sheji2.m

电机设计matlab程序 四个例子很详细的说明了matlab的电机程序

%此程序用于计算表面试贴片磁极的电机，
%电机定子采用异步电机Y90L-6的定子不变，转子在其基础上车掉2.5cm，
%永磁块的厚度为2.5，电机可视为永磁隐极电机用
clear;

%  1，基本数据设置
pn=1100;%额定功率
m=3;%相数
unl=220;%额定电压
f=50;%频率
p=3;%极对数
yitan=0.746;
yinshun=0.739;
jiefa=0;
if jiefa==1
    un=unl/sqrt(3);
else
    un=unl;
end
In=pn/(m*un*yitan*yinshun);


%  2,主要尺寸
delta=0.25;%气隙长度
d1=130;%定子外径
di1=86;%定子内径
d2=di1-2*delta-2*2.5;%转子外径
di2=30;%转子内径
l1=110;%定子铁心长
lef=l1+2*delta;%电枢计算长度
q1=36;%定子槽数
q2=33;
q=q1/(2*m*p);%每极每相槽数
tao1=pi*di1/(2*p);%极距
t2=pi*d2/q2;
bt2=t2/2;
l2=l1;
%硅钢片质量没算


%3  永磁体计算
br20=1.25;%永磁体的20度剩余磁密
hc20=955;%永磁体20度剩余矫顽力
u0=4*pi*10^(-7);
br=(1+(75-20)*(-0.12/100))*(1-0)*br20;%计算磁密
hc=(1+(75-20)*(-0.12/100))*(1-0)*hc20;%计算矫顽力
u=br20/(u0*hc20*10^3);%计算相对恢复磁导率
hm=2.5;%永磁体高度
bm=0.65*(pi*d2)/(2*p);%永磁体宽度
lm=110;%永磁体长度
am=bm*lm;%永磁体面积
% 永磁体重量没算


%  4 定转子冲片尺寸（采用Y-90L-6）
kfe=0.93
h01=0.5;%定子槽尺寸
b1=4.3;
b01=2.5;
alfar=30*pi/180;
r1=3.05;
h12=10.8;
b02=1;%转子槽尺寸
alfar2=30*pi/180;
br1=4.3;
br2=2;
hr11=11;
t1=pi*di1/q1;%定子齿距
tsk=t1*q1/(q1+p);%定子斜槽距离
bt11=pi*(di1+2*(h01+h12))/q1-2*r1;%定子齿宽
hs1=((b1-b01)/2)*tan(alfar);%
bt12=pi*(di1+2*(h01+hs1))/q1-b1;
if bt12<=bt11
    bt1=bt12+(bt11-bt12)/3;
else
    bt1=bt11+(bt12-bt11)/3;
end
hj1=(d1-di1)/2-(h01+h12+2*r1/3);%定子轭计算高；
ht1=h12+r1/3;%定子齿磁路计算长度
lj1=pi*(d1-hj1)/(4*p);%定子轭磁路计算长度
vt1=q1*l1*kfe*ht1*bt1;%定子齿体积
vj1=pi*l1*kfe*hj1*(d1-hj1);%定子轭体积
t2=pi*d2/q2;%转子齿距
ht2=hr11;%转子齿磁路计算长度
hj2=(d2-di2)/2-hr11;%转子轭计算高度；
lj2=pi*(di2+hj2)/(4*p);%转子轭磁路计算长度；


%  5， 绕组计算（定子采用Y90L-6的定子数不变）
ns=60;%每槽导体数
a=1;%并联之路数
nt1=1;%并饶根数
d11=0.75;%线规
n=ns*q1/(2*m*a);%每相绕组串联匝数
y=6;%节距
kp1=1;%绕组短距系数
alfar1=p*(360/36)*(pi/180);%电机的电角度
kd1=sin(q*(alfar1/2))/(q*sin(alfar1/2));%绕组的分布系数
alfars=tsk/tao1;%斜槽度数
ksk1=2*sin(alfars/2)/alfars;%斜槽系数
kdp=kd1*kp1*ksk1;%绕组系数
lav=208;%线圈的平均半匝长
fd=16.8;%线圈端部轴向投影长
le=83;%线圈的端部平均长

%%6  磁路计算

alfarp=0.65;%极弧系数
alfari=0.65;%计算极弧系数
kf=4*sin(alfari*pi/2)/pi;%气隙磁密波形系数
kfai=8*sin(alfari*pi/2)/(pi^2*alfari);%气隙磁通波形系数
temp=4.4*delta+0.75*b01;%临时
kdelta1=t1*temp/(t1*temp-b01^2);
kdelta2=1;
kdelta=kdelta1*kdelta2;%气隙系数
sigema=1.3;%空载漏磁系数
bm0=0.8;%初始定义空载工作点
bm01=0.8;
eps=10;
while eps>=0.01
    bm0=(bm0+bm01)/2;
    faid0=bm0*br*am*(10^(-6))/sigema;%空载主磁通
    Bdelta=faid0*(10^6)/(alfari*tao1*lef);%气隙磁密
    fdelta=2*Bdelta*delta*kdelta*10^(-3)/u0;%气隙磁位差
    Bt1=Bdelta*t1*lef/(bt1*kfe*l1);%定子齿磁密
    Ht1=btoh(Bt1);%  查表得
    ft1=2*Ht1*ht1*10^(-1);%定子齿磁位差
    Bj1=faid0*10^6/(2*l1*kfe*hj1);%定子轭磁密
    c1=btoc(Bj1);%查询轭部磁路校正系数
    Hj1=btoh(Bj1);%查询
    fj1=2*c1*Hj1*lj1*10^(-1);%定子轭部磁位差
    Bt2=Bdelta*t2*lef/(bt2*kfe*l2);%转子齿磁密
    Ht2=btoh(Bt2);
    ft2=2*Ht2*ht2*10^(-1);%转子齿磁位差
    Bj2=faid0*10^6/(2*l2*kfe*hj2);%转子轭部磁密
    Hj2=btoh(Bj2);
    c2=btoc(Bj2);
    fj2=2*c2*Hj2*lj2*10^(-1);%转子轭部磁位差
    sigemaf=fdelta+ft1+fj1+ft2+fj2;%每对极总磁位差
    kst=(fdelta+ft1+ft2)/fdelta;%磁路的齿饱和系数
    agdelta=faid0*10^6/sigemaf;%主磁导
    nmdelta=2*agdelta*hm*10^(-3)/(u*u0*am);%主磁导标幺值
    nmn=sigema*nmdelta;%外磁路总磁导标幺值
    nmlou=(sigema-1)*nmdelta;%漏磁导标幺值
    bm01=nmn/(nmn+1);%永磁体空载工作点
    eps=(abs(bm0-bm01)/bm01)%误差计算
end
Bdelta1=kf*faid0*10^6/(alfari*tao1*lef);%气隙磁密基波幅值
E0=4.44*f*kdp*n*faid0*kfai;%空载反电动势

% 7  参数计算

rou=0.217*10^(-4);%铝的电阻率
R1=rou*2*lav*n/(pi*a*nt1*(d11/2)^2);% 定子直流电阻
kb=1.04;%铸铝转子取值
kc=4*m*(n*kdp)^2/q2;%公式
lb=l1;%转子导条长度
ab=405;%转子导条截面积
dr=d2;%端环平均直径
ar=130;%端环截面积
roub=0.434*10^(-4);%导条电阻率
rour=0.434*10^(-4);%端环电阻率
Rb=kb*kc*roub*lb/ab;%导条电阻
Rr=Rb;%转子电阻
Cx=4*pi*f*u0*lef*(kdp*n)^2*10^(-3)/p;%漏抗系数
beta=y/(m*q);%短距系数
if 0<=beta<=1/3
    ku1=3*beta/4;
    kl1=(9*beta+4)/16;
else if 1/3<=beta<=2/3
        ku1=(6*beta-1)/4;
        kl1=(18*beta+1)/16;
    else
        ku1=(3*beta+1)/4;
        kl1=(9*beta+7)/16;
    end
end
nmu1=h01/b01+2*hs1/(b01+b1);

t_b2=2*r1;
t_b1=b1;
t_h1=(b1-b01)/2*tan(alfar);
t_h2=h12-t_h1;
t_h0=h01;
t_b0=b01;
t_r=r1;
t_a=t_b1/t_b2;
t_beta2=t_h2/t_b2;
t_kr1=1/3-((1-t_a)/4)*(1/4+1/(3*(1-t_a))+1/(2*((1-t_a)^2))+1/((1-t_a)^3)+log(t_a)/((1-t_a)^4));
t_kr2=(2*pi^2-9*pi)/(1536*t_beta2^2)+pi/(16*t_beta2)-pi/(8*(1-t_a)*t_beta2)-(pi^2/(64*(1-t_a)*t_beta2^2)+pi/(8*(1-t_a)^2*t_beta2))*log(t_a);

nml1=t_beta2*(t_kr1+t_kr2)/(pi/(8*t_beta2)+(1+t_a)/2)^2;
nms1=ku1*nmu1+kl1*nml1;
xs1=2*p*m*l1*nms1*Cx/(lef*kdp^2*q1);%定子槽比漏磁导
%   sigema_s=betatos(beta);
sigema_s=0.015
xd1=m*tao1*sigema_s*Cx/(pi^2*kdelta*delta*kdp^2*kst);%定子槽漏抗
xe1=0.2*le*Cx/(lef*kdp^2);%定子端部漏抗
xsk=0.5*(tsk/t1)^2*xd1;%定子斜槽漏抗
x1=xs1+xd1+xe1+xsk;%定子漏抗

t1_a=2;
t1_beta2=11/2;
t1_kr1=1/3-(1-t1_a)/4*(1/4+1/(3*(1-t1_a))+1/(2*((1-t1_a)^2))+1/((1-t1_a)^3)+log(a)/((1-t1_a)^4));

nml2=4*t1_beta2*t1_kr1/((1+t1_a)^2);
nmu2=0;
nms2=nmu2+nml2;%转子槽比漏磁导
xs2=2*m*p*l2*nms2*Cx/(lef*q2);%转子槽漏抗
sigema_r=pi^2*(2*p/q2)^2/12;
xd2=m*tao1*sigema_r*Cx/(pi^2*kdelta*delta*kst);%转子谐波漏抗
xe2=0.757*((lb-l2)/1.13+dr/(2*p))*Cx/lef;%转子端部漏抗
x2=xs2+xd2+xe2;%转子漏抗
kad=1/kf;%电枢磁动势折算系数

Isfai=1.2;
fad=1.35*m*kad*kdp*n*Isfai/p;
f_a=fad/(hm*hc);
bmn=bm0*(1-f_a/sigema);
faid=(bm0-sigema*(1-bmn))*br*am*10^(-6);
xad=4.44*f*n*kdp*(faid0-faid)/(kfai*Isfai);
xd=x1+xad;
xq=x1+xad;
xaq=xad;
Ed=4.44*f*n*kdp*faid/kfai;
sita=acos((Ed-x1*Isfai-R1^2*Isfai/xq)*xq/(un*sqrt(R1^2+xq^2)))-atan(R1/xq);
pufai=atan(xq*Isfai/(un*sin(sita)-R1*Isfai));
faijiao=pufai-sita;
yinshu=cos(faijiao)

I1=Isfai/sin(pufai)%定子电流
pcu=m*I1^2*R1;%电子电阻损耗
p1=m*un*I1*cos(faijiao);
Bdeltad=faid*10^6/(alfar*tao1*lef);%负载气隙磁密
Bt1d=Bdeltad*t1*lef/(bt1*kfe*l1);%负载定子齿磁密
Bj1d=faid*10^6/(2*l1*kfe*hj1);%负载定子轭磁密
pt1d=bdtopd(Bt1d);
pj1d=bdtopd(Bj1d);
pfe=(2.5*pt1d*vt1+2*pj1d*vj1)*10^(-6);%铁耗
psnx=0.1;% 经验取杂散
ps=(I1/In)^2*psnx*pn;%杂散损耗
sigema_p=pcu+pfe+ps+90;%总损耗
p2=p1-sigema_p;%输出功率
yita=p2/p1%效率
J1=I1/(a*pi*(nt1*(d11/2)^2))
wenben=fopen('output1.txt','w');
fprintf(wenben,'额定功率pn=');
fprintf(wenben,'%f\n',pn);
fprintf(wenben,'额定电压unl=');
fprintf(wenben,'%f\n',unl);
fprintf(wenben,'极对数p=');
fprintf(wenben,'%f\n',p);
fprintf(wenben,'气隙长度delta=');
fprintf(wenben,'%f\n',delta);
fprintf(wenben,'定子外径d1=');
fprintf(wenben,'%f\n',d1);
fprintf(wenben,'定子内径di1=');
fprintf(wenben,'%f\n',di1);
fprintf(wenben,'转子外径d2=');
fprintf(wenben,'%f\n',d2);
fprintf(wenben,'转子内径di2=');
fprintf(wenben,'%f\n',di2);
fprintf(wenben,'定子铁心长l1=');
fprintf(wenben,'%f\n',l1);
fprintf(wenben,'电枢计算长度lef=');
fprintf(wenben,'%f\n',lef);
fprintf(wenben,'定子槽数q1=');
fprintf(wenben,'%f\n',q1);
fprintf(wenben,'转子槽数q2=');
fprintf(wenben,'%f\n',q2);
fprintf(wenben,'每极每相槽数q=');
fprintf(wenben,'%f\n',q);
fprintf(wenben,'极距tao1=');
fprintf(wenben,'%f\n',tao1);
fprintf(wenben,'计算磁密br=');
fprintf(wenben,'%f\n',br);
fprintf(wenben,'计算矫顽力hc=');
fprintf(wenben,'%f\n',hc);
fprintf(wenben,'计算相对恢复磁导率u=');
fprintf(wenben,'%f\n',u);
fprintf(wenben,'永磁体高度hm=');
fprintf(wenben,'%f\n',hm);
fprintf(wenben,'永磁体宽度bm=');
fprintf(wenben,'%f\n',bm);
fprintf(wenben,'永磁体长度lm=');
fprintf(wenben,'%f\n',lm);
fprintf(wenben,'永磁体面积am=');
fprintf(wenben,'%f\n',am);
fprintf(wenben,'定子转子采用Y80L-2的尺寸不变');
fprintf(wenben,'%f\n');
fprintf(wenben,'极弧系数alfarp=');
fprintf(wenben,'%f\n',alfarp);
fprintf(wenben,'气隙磁密波形系数kf=');
fprintf(wenben,'%f\n',kf);
fprintf(wenben,'气隙磁通波形系数kfai=');
fprintf(wenben,'%f\n',kfai);
fprintf(wenben,'气隙系数kdelta=');
fprintf(wenben,'%f\n',kdelta);
fprintf(wenben,'空载漏磁系数sigema=');
fprintf(wenben,'%f\n',sigema);
fprintf(wenben,'空载主磁通faid0=');
fprintf(wenben,'%f\n', faid0);
fprintf(wenben,'气隙磁密Bdelta=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bdelta);
fprintf(wenben,'气隙磁位差fdelta=');
fprintf(wenben,'%f\n',fdelta);
fprintf(wenben,'定子齿磁密Bt1=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bt1);
fprintf(wenben,'定子齿磁Ht1=');
fprintf(wenben,'%f\n',Ht1);
fprintf(wenben,'子齿磁位差ft1=');
fprintf(wenben,'%f\n',ft1);
fprintf(wenben,'定子轭磁密Bj1=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bj1);
fprintf(wenben,'定子轭磁Hj1=');
fprintf(wenben,'%f\n',Hj1);
fprintf(wenben,'定子轭部磁位差fj1=');
fprintf(wenben,'%f\n',fj1);
fprintf(wenben,'转子齿磁密Bt2=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bt2);
fprintf(wenben,'转子齿磁密Ht2=');
fprintf(wenben,'%f\n',Ht2);
fprintf(wenben,'转子齿磁位差ft2=');
fprintf(wenben,'%f\n',ft2);
fprintf(wenben,'转子轭部磁密Bj2=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bj2);
fprintf(wenben,'转子轭部磁Hj2=');
fprintf(wenben,'%f\n',Hj2);
fprintf(wenben,'转子轭部磁位差fj2=');
fprintf(wenben,'%f\n',fj2);
fprintf(wenben,'每对极总磁位差sigemaf=');
fprintf(wenben,'%f\n',sigemaf);
fprintf(wenben,'磁路的齿饱和系数kst=');
fprintf(wenben,'%f\n',kst);
fprintf(wenben,'主磁导标幺值nmdelta=');
fprintf(wenben,'%f\n',nmdelta);
fprintf(wenben,'外磁路总磁导标幺值nmn=');
fprintf(wenben,'%f\n',nmn);
fprintf(wenben,'漏磁导标幺值nmlou=');
fprintf(wenben,'%f\n',nmlou);
fprintf(wenben,'永磁体空载工作点bm01=');
fprintf(wenben,'%f\n',bm01);
fprintf(wenben,'气隙磁密基波幅值Bdelta1=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bdelta1);
fprintf(wenben,'定子直流电阻R1=');
fprintf(wenben,'%f\n',R1);
fprintf(wenben,'定子槽比漏磁导xs1=');
fprintf(wenben,'%f\n',xs1);
fprintf(wenben,'定子槽漏抗xd1=');
fprintf(wenben,'%f\n',xd1);
fprintf(wenben,'定子端部漏抗xe1=');
fprintf(wenben,'%f\n',xe1);
fprintf(wenben,'定子斜槽漏抗xsk=');
fprintf(wenben,'%f\n',xsk);
fprintf(wenben,'定子漏抗x1=');
fprintf(wenben,'%f\n',x1);
fprintf(wenben,'转子槽比漏磁导nms2=');
fprintf(wenben,'%f\n',nms2);
fprintf(wenben,'转子槽漏抗xs2=');
fprintf(wenben,'%f\n',xs2);
fprintf(wenben,'转子谐波漏抗xd2=');
fprintf(wenben,'%f\n',xd2);
fprintf(wenben,'转子端部漏抗xe2=');
fprintf(wenben,'%f\n',xe2);
fprintf(wenben,'转子漏抗x2=');
fprintf(wenben,'%f\n',x2);
fprintf(wenben,'电枢磁动势折算系数kad=');
fprintf(wenben,'%f\n',kad);
fprintf(wenben,'反电动势E0=');
fprintf(wenben,'%f\n',E0);
fprintf(wenben,'定子电流I1=');
fprintf(wenben,'%f\n',I1);
fprintf(wenben,'电子电阻损耗pcu=');
fprintf(wenben,'%f\n',pcu);
fprintf(wenben,'负载气隙磁密Bdeltad=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bdeltad);
fprintf(wenben,'负载定子齿磁密Bt1d=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bt1d);
fprintf(wenben,'负载定子轭磁密Bj1d=');
fprintf(wenben,'%f\n',Bj1d);
fprintf(wenben,'铁耗pfe=');
fprintf(wenben,'%f\n',pfe);
fprintf(wenben,'输出功率p2=');
fprintf(wenben,'%f\n',p2);
fprintf(wenben,'效率yita=');
fprintf(wenben,'%f\n',yita);
fprintf(wenben,'电密J1=');
fprintf(wenben,'%f\n',J1);
fprintf(wenben,'输入功率p1=');
fprintf(wenben,'%f\n',p1);
status=fclose(wenben);