg)： 2.37648
转子铁心材料重量Rotor Core Steel Weight (kg)： 1.45377
总重量Total Net Weight (kg)： 5.18983
电枢钢材料重量Armature Core Steel Consumption (kg)： 5.17225 转子铁心钢材料重量Rotor Core Steel Consumption (kg)： 2.13332 3.空载数据No-Load Operation
定子齿磁密Stator-Teeth Flux Density (Tesla)：0.713305
定子轭磁密Stator-Yoke Flux Density (Tesla)：0.961858
转子齿磁密Rotor-Teeth Flux Density (Tesla)：0.573503
转子轭磁密Rotor-Yoke Flux Density (Tesla)：0.56429
气隙磁密Air-Gap Flux Density (Tesla)：0.317871
磁钢磁密Magnet Flux Density (Tesla)：0.819663
定子齿安匝Stator-Teeth Ampere Turns (A.T)： 2.24658
定子轭安匝Stator-Yoke Ampere Turns (A.T)：7.66109
转子齿安匝Rotor-Teeth Ampere Turns (A.T)：0.960356
转子轭安匝Rotor-Yoke Ampere Turns (A.T)： 1.36107
气隙安匝Air-Gap Ampere Turns (A.T)：155.217
磁钢磁势Magnet Ampere Turns (A.T)：-167.513
漏磁系数Leakage-Flux Factor： 1.22321
定子轭部磁路长修正系数Stator Yoke Correction Factor：0.506564 转子轭部磁路长修正系数Rotor Yoke Correction Factor ：0.506564 空载线电流No-Load Line Current (A)：38.4071
空载输入功率No-Load Input Power (W)：1177.69
4. 磁钢数据PERMANENT MAGNET DATA
剩磁密度Residual Flux Density (Tesla)：0.96
矫顽力Coercive Force (A/m)：690000
最大磁能积Maximum Energy Density (kJ/m^3)：183
相对回复磁导率Relative Recoil Permeability： 1
退磁磁通密度Demagnetized Flux Density (Tesla)：0.532409
回复剩磁密度Recoil Residual Flux Density (Tesla)：0.959995
回复矫顽力Recoil Coercive Force (A/m)：763962
5. 转子数据ROTOR DATA
最大气隙Maximum Air Gap (mm)：0.5
机械极弧系数Mechanical Pole Embrace：0.982794
电极弧系数Electrical Pole Embrace：0.986872
6.定子铁心数据STATOR slot
定子槽型Slot Type： 2
hs0 (mm)：0.5
hs1 (mm)：1
hs2 (mm)：8.2
bs0 (mm)：2.5
bs1 (mm)：5.6
bs2 (mm)：7.6
定子齿上部宽Top Tooth Width (mm)： 4.62354
定子齿下部宽Bottom Tooth Width (mm)： 4.78125
7. 定子绕组数据Stator Windings
每槽导体数Number of Conductors per Slot： 2
并绕根数Number of Wires per Conductor： 1
导线直径Wire Diameter (mm)： 1.12
导线漆膜厚度Wire Wrap Thickness (mm)：0.11
线圈平均跨距Average Coil Pitch： 5
定子槽满率Stator Slot Fill Factor (%)：70.5415
线圈半匝长Coil Half-Turn Length (mm)：148.645
8 稳态参数STEADY STATE PARAMETERS
定子绕组系数Stator Winding Factor：0.933013
D-轴电枢反应电抗D-Axis Reactive Reactance Xad (ohm)：3.42897
Q-轴电枢反应电抗Q-Axis Reactive Reactance Xaq (ohm)：9.58113
D-轴同步电抗D-Axis Reactance X1+Xad (ohm)：3..75304
Q-轴同步电抗Q-Axis Reactance X1+Xaq (ohm)：9.9052
电枢绕组漏电抗Armature Leakage Reactance X1 (ohm)：0.32407
电枢绕组相电阻Armature Phase Resistance R1 (ohm)：0.785769
9.瞬态参数TRANSIENT PARAMETERS
D-轴转子电阻D-Axis Rotor Resistance (ohm)：1.92812
D-轴转子漏电抗D-Axis Rotor Leakage Reactance (ohm)：0.420861
Q-轴转子电阻Q-Axis Rotor Resistance (ohm)：1.92812
Q-轴转子漏电抗Q-Axis Rotor Leakage Reactance (ohm)：0.492112
起动转矩Start Torque (N.m)：206.405
11.5.1.2 设计参数
在Parameter列表中可以看到预定义的参数值。

11.5.1.3 设计输出列表
在Design Sheet表页共有12组相关数据：
Line-Start Permanent-Magnet Synchronous Motor Design
File：Setup1.Res
1 主要性能数据GENERAL DATA
额定输出功率Rated Output Power (kW)：0.55
额定电压Rated Voltage (V)：220
极数Number of Poles： 4
频率Frequency (Hz)：50
风摩损耗Frictional Loss (W)：12
绕组联结方式Winding Connection：Delta
工作温度Operating Temperature (C)：75
2 定子数据STATOR DATA
定子铁心外径Outer Diameter of Stator (mm)：120
定子铁心内径Inner Diameter of Stator (mm)：75
定子槽数Number of Stator Slots：24
斜槽（定子槽距的倍数）Skew Width (Slots)： 1
定子槽型Type of Stator Slot： 2
槽形尺寸Stator Slot Dimensions
Hs0 (mm)：0.5
Hs1 (mm)：1
Hs2 (mm)：8.2
Bs0 (mm)：2.5
Bs1 (mm)：5.6
Bs2 (mm)：7.6
定子齿上部宽Top Tooth Width (mm)： 4.62351
定子齿下部宽Bottom Tooth Width (mm)： 4.78125
定子铁心长度Length of Stator Core (mm)：65
定子铁心叠压系数Stacking Factor of Stator Core：0.95
定子硅钢片牌号Type of Steel：D23_50
槽绝缘厚度Slot Insulation Thickness (mm)：0.3
线圈伸出铁心直线部分长度End Length Adjustment (mm)：0 并联支路数Number of Parallel Branches： 1
每槽导体数Number of Conductors per Slot：30
绕组类型Winding Type：21
线圈平均跨距Average Coil Pitch： 5
并绕根数Number of Wires per Conductor： 1
导线直径Wire Diameter (mm)： 1.12
导线漆膜厚度（双边）Wire Wrap Thickness (mm)：0.11
定子槽满率Stator Slot Fill Factor (%)：70.5415
线圈平均半匝长Coil Half-Turn Length (mm)：148.645
3 转子数据ROTOR DATA
气隙Air Gap (mm)：0.5
转子内径Inner Diameter of Rotor (mm)：26
转子铁心长度Length of Rotor (mm)：65
转子铁心叠压系数Stacking Factor of Rotor Core：0.95
转子钢片牌号Type of Steel：D23_50
转子结构类型Type of Rotor： 1
磁钢槽尺寸Magnet Duct Dimensions
D1 (mm)：59.5
B1 (mm)：2
Rib (mm)：0.5
磁钢材料Magnet Type：XG196/96
磁钢厚度Magnet Thickness (mm)： 3
总磁钢宽度Total Magnet Width (mm)：14
机械极弧系数Mechanical Pole Embrace：0.982794
电极弧系数Electrical Pole Embrace：0.986872
4 磁钢数据PERMANENT MAGNET DATA
剩磁密度Residual Flux Density (Tesla)：0.96
矫顽力Coercive Force (kA/m)：690
最大磁能积Maximum Energy Density (kJ/m^3)：183
相对回复磁导率Relative Recoil Permeability： 1
退磁磁通密度Demagnetized Flux Density (Tesla)：0.532409
回复剩磁密度Recoil Residual Flux Density (Tesla)：0.959995
回复矫顽力Recoil Coercive Force (kA/m)：763.962
5 阻尼绕组数据DAMPER DATA
每极阻尼槽数Damper Slots per Pole： 5
阻尼槽型Type of Damper Slot： 2
阻尼槽形尺寸Damper Slot Dimensions
Hr0 (mm)：0.5
Hr1 (mm)：1
Hr2 (mm)：4
Br0 (mm)：1
Br1 (mm)：4
Br2 (mm)：3
阻尼导条伸出铁心长度End Length of Damper Bars (mm)： 2
端环轴向宽度End Ring Width (mm)： 4
端环径向高度End Ring Height (mm)： 6
阻尼条电阻率Resistivity of Damper Bars at 75 Centigrade (ohm.mm^2/m)：0.0434783 阻尼环电阻率Resistivity of Damper Rings at 75 Centigrade (ohm.mm^2/m)：
0.0434783
6.材料消耗Material Consumption
电枢铜密度Armature Copper Density (kg/m^3)：8900
阻尼条材料密度Rotor Damper Bar Density (kg/m^3)：8900
阻尼环材料密度Rotor Damper Ring Density (kg/m^3)：8900
永磁材料密度Permanent Magnet Density (kg/m^3)：7800
电枢铁心密度Armature Core Steel Density (kg/m^3)：7820
转子铁心密度Rotor Core Steel Density (kg/m^3)：7820
电枢铜重量Armature Copper Weight (kg)：0.938423
阻尼条材料重量Damper Bar Material Weight (kg)：0.246061
阻尼环材料重量Damper Ring Material Weight (kg)：0.0899199
永磁材料重量Permanent Magnet Weight (kg)：0.085176
电枢铁心材料重量Armature Core Steel Weight (kg)： 2.37648
转子铁心材料重量Rotor Core Steel Weight (kg)： 1.45377
总重量Total Net Weight (kg)： 5.18983
电枢铁心材料消耗Armature Core Steel Consumption (kg)： 5.17225
转子铁心材料消耗Rotor Core Steel Consumption (kg)： 2.13332
7 稳态参数STEADY STATE PARAMETERS
定子绕组系数Stator Winding Factor：0.933013
D-轴电枢反应电抗D-Axis Reactive Reactance Xad (ohm)：3.42897
Q-轴电枢反应电抗Q-Axis Reactive Reactance Xaq (ohm)：9.58113
D-轴同步电抗D-Axis Reactance X1+Xad (ohm)：3.75304
Q-轴同步电抗Q-Axis Reactance X1+Xaq (ohm)：9.9052
电枢绕组漏电抗Armature Leakage Reactance X1 (ohm)：0.32407
电枢绕组相电阻Armature Phase Resistance R1 (ohm)：0.785769
8 .空载磁路数据NO-LOAD MAGNETIC DATA
定子齿磁密Stator-Teeth Flux Density (Tesla)：0.713305
定子轭磁密Stator-Yoke Flux Density (Tesla)：0.961858
转子齿磁密Rotor-Teeth Flux Density (Tesla)：0.573503
转子轭磁密Rotor-Yoke Flux Density (Tesla)：0.56429
气隙磁密Air-Gap Flux Density (Tesla)：0.317871
磁钢磁密Magnet Flux Density (Tesla)：0.819663
定子齿安匝Stator-Teeth Ampere Turns (A.T)： 2.24658
定子轭安匝Stator-Yoke Ampere Turns (A.T)：7.66109
转子齿安匝Rotor-Teeth Ampere Turns (A.T)：0.960356
转子轭安匝Rotor-Yoke Ampere Turns (A.T)： 1.36107
气隙安匝Air-Gap Ampere Turns (A.T)：155.217
磁钢磁势Magnet Ampere Turns (A.T)：-167.513
漏磁系数Leakage-Flux Factor： 1.22321
定子轭部磁路长修正系数Stator Yoke Correction Factor：0.506564
转子轭部磁路长修正系数Rotor Yoke Correction Factor ：0.506564
空载线电流No-Load Line Current (A)：38.4071
空载输入功率No-Load Input Power (W)：1177.69
9 .满载数据FULL-LOAD DATA
感应电压基波有效值RMS Fundamental Induced Voltage (V)：24.2495 线电流Line Current (A)：37.9596
相电流Phase Current (A)：21.9154
电枢热负荷Armature Thermal Load (A^2/mm^3)：1489.68
电枢线负荷Specific Electric Loading (A/m)：66968.4
电枢电流密度Armature Current Density (A/mm^2)：22.2445
风摩损耗Frictional Loss (W)：12
铁心损耗Iron-Core Loss (W)： 6.60127
电枢铜损Armature Copper Loss (W)：1132.17
总损耗Total Loss (W)：1150.78
输出功率Output Power (W)：715.836
输入功率Input Power (W)：1866.61
功率因数Power Factor：0.129051
电机效率Efficiency (%)：35.6153
同步转速Synchronous Speed (rpm)：1500
额定转矩Rated Torque (N.m)： 4.55715
转矩角Torque Angle (degree)：77.041
最大输出功率Maximum Output Power (W)：12852.7
10. 瞬态参数和起动数据TRANSIENT PARAMETERS & START-PROCESS DATA
D-轴转子电阻D-Axis Rotor Resistance (ohm)：1.92812
D-轴转子漏电抗D-Axis Rotor Leakage Reactance (ohm)：0.420861
Q-轴转子电阻Q-Axis Rotor Resistance (ohm)：1.92812
Q-轴转子漏电抗Q-Axis Rotor Leakage Reactance (ohm)：0.369587
起动转矩Start Torque (N.m)：206.405
11 .绕组排布WINDING ARRANGEMENT
三相双层12槽定子绕组可排布如下：
AAZZBBXXCCYY
每槽电角度Angle per slot (elec. degrees)：30
A 相绕组对称轴线电角度Phase-A axis (elec. degrees)：90
第一槽中心线的电角度First slot center (elec. degrees)：0
12. 瞬态有限元分析时需用到的数据TRANSIENT FEA INPUT DATA
对每相电枢绕组For Armature Winding：
串联总匝数Number of Turns：120
并联支路数Parallel Branches： 1
相电阻Terminal Resistance (ohm)：0.785769
端部漏电抗End Leakage Inductance (H)：0.000230486
二维分析需用的等效数据2D Equivalent Value：
等效气隙长度Equivalent Air-Gap Length (mm)：65
等效定子叠压系数Equivalent Stator Stacking Factor：0.95
等效转子叠压系数Equivalent Rotor Stacking Factor：0.95
等效剩磁密度Equivalent Br (Tesla)：0.959995
等效矫顽力Equivalent Hc (kA/m)：763.962
转动惯量估计值Estimated Rotor Inertial Moment (kg m^2)：0.00149257
11.5.1.4 性能曲线
在Curve列表的Name下拉菜单中，有多组曲线，如图11.16所示。

a. 功率因数和转矩角
b. 输入线电流和转矩角
c. 效率和转矩角
d. 气隙功率和转矩角
e.启动转矩和速度
f. 线圈空载感应电压
g. 空载气隙磁密h. 绕组空载感应电压
图11.16性能曲线
11.5.2 创建报告
1. 从菜单栏中点击RMxprt>Results>Create Report以显示Create Report对话框。

2. 在Display Type下拉菜单中选择Rectangle Plot，结果以二维的矩形x-y图表的形式显示。

3. 点击OK, 出现如图11.17所示的Traces对话框。

4. 在Y轴列表中，从参量Quantity队列中选择要增加的曲线，点击Add Trace按键逐个增加曲
线。

5.点击底部的Done按键关闭Traces对话框。

6.双击Results>XY Plot1图标，在一个新的图形窗口中出现多条曲线，如图11.18所示。

图11.17添加两条曲线
图11.18 两轨迹曲线图。