1.电磁参数

（1）电枢绕组每相电阻

1）绕组平均匝长L_ar（m）

L_av＝2（L＋L_g）＝733.44×10^－3 m式中，L_g为绕组端部长度，取L_g＝τ＝161.32×10^－3 m。

2）常温下（20℃）绕组直流电阻R_a20（Ω）

式中，ρ为常温下铜的电阻率，取ρ＝4×10^－8 Ωmm²/cm。

3）80℃绕组直流电阻R_a80（Ω）

R_a80＝r_a20（1＋0.005×ΔT）＝0.183Ω

4）集肤效应系数K_r。条形绕组的集肤效应系数小于圆形绕组，取K_r＝1.04。

5）电枢绕组热态电阻为r_a＝K_rr_a80≈0.19Ω。

（2）电枢绕组漏电抗

1）槽漏磁导系数λ_S。根据槽形尺寸，取λ_S＝1.4。

2）齿漏磁导系数λ_Z

式中，K₂为系数，取K₂＝3β＋1＝2.5。

3）端部漏磁导系数λ_g

4）基本漏电抗Xσ0（Ω）

5）差漏抗Xσv（Ω）

式中，X_ad为直轴电枢反应电抗，取X_ad＝2.5Ω。

6）每相漏电抗Xσ（Ω）

Xσ＝Xσ0＋Xσv＝0.24Ω

（3）电枢反应电抗

1）气隙磁导Λ_δ（H）

b_p2L_m

Λ_δ＝μ₀＝1.55×10^－5 H

2K_δδ

2）永磁体磁导Λ_m（H）

式中，μ_m为永磁体磁导率，取μ_M＝1.38×10^－6 H/m。

3）磁导系数，，。

4）直轴磁密波形系数K_d

5）交轴磁密波形系数K_q

6）激磁磁密波形系数K_f

7）直轴电枢反应折合系数K_ad

8）交轴电枢反应折合系数K_aq

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9）直轴电枢反应电抗X_ad（Ω）

式中，X_m为励磁电抗。

10）交轴电枢反应电抗X_aq（Ω）

11）同步电抗

X_d＝X_ad＋Xσ＝2.89Ω X_q＝X_aq＋Xσ＝5.95Ω

（4）电动势系数

1）感应电动势

2）电动势系数为C_i＝E_δ/U_N＝1.006。

（5）转子漏磁导

1）永磁体侧面极间漏磁导Λ₁（H）

式中，b_m′、R₁为转子结构参数，在本例中，取b_m′＝b_m＝8.11×10^－3 m，R₁＝h_aS＋D_i3/2＝56×10^－3 m。

2）永磁体轴向端面极间漏磁导Λ₂（H）

式中，a₁、a₂为转子结构参数，在本例中，取a₁＝1.4m，a₂＝1.4a₁＝109.8×10^－3 m。

3）永磁体侧面棱边间漏磁导Λ₃（H）

4）转子总漏磁导Λσ2（H）

Λσ2＝2Λ₁＋4（Λ₂＋Λ₃）＝3.46×10^－7 H

2.磁路计算表

表4-6列出30kW永磁同步发电机磁路计算。

表4-6 30kW永磁同步发电机磁路计算

3.永磁体工作特性图

求解永磁体工作特性图，可以获得发电机在空载、负荷与短路时的运行规律，并方便计算各种参数与外特性。可以通过坐标比例变换，在同一基准值的标么值体系中作出B－H、Φ－F、E_d－I_d的关系曲线。

（1）基准值 以B_r、H_c作为永磁体工作图中磁感应强度、磁场强度的基值，其他基值根据电磁运算规律由它们确定。

（2）作图（图4-30）

1）永磁体去磁曲线1。稀土永磁体的退磁曲线在第二象限内为直线，连接坐标点（1，0）、（0，1）的直线段，即为永磁体去磁曲线B∗＝f（H∗）。

2）转子漏磁曲线2。由，得ασ2＝arctan，即可作出转子漏磁导线。

3）气隙磁通线3。以线段1的纵坐标为纵坐标，以曲线1与曲线2交点的横坐标差作为横坐标，即得气隙磁通线3。

4）标么值空载特性曲线4。将磁路计算所得空载特性换算成标么值，即得标么值空载特性曲线。

5）直轴工作特性曲线5。以曲线3的横坐标为横坐标，曲线3与曲线4交点的纵坐标作为纵坐标，即得直轴工作特性曲线E_d∗＝f（I_d∗）。

6）电枢漏抗线6。由，得ασ1＝68.6°，即可作电枢漏抗曲线6。

7）纯电感负荷外特性7。以曲线5的纵坐标为纵坐标，曲线5与曲线6交点的横坐标作为横坐横，即得永磁同步发电机带纯电感负荷外特性线U_d∗＝f（I_d∗）。

8）额定直轴负荷特性曲线8。将空载特性曲线4沿横坐标轴向左平移K_adF_a∗_d的距离，即得永磁同步发电机额定直轴负荷特性曲线E_d∗＝f（F_m∗）。

图4-30示出高速永磁中频同步发电机工作特性曲线。

图4-30 高速永磁中频同步发电机标么值永磁体工作图