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

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

=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

=Ф'δ*104/(α*τ*Lef)T

每对极气隙磁位差F

=1.6*Kδ*δ*Bδ*104A