三相同步电机电机设计计算程序
三相同步电机电磁计算公式教程
给定区额定功率PN=75额定电压UN=400额定转速nN=1500额定频率f=50额定功率因数cosφ=0.8额定相数m=3额定电流IN=135.3204388定子计算区极对数P=2通风道数nK=0通风道宽度bK=0定子叠压系数Kfet=0.96定子铁芯净长度Lfet=23.04磁极铁芯总长度lm=24磁极铁芯净长度lfem=22.8线负荷A=437.3640556发热参数Aj=3679.473134磁路计算（39）定子齿距ts= 1.7017 ts1= 1.734425 ts2= 1.930775 ts1/3= 1.778058333 (40)定子齿宽度bt1=0.834425 bt2=0.910775定子齿计算宽度bts=0.859875定子槽深hs= 2.26定子齿计算高度hts‘= 1.82定子轭高度hjs= 3.2定子轭计算高度hjs’= 3.37定子轭磁路长度ljs=13.175085极弧系数αp’=0.7（47）极靴宽度bp=13.42824128磁极偏心距H=0.33121825极靴圆弧半径Rp=12.56878175极靴边缘高度hp'=0.25 (51)极靴中心高度hp= 2.19358252初取漏磁系数σ‘= 1.048970637磁极宽度bm=7.668255488转子轭内径Dir=9转子轭外径Djr=14磁极中心高度hm= 3.70641748磁极侧高度hm‘= 3.768404852转子轭高度hjr= 2.5 (59)转子轭计算高度hjr‘=4转子轭磁路长度ljr= 3.927转子轭轴向长度lr=24.3磁极与轭间的残隙δ2=0.0088实际极弧系数=αp=0.693730948气隙比δm/δ= 1.5最小气隙比极距δ/τ=0.004897064 (66)基波磁场幅度系数α1= 1.1151三次谐波磁场幅度系数α3=0.00646758磁场分部系数fd=0.711265508磁场波形系数fb= 1.108747511直轴电枢反应磁场幅度系数Ad1=0.8532交轴电枢反应磁场幅度系数Aq1=0.33884电枢磁动势直轴折算系数Kad=0.765133172电枢磁动势交轴折算系数Kaq=0.303865124 (74)定子卡氏系数Kδ1= 1.113452078阻尼笼卡氏系数Kδ2= 1.030852295卡氏系数Kδ= 1.147804629（77）空载每极总磁通φ=0.025001113斜槽系数Ksk=0.997146644气隙磁密最大值Bδ=0.711292106定子视在磁密Bts‘= 1.478524606定子轭磁密Bjs= 1.609967011 (82)气隙磁压降Fδ=653.1394979定子齿磁压降Fts=10.738定子轭磁压降Fjs=82.2125304气隙，定子齿，轭磁压降之和Fδtj=746.0900283（86）计算漏磁几何尺寸Υ1=0.409973094Υ2=0.554905146 am= 3.100659528 ap= 3.206420626 hpm= 1.54572168（87）磁极压板厚d‘=0.6磁极压板宽b’=8.2磁极计算长度lm‘=25.2极靴漏磁导Λp= 6.89576E-07极身漏磁导Λm=8.91309E-07磁极漏磁导Λ= 1.58088E-06 (93)每极漏磁通φσ=0.001179482漏磁系数σ= 1.047177195磁极磁通φm=0.026180596磁极极身截面积Sm=184.6762251（97）极身磁密Bm= 1.417648411转子轭磁密Bjr= 1.346738462残隙处磁密Bσ2= 1.422563654极身磁压降Fm=58.56139619转子轭磁压降Fjr=67.5444残隙磁压降Fσ2=100.1484812空载每极磁压降Ffo=972.3443057稳态参数计算(104)定子线圈尺寸αc=0.685397076τy=20.5257745 lF=13.25667083 lE=8.391213665 lB30 (105)线圈半匝平均长度lca=56.51334166定子绕组相电阻（75。
三相同步电机电磁计算公式
150 31.91495584
空载励磁电流Ifo= （130）励磁绕组线规a*b= 励磁绕组导线截面积qf= （132）第n层线圈平均匝长度lfn= Qm
Wm
rm 第n层线圈n= lcf=
(134)Rf(75。)=
0.6479688 0.004138
3.19748665 0.36780445 0.04597556 0.40488548
(172)直流分量时间常数Ta= 控制励磁持续短路电流倍数fko= 额定励磁持续短路电流倍数fkN= 冲击短路电流倍数fy= （176）整步功率Pr=
9有效材料
定子绕组铜重Gcu1= 励磁绕组铜重Gcu2= 定子硅钢片Gfe=
6.482295371 5.325
9.11855881 91.5988 9.16 28 0.5 2 71.98
1.016634338 3.5
43.44247714 6.946167169
5 1061.609472 42.46437888 0.736361089 0.809997198 3.039066562 0.155765707
磁极铁芯净长度lfem=
75 400 1500 50 0.8
3 135.3204388
2 36.92
26 20.4204 20.4204
24 0 0 0.96 23.04 24 22.8
铁芯计算长度li
24.2
最小气隙δ=
0.1
最大气隙δm=
0.15
定子绕组
（20）每极每相槽数q=
4
定子槽数Z1=
0.03280029 0.33303111 1.63964654 7.47053142 147.946378
三相永磁同步电机坐标变换推导
一、概述如今，在工业界中，三相永磁同步电机因其结构简单、运行稳定、效率高等特点成为了一种常见的电机类型。
而电机的控制则是保证电机能够稳定高效运行的关键。
掌握三相永磁同步电机的控制原理对于工程师来说至关重要。
在三相永磁同步电机的控制中，坐标变换技术是一种常用的数学方法，通过坐标变换可以将三相电机的控制问题转换为直流电机控制问题，从而简化了控制器的设计。
二、三相永磁同步电机的数学模型1. 三相永磁同步电机是一种特殊的同步电机，它的定子绕组被连接到一个三相交流电源上。
它的转子上装有永磁体，因此在没有机械负载情况下依然能够产生恒定的磁场，这使得电机具有较高的效率和响应速度。
2. 为了完成对三相永磁同步电机的控制，我们需要建立其数学模型。
假设电机有a、b、c三个定子绕组，每个绕组的电流分别为ia、ib、ic，电机的磁链为Ψ，电机的控制变量为u，那么电机的数学模型可以表示为：其中，Ld和Lq分别表示d轴和q轴上的电感，ψp是永磁体的磁通，M是电机的磁链，J是电机的转动惯量，B是电机的阻尼系数，Te为电机的电磁转矩。
三、坐标变换推导1. 在三相永磁同步电机的控制中，我们通常使用dq坐标系来描述电机的运动状态。
在dq坐标系中，d轴与永磁体的磁通方向一致，q轴与d轴垂直。
通过dq坐标变换可以将三相电机的控制问题转换为直流电机的控制问题。
2. 我们可以通过以下的数学推导来实现坐标变换：在直角坐标系下，电机的三相电流可以表示为：假设θ为电机的旋转角度，那么dq坐标系转换可以表示为：在dq轴上，电机的电流可以表示为：通过以上推导，我们可以得到电机在dq坐标系下的控制方程，从而可以实现对电机的控制。
四、结论通过以上的推导，我们可以看到坐标变换技三相永磁同步电机坐标变换推导是电机控制中的关键步骤。
坐标变换可以让我们更方便地对电机进行控制，简化了控制器的设计流程，并且使得控制更加高效和稳定。
在坐标变换的基础上，我们可以进一步推导出电机的控制方程，从而实现对电机的精确控制。
三相同步电机电磁计算公式(精)
定子轭高度hjs=3.2定子轭计算高度hjs’=3.37定子轭磁路长度ljs=13.175085极弧系数αp’=0.7 (47极靴宽度bp=13.42824128磁极偏心距H=0.33121825极靴圆弧半径Rp=12.56878175极靴边缘高度hp'=0.25 (51极靴中心高度hp=2.19358252初取漏磁系数ζ‘=1.048970637磁极宽度bm=7.668255488转子轭内径Dir=9转子轭外径Djr=14磁极中心高度hm=3.70641748磁极侧高度hm‘=3.768404852转子轭高度hjr=2.5 (59转子轭计算高度hjr‘=4转子轭磁路长度ljr=3.927转子轭轴向长度lr=24.3磁极与轭间的残隙δ2=0.0088实际极弧系数=αp=0.693730948
小型三相隐极同步发电机电磁设计程序及算例
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第3章三相同步电机
cos ϕ N
f N 单位为Hz n N单位为r/min θN
• 额定励磁电流和电压 IfN 、UfN
3-2 同步发电机的磁场
一、空载运行 n s If I=0
1、空载磁场——主磁场
I f → F f → B0 → φ 0
→ 电枢齿 路径：气隙 →电枢齿 → 电枢轭 → 磁极 主磁通 → 极身 → 转子轭 作用：在三相绕组中感应 对称电动势
k w1 N 1φ a k w1 N 1 Fa Λa (k w1 N 1 ) 2 kIΛa La = = = = = k (k w1 N 1 ) 2 Λa I I I I
ψa
二、考虑磁路饱和时 非线性，迭加原理不适用
Ff & & → F → B →Φ → E Fa
& U
& IRa
3、等效电路
& & & & & & & & E0 =U + I Ra + jIXσ + jIXa =U + I Ra + jIXs
4、同步电抗
X s = X a + Xσ
a) 反映了Φa和Φσ的作用 b) 磁路不饱和时为常数 c)
∝ f X a = ωLa ∝ (k w1 N 1 ) 2 ∝ Λ 主磁路的磁导 a
& 图示瞬间，A相绕组电动势 E0 A 达正的最大值，方向从X入，A 出。
•从导体切割磁力线分析。
(交轴)
• 从磁通的变化来分析。 A相磁通为零，电动势滞后磁 通90度。
& & B相绕组 E0 B、C相绕组电动势 E0 C 滞后A相电动势120度和240度。
同步电机数学模型
同步电机的基本方程式及数学模型派克方程1.1 理想电机假设（1）电机磁铁部分的磁导率为常数，因此可以忽略掉磁滞、磁饱和的影响，也不计涡流及集肤效应作用等的影响；（2）定子的三个绕组的位置在空间互相相差120°电角度，3个绕组在结构上完全相同。
同时，他们均在气隙中产生正弦分布的磁动势；（3）定子及转子的槽及通风沟等不影响电机定子及转子的电感，因此认为电机的定子及转子具有光滑的表面；为了分析计算，还需要设定绕组电流、磁链正方向。
1.2 abc 坐标下的有名值方程同步电机共有6个绕组分别为：定子绕组a,b,c ，转子励磁绕组f ，转子d 轴阻尼绕组D 以及转子q 轴阻尼绕组Q 。
需要求出每个绕组的电压、电流和磁链未知数，因此一共需要18个方程才能求解。
电压方程：00a a a ab b b b cc c c f f f f D D D D QQ Q Q u p r i u p r i u p r iu p r i u p r i u p r i ψψψψψψ=-⎧⎪=-⎨⎪=-⎩=-⎧⎪=-≡⎨⎪=-≡⎩D 绕组与Q 绕组均为无外接电源闭合绕组，因此电压均为0，从而上式中一共有8个方程。
磁链方程：11a a aa ab ac af aD aQ b b ba bb bc bf bD bQ c c ca cb cc cf cD cQ f f fa fb fc ff fD fQ Da Db Dc Df DD DQ D D Qa Qb Qc Qf QDQQ Q Q i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L L L L L L L i L L L L L L i L ψψψψψψ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦=(33)12(33)21(33)22(33)abc fDQ i L L L i ⨯⨯⨯⨯-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦在电感矩阵中（针对凸极机），定子绕组自感和互感参数是随转子位置而变化的参数，而在转子绕组中，转子的自感和互感参数均为常数，而且D 轴与Q 轴正交，则D 轴绕组与Q 轴绕组互感为0。
maxwell软件--三相同步电机设计
10 三相同步电机本章我们将简化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。
10.1 分析方法三相凸极同步电机有发电机和电动机之分，两者的结构基本相同。
三相同步发电机是工业、商业以及民用的主要电能来源，它将机械能转化为电能，其转子上装有由直流电励磁的多级绕组，定子上装有三相正弦分布绕组，转子旋转在气隙中产生旋转磁场。
定子上感应出电压，频率为：60pn f /= (10.1)其中p 是极对数,n 是转子的机械转速，单位rpm ，又称为同步转速，电机可以根据负载需要来产生有功功率和无功功率。
通常采用频域矢量图来对电机进行分析，发电机和电动机的矢量图如图10.1所示。
a. 发电机b. 电动机 图10.1 同步电机矢量图图中R 1和X 1分别为电枢绕组电阻和漏电抗，X ad 和X aq 分别为d 轴电枢电抗和q 轴电枢电抗。
相量图中X ad 是经过线性化处理的非线性参数。
以输入电压U 为参考相量，则电流相量为：ϕ-∠=I I (10.2)设功率因数角为φ, 是电压相量U 与电流相量I 的夹角，图中OM 所代表的相量可表示为⎩⎨⎧++-+++=motor for X X R generator for X X R OM aq 11aq 11)j j ()j j (I U I U (10.3)设E 0与U 的夹角为θ,（对于发电机θ称为功率角，对于电动机θ,称为力矩角），则E 0与I 的夹角为θϕψ+=(10.4)d 轴和q 轴电流可分别按下式求出⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=ψψcos sin I I I q d I (10.5) 图中ON 相量代表由d 轴磁链所产生的d 轴反电势。
由磁路空载特性曲线，可确定E 0，X ad 和励磁电流I f1.对于发电机：输出电功率：ϕcos UI 3P 2=(10.6)输入功率(机械功率) ：ex Cuf add Fe Cua fw 21P P P P P P P P ++++++=(10.7)式中：P fw ，P Cua ，P Fe ，P add ，P cuf 和P ex 分别为风摩损耗、电枢铜损、铁心损耗、附加损耗、励磁绕组铜损和励磁机损耗输入机械转矩：ω11P T =(10.8)式中ω为同步角速度，单位：rad/s2. 对于电动机：输入电功率：ϕcos UI 3P 1=(10.9)输出机械功率：()ex Cuf add Fe Cua fw 12P P P P P P P P +++++-=(10.10)式中：P fw ，P Cua ，P Fe ，P add ，P cuf 和P ex 分别为风摩损耗、电枢铜损、铁心损耗、附加损耗、励磁绕组铜损和励磁机损耗输出机械转矩：ω22P T =(10.11)电机效率：%100P P 12⋅=η(10.12)10.2 主要特点10.2.1适用于同步电动机和同步发电机凸极同步电动机和发电机结构基本相同，相量关系和计算方法有些差别，输出性能数据也有所不同。
三相电机选型及计算案例
三相电机选型及计算案例1.选型计算通用公式P功率(W)T转矩(N.M)N转速(R/min)P=T.N/9550T=P.9550/NP=F.V(直线运动）P=T.ω(圆周运动）速度V线速度m/sN转速n/minω角速度rad/s(360度=2πrad)N=V*1000*60/（2πR）物体速度和滚轮转速的关系ω=2πN/60圆周运动常用转速转化为角速度来计算N=V*60*1000/Pb丝杆线速度与转速关系N转速三相异步电机（1500/3000/1000）步进电机（600R以下）伺服电机（3000R左右）减速机的核心减速增矩电机转速除以算出来的转速，等于整个系统的传动比i负载的受力情况水平直线运动：F=μmgF力（N）m质量(kg)g重力加速度g=10n/kg竖直运动：F=mg圆周运动：T=j*βT扭矩（n.m）j惯量（kg.m^2）β角加速度（rad/s^2）同步带、齿条、各类带传动情况下：扭矩T=F.RR(与力相连的轮子的半径）丝杆传动：扭矩T=F*Pb/(2π*η)惯量直线运动F=maa=v/ta加速度（m/s^2）圆周运动T=j*βj=mr^2β=ω/tω=2πNT扭矩（n.m）j惯量（kg.m^2）ω角速度rad/s(360度=2πrad)β角加速度（rad/s^2）t加速时间（s）2.常见产品案例例题1：皮带输送机负载重量400KG速度30M/min滚子直径200MM总效率η=百分之75摩擦系数0.2安全系数k=1.8求：电机功率转速扭矩减速比（12345678910）求大小链轮齿数解法1：F=μmg=0.2*400*10=800NP=F.V*k/η=800*0.5*1.8/0.75=960W=0.96kw（取1kw）N=V*1000*60/（2πR）=30*1000/3.14/2/100=48r/min设电机转速为1500则电机转矩T=P*9.55/1500=6.1n.m则减速比为1500/48=31.25（取31）选择10设小链轮齿数为17则大链轮齿为17*3.1=53解法2：F=μmg=0.2*400*10=800NT=F.D/2=800*0.2/2=80n.m（滚子转矩）N=V*1000*60/（2πR）=30*1000/3.14/2/100=48r/min设电机转速为1500减速比为1500/48=31.25（取31）选择10设小链轮齿数为17则大链轮齿为17*3.1=53电机的扭矩等于T（负载）/i=t（电机）=80/31=2.58nm电机需要的理论功率为P=TN/9550=2.58*1500/9550=0.4KW电机实际功率等于p*k/η=0.4*1.8/0.75=0.96kw（取1kw）。
永磁同步伺服电机电磁计算流程
电机计算与磁场分析1.1 计算程序及算例注：计算采用手算和MathCAD 计算结合使用的方法所以计算结果保留到小数点后三位。
一、 额定数据1．额定功率 5KW N P =2．相数 3m =3．额定电压 直流输出电压 40V d U =额定相电压 217.949V 2.34d N U U +== 三相桥整流考虑二极管压降4．功率因数 cos 0.8ϕ= sin 0.6ϕ=5．额定相电流 310116.071A cos N N N P I m U ϕ⨯==⋅⋅ 6．效率 0.9N η=7．额定转速 100000rpm N n = 8．预取极对数 2p =9．频率 3333Hz 60N pnf ==10．冷却方式 空气冷却 11．转子结构 径向套环12．电压调整率 20%N U ∆≤二、永磁材料选择13．材料牌号 NSC27G 烧结钐钴材料，主要考虑到高温工作环境 该材料高温下退磁小。
14．预计温度 T= 250C 15.剩余磁通密度 20 1.0T r B =0.03%B r rB α=----的温度系数 0r I L B =---的不可逆损失率工作温度下 201(20)(1)0.931T100100Br r r IL B t B α⎡⎤=+--=⎢⎥⎣⎦ 16.计算矫顽力 20760kA/m c H =工作温度下 201(20)(1)707.56KA/m 100100Br C r IL H t H α⎡⎤=+--=⎢⎥⎣⎦17.相对回复磁导率 3010 1.047rr C B H μμ-=⨯=式中 70410H /m μπ-=⨯ 三、永磁体尺寸18．永磁体磁化方向长度 0.35cm M h =19．永磁体宽度 1.56cm M b =20．永磁体轴向长度 5.35cm M L = 21．永磁体段数 1W =22．永磁体每极截面积 28.346cm M M M A L b == 23．永磁体每对极磁化方向长度 20.7cm MP M h h == 24．永磁体体积 311.684cm m M MP V PA h == 25．永磁体质量 31095.812g m m m V ρ-=⨯= 稀土钴材料密度 38.2g/cm ρ=四、转子结构尺寸26．气隙长度 10.19cm δδ=∆+= 均匀气隙空气隙长度10.03cm δ= 非磁性套环长度 0.16cm ∆=27．转子外径 2 3.0cm D = 28．轴孔直径 2 1.0cm i D =29．转子铁心长度 2 5.35cm M L L ==30．衬套厚度 222()0.49cm 2i M h D D h h --∆+==31．极距 2(2)2.105cm 2D pπτ-∆== 径向瓦片形32．极弧系数 0.74p α=33．极间宽度 2(1)0.547cm p b ατ=-= 五、定子绕组和定子冲片34．定子外径 1 4.8cm D =35．定子内径 1212 3.06cm i D D δ=+= 36. 定子铁心长度 1 5.35cm M L L ==长径比λ＝1.7537．每极每相槽数 1q =38. 定子槽数 212Q mpq ==39．绕组节距 3y = 整距绕组,影响下面一些系数40. 短距系数 180sin 12p K β==41. 分布因数 1d K = 42.斜槽因数 1sk K =43.绕组因数 1dp d p sk K K K K ==波形系数 sin()20.91.024i iK φαπα⋅==44.预估永磁体空载工作点 '00.67m b = 工作点范围在0.55-0.75Br 内但高速电机应取小一些。
三相电机的功率计算
三相电机的功率计算首先，三相电机的功率可以通过以下公式进行计算：功率（P）= 平方根（3）× 电流（I）× 电压（U）× 功率因数（cosθ）。
其中，平方根（3）是一个常数，表示三相电流与单相电流之间的倍数关系。
电流（I）是指三相电机的电流值，单位为安培（A）。
电压（U）表示三相电机的相间电压值，单位为伏特（V）。
功率因数（cosθ）是指三相电机的功率因数，无单位，其取值范围在-1到1之间。
然而，要计算三相电机的功率，我们还需要具体的数据，例如电流值、电压值以及功率因数的取值。
下面是计算三相电机功率的具体步骤：1.确定电流值：测量或查找三相电机的电流值。
通常情况下，电机的电流值会在电机铭牌上标明，也可以通过使用电流表测量电路中的电流来获取。
2.确定电压值：测量或查找三相电机的相间电压值。
和电流一样，电机的相间电压值通常会在电机铭牌上标明，也可以通过使用电压表测量电路中的电压来获取。
3.确定功率因数：功率因数可以通过查阅电机资料或者使用功率因数仪来获取。
功率因数是一个无单位的值，通常取值在-1到1之间。
功率因数表示了电机的有功功率和视在功率之间的比例关系。
如果功率因数为1，表示电机仅消耗有功功率；如果功率因数为0，表示电机的有功功率为0；如果功率因数为-1，表示电机仅消耗无功功率。
4.进行计算：将得到的电流值、电压值和功率因数代入功率计算公式中，进行计算。
需要注意的是，以上的计算方法适用于三相直流电机和三相交流电机，但是对于异步电机和同步电机来说，功率因数需要额外考虑到压强绕组的电抗功率和励磁绕组的有功功率。
对于异步电机，功率因数一般较低，通常在0.8-0.9左右；对于同步电机，功率因数一般接近于1此外，还需要了解功率计算的背景和应用场景。
在实际应用中，功率计算是对电机或电器的电气性能进行评估和控制的重要参考。
通过对功率的准确计算，可以确定电机的运行状况，调整电机运行的电流和电压，从而提高电机的效率和稳定性。
2012级电机学课程设计任务书2 (1)
电机学课程设计任务书1. 三相同步发电机定子绕组设计及电动势计算一台三相同步发电机，f = 50Hz ，n N = 1500r/min ，定子采用双层短距分布叠绕组，q = 3，y 1/τ = 8/9，每相串联匝数N = 108，Y 连接，每极基波磁通量21 1.01510Wb Φ-=⨯，磁通密度01sin(21)21B ννθν∞==++∑。
（1） 计算绕组基本参数，画出槽电动势星形图、绕组展开图；（2） 求导体电动势瞬时值、线圈电动势瞬时值表达式，编程画出相应的电动势曲线；（3） 编程计算基波电动势、各次谐波电动势（50次以上）、相电动势和线电动势的值，并画出谐波电动势频谱图；（4） 取不同的y 1/τ值，编程计算各次谐波（50次以上）、相电动势和线电动势的值，并画出谐波电动势频谱图，并分析基波和5、7、11次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对电动势波形有何影响。
2. 三相异步电机定子绕组设计及磁动势计算三相异步电动机，P N = 40kW ，U N = 380V ，I N = 75A ，定子绕组采用△连接，双层叠绕组，4极，48槽，y 1/τ = 10/12，每槽导体数为22，a=2。
（1） 计算绕组基本参数，画出槽电动势星形图、绕组展开图；（2） 求各相脉振磁动势瞬时值、三相合成磁动势瞬时值表达式，编程画出相应的磁动势曲线；（3） 编程计算单相磁动势基波和各次谐波（50次以上）的幅值，并画出谐波磁动势频谱图；（4） 编程计算三相合成磁动势基波和各次谐波（50次以上）的幅值，并画出谐波磁动势频谱图；（5） 取不同的y 1/τ值，重复（3）和（4），并分析基波和5、7、11次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对磁动势波形有何影响。
3. 单相异步电动机启停、正反转、调速和制动控制系统设计 一台单相异步电动机，P N = 80W ，U N = 220V ，f N = 50Hz ，P = 2，ηN = 60%，cos φN = 0.9，n N = 1395r/min ，2相（启动绕组和工作绕组）。
三相同步电机电机设计计算程序
67.5444
100.1484812
972.3443057
0.685397076 20.5257745 13.25667083 8.391213665
30 56.51334166 0.067058269 0.818063393 0.42303719 0.278439327 0.151903189 0.089008386 0.039291955 3815.911027 2919.680108 1159.522278 3.875914907 1.539281537 3.964923293 1.628289922 0.33303111 68.73830376 31.86840611
励磁绕组的电密jf= 额定励磁电压UfN= 空载励磁电压Ufo=
6阻尼绕组设计
（138）每极阻尼条数nd= 每极定子绕组截面积Sa= 每根阻尼条截面积Sd≥ 阻尼条直径dy= dd= (142)阻尼条节距td= 阻尼齿的最大磁密Bd=
7损耗与效率
（145）定子齿钢片重Gt= 定子轭钢片重Gjs= 材料单位损耗P10/50= 齿部单位损耗pt= 轭部单位损耗pjs= 定子铁损耗PFe=
磁极铁芯净长度lfem=
75 400 1500 50 0.8
3 135.3204388
2 36.92
26 20.4204 20.4204
24 0 0 0.96 23.04 24 22.8
铁芯计算长度li
24.2
最小气隙δ=
0.1
最大气隙δm=
0.15
定子绕组
（20）每极每相槽数q=
4
定子槽数Z1=
52.78
FjsN
FδtjN= φδN= σN= φmN= BmN= BjrN= Bδ2N= FjrN FmN= Fδ2N= (125）额定负载时每极磁压降FEi= 额定负载时励磁磁动势FfN= 励磁绕组每极匝数Wf= 额定励磁电流IfN=
实验三 三相同步电动机
实验报告实验名称：三相同步电动机小组成员：许世飞许晨光杨鹏飞王凯征一．实验目的1．掌握三相同步电动机的异步起动方法。
2．测取三相同步电动机的V形曲线。
3．测取三相同步电动机的工作特性。
二．预习要点1．三相同步电动机异步起动的原理及操作步骤。
2．三相同步电动机的V形曲线是怎样的？怎样作为无功发电机（调相机）？3．三相同步电动机的工作特性怎样？怎样测取？三．实验项目1．三相同步电动机的异步起动。
≈0时的V形曲线。
2．测取三相同步电动机输出功率P23．测取三相同步电动机输出功率P=0.5倍额定功率时的V 形曲线。
24．测取三相同步电动机的工作特性。
四．实验设备及仪器1．实验台主控制屏；2．电机导轨及转速测量；3．功率、功率因数表（NMCL-001）；4．同步电机励磁电源（含在主控制屏左下方，NMEL-19）；5．直流电机仪表、电源（含在主控制屏左下方，NMEL-18）；6．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）；7．三相可调电阻器90Ω（NMEL-04）；8．旋转指示灯及开关板（NMEL-05A）；9．三相同步电机M08； 10．直流并励电动机M03。
五．实验方法被试电机为凸极式三相同步电动机M08。
1．三相同步电动机的异步起动 实验线路图如图3-1。
实验开始前，MEL-13中的“转速控制”和“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”旋钮逆时针到底。
R 的阻值选择为同步发电机励磁绕组电阻的10倍（约90欧姆），选用NMEL-04中的90Ω电阻。
开关S 选用NMEL-05。
同步电机励磁电源（NMEL-19）固定在控制屏的右下部。
a ．把功率表电流线圈短接，把交流电流表短接，先将开关S 闭合于励磁电流源端，启动励磁电流源，调节励磁电流源输出大约0.7A 左右，然后将开关S 闭合于可变电阻器R （图示左端）。
b ．把调压器退到零位，合上电源开关，调节调压器使升压至同步电动机额定电压220伏，观察电机旋转方向，若不符合则应调整相序使电机旋转方向符合要求。
电机常用计算公式及说明
电机常用计算公式及说明电机电流计算：对于交流电三相四线供电而言，线电压是380，相电压是220，线电压是根号3相电压对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压，导线的电压是线电压（指A相 B相 C相之间的电压，一个绕组的电流就是相电流，导线的电流是线电流当电机星接时：线电流＝相电流；线电压＝根号3相电压。
三个绕组的尾线相连接，电势为零，所以绕组的电压是220伏当电机角接时：线电流＝根号3相电流；线电压＝相电压。
绕组是直接接380的，导线的电流是两个绕组电流的矢量之和功率计算公式 p=根号三UI乘功率因数是对的用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流极对数与扭矩的关系n=60f/p n: 电机转速 60： 60秒 f: 我国电流采用50Hz p: 电机极对数 1对极对数电机转速：3000转/分；2对极对数电机转速：60×50/2=1500转/分在输出功率不变的情况下，电机的极对数越多，电机的转速就越低，但它的扭矩就越大。
所以在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距。
异步电机的转速n=(60f/p)×(1-s)，主要与频率和极数有关。
直流电机的转速与极数无关，他的转速主要与电枢的电压、磁通量、及电机的结构有关。
n=(电机电压-电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数*磁通)。
扭矩公式T=9550*P输出功率/N转速导线电阻计算公式：铜线的电阻率ρ＝0.0172，R＝ρ×L/S(L＝导线长度，单位：米，S＝导线截面，单位：m㎡)磁通量的计算公式：B为磁感应强度,S为面积。
已知高斯磁场定律为：Φ=BS磁场强度的计算公式：H = N × I / Le式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。
磁感应强度计算公式：B = Φ / (N × Ae)B=F/IL u磁导率 pi=3.14 B=uI/2R式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。
三相永磁同步电动机变频调速系统设计
三相永磁同步电动机变频调速系统设计运动控制系统课程设计题目：三相永磁同步电动机变频调速系统设计专业班级：自动化姓名：学号：指导教师：摘要本论文在研究永磁同步电动机运行原理的基础上详细讨论了其变频调速的理论而且设计了一套基于DSP的永磁同步电动机磁场定向矢量控制系统。
永磁同步电动机相对感应电动机来说具有体积小、效率高以及功率密度大等优点，因此自从上个世纪80年代，随着永磁材料性能价格比的不断提高，以及电力电子器件的进一步发展，永磁同步电动机的研究也进入了一个新的阶段。
由于永磁同步电动机自身具有比感应电动机更为优越的性能，而且其dq变换算法相对简单、电机转子磁极的位置易于检测，因此交流调速的矢量控制理论在永磁同步电动机的控制领域也得到了同样的重视，有关永磁同步电动机矢量控制研究的成果陆续发表。
本文就是应用电压矢量控制SVPWM实现对永磁同步电机的转矩控制，使其拥有直流电机的性能。
关键词：永磁同步电机矢量控制 dq变换 DSP目录1 绪论............................................................................................................. (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 研究现状及应用前景 (1)2 永磁同步电机的矢量控制方法 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 电流检测电路 (4)3.2 转速检测和转子磁极位置检测电路 (5)3.3 PWM发生电路 (6)3.4 IPM智能功率模块驱动电路 (7)3.5 系统保护电路 (8)3.6 人机接口电路 (9)4 软件设计............................................................................................................. . (9)设计心得............................................................................................................. .. (12)参考文献............................................................................................................. .. (13)1 绪论1.1 研究背景与意义众所周知，电动机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。
三相同步电机电机设计计算程序教程
气隙，定子齿，轭磁压降之和Fδtj= （86）计算漏磁几何尺寸 Υ1= Υ2= am= ap= hpm= （87）磁极压板厚d‘= 磁极压板宽b’= 磁极计算长度lm‘= 极靴漏磁导Λp= 极身漏磁导Λm= 磁极漏磁导Λ= (93)每极漏磁通φσ= 漏磁系数σ= 磁极磁通φm= 磁极极身截面积Sm= （97）极身磁密Bm= 转子轭磁密Bjr= 残隙处磁密Bσ2= 极身磁压降Fm=
0.9 0.51
0.1 0.15
1.5 0.2 1.80056508 0.20466648 0.768918527 437.3640556 3679.473134
1.7017 1.734425 1.930775 1.778058333 0.834425 0.910775 0.859875
2.26 1.82
磁极铁芯净长度lfem=
75 400 1500 50 0.8
3 135.3204388
2 36.92
26 20.4204 20.4204
24 0 0 0.96 23.04 24 22.8
铁芯计算长Leabharlann li24.2最小气隙δ=
0.1
最大气隙δm=
0.15
定子绕组
（20）每极每相槽数q=
4
定子槽数Z1=
给定区
额定功率PN=
额定电压UN=
额定转速nN=
额定频率f=
额定功率因数cosφ=
额定相数m=
额定电流IN=
定子计算区
极对数P=
定子外径D1=
定子内径Di1= 极距τ= 圆周速度v=
定子铁芯总长度Lt=
通风道数nK= 通风道宽度bK=
定子叠压系数Kfet=
定子铁芯净长度Lfet=
三相电机选型及计算案例
三相电机选型及计算案例一、三相电机的选型三相电机主要包括感应电机、同步电机和直流电机。
选型时需要考虑功率、转速、电源电压、负载特性等因素。
1.功率：根据负载要求确定所需的功率大小，一般选择稍大于负载需求的功率。
2.转速：根据负载所需转速和机械传动关系，选择合适的转速。
3.电源电压：根据所需供电电压确定电机额定电压。
4.负载特性：根据负载对电机的启动、加速、制动等特性要求，选择适合的电机类型。
二、三相电机计算案例假设工厂需要驱动一个功率为10kW的负载设备，该设备需要运行在1500转/分的转速下。
根据负载要求和电源条件，我们可以通过以下步骤进行选型和计算。
步骤1：计算负载的功率因数(PF)根据负载设备的特性，假设功率因数为0.8步骤2：计算所需额定电流(I)根据功率和功率因数的关系，可得额定电流公式：I=P/(√3×V×PF)其中，P为负载功率，V为电源电压，PF为功率因数。
代入数值：P=10kW，V=380V，PF=0.8，计算得：I=10,000/(1.732×380×0.8)≈17.9A步骤3：选择合适的电机类型和框架大小根据所需功率和转速，结合电源电压和负载特性，选择适合的电机类型和框架大小。
以常用的感应电机为例，根据经验，选择一个稍大的规格，如15kW。
步骤4：根据电机性能曲线进行进一步确认通过查找选定电机的性能曲线，确认额定功率、转速等是否满足需求。
综上所述，我们可以选择一个额定功率为15kW的三相感应电机来驱动该负载设备。
在实际应用中，还需要考虑电机的启动、制动、过载和效率等特性，以及其他特殊环境要求，如防爆、防护等。
选型时需要综合考虑，并结合实际情况进行确定。
以上是三相电机选型及计算案例的简要介绍，希望能对您有所帮助。
如果还有其他问题，请随时提问。
同步电机设计公式
同步电机设计公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：同步电机是一种常见的电机类型，其与异步电机相比具有更高的效率和稳定性。
在设计同步电机时，必须考虑到各种因素，以确保其性能达到预期的水平。
设计同步电机需要遵循一定的设计公式和原则。
设计同步电机需要确定其额定功率和额定转速。
额定功率是电机在额定工作条件下产生的功率，通常以千瓦（kW）为单位。
额定转速是电机在额定工作条件下的转速，通常以转每分钟（RPM）为单位。
决定额定功率和额定转速的因素包括电机的用途、负载要求、工作环境等。
设计同步电机需要确定其定子和转子的结构。
定子是电机中固定部分，通常由绕组和磁路组成。
转子是电机中旋转部分，通常由永磁体或电磁体组成。
确定定子和转子的结构可以根据电机的功率和转速要求，以及所需的转矩和效率来进行选择。
接着，设计同步电机需要确定其电气参数。
电气参数包括定子电阻、定子感抗、定子漏感等。
这些参数的选择将影响电机的性能特性，例如起动特性、稳态特性、过载能力等。
确定电气参数的方法通常是通过电磁场有限元分析和试验验证。
设计同步电机需要确定其机械结构。
机械结构包括电机的外壳、轴、轴承等部分。
机械结构的选择将影响电机的机械强度、运行平稳性等方面。
设计机械结构时需要考虑电机的整体布局、散热设计、扭矩传输等因素。
在设计同步电机过程中，可以使用一些常见的设计公式，以帮助工程师进行计算和优化。
以下是一些常见的同步电机设计公式：1.额定功率（Pn）= 2πNT/60Pn为额定功率，N为额定转速，T为额定转矩。
2.空载电流（I0）= √(Pn/3VL)I0为空载电流，Pn为额定功率，VL为额定相电压。
3.计算电抗（Xs）= 2πfLsXs为电抗，f为电网频率，Ls为定子感抗。
5.计算绕组电阻（Rs）= R1+R2Rs为绕组电阻，R1为定子电阻，R2为转子电阻。
通过以上公式的计算和优化，可以设计出性能稳定、效率高的同步电机。
设计同步电机还需要考虑其他因素，如散热设计、噪音控制、绝缘等级等。
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三相同步电机电机设计计算程序
同步电机是一种常见的电动机类型，其特点是转子的转速与电源的频
率相同，称为同步速度。
设计和计算同步电机的程序主要包括以下几个步骤。
1.确定电机的规格和性能要求。
包括额定功率、额定电压、额定电流、额定频率、功率因数、效率等。
2.计算电机的关键参数。
根据功率和转速的关系，可以计算出同步电
机的极对数。
同时，根据额定功率和额定电流的关系，可以计算出额定功
率系数。
3.选择电机的类型和型号。
根据电机的规格和性能要求，结合电机厂
家的产品手册，选择合适的电机类型和型号。
4.计算电机的电磁参数。
通过等效电路模型，可以计算出电机的定子
电阻、定子电抗和电机磁阻。
5.计算电机的机械参数。
可以通过转矩方程，计算出电机的转矩和电
机的转矩系数。
6.计算电机的额定电流和起动电流。
根据电机的额定功率、额定电压
和额定功率系数，可以计算出电机的额定电流。
同时，可以通过起动动能
方程，计算出电机的起动电流。
7.计算电机的损耗和效率。
根据电机的额定功率、有功损耗和无功损耗，可以计算出电机的总损耗和效率。
8.进行电机选型和验证。
根据计算结果，对电机的类型和型号进行评估和选择。
同时，可以将计算结果与实际测试结果进行比较，验证计算的准确性。
以上是设计和计算三相同步电机的基本步骤和程序。
通过这些步骤，可以确定电机的规格和性能要求，并进行电机的选择和验证。
同时，还可以计算电机的关键参数、电磁参数、机械参数、额定电流、起动电流、损耗和效率等。
这些计算结果对于电机的设计和应用具有重要的指导作用。