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*COS?)*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突然起动时I max=(U N-△U b)/Ra20
瞬间堵转时I max=(U N-△U b)/Ra75
突然停转时I max=(Ea-△U b)/Ra75
突然反转时I max=(U N+Ea-△U b)/Ra75直轴电枢磁动势-交轴电枢磁动势-
换向元件电枢磁动势-
电枢总去磁磁动势-电⼤去磁时永磁体⼯作点-
可逆退磁校核
⼋⼯作特性
电枢绕组铜耗P
cua
=I N2*Ra75
电刷接触电阻损耗p b=I N*△U b
电枢铁损耗P Fe=k*p10/50(f/50)1.3*(mt2*Bt22+mj2*B j22 )
k=2-3
铁损系数p10/50, 查铁损⼿则W/kg
f=p*n N/60Hz
电枢齿质量mt2=7.84*K fe*La*(PI/4*(Da2-(Da-
2*ht2)2)-Q*As)*10-3
kg
电枢轭质量mj2=7.84*K fe*La*PI/4*((Da-2*ht2)2-
Dt22)*10-3
kg
电刷对换向器的磨擦损耗p Kbm=2*µ*p b*A b*p S*V k W
电刷单位⾯积压⼒Ps=2-6N/cm2(或=200-600g/cm2)N/cm2电刷摩擦系数µ, µ=0.2-0.3轴承磨擦和电枢对空⽓磨擦损耗p Bf+p Wf≈0.04P N W
总机械损耗p tW=p Kbm+p Bf+p Wf W
总损耗∑P=P cua+P b+P fe+P tW W
输⼊功率P1=P N+∑P W
效率η=P N/P1*100%
电流校核I'N=P1/U N A
实际感应电动势Ea=U N-△U b-I'N*Ra75V
满载实际转速n=60*α*Ea/p*Фδ*N rpm 起动电流Ist=(U N-△U b)/Ra20A
起动电流倍数Ist/I'N
起动转矩Tst=p*N*Фδ*Ist/(2*PI*a)N.m 起动转矩倍数Tst/T N
电机设计图参考
7
0.041428571
1
0.229670406
0.23OK
0.25 漆膜厚度0.01mm0.041547563
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
1.0
0.269372444 375.48363780.000632167 4.726272249 3.887740076 3.000592737 2.821883 19.68521519 1.45
7.576328614
3
6.3
50
0.183254477
0.16054563
3.324760072 "×p b"是错误的3.2
0.25
3
6.324760072
35.03630388
110.04
68.1593232
0.478418713NO
199.5042351
4398.241515
4.726272249
9.8745211
2.047213622
12.57254155
