永磁直流电机电磁设计算例
永磁直流电机设计
1.雷檄主要尺寸典功率,醇速的^系:典昊步重檄相似,直流雷檄的功率,斡速之^的^系是:D22*Lg=6.1*108*p,/(a P*A*Bg*Ky*n) (1)D2雷福直彳监(cm)重机初言殳^畤的主要尺寸Lg雷^^算辰度(cm)根撼重机功率和^除需要碓定P’ ^算功率(w) p’=E*Ia=(1+2“)*P N/3nE=Ce* ①*n*Ky=(P*N/60*a)* ① 2*n*Ky*10-8Ce重势系数a 支路数在小功率重檄中取a=2P 极数在小功率重檄中取p=2N 雷福^醇体数n 重机额定醇速Ky雷^^^短矩系数小功率永磁重机p=2畤,采用罩叠^^Ky=Sin[(y1/i)*n/2] y1^^ 第一^矩% 趣弧系数一般取a P=0.6〜0.75正弦分布畤4=0.637①每趣磁通①二a P*T*Lg*BgT趣矩(cm) T=n*D2/PBg氧隙磁密(Gs)又穗磁负荷举寸金吕^ Bg=(0.5〜0.7) Br堂寸徽氧体Bg=(0.7〜0.85) Br, Br 卷剩磁密度A 雷^^负荷A=Ia*N/(a*n*D2)Ia雷福额定重流堂寸速^建行的永磁重勤机,一般取A=(30-80)A/cm另外重檄负荷A= Ia/(a*Sd),其中Sd=n*d/4 d卷醇^直彳监.卷了保言正赞熟因子A*A W 1400 (A/cm*A/mm2 )通常以雷福直彳至D2和雷福外彳至La作卷重机主要尺寸,而把重勤檄的输出功率和醇睦卷雷机的主要性能,在主要尺寸和主要性能的基碘上,我凭就可以殳^^檄了.在⑴式的基碘上余监谩燮换可卷:D22*Lg*n/P,=(6.1*108/n2)*1/(a p*Bg*A)=C A由上式可以看,C A的值加不取决於重檄的容量和醇速,也不直接典重福直彳监和畏度有^它僮取决於氟隙的平均磁密及雷^^负荷,而Bg和A的燮化很小,它近似卷常数,通常穗卷霜檄常数,它的醇数K A=1/C A=(p,/n)/(D22* Lg)s a p*Bg*A穗卷重檄利用系数,它是正比於罩位重福有效体稹羟生的重磁醇矩的一他比例常数.2.直流雷檄定子的碓定2.1磁^内彳监根摞霜檄霜福外彳第D2碓定磁金同内彳第Dmi=D2+2g+2Hp其中g卷氧隙畏度,小功率直流重檄g=0.02-0.06cm ,徽氧t亶畤g可取得大些,金吕^金古磁 ^^檄可取得较小,因徽氧t H C较大.氟隙封重檄的性能有很大的影舞较小的g可以使雷福反鹰引起的氟隙磁埸畸燮加凰J,使雷檄的换向不良加凰J,及重檄建行不稳定,主趣表面损耗和噪音加演L以及雷福挠度加大,较大的氟隙,使重檄效率下降,温升提高.有畤霜檄磁^采用趣靴,适檬可以起聚磁作用,提高氧隙磁密,遢可稠第趣靴形状以改善空载氟隙磁埸波形,负载畤交率由雷福反)®磁通^^靴朗,合举寸永磁磁趣的影警较小.但适檬曾使磁^结横复雄,制造成本增加,漏磁系数较大,外形尺寸增加,负载畤氟隙磁埸的畸燮较大.而瓢趣靴畤永磁t直接面向氧隙,漏磁系数小,能羟生较多的磁通,材料利用率高,氟隙磁埸畸燮,而且结横曾军,便於生羟. 其缺黠是容易引起不可逆退磁现象.Hp趣靴高(cm)辗趣靴结横畤Hp=02.2磁^外彳监Dm0=Dmi+2Hm (瓦片形系吉情)Hm永磁t磁路畏度,它的尺寸鹰徙满足(1)有足别的氟隙磁密(羟生不可逆退磁),(2)在要求的任何情建行状熊下曾形成永久性退磁等方面来碓定,一般Hm=(5-15)g Hm越大,刖氟隙磁密也越大,否刖,刖氟隙磁密也越小.2.3磁^截面稹Sm封于徽氧t由于Br小,刖Sm取较大值,而封于金吕^金古来^, Br较大,刖Sm取小值.璟形徽氧t磁^截面稹:Sm=a P* 汽 *(Dmi+Hm)Lg/P (cm)瓦片形徽氧t亶磁^面稹:Sm=a p* 汽 *(Dmi+Hm)Lm/P (cm)瓦片形徽氧醴弧度角:0=180。
永磁直流电动机计算程序
cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm2 % cm Ω Ω cm cm cm
T A T A/cm A T A/cm A cm T A/cm A cm A
H
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0.12 0.2 0.2 0.2
0.87 0.87
0.4 0.47
1.4 0.36 0.70422
W V r/min A
% W V
℃ T
%k-1 %
KA/m
A'
Bδ'=(0.6--0.85)Br αi=0.6---0.75 λ=0.6----1.5
Da=6.1*P'*10000/αi/A'/nN/λ(开三次方) La=λ*Da
取 冲L片a厚为度整数
0.2 0.35
0涂.5漆膜冲片 气化膜或磷化膜冲片 τ=π*Da/2/p
Am Fabn Fabs bmn hmn fa' λσ Sm=(Dme--Dmi)*La Lm=π*(Dme--Dmi)*(1-α/2)/4
Baq
H cm2
A A A
Wb KJ/m3 cm2
KJ/m3
cm cm
cm2
A/cm2 cm V cm m/s cm V
V T
磁钢的平均恢复导磁率
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突然起动时 瞬时堵转时
Amax
115 交轴电枢磁动势
116 换向元件电枢磁动势
117 电枢总去磁磁动势
118 最大去磁时永磁体工作点
bmh
hmh
电枢去磁磁动势标幺值
119 可逆退磁校核
大于bk=0.2
八 工作特性
120 电枢绕组铜耗
永磁同步电动机电磁计算程序
序号名称公式单位一额定数据1额定功率P Nkw2相数m13额定线电压U N1V 额定相电压U NV4额定频率ƒHz5极对数p6额定效率η1N%7额定功率因数cosφ1N8额定相电流I NA9额定转速n Nr/min10额定转矩T NN.m11绝缘等级B级12绕组形式双层二主要尺寸13铁芯材料50W470硅钢片14转子磁路结构形式15气隙长度δcm16定子外径D1cm17定子内径D i1cm永磁同步电动机电磁计算程序以下公式中π取值为3.1418转子外径D2cm19转子内径D i2cm20定、转子铁心长度l1=l2cm21铁心计算长度la=l1cm铁心有效长度l effcm铁心叠压系数K fe净铁心长l Fecm22定子槽数Q1 23定子每级槽数Q p1 24极距τp 25定子槽形梨形槽b s0cmh s0cmb s1cmh s1cmh s2cmrcm26每槽导体数N s1 27并联支路数a1 28每相绕组串联导体数NΦ129绕组线规N11S11mm230槽满率根据N11S11=1.54mm2,线径取d1/d1i=1.4mm/1.46mm,并绕根数N1(1)槽面积s scm2槽楔厚度hcm(2)槽绝缘占面积s icm2h1scm绝缘厚度C icm(3)槽有效面积s ecm2(4)槽满率sf% N1三永磁体计算31永磁材料类型铷铁棚32永磁体结构矩形33极弧系数a p34主要计算弧长b1pcm35主要极弧系数a1p 36永磁体Br温度系数a Br永磁体剩余磁通密度B r20T温度t℃t=80℃时剩余磁通密度B rT37永磁体矫顽力H c20KA/m永磁体H c温度系数a Hct=80℃时矫顽力Hc KA/m 38永磁体相对回复磁导率u ru0H/m39最高工作温度下退磁曲线的拐点b k40永磁体宽度b mcm41永磁体磁化方向厚度h Mcm42永磁体轴向长度l Mcm43提供每级磁通的截面积S M cm2四磁路计算44定子齿距t1cm45定子斜槽宽b skcm46斜槽系数K sk147节距y48绕组系数K dp1(1)分布系数K d1α°q1(2)短距系数K p1β49气隙磁密波形系数K f50气隙磁通波形系数KΦ51气隙系数Kδ52空载漏磁系数σ053永磁体空载工作点假设值b1m054空载主磁通Φδ0W b55气隙磁密Bδ056气隙磁压降δ12cm直轴磁路FδA交轴磁路Fδq 57定子齿磁路计算长度h1t1 58定子齿宽b t159定子齿磁密B t10T60定子齿磁压降F t1A查第2章附录图2E-3得H t10A/cm61定子轭计算高度h1j1cm62定子轭磁路计算长度l1j1cm63定子轭磁密B j10T64定子轭磁压降F j1cm查第2章附录图2C-4得C1查第2章附录图2E-3得H j10A/cm65磁路齿饱和系数K t66每对极总磁压降ΣF adAΣF aqA67气隙主磁导ΛδH68磁导基值ΛbH69主磁导标幺值λδ70外磁路总磁导λ1H71漏磁导标幺值λσ72永磁体空载工作点b m073气隙磁密基波幅值Bδ1T74空载反电动势E0V五参数计算75线圈平均半匝长l zl BcmdcmτycmsinαcosαC s76双层线圈端部轴向投影长f dcm77定子直流电阻R1ΩρΩ.mm2/mS1mm2d1mm78漏抗系数C x79定子槽比漏磁导λS1查第2章附录2A-3得K u1K L1λu1λL 1与假设值误差小于1%,不用重复计算80定子槽漏抗X s181定子谐波漏抗X d1Ω查第2章附录2A-4得ΣS82定子端部漏抗X e1Ω83定子斜槽漏抗X sk1Ω84定子漏抗X1Ω85直轴电枢磁动势折算系数K ad 86交轴电枢磁动势折算系数K aqK q87直轴电枢反应电流X adΩE dVI1dAF adA f1adb madΦδadW b88直轴同步电抗X dΩ89交轴磁化曲线(X aq-Iq)计算六工作性能计算90转矩角θ°91假定交轴电流I1q A92交轴电枢反应电抗X aqΩ见P428页表10-1 Xaq-Iq曲线93交轴同步电抗X qΩ94输入功率P1kwSINθSIN2θCOSθ95直轴电流I d A96交轴电流I q A97功率因数cosφ°ψ°φ°98定子电流I1A99负载气隙磁通ΦδW bEδV 100负载气隙磁密BδT 101负载定子齿磁密B t1T 102负载转子磁密B j2T 103铜耗P cu1W 104鉄耗(1)定子轭重量G j1kg(2)定子齿重量G t1kg(3)单位铁耗查第2章附录2E-4得p t1w/kgp j1w/kg(4)定子齿损耗P t1W(5)定子轭损耗P j1W(6)总损耗P Fe Wk1k2105杂耗P sP sN kw106机械损耗P fw w107总损耗ΣP kw108输出功率P2kw109效率η%110工作特性见P430表10-2111失步转矩倍数K MT max112永磁体额定负载工作点b mNf1adN113电负荷A1A/cmλ1n114电密J1A/mm2115热负荷A1J1(A/cm)(A/mm2)116永磁体最大去磁工作点b mhf1adhI adh Alaobusi算例4.00003.0000360.0000207.846096926.50003.00000.89601.00007.15960155253072.07547170.052314.814.74.8191919.10.9518.053667.7453333330.350.080.680.091.060.443213841.539699259 .4mm/1.46mm,并绕根数N1=11.0449520.20.1572481.150.030.887704 76.8400277610.82 6.4511733330.832911-0.121.22801.13216923-0.12856.544 1.0523700751.26E-063.61.219136.81.290888889 1.678155556 0.9808257135 0.932879761 0.965960169302 0.965753860.8333333331.2300402670.9406348791.2448267171.30.87 0.010365012 0.8411970220.02 1101.610936 833.7137955 1.2966666670.6405444441.793880386233.490 2.576666667 5.344105556 1.114305729 12.980832390.71.735 1.211871535 1347.991769 1080.094628 7.68922E-06 1.50683E-065.1029296776.63380858 1.5308789030.869003789 %,不用重复计算1.034706209201.529426831.682915872327.2568888890.5490852490.8357663494.3414579342.3838305111.7158936780.02171.53861.48.21E-010.9608659780.870.9050.403328710.6744.69E-016.28E-010.02051.65E-015.31E-011.63E+00 0.812981515 0.3251926060.4 6.558622511 193.4528014 1.231451467 158.2920937 0.011846361 0.858709257 0.0099496178.19E+0026.656.312.19根据I1q查表10-1得1.38E+014.44E+000.4483284510.8014937140.8938688943.25E+006.34E+000.9999593942.72E+01-5.17E-017.1248912060.010084516196.07567680.8184327131.7453347461.084150606261.317264623.264103534.2097075396.22.17 26.10018674 50.48310465 166.21667622.52 19.806546740.0227.9841 0.4753245883.97E+008.93E+010.18536125713.360.8611346311.04E-02 176.61978556.643 4.630762516 817.884282 0.4683161174.61E-014.79E+01。
永磁无刷直流电机的设计与电磁分析
本次演示采用有限元模拟和优化设计等方法对永磁无刷直流电机进行设计和 电磁分析。最后,对永磁无刷直流电机的电磁性能进行分析和讨论,包括磁场分 布、功率损耗、效率等,并指出了研究的不足和未来研究方向。
引言:
永磁无刷直流电机是一种具有高效率、低噪音、长寿命等优点的电机,在工 业自动化、电动汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。随着技术的不断发展, 对永磁无刷直流电机的性能要求也不断提高。因此,本次演示旨在通过对永磁无 刷直流电机的设计与电磁分析,提高其性能指标,以满足不同领域的应用需求。
参考内容
基本内容
盘式永磁无刷直流电机是一种先进的电动设备,具有高效率、低噪音、长寿 命等优点。本次演示将详细介绍盘式永磁无刷直流电机的电磁设计过程,包括磁 场分布、线圈绕制、绝缘设计、冷却系统等,旨在为优化电机性能提供理论支持 和实践指导。
盘式永磁无刷直流电机是一种结合了永磁电机和无刷直流电机的优点的新型 电动设备。它采用永磁体作为磁源,可直接产生恒定的磁场,避免了传统有刷直 流电机需要定期更换电刷的缺点。盘式结构使得电机散热性能好、机械强度高, 能够在恶劣环境中稳定运行。
电磁设计是盘式永磁无刷直流电机设计的核心环节。磁场分布是电磁设计的 首要环节,合理的磁场分布可以提高电机性能、降低谐波损耗。线圈绕制方法对 电机的功率密度、电气性能和机械特性有着重要影响。在电磁设计中,需要综合 考虑线圈材料、线径、匝数等因素,以实现电机的高效运行。
绝缘设计对于盘式永磁无刷直流电机的可靠性至关重要。线圈绝缘材料的选 用和结构设计直接影响到电机的电气性能和机械特性。在电磁设计中,应充分考 虑绝缘材料的电气性能和机械性能,以满足电机在高温、高湿等恶劣环境下的正 常运行。
文献综述:
自20世纪50年代第一台永磁无刷直流电机问世以来,国内外学者对其进行了 广泛研究。研究内容主要包括电磁场分析、优化设计、控制策略、可靠性等方面。 在电磁场分析方面,有限元法等效磁路法、模拟仿真等方法被广泛应用。在优化 设计方面,主要从电机结构、材料、工艺等方面进行优化。
永磁直流电机电磁设计算例
永磁直流电机电磁设计算例假设我们要设计一个功率为500W的永磁直流电机,额定电压为24V。
首先,我们需要确定电机的转矩常数和电机的转速范围。
转矩常数表示电机在给定电压下的输出转矩大小。
常用的永磁直流电机转矩常数一般在0.02-0.06Nm/A之间。
假设我们选择一个转矩常数为0.04Nm/A的永磁直流电机。
根据功率和转矩常数的关系,我们可以计算出电机的额定电流为500/0.04=12.5A。
接下来,我们需要确定电机的磁路尺寸和磁路材料。
磁路尺寸决定了电机的体积和重量,而磁路材料的选择直接影响电机的性能和效率。
常见的磁路材料包括硅钢片、铁氧体和软磁合金等。
这里我们选择硅钢片作为磁路材料。
根据电机的功率和额定电流,我们可以计算出电机的额定转矩为500/12.5=40Nm。
接下来,我们需要根据额定转矩和转矩常数计算出永磁体的磁通。
磁通是永磁体产生的磁场大小,它与电机的转矩和电压密切相关。
磁通的计算公式为磁通=转矩/转矩常数=40/0.04=1000Wb。
接下来,我们需要计算出电机的磁场密度和磁力线密度。
磁场密度表示单位面积内的磁场大小,而磁力线密度表示单位长度内的磁场线条数。
根据磁场强度和磁路材料的磁导率,我们可以计算出磁场密度和磁力线密度。
最后,我们需要设计电机的线圈和定子参数。
根据额定电流和电压,我们可以计算出电机的线圈匝数和线圈直径。
定子参数的计算需要根据电机的磁通和磁场密度来决定。
综上所述,永磁直流电机的电磁设计是一个复杂的过程,需要根据电机的功率、转矩和工作条件来选择合适的磁路材料和定子参数。
设计过程需要综合考虑电机的性能、效率和成本等因素,从而确保电机的稳定运行和长寿命。
永磁无刷直流电机设计实例
永磁无刷直流电机设计实例永磁无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDC)是一种形式先进的电机,具有高效率、长寿命、高功率密度、高控制精度等优点,已广泛应用于机床、机器人、电动工具等领域。
在本文中,我们将介绍永磁无刷直流电机的设计实例。
1. 电机参数计算在进行永磁无刷直流电机设计之前,首先需要计算出电机的一些参数,包括额定功率、额定转速、额定电压、额定电流等。
这些参数将作为电机设计的基础。
1.1 标称功率Pn = Tmax × ωnPn 为电机标称功率,Tmax 为电机最大扭矩,ωn 为电机额定转速。
1.2 额定转速永磁无刷直流电机的额定转速通常由应用需求决定。
对于电动工具来说,需要较高的额定转速,而对于机床来说,需要较低的额定转速。
通常情况下,可以根据应用的要求来选择适当的额定转速。
永磁无刷直流电机的额定电压通常由电源系统决定。
通常情况下,可以选择电压稳定器或直流电源来提供稳定的电压。
根据实际需求和电源系统的限制,可以确定电机的额定电压。
2. 永磁体设计永磁体是永磁无刷直流电机中最重要的组件之一,其设计将直接影响电机的性能。
永磁体的设计包括永磁体的形状、尺寸以及选用的材料。
2.1 形状与尺寸永磁体的形状和尺寸对电机的输出特性有着重要的影响。
通常情况下,可以选择方形、圆形、椭圆形等形状,并根据电机设计参数计算出永磁体的尺寸。
2.2 材料选择永磁体选用的材料决定了电机的性能。
目前常用的永磁体材料有 NdFeB、SmCo、AlNiCo 等。
不同的永磁体材料具有不同的磁性能、机械性能和耐温性能,应根据实际应用需求进行选择。
3. 绕组设计绕组是永磁无刷直流电机中的另一个关键组件,在电机的输出特性和效率上起着重要作用。
绕组的设计涉及到绕组的形状、导线直径、匝数和线材材料等方面。
绕组的形状通常与永磁体相对应,可以根据永磁体的形状来确定绕组的形状。
3.2 导线直径导线直径直接影响到电机的电阻和电感,对电机的输出特性和效率有着重要影响。
永磁无刷直流电机的数学模型
永磁⽆刷直流电机的数学模型 ⽆刷直流电机绕组中产⽣的感应电动势与电机转速匝数成正⽐,电枢绕组串联公式为 其中,E为⽆刷直流电机电枢感应线电动势(V);p为电机的极对数;α为极弧系数;W为电枢绕组每相串联的匝数;φ为每极磁通(Wb);n为转速(r/min)。
在反电动势E和极对数p已经确定的情况下,为使电机具有较⼤的调速范围,就须限制电枢绕组的匝数W。
因此,磁悬浮飞轮电机绕组电感和电阻都⾮常⼩,使得电机在运⾏过程中,相电流可能存在不连续状态。
假定电机定⼦三相完全对称,空间上互差120°电⾓度;三相绕组电阻、电感参数完全相同;转⼦永磁体产⽣的⽓隙磁场为⽅波,三相绕组反电动势为梯形波;忽略定⼦绕组电枢反应的影响;电机⽓隙磁导均匀,磁路不饱和,不计涡流损耗;电枢绕组间互感忽略。
公式中,Va、Vb、Vc和Vn分别为三相端电压和中点电压(V),R和E为三相电枢绕组电阻(Ω)和电感(H),Ea、Eb和Ec为三相反电动势(V),ia、ib.和ic为三相绕组电流(A)。
可将⽆刷直流电机每相绕组等效为电阻、电感和反电动势串联。
⽆刷直流电机绕组采⽤三相星形结构,数学模型⽅程如式(2-2)所⽰: 在电机运⾏过程中,电磁转矩的表达式为 电机的机械运动⽅程为 式中,Te和TL分别为电磁转矩和负载转矩(Nm);J为转⼦的转动惯量(kg·2m);f为阻尼系数(N·m·s)。
电机设计反电动势为梯形波,其平顶宽度为120°电⾓度,梯形波的幅值与电机的转速成正⽐。
其中,反电动势系数乃e由以下公式计算为 电机转⼦每运⾏60°电⾓度进⾏⼀次换相,因此在每个电⾓度周期中,三相绕组反电动势有6个状态。
电机运⾏过程中瞬态功耗的公式为 其中,Ω为电机⾓速度,P为功耗。
永磁⽆刷直流电机的控制可分为三相半控、三相全控两种。
三相半控电路的特点简单,-个可控硅控制⼀相的通断,每个绕组只通电1/3的时间,另外2/3时间处于断开状态,没有得到充分的利⽤。
永磁直流电机电磁设计算例
永磁直流电机电磁设计算例首先,我们需要确定设计要求和工作条件。
假设设计要求如下:-输出功率:10kW- 额定转速:3000 rpm-额定电压:220V-额定电流:45A-永磁材料:NdFeB- 公称气隙长度:0.5 mm接下来,我们将按照电磁设计的步骤进行计算。
第一步:确定磁路尺寸和参数。
根据设计要求和参数,我们可以计算出磁路的尺寸和参数。
以磁路长度为1.2 m为例,根据磁路长度和气隙长度,可以得到铁心尺寸为1.2 m - 0.5 mm = 1.1995 m。
铁心截面积可以按照功率因数为0.9进行计算,即铁心截面积为:第二步:气隙设计。
气隙长度的设计需要考虑铁心饱和程度和磁通的分布。
一般情况下,气隙长度的选择可以按照公式δ=0.25*(0.0015+0.005*B_r)进行计算,其中δ为气隙长度(m),B_r为永磁体的剩余磁感应强度(T)。
假设永磁体的剩余磁感应强度为1.15T,则气隙长度为:δ=0.25*(0.0015+0.005*1.15)=0.0023m。
第三步:磁通计算。
根据设计要求和参数,我们可以计算出磁通的大小。
磁通的计算可以按照公式Φ=(A*B_g)/(K*1000)进行,其中Φ为磁通(Wb),A为铁心截面积(m^2),B_g为气隙磁感应强度(T)。
假设气隙磁感应强度为0.78T,则磁通为:第四步:磁场分析。
接下来,我们需要进行磁场分析,确定永磁体的形状和尺寸。
根据设计要求和参数,可以计算出永磁体的尺寸和相关参数。
以永磁体的长度为0.1m为例,根据磁通和永磁体长度,可以得到永磁体截面积为:第五步:定子绕组计算。
根据设计要求和参数,我们可以计算出定子绕组的尺寸和参数。
以定子的槽数为36槽,每槽两匝为例,根据公式可以计算得到定子槽的宽度为:b=(A_m*K)/(n_s*h_s)=(0.0125*1)/(36*0.025)=0.0111m。
至此,根据设计要求和参数,我们完成了永磁直流电机的电磁设计。
永磁直流电动机电磁计算程序
23 极距 24 气隙长度
永磁直流电动机电磁计算程序
符号或算式
单位
PN
W
UN
V
nN
r/min
IN
A
TstN
η n=PN/UNIN*100 P'=(1+2η n/100)/(3η n/100)*PN E'a=(1+2η n/100)/3*UN p
Br20 工作温度时的剩磁密度为
α br为Br的温度系数 IL为Br的不可逆损失率 Hc20 工作温度时的矫顽力为 Hc=[1-(t-20)α Br/100](1-IL/100)Hc20 μ r=Br/μ 0Hc/1000 bk
0.6 0.6
1 0.36
1 54.16666667
1.4 0.8
2.5 4.385139671 0.654498458 0.135005868 4.036484279 1.747272727 1.065527066 1.223684486 0.088166387 0.000171066 3.823841793
t'k=tk*De2/Dk(厘米)
要求bk<0.8τ (1-α δ )厘米
七 最大去磁校核
113 不同工作时的最大瞬时电流
A
突然起动时
A
瞬时堵转时
A
114 直轴电枢磁动势
A
A
115 交轴电枢磁动势 116 换向元件电枢磁动势 117 电枢总去磁磁动势 118 最大去磁时永磁体工作点
Amax
A/cm A A A
12 114.591561
9.75 22
0.443181818 1
0.75 0.78 0.441786459 22.06948582 2528.97683 半梨形槽
永磁直流电动机电磁计算程序
永磁直流电动机电磁计算程序以下是一个简单的永磁直流电动机电磁计算程序的示例:```pythonimport math#输入电机参数voltage = float(input("请输入电机电压(伏):"))current = float(input("请输入电机电流(安):"))speed = float(input("请输入电机转速(转/分钟):"))#计算电机电磁力flux_density = 0.95 # 磁通密度(特斯拉)pole_pairs = 2 # 极对数armature_length = 0.1 # 电枢长度(米)force_constant = 2 * math.pi * pole_pairs * flux_density * armature_length # 电机电磁力常数(牛)force = force_constant * current#计算电机功率和效率power = voltage * currentefficiency = power / (force * speed)#输出计算结果print("电磁力:", force, "牛")print("功率:", power, "瓦")print("效率:", efficiency * 100, "%")```在上述示例程序中,首先通过`input`函数获取用户输入的电机参数,包括电压、电流和转速。
然后,根据给定的参数计算电机的电磁力、功率和效率。
电机电磁力的计算使用了一些基本的电磁学公式,如电机电磁力常数的计算公式为`2 * math.pi * pole_pairs * flux_density *armature_length`,其中`math.pi`为圆周率,`pole_pairs`为极对数,`flux_density`为磁通密度,`armature_length`为电枢长度。
永磁同步电机以及直流无刷电机的电磁设计
其中 D 为电枢直径;
l e f 为等效铁心长度;
(2)相同的电磁负荷, 相同转速,电机体积越大
n 为电机的额定点转速; P ' 为电机的计算功率; 可实现的功率也越大;
' p
为电机计算极弧系数;
K n m 为电机气隙磁场的波形系数; K d p 为电机的绕组系数; A 为电机的线负荷;
电流矢量应满 足的两条件
T em / is
id
0
T em / is
iq
0
IPM
Tem
Is
3p[miq(LdLq)idiq]
2 id2iq2
电
id
m
m 2 412L2dL2q 21Ld
id
0
T em / is
iq
0
Tem
Is
3p[miq(LdLq)idiq]
2 id2iq2
SPM
表贴式永磁电机: Ld=Lq
电 机
可推出结论:Id=0
SPM电机的定子电流矢量轨迹
13
4.2 最大转矩/电流控制
最大转矩/电流控制也称单位电流输出最大转矩的控制,是凸极式永磁同步电动 机用的较多的一种电流控制策略。对于隐极式永磁同步电机(大多数表贴式永磁电 机)来说,最大转矩/电流控制就是id=0控制。
磁场定向控制时的相量图
12
4.2 最大转矩/电流控制
最大转矩/电流控制也称单位电流输出最大转矩的控制,是凸极式永磁同步电动 机用的较多的一种电流控制策略。对于隐极式永磁同步电机(大多数表贴式永磁电 机)来说,最大转矩/电流控制就是id=0控制。
永磁直流有刷电动机计算实例
12. 永磁体剩磁密度 Br20 0.65 T,Br的温度系数 αBr 0.07 %/K,Br的不可逆损失率 IL 0
工作温度时的剩磁密度 Br
1
(t
20) α10B0r1
IL 100
Br20
0.625
T
13. 永磁体计算矫顽力 Hc20 440 kA/m
Da
3
6.1P'104 αiA'B'δNnλ
3.8
cm
22. 电枢长度 La λDa 3 cm
23. 极距
τ
πDa 2p
5.96
cm
24. 气隙长度 δ 0.05 cm 25. 永磁磁极结构 瓦片形 26. 极弧系数查图3-16得 αp 0.70
27. 磁瓦圆心角,对于瓦片形结构的磁瓦圆心角为 θp αp180 126 °
得,求得后,再计算铁氧体的电枢计算长度为 Lef=La+ΔLa*(hm+δ) 31. 已知 hp 0,永磁体内径 Dmi Da 2δ 2hp 3.9 cm
32. 永磁体外径 Dmo Dmi 2hm 4.7 cm
33. 电枢圆周速度 υa πDaNn 5.96 m/s
1 2
h22(d1
2r22)
r23d3
Ci(πr22
2h22
d1)
0.277
73.3 圆形槽 As πr212 2Ciπr21
73.4 矩形槽
As
1 2
(b02
d2)h2
h22d2
永磁直流电机电磁设计算例
手工输入公式计算,不可改.关键判定,提示说明.数据引用序号名称符号或算式单位一额定数据1额定功率P N W 2额定电压U N V额定转速n N rpm额定电流I N A额定转矩T N=9.549*P N/n N N.m起动转矩倍数T stN 二主要尺寸及永磁体尺寸选择额定效率n N =P N/(U N*I N*COS?*100%计算功率P'=((1+2 n /100/(3 n N/100*P N W感应电势E'a=((1+(2 n N/100/3*U N V极对数p永磁材料类型预计永磁体工作温度tc永磁体剩磁密度Bt20T工作时永磁体剩磁密度Br=(1-(t- 20* a Br/100*(1- IL/100*Bt20剩磁温度系数a Br%K1剩磁温度不可逆损失率IL%永磁体计算矫顽力HC20KA/M 工作时永磁体计算矫顽力Hc=(1-(t- 20* a Br/100*仆IL/100*Hc20KA/M永磁体相对回复磁导率卩r=Br/(卩0*Hc/1000 真空磁导率卩=4* PI*10-7工作温度下退磁曲线的拐点bk 电枢铁心材料铁芯叠加系数K Fe电负荷预估值A'A/cm气隙磁密预估值B' S =(0.60.85Br=0.8Br T永磁直流电机电磁计算程序和算例:r 寻"」iih ;H疳:匚耳A 耐iT一 *r]"机" 尸质・r,1 ■討F ・>i!i支路电流Ia=I N/(2*a预计电枢电流密度j'2=5-13A/mm2预计导线截面积A'Cua=la/j'2 并绕根数N t 计算导线裸线线径d'=(4A'Cua/PI1/2导线裸线线径dOmm 导线绝缘后线径d mm 实际导线截面积ACUa =Pl*Nt*dO2/4mm2实际电枢电流密度 j2=Ia/A CUafr 也ft 就洛博 电**rt扣m 上p 可匚门..]h-iA : i-r-tr« IE '-VHI .* LT ■■ng .VlfeJL.-吗t* #1诃丘;QA£ i £ yjl「i. MU 口.丟"—Lr. ! ..'■-■ + .■» J' k 叫-* *二輕3* 氈尢#a■卄¥1蠱島■♦<**< '幕订・J.III I ■亦lljj小1’ ji a 1 m ■ "i ■冃 J 甲削1 丁 r rE ■盯 l71lll'= I *氏 \* .4 片I 4bI^TCJXiasiJ实际热负荷△ =AJ2槽形选择槽口宽度b02cm 槽口高度h02cm 槽下度半径r22cm 槽上部倒角半径r23cm槽上部高度h2, h2=r23cm槽上部宽度d1cm槽中部高度h22cm槽下部宽度d2cm槽下部倒角圆心距d3cm槽高ht2cm齿宽bt2,近似取平行齿cm槽净面积As=PI*(r222+r232/2+h22(d1+2r22+r23*d3-Ci( Pl*r22+2*h22+d1cm2曹绝缘厚度Ci cm槽满率S=Nt*Ns*d2/As% 线圆平均半匝长度Lav=La+Ke*Da, Ke=(1.35,p=1cm 电枢绕组电阻Ra=p *N*Lav/( 4*Acua*a2Ra20( p a20=0.1785*10Q .mm2/cmQRa75( p a75=0.217*13Q .mm3/cmQ转子冲片内径 D i2, D i2=(0.15-0.25Da mm转子冲片内径圆整mm电枢轭高h J2=(Da-2*ht2-Di2/2mm电枢轭有效高h j21=hj2+Di2/8mm四磁路计算气隙系数KS , K S =(1.01.1气隙磁通密度B二①'S *104/( a T *LefT每对极气隙磁位差=1.6*K S * S *B S *104At «囱《已¥.1 rfi 严 Hj-f *4| w m J.“ 、T_t 弊li 电为帯1III ' ■■i*Hii;fc<agjw=・ <\杆倍里q 111 A 』*: -ItlA t 峠 itfl t* T Bi.i :-I>',”H'mi ,. *W , T k 乜蜕£4W lU. l4«rt*aBA.i s ・ <t«»lW'J <1 j.-i?:'Mj, At 忆平』<=-i)Mt 8」屁・■< *用 t 丰fe 屯犀镇用 Lj?»ri*i;ij^'ui'.讣N|'< ■■屮 %■【『13■* '-I |i llijl lllj lE *・|匕・九韵占1ttRV ;- t ? «t<M <rjj=L "Ml JI<7* •吋沖兴“"kJ 忙覽 1 j i~F >1.1; * a' ?r if\丽■琳氏4 H « Ell-h «中 * +^iir£ Aft 工峠嵐时耳J 4B 字丄r** 匸F丄《¥ VF11朴《*» «>-乂 ■电T*第胃sf'sr +jLti i ,產jch AltBl.t *«AftiJt .-七知匚孑OK. '1川t*l 吧门 t*.ir 1% L 4 tE 乂 - r?广軾htiiifi 41*八电♦•星K=l-,*1 礼j?电i 塞•「电tJ-'L?卄・・^・L,・FJ 2 ■* H a r -1L Ul 二*■■丄.Mfli.i ■马 ••7・V rt 冷耳ft 卄tt, J 产讥」L ・.■:」师r*yb % iHii.■mrtMX4吾?呼「亍H°m h-驰u •无门尽*电曲零 - rt 命丄戶』Ad.丄44? -*口 J r 1七"1;: A.斗Et IZ 片实克畋巴耳y 忙*f t^h»-1, =Hx ±1 ..MiU;卜 ■.' ・ !■ --- ■■ "1 1 -―产Hx-i. I<jilfcJ: rT1 4 ["J:.■ ■ Ic< »丸耶ri-H 「如,■-'」,Kfc |14无吃《咗^嶂-i>也戈瓦*也堪xc#- t li. ■ 4ia 叭挣= trj.足軽锂 A r4 -*■ ■* •? ^*7 hl戈斤1悻P .,-ls-* +E ■[過・ 1: U M |K肌LU R W Kf-, -ft»-|F . ” jl"^ ItaL/t : '^iij+l ,c-J !仙M*上r”, f nis * * ■.佃1Fr 叫Br 3i'.llX X«/;,{・《1『丄门召1杵.★F *.」irv !・•,“ d -怔小tJ ■■卄叽 ft k S I t寸J*調*ti>kT? SJ-i, -. i-T 1 4 ri!- h^ir/ -Jl W10':出bi -1 "-』一fc 闯1 口 : :^ ■■舄4"!■如矿・11片卑*虹_. 世•.单M h tH 哎5廻耳jr4fi 鼻氐gU ■ hs4&-・ja 1詞孔 n;|-i*J* M 鬥诧■% Tv• 1n**< S--「」,*〒,・- Ik 』*出A*it*1 =?,->1*^1-' 1电傀和电:■ EE•、妥希扇虐电喘噫,广艮勺• Jti 出苛.畅总i-?'■•■ p ・F 「P ■电h ■■' -c jiz ;^-\ 1 S Hij .| * 1C"" 1 \.r a H 哼叭■讪亍-1 iNi 1 I. B皿T.Mr ;旧4|||0.29■KT :' 瓯 「 .血磁J .几y 厂J :礎駆Fl"远]M2I.函』.苔卫空遇 讥煜會;|L : 疽I --■Ul HIi ■■,―2 1lllll 11J50.0414285710.2296704060.23OK 0.25漆膜厚度0.01mm0.0415475636.979952136 531.1938393半梨形槽0.270.1150.20.10.10.6950.694441291 0.7230.7230.40.4951.1380.249441291 0.46018799 0.02336.6697966110.3741148.13518732 58.51728654 0.7860.8OK1.0821.1821.0890.269372444 375.48363780.000632167。
永磁同步电动机电磁计算程序
永磁同步电动机电磁计算程序序号名称公式单位一额定数据1额定功率P Nkw2相数m13额定线电压U N1V 额定相电压U NV4额定频率?Hz5极对数p6额定效率η1N%7额定功率因数cosυ1N8额定相电流I NA9额定转速n Nr/min10额定转矩T NN.m11绝缘等级B级12绕组形式双层二主要尺寸13铁芯材料50W470硅钢片14转子磁路结构形式15气隙长度δcm16定子外径D1cm17定子内径D i1cm永磁同步电动机电磁计算程序以下公式中π取值为3.1418转子外径D2cm19转子内径D i2cm20定、转子铁心长度l1=l2cm21铁心计算长度la=l1cm铁心有效长度l effcm铁心叠压系数K fe净铁心长l Fecm22定子槽数Q1 23定子每级槽数Q p1 24极距τp 25定子槽形梨形槽b s0cmcmb s1cmh s1cmh s2cmrcm26每槽导体数N s1 27并联支路数a1 28每相绕组串联导体数NΦ129绕组线规N11S11mm230槽满率根据N11S11=1.54mm2,线径取d1/d1i=1.4mm/1.46mm,并绕根数N1(1)槽面积s scm2槽楔厚度hcm(2)槽绝缘占面积s icm2h1scm绝缘厚度C icm(3)槽有效面积s e(4)槽满率sf% N1三永磁体计算31永磁材料类型铷铁棚32永磁体结构矩形33极弧系数a p34主要计算弧长b1pcm35主要极弧系数a1p 36永磁体Br温度系数a Br永磁体剩余磁通密度B r20T温度t℃t=80℃时剩余磁通密度B rT37永磁体矫顽力H c20KA/m永磁体H c温度系数a Hct=80℃时矫顽力Hc KA/m 38永磁体相对回复磁导率u ru0H/m39最高工作温度下退磁曲线的拐点b k40永磁体宽度b m41永磁体磁化方向厚度h Mcm42永磁体轴向长度l Mcm43提供每级磁通的截面积S M cm2四磁路计算44定子齿距t1cm45定子斜槽宽b skcm46斜槽系数K sk147节距y48绕组系数K dp1(1)分布系数K d1α°q1(2)短距系数K p1β49气隙磁密波形系数K f50气隙磁通波形系数KΦ51气隙系数Kδ52空载漏磁系数σ053永磁体空载工作点假设值b1m054空载主磁通Φδ0Wb55气隙磁密Bδ056气隙磁压降δ12cm直轴磁路FδA交轴磁路Fδq 57定子齿磁路计算长度h1t1 58定子齿宽b t159定子齿磁密B t10T60定子齿磁压降F t1A查第2章附录图2E-3得H t10 A/cm61定子轭计算高度h1j1cm62定子轭磁路计算长度l1j1 cm63定子轭磁密B j10T64定子轭磁压降F j1查第2章附录图2C-4得C1查第2章附录图2E-3得H j10 A/cm65磁路齿饱和系数K t66每对极总磁压降ΣF adAΣF aqA67气隙主磁导ΛδH68磁导基值ΛbH69主磁导标幺值λδ70外磁路总磁导λ1H71漏磁导标幺值λσ72永磁体空载工作点b m073气隙磁密基波幅值Bδ1T74空载反电动势E0V五参数计算75线圈平均半匝长l zl BdcmτycmsinαcosαC s76双层线圈端部轴向投影长f d cm77定子直流电阻R1ΩρΩ.mm2/mS1mm2d1mm78漏抗系数C x79定子槽比漏磁导λS1查第2章附录2A-3得K u1K L1λu1λL 1与假设值误差小于1%,不用重复计算80定子槽漏抗X s181定子谐波漏抗X d1Ω查第2章附录2A-4得ΣS82定子端部漏抗X e1Ω83定子斜槽漏抗X sk1Ω84定子漏抗X1Ω85直轴电枢磁动势折算系数K ad 86交轴电枢磁动势折算系数K aqK q87直轴电枢反应电流X adΩE dVI1dAF adA f1adb madΦδadW b88直轴同步电抗X dΩ89交轴磁化曲线(X aq-Iq)计算六工作性能计算90转矩角θ°91假定交轴电流I1q A92交轴电枢反应电抗X aqΩ见P428页表10-1 Xaq-Iq曲线93交轴同步电抗X qΩ94输入功率P1kwSINθSIN2θCOSθ95直轴电流I d A 96交轴电流I q A 97功率因数cosυ°ψ°υ°98定子电流I1A99负载气隙磁通ΦδW bEδV 100负载气隙磁密BδT 101负载定子齿磁密B t1T 102负载转子磁密B j2T 103铜耗P cu1W 104鉄耗(1)定子轭重量G j1kg(2)定子齿重量G t1kg(3)单位铁耗查第2章附录2E-4得p t1w/kgp j1w/kg(4)定子齿损耗P t1W(5)定子轭损耗P j1W(6)总损耗P Fe Wk1k2105杂耗P sP sN kw106机械损耗P fw w107总损耗ΣP kw108输出功率P2kw109效率η%110工作特性见P430表10-2111失步转矩倍数K MT max112永磁体额定负载工作点b mNf1adN113电负荷A1A/cmλ1n114电密J1A/mm2115热负荷A1J1(A/cm)(A/mm2)116永磁体最大去磁工作点b mhf1adhI adh Alaobusi算例4.00003.0000360.0000207.846096926.50003.00000.89601.00007.15960155253072.07547170.052314.814.7191919.10.9518.053667.7453333330.350.080.680.091.060.443213841.539699259 .4mm/1.46mm,并绕根数N1=1 1.0449520.20.1572481.150.030.887704 76.8400277610.82 6.4511733330.832911-0.121.221.13216923-0.12856.544 1.0523700751.26E-063.61.219136.81.290888889 1.678155556 0.9808257135 0.932879761 0.965960169302 0.965753860.8333333331.2300402670.9406348791.2448267171.30.87 0.010365012 0.8411970220.02 1101.610936 833.7137955 1.2966666670.6405444441.793880386233.490 2.576666667 5.344105556 1.114305729 12.980832390.71.735 1.211871535 1347.991769 1080.094628 7.68922E-06 1.50683E-065.1029296776.63380858 1.5308789030.869003789 %,不用重复计算1.034706209201.529426831.682915872327.2568888890.5490852490.8357663494.3414579342.3838305111.7158936780.02171.53861.48.21E-010.9608659780.870.9050.403328710.6744.69E-016.28E-010.02051.65E-015.31E-011.63E+00 0.812981515 0.3251926060.4 6.558622511 193.4528014 1.231451467 158.2920937 0.011846361 0.858709257 0.0099496178.19E+0026.656.312.19根据I1q查表10-1得1.38E+014.44E+000.4483284510.8014937140.8938688943.25E+006.34E+000.9999593942.72E+01-5.17E-017.1248912060.010084516196.07567680.8184327131.7453347461.084150606261.317264623.264103534.2097075396.22.17 26.10018674 50.48310465 166.2166762 2.52 19.806546740.0227.9841 0.4753245883.97E+008.93E+010.18536125713.360.8611346311.04E-02 176.61978556.643 4.630762516 817.884282 0.468316117 4.61E-01。
稀土永磁无刷直流电动机的设计实例.ppt
5115 Gs 9321 Ma 15046 Gs 14997 Gs 11152 Gs
6、电路计算
三相六状态 绕组系数 预取空载转速 每相绕组串联匝数 电枢总导体数 每槽导体数 选取每槽导体数 实际空载转速 绕组端部长
绕组每匝平均长
1
n´
11000 r/min
w'
7.5ai
U 2U P 0 n'
87
N=2m w'
522
NS ’=N/Z
44
NS
44
n0
7.5ai
U 2U Pw 0
bl' 1.2 (Di1 D1 2 ) 2p
Lav=2(L+bl')
10856 r/min 2.05 cm 7.5 cm
6、电路计算
预估槽满率
KS'
选取导线QYZ
Φ
0.5 0.4 mm
导线最大外径
dmax
温度范围
0.46 mm -60℃~155℃
绝缘等级
F
槽满率 每相电枢绕组电阻 导线截面积
KS=NS·ddmax2/SS
ra 20
N Lav
2m a2 SC
10 6
0.4 0.91Ω 0.1257
设工作温度为75℃ r75 r20 [1 (t 20) P0 ] 1.111
稀土永磁无刷直流电动机的设计实例
1、主要技术指标
额定功率 额定电压 额定转速 工作方式
75k W 320 V 6000 r/min 长期
2、主要参数确定
预取效率 计算功率 预取线负载
η´
P'
永磁直流电机电磁计算
永磁直流电机电磁计算一、磁路计算磁路计算是永磁直流电机电磁计算的基础。
磁路计算的主要目的是确定电机内部的磁场分布,从而为电磁场计算、转矩计算、损耗计算等提供基础数据。
在进行磁路计算时,需要先确定电机的主要参数,如气隙长度、绕组匝数、永磁体尺寸等。
然后,根据这些参数计算出磁路中的磁通密度分布,从而得出每个结构部分的磁通量和磁动势。
二、电磁场计算电磁场计算是永磁直流电机电磁计算的核心。
电磁场计算的主要目的是确定电机内部的电磁场分布,包括电势、电流、磁场等。
在进行电磁场计算时,需要使用数值计算方法,如有限元法、有限差分法等。
这些方法可以模拟电机的三维电磁场分布,从而得出每个结构部分的电磁特性和性能指标。
三、转矩计算转矩计算是永磁直流电机电磁计算的重要环节。
转矩计算的主要目的是确定电机输出的转矩大小和转矩方向。
在进行转矩计算时,需要考虑到电机的机械结构和工作原理。
通常采用的方法包括电动机转矩计算公式和能量转换公式等。
通过这些方法可以得出电机的输出转矩和效率等性能指标。
四、损耗计算损耗计算是永磁直流电机电磁计算的关键步骤之一。
损耗计算的主要目的是确定电机内部的能量损失,包括铜损、铁损、机械损失等。
在进行损耗计算时,需要考虑到电机的运行特性和结构特点。
通常采用的方法包括根据电阻和电流计算铜损、根据磁场和导体材料计算铁损、根据机械性能参数计算机械损失等。
通过这些方法可以得出电机的总损耗和各部分的能量损失。
五、温度场计算温度场计算是永磁直流电机电磁计算的重要环节之一。
温度场计算的主要目的是确定电机内部的温度分布,从而为电机的热设计和安全运行提供依据。
在进行温度场计算时,需要考虑到电机的热源和散热条件。
通常采用的方法包括有限元法和有限差分法等数值计算方法。
通过这些方法可以得出电机各个部分的温度分布和热应力分布等。
六、结构优化设计结构优化设计是永磁直流电机电磁计算的又一重要环节。
结构优化设计的主要目的是提高电机的性能和可靠性,包括优化电机结构、改进散热设计、提高机械强度等。
无刷直流永磁电动机设计流程和实例
无刷直流永磁电动机设计流程和实例无刷直流永磁电动机设计实例一. 主要技术指标1. 额定功率:W 30P N =2. 额定电压:V U N 48=,直流3. 额定电流:A I N 1<3. 额定转速:m in /10000r n N =4. 工作状态:短期运行5. 设计方式:按方波设计6. 外形尺寸:m 065.0036.0?φ二.主要尺寸的确定 1. 预取效率63.0='η、 2. 计算功率i P '直流电动机 W P K P NNm i 48.4063.03085.0'=?==η,按陈世坤书。
长期运行 N i P P ?''+='ηη321 短期运行 N i P P ?''+='ηη431 3.预取线负荷m A A s /11000'= 4.预取气隙磁感应强度T B 55.0'=δ 5. 预取计算极弧系数8.0=i α 6.预取长径比(L/D )λ′=27.计算电枢内径m n B A P D N s i i i 23311037.110000255.0110008.048.401.61.6-?==''''='λαδ 根据计算电枢内径取电枢内径值m D i 21104.1-?= 8. 气隙长度m 3107.0-?=δ 9. 电枢外径m D 211095.2-?= 10. 极对数p=111. 计算电枢铁芯长 m D L i 221108.2104.12--?=??='='λ根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长L= m 2108.2-?12. 极距 m p D i 221102.22104.114.32--?=??==πτ 13. 输入永磁体轴向长m L L m 2108.2-?==三.定子结构 1. 齿数 Z=6 2. 齿距 m z D t i 22110733.06104.114.3--?=??==π3. 槽形选择梯形口扇形槽,见下图。
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手工输入
公式计算,不可改.
关键判定,
提示说明.
数据引用
序号名称符号或算式单位一额定数据
1额定功率P N W 2额定电压U N V
额定转速n N rpm 额定电流I N A
额定转矩T N=9.549*P N/n N N.m 起动转矩倍数T stN
二主要尺寸及永磁体尺寸选择
额定效率ηN =P N/(U N*I N*COSØ)*100%
计算功率P'=((1+2η/100)/(3ηN/100))*P N W
感应电势E'a=((1+(2ηN/100))/3)*U N V
极对数p
永磁材料类型
预计永磁体工作温度t℃
永磁体剩磁密度Bt20T
工作时永磁体剩磁密度Br=(1-(t-20)*αBr/100)*(1-
IL/100)*Bt20
T
剩磁温度系数αBr%K-1剩磁温度不可逆损失率IL%
永磁体计算矫顽力Hc20KA/M
工作时永磁体计算矫顽力Hc=(1-(t-20)*αBr/100)*(1-
IL/100)*Hc20
KA/M
永磁体相对回复磁导率μr=Br/(μ0*Hc)/1000
真空磁导率μ
=4*PI*10-7
工作温度下退磁曲线的拐点b k
电枢铁心材料
铁芯叠加系数K Fe
电负荷预估值A'A/cm 气隙磁密预估值B'δ=(0.60-0.85)Br =0.8Br T
永磁直流电机电磁计算程序和算例:
支路电流Ia=I N/(2*a)
预计电枢电流密度j'2=5-13A/mm²预计导线截面积A'Cua=Ia/j'2
并绕根数N t
计算导线裸线线径d'
=(4A'Cua/PI)1/2
导线裸线线径d0mm
导线绝缘后线径d mm
实际导线截面积A
CUa
=PI*Nt*d02/4mm²实际电枢电流密度j2=Ia/A CUa
实际热负荷△=AJ2
槽形选择
槽口宽度b02cm
槽口高度h02cm
槽下度半径r22cm
槽上部倒角半径r23cm
槽上部高度h2, h2=r23cm
槽上部宽度d1cm
槽中部高度h22cm
槽下部宽度d2cm
槽下部倒角圆心距d3cm
槽高ht2cm
齿宽bt2, 近似取平行齿cm
槽净面积As=PI*(r222+r232)/2+h22(d1+2r22)+r2
3*d3-Ci(PI*r22+2*h22+d1)
cm²
槽绝缘厚度Ci cm 槽满率S
f
=Nt*Ns*d2/As%线圆平均半匝长度Lav=La+Ke*Da, Ke=(1.35,p=1)cm 电枢绕组电阻Ra=ρ*N*Lav/(4*Acua*a2)
Ra20(ρa20=0.1785*10-3Ω.mm2/cm)Ω
Ra75(ρa75=0.217*10-3Ω.mm3/cm)Ω转子冲片内径D i2, D i2=(0.15-0.25)Da mm
转子冲片内径圆整mm 电枢轭高h J2=(Da-2*ht2-Di2)/2mm 电枢轭有效高h j21=h j2+Di2/8mm 四磁路计算
气隙系数Kδ, Kδ=(1.01-1.1)
气隙磁通密度B
δ
=Ф'δ*104/(α*τ*Lef)T
每对极气隙磁位差F
δ
=1.6*Kδ*δ*Bδ*104A
:
0.29
7
0.041428571
1
0.229670406
0.23OK
0.25 漆膜厚度0.01mm
0.041547563
6.979952136
531.1938393
半梨形槽
0.27
0.115
0.2
0.1
0.1
0.6950.694441291
0.7230.723
0.4
0.495
1.138
0.249441291
0.46018799
0.023
36.66979661
10.374
11
48.13518732
58.51728654
0.786
0.8OK
1.082
1.182
1.089
0.269372444
375.4836378
0.000632167。