永磁直流电动机计算程序
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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
2.93475E-07 32.86925187
3.5912 4.309426369
2.29183122 0
2.29183122 0.810963706 0.189036294 0.000852616
8.8772E-04 0.718237728
26.5183 5.88
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0.435 1.1392
1 12 1.361356793 8.6734E-04 198.5561509
16.54634591 1 8
192
8.273172953
12 114.591561
9.75 22
0.443181818 1
0.75 0.78 0.441786459 22.06948582
0.75118348 0.56427663
pFe—单位损耗，根据冲片材料及工作频率查出
电枢齿质量
Gt2=7.8KFelt2π/4｛[De22-（Dxj2-dx2）2]-ZSS｝
电枢轭质量
Gj2=7.8KFelt2*π/4[（Dxj2-dx2）2-Di22]*10-3
k
123 电刷对换向器的摩擦损耗
124 轴承摩擦和电枢对空气摩擦损耗
125 总机械损耗
11.22 0.151382753 0.124084224
0.8 0.8 0.9
1.093883332 0.042337915
1.006258889 0.34
297.5362662 1.469842162
20.1 59.08765492
1.21702931 1.8
4.523893344 2.51327408
59 实际热负荷 60 槽型选择 61 槽口宽度
αp,取αp=αi θp,对瓦片形结构θp=αp*180° hm Lm Lef Dmi=Da+2δ+2hp Dmo=Dmi+2hm Va=πDanN/6000 合理选择 Lj=(2.0---3.0)La
漏磁系数σ Dj=Dmo+2hj
在小功率直流电动机中，通常两极的采用单叠绕 单叠绕组a=p；单波绕组a=1 Q t2=πDa/Q φδ'=αi*τ*Lef*Bδ'*10-4 N'=60aE'a/p/φδ'/nN Ns'=N'/Q
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
121 电刷接触电阻损耗
122 电枢铁损耗
PFe=pFe（Bj22Gj2+Bt22Gt2）(f/50)1.3
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
序号 名称 一 额定数据
1 额定功率 2 额定电压 3 额定转速 4 额定电流 5 起动转矩倍数 二 主要尺寸及永磁体尺寸选择 6 额定效率 7 计算功率 8 感应电动势初算值 9 极对数 10 永磁体材料类型 11 预计永磁体工作温度 12 永磁体剩磁密度
13 永磁体计算矫顽力
14 永磁体相对回复磁导率 15 工作温度下退磁曲线的拐点 16 电枢铁心材料 17 电负荷预估值 18 气隙磁密预估值 19 计算极弧系数 20 长径比预估值 21 电枢直径 22 电枢长度
37 机座外经 三 电枢冲片及电枢绕组计算
38 绕组形式 39 绕组并联支路对数 40 槽数 41 槽距 42 预计满载气隙磁通 43 预计导体总数 44 每槽导体数NS＇ 45 每槽元件数 46 每元件匝数 47 实际每槽导体数 48 实际导体总数 49 换向片数 50 实际电负荷 51 支路电流 52 预计电枢电流密度 53 预计导体截面积 54 并联根数 55 导线裸线线经 56 导线绝缘后线经 57 实际导线截面积 58 实际电枢电流密度
叠片系数KFe
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 UN nN IN TstN
ηn=PN/UNIN*100 P'=(1+2ηn/100)/(3ηn/100)*PN E'a=(1+2ηn/100)/3*UN p
Br20 工作温度时的剩磁密度为
αbr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)αBr/100](1-IL/100)Hc20 μr=Br/μ0Hc/1000 bk
1.5 2.762637993
6.18 8.942637993 89.03393195
243.533932 63.44085145
129 电流校核 130 实际感应电动势 131 满载实际转速 132 起动电流 133 起动电流倍数 134 起动转矩 135 起动转矩倍数
Tn
A V r/min A
80 气隙磁通密度 81 每对极气隙磁位差 82 电枢磁通密度 83 电枢磁场强度 84 电枢齿磁位差 85 电枢轭磁通密度 86 电枢轭磁场强度 87 电枢轭磁位差
88 定子轭磁通密度 89 定子轭磁场强度 90 定子轭磁位差
91 外磁路总磁位差 五 负载工作点计算
92 气隙主磁导
h2=r23
75度时的电阻 25度时的电阻 式中s= km=
0.7 5.65487E-06 1.25664E-06
2.30 21.3841421
110 换向元件中合成电动势 111 换向区宽度 112 换向区宽度检查
七 最大去磁校核 113 不同工作时的最大瞬时电流 114 直轴电枢磁动势
小于0.5V
bb' tk' bk=b'b+[ax+│K/2p-t1│-a/q]t'k 式中b'b=bb*De2/Dk(厘米) ax=K/Z y1----绕组节距,用换向器片数表示 t'k=tk*De2/Dk(厘米) 要求bk<0.8τ(1-αδ)厘米
0.34 0.69 0.81
5.2 4.212
4.2
0.94
138.2069621 5.17023131
8.16814076 0.05
25 永磁体结构形式 26 极弧系数 27 磁瓦圆心角 28 永磁体厚度 29 永磁体轴向长度 30 电枢计算长度 31 永磁体内径 32 永磁体外径 33 电枢圆周速度 34 机座材料 35 机座长度 36 机座厚度
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
第 4 页，共 6 页
0.91 0.93
0.93 0.95
δ
A/cm T
cm cm cm
cm cm
第 1 页，共 6 页
计算结果 过渡用值
154.5 13
3350 19.5Fra Baidu bibliotek
5
60.94674556 187.50
9.615384615 1
铁氧体
0.4
3.1415926 π 5 短距绕组y1
320
1.1 0.2
DW470-50 130
97 永磁体负载工作点
98 实际气隙磁通
计算磁能积 计算磁钢平均截面积 磁钢平均磁路长度 选择磁钢的磁积能 六 换向计算 99 电刷尺寸 电刷长Lb 电刷宽bb 电刷对数pb 100 电刷面积 101 每杆电刷数 102 电刷电流密度 103 换向器长度 104 一对电刷接触压降 105 换向器直径 106 换向器圆周速度 107 换向器片距 108 换向元件电抗电动势 漏磁导和 槽部比漏磁导 绕组端部比漏磁导 齿顶比漏磁导 109 换向元件交轴电枢反应电动势
Lj2 Lj1
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
第 3 页，共 6 页
0.12 0.2 0.2 0.2
0.87 0.87
0.4 0.47
1.4 0.36 0.70422
（°） cm cm cm cm cm m/s
m/s cm
cm
cm Wb
A/cm A
A/mm2 mm2
mm mm2 A/mm2 A2/(cm*mm
2)
cm
第 2 页，共 6 页
瓦片型 0.69
124.2 0.7
5.0544 4.52625
5.3 6.7 9.121090515 铸钢 8.05 0.3 1.2 7.3
N.m
18.73337938 9.364089451
3373.85036 80.5904222 4.132842164
2.1862 4.9641 0.440394179
3.93138779
第 6 页，共 6 页
2.154883889 60
461.8141122 7.69690187
822.9619266
1.017777778 0.26666667
0.066081005
3.75
0.132551532 0.13333333
1.0539E-06
93 磁导基值
94 主磁导标幺值 95 外磁路总磁导 96 直轴电枢去磁磁动势
2528.97683 半梨形槽 0.2
62 槽口高度 63 槽下部半径 64 槽上部倒角半径 65 槽上部高度 66 槽上部宽度 67 槽中部高度 68 槽下部宽度 69 槽上部倒角圆心距 70 槽高 71 齿宽 72 槽净面积 73 槽满率 74 线圈平均半匝长度 75 电枢绕组电阻
76 转子冲片内径 77 电枢轭高 78 电枢轭有效高 四 磁路计算 79 气隙系数
126 总损耗
127 输入功率
128 效率
V cm
cm
A A A A A A/cm A A A
W W W W/Kg Kg Kg
W W W W W %
第 5 页，共 6 页
0.223172255 2.609356793
1.248 1.361356793
2.6094 1.248 1 5 短距绕组y=4 1.3614 2.025698908
98.32031508 98.32031508
80.5904222 0
11.55556757 577.7783785 1628.184418
3279.479971
0.316527624 0.683472376 0.610022316
57.56329193 15.6
6.928002024 6.3
0.254442814 0.123831628
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
2.93475E-07 32.86925187
3.5912 4.309426369
2.29183122 0
2.29183122 0.810963706 0.189036294 0.000852616
8.8772E-04 0.718237728
26.5183 5.88
6.173229459 28.5～32
0.435 1.1392
1 12 1.361356793 8.6734E-04 198.5561509
16.54634591 1 8
192
8.273172953
12 114.591561
9.75 22
0.443181818 1
0.75 0.78 0.441786459 22.06948582
0.75118348 0.56427663
pFe—单位损耗，根据冲片材料及工作频率查出
电枢齿质量
Gt2=7.8KFelt2π/4｛[De22-（Dxj2-dx2）2]-ZSS｝
电枢轭质量
Gj2=7.8KFelt2*π/4[（Dxj2-dx2）2-Di22]*10-3
k
123 电刷对换向器的摩擦损耗
124 轴承摩擦和电枢对空气摩擦损耗
125 总机械损耗
11.22 0.151382753 0.124084224
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59 实际热负荷 60 槽型选择 61 槽口宽度
αp,取αp=αi θp,对瓦片形结构θp=αp*180° hm Lm Lef Dmi=Da+2δ+2hp Dmo=Dmi+2hm Va=πDanN/6000 合理选择 Lj=(2.0---3.0)La
漏磁系数σ Dj=Dmo+2hj
在小功率直流电动机中，通常两极的采用单叠绕 单叠绕组a=p；单波绕组a=1 Q t2=πDa/Q φδ'=αi*τ*Lef*Bδ'*10-4 N'=60aE'a/p/φδ'/nN Ns'=N'/Q
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
121 电刷接触电阻损耗
122 电枢铁损耗
PFe=pFe（Bj22Gj2+Bt22Gt2）(f/50)1.3
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
序号 名称 一 额定数据
1 额定功率 2 额定电压 3 额定转速 4 额定电流 5 起动转矩倍数 二 主要尺寸及永磁体尺寸选择 6 额定效率 7 计算功率 8 感应电动势初算值 9 极对数 10 永磁体材料类型 11 预计永磁体工作温度 12 永磁体剩磁密度
13 永磁体计算矫顽力
14 永磁体相对回复磁导率 15 工作温度下退磁曲线的拐点 16 电枢铁心材料 17 电负荷预估值 18 气隙磁密预估值 19 计算极弧系数 20 长径比预估值 21 电枢直径 22 电枢长度
37 机座外经 三 电枢冲片及电枢绕组计算
38 绕组形式 39 绕组并联支路对数 40 槽数 41 槽距 42 预计满载气隙磁通 43 预计导体总数 44 每槽导体数NS＇ 45 每槽元件数 46 每元件匝数 47 实际每槽导体数 48 实际导体总数 49 换向片数 50 实际电负荷 51 支路电流 52 预计电枢电流密度 53 预计导体截面积 54 并联根数 55 导线裸线线经 56 导线绝缘后线经 57 实际导线截面积 58 实际电枢电流密度
叠片系数KFe
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 UN nN IN TstN
ηn=PN/UNIN*100 P'=(1+2ηn/100)/(3ηn/100)*PN E'a=(1+2ηn/100)/3*UN p
Br20 工作温度时的剩磁密度为
αbr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)αBr/100](1-IL/100)Hc20 μr=Br/μ0Hc/1000 bk
1.5 2.762637993
6.18 8.942637993 89.03393195
243.533932 63.44085145
129 电流校核 130 实际感应电动势 131 满载实际转速 132 起动电流 133 起动电流倍数 134 起动转矩 135 起动转矩倍数
Tn
A V r/min A
80 气隙磁通密度 81 每对极气隙磁位差 82 电枢磁通密度 83 电枢磁场强度 84 电枢齿磁位差 85 电枢轭磁通密度 86 电枢轭磁场强度 87 电枢轭磁位差
88 定子轭磁通密度 89 定子轭磁场强度 90 定子轭磁位差
91 外磁路总磁位差 五 负载工作点计算
92 气隙主磁导
h2=r23
75度时的电阻 25度时的电阻 式中s= km=
0.7 5.65487E-06 1.25664E-06
2.30 21.3841421
110 换向元件中合成电动势 111 换向区宽度 112 换向区宽度检查
七 最大去磁校核 113 不同工作时的最大瞬时电流 114 直轴电枢磁动势
小于0.5V
bb' tk' bk=b'b+[ax+│K/2p-t1│-a/q]t'k 式中b'b=bb*De2/Dk(厘米) ax=K/Z y1----绕组节距,用换向器片数表示 t'k=tk*De2/Dk(厘米) 要求bk<0.8τ(1-αδ)厘米
0.34 0.69 0.81
5.2 4.212
4.2
0.94
138.2069621 5.17023131
8.16814076 0.05
25 永磁体结构形式 26 极弧系数 27 磁瓦圆心角 28 永磁体厚度 29 永磁体轴向长度 30 电枢计算长度 31 永磁体内径 32 永磁体外径 33 电枢圆周速度 34 机座材料 35 机座长度 36 机座厚度
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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δ
A/cm T
cm cm cm
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计算结果 过渡用值
154.5 13
3350 19.5Fra Baidu bibliotek
5
60.94674556 187.50
9.615384615 1
铁氧体
0.4
3.1415926 π 5 短距绕组y1
320
1.1 0.2
DW470-50 130
97 永磁体负载工作点
98 实际气隙磁通
计算磁能积 计算磁钢平均截面积 磁钢平均磁路长度 选择磁钢的磁积能 六 换向计算 99 电刷尺寸 电刷长Lb 电刷宽bb 电刷对数pb 100 电刷面积 101 每杆电刷数 102 电刷电流密度 103 换向器长度 104 一对电刷接触压降 105 换向器直径 106 换向器圆周速度 107 换向器片距 108 换向元件电抗电动势 漏磁导和 槽部比漏磁导 绕组端部比漏磁导 齿顶比漏磁导 109 换向元件交轴电枢反应电动势
Lj2 Lj1
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
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m/s cm
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cm Wb
A/cm A
A/mm2 mm2
mm mm2 A/mm2 A2/(cm*mm
2)
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瓦片型 0.69
124.2 0.7
5.0544 4.52625
5.3 6.7 9.121090515 铸钢 8.05 0.3 1.2 7.3
N.m
18.73337938 9.364089451
3373.85036 80.5904222 4.132842164
2.1862 4.9641 0.440394179
3.93138779
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461.8141122 7.69690187
822.9619266
1.017777778 0.26666667
0.066081005
3.75
0.132551532 0.13333333
1.0539E-06
93 磁导基值
94 主磁导标幺值 95 外磁路总磁导 96 直轴电枢去磁磁动势
2528.97683 半梨形槽 0.2
62 槽口高度 63 槽下部半径 64 槽上部倒角半径 65 槽上部高度 66 槽上部宽度 67 槽中部高度 68 槽下部宽度 69 槽上部倒角圆心距 70 槽高 71 齿宽 72 槽净面积 73 槽满率 74 线圈平均半匝长度 75 电枢绕组电阻
76 转子冲片内径 77 电枢轭高 78 电枢轭有效高 四 磁路计算 79 气隙系数
126 总损耗
127 输入功率
128 效率
V cm
cm
A A A A A A/cm A A A
W W W W/Kg Kg Kg
W W W W W %
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0.223172255 2.609356793
1.248 1.361356793
2.6094 1.248 1 5 短距绕组y=4 1.3614 2.025698908
98.32031508 98.32031508
80.5904222 0
11.55556757 577.7783785 1628.184418
3279.479971
0.316527624 0.683472376 0.610022316
57.56329193 15.6
6.928002024 6.3
0.254442814 0.123831628