maxwell软件- 永磁直流电机

16 永磁直流电动机

在用户已经掌握RMxprt 的基本使用的基础上，我们将一些过程简化，以便介绍一些更高级的使用。有关RMxprt 的详细介绍请参考第一部分的章节。

16.1 基本原理

对于永磁直流电动机，定子上安装了P 对永磁体磁极，N 、S 极交错排列，产生固定的定子磁场。转子上装有分布绕组，与换向片相连，换向片随着转子一同旋转。

电刷组件与换向片始终保持接触，直流电经电刷和换向片流入旋转的电枢绕组时，电枢电流和定子磁场相互作用产生转矩。

由于换向器的机械整流作用，电枢绕组产生的转子磁场始终与定子磁场垂直。 永磁直流电动机的电压方程为：

E I R U U 1b ++=

(16.1)

式中U b 为电刷压降，R 1电枢绕组电阻

反电势方程为

ωe K E =

(16.2)

式中K e 为反电势系数，单位是Vs/rad ，ω是转子角速度，单位是rad/s 。

当ω为常值时，电枢电流按下式确定：

1

e b R K U U I ω

--=

(16.3)

由于换向器的机械整流的作用，由电枢电流产生的转子磁场始终与定子磁场垂直。因此，在定子磁场和转子磁场的相互作用下产生了电磁转矩：

I K T t m =

(16.4)

式中K t 是转矩系数，单位是Nm/A ， 数值上与K e 相等。

输出转矩为：

fw

m 2T T T -= (16.5)

式中的T fw 为风摩转矩。

输出机械功率为：

ω22T P =

(16.6)

输入电功率为：

Fe

b Cua fw 21P P P P P P ++++= (16.7)

式中的P fw 、P Cua 、P b 、P Fe 分别表示风摩损耗、电枢铜损耗、电刷压降损耗和铁心损耗。

电机效率为：

%100P P 1

2

?=

η

(16.8)

16.2 主要特点

16.2.1支持单叠绕组和复叠绕组设计

RMxprt 支持叠绕组设计，并能通过下式自动计算并联支路对数。

mp a =

(16.9)

式中的p 为极对数，m 为复倍系数。

16.2.2支持单波绕组和复波绕组设计

RMxprt 支持波绕组设计，并能通过下式自动计算并联支路对数。

m a =

(16.10)

式中m 为复倍系数。

16.2.3支持虚槽结构设计

直流电机的电枢绕组一般为双层绕组。许多情况下，为了简化冲片结构，常把几个线圈边放在同一个槽内，因此槽数Z 将比线圈数S 少，他们的关系是

μS

Z =

(16.11)

其中μ为槽中每一层的线圈边数，称为虚槽系数。因此每 槽导体数为2μ的倍数。RMxprt 能够处理μ≤ 4的各种虚槽设计

16.2.4可分析气隙磁场波形分布

RMxprt 可对空载下磁极的气隙磁场的波形和额定负载下电枢反应的气隙磁场波形进行分析，给出直观波形图，以便于设计人员了解电枢反应对换向的影响。

16.2.5 可计算换向元件的换向电势

对换向元件的换向参数计算包括

a. 元件本身的电抗在换向元件中产生的电抗电势

b. 电枢反应在换向元件中产生的电势

c. 主磁场在换向元件中产生的电势

d. 换向元件中的合成换向电势

16.2.6 计算齿槽转矩

RMxprt 可以计算两个齿距的齿槽转矩，并在设计单中输出其峰值。

16.2.7为有限元电磁场分析输出换向文件

当采用有限元电磁场分析对直流电机进行分析时，必须知道换向元件极性的变化。RMxprt 将与换向元件的位置和极性变化的相关数据保存到com_file.txt 文件中，以便在使用Maxwel 2D/3D 分析时调用。

16.3永磁直流电动机设计

这一节, 我们将演示三相感应电动机设计的一般流程。

点击Start>Programs>Ansoft>Maxwell 12>Maxwell 12从桌面进入Maxwell 界面。

从RMxprt主菜单条中点击File>New新建一个空白的Maxwell工程文件Project1。

从RMxprt主菜单栏中点击Project>Insert RMxprt Design。在Select Machine Type 会话框中选择DC Permanent-Magnet Motor，然后点击OK返回RMxprt主窗口。这样就添加一个新的RMxprt设计。

从RMxprt菜单栏中点击File>Save。如果想把项目另存为PMDC_2p2400rpm75W.mxwl，可从下拉菜单选择Save As然后点击Save返回RMxprt主窗口。(参见3.2.6设置默认的项目路径)

分析这个算例，需要做以下几项设置：

1. 设置模型单位(参考章节

2.

3.2.7设置模型单位)：

2. 配置RMxprt 材料库(参考章节

3.

4.1配置材料库)：

3. 编辑线规库(参考章节3.3.2到3.3.6)：

当选择DC Permanent-Magnet Motor做为电机模型时，必须输入如下几项：

1. General data. （基本性能数据）

2. Stator data. （定子数据）

3. Rotor data. （转子数据）

4. Solution data. （解算数据）

16.3.1基本性能设计

在项目树下双击Machine图标，可显示Properties.对话框。

在如图16.1所示的Machine列表下定义基本性能数据。

图16.1 基本性能数据

1. Machine Type：电机类型。

2. Number of Poles：电机极数。其值为定子极数的总和（或极对数×2）。

3. Frictional Loss：在参考转速下测得的摩擦损耗（由摩擦产生）

注意：如果将摩擦损耗设为零，RMxprt将根据后面换向器和电刷的表页中定义的电刷压力和摩擦系数来计算摩擦损耗。

4. Wind Loss：参考转速下测得的风阻损耗（由空气阻力产生）

5. Reference Speed：所给的参考转速。

点击OK关闭Properties对话框。

16.3.2定子设计

定子由冲片叠压制成，三相交流绕组安放其中。

双击项目树中的Machine>Stator图标，显示Properties对话框。

在如图16.2所示的Stator列表中输入定子数据。

图16.2 定子数据

1. Outer Diameter：定子外径。

2. Inner Diameter：定子内径。

3. Length：定子铁心的轴向长度。

4. Stacking Factor：定子的迭压系数

5. Steel Type：定子铁心材料类型（参考7.3节设置材料类型）

点击OK关闭Properties对话框。

16.3.2.1定义定子磁极

具体详情请参考7.2.4定义磁极。

在项目树下双击Machine>Stator>Pole图标显示Properties对话框，在如图16.3所示Pole列表中，定义转子磁极数据。

1. Embrace：极弧系数，其值在0到1.之间，磁极类型为4时不可用

2. Offset：定子中心与极弧表面中心的距离。输入0表示气隙均匀

3. Magnet Type：指定磁钢类型(参考7.3指定材料属性)

4. Magnet Length：永磁铁轴向的最大长度

5. Magnet Thickness：永磁体径向最大厚度

点击OK关闭Properties窗口

图16.3 磁极数据

16.3.3转子设计

转子上开槽，槽中所嵌的铜导体与换向器相连。换向器在转子中起机械整流器的作用。

在项目树中双击Machine>Rotor图表显示Properties对话框。

在如图16.4所示的Rotor列表中，定义转子数据

图16.4 转子数据

1. Stacking Factor：迭压系数，此系数和转子铁心的有效铁心长度有关，值为0到1。由总长度减去所有冲片绝缘部分之差再除以总长度得到。值为1表示实心转子。

2. Number of Slot：槽数

3. Slot Type：转子铁心槽型（参考7.1.1节槽型）

1) 点击Slot Type显示Select Slot Type对话框。

2) 选择一种槽型（有6种类型可用）

3) 点击OK关闭Select Slot Type对话框。

4. Outer Diameter：转子铁心外径。

5. Inner Diameter：转子铁心内径。

6. Length：转子铁心的轴向长度。

7. Steel Type：转子铁心材料类型（参考7.3节设置材料类型）

8. Skew Width：用槽数度量的斜槽宽度

点击OK关闭Properties对话框。

16.3.3.1定义转子槽

双击项目树中的Machine> Rotor >Slot图标，显示Properties对话框（参考7.1.1节槽型）。

在如图16.5所示的Slot卷标中定义定子槽型的几何数据。

点击OK关闭Properties对话框。

图16.5 定子槽尺寸

16.3.3.2定义转子绕组

双击项目树中的Machine> Rotor >Winding图标，显示Properties对话框，其中包含两个列表：Winding和End/Insulation。

16.3.3.2.1定义转子的绕组、导体和导线

在如图16.6所示的Winding列表中定义导线、导体和转子绕组

图16.6 绕组、导体和导线

1. Winding Type：绕组类型（参考7.5.2节的设置直流绕组类型）

1) 点击Winding Type按键，显示绕组类型Winding Type对话窗口。

2) 从对话窗口的按键中选择叠式，波式或蛙式绕组。

3) 点击OK关闭绕组类型Winding Type对话窗口。

2. Multiplex Number：套数，从下拉菜单中选择绕组数目，此处有三种选项。

1) 1：单套绕组。

2) 2：两套绕组。

3) 3：三套绕组。

对单叠绕组来说，套数是指进线端与出线端之间的换向片的数目，并联支路数等于极数乘上套数。对单波绕组来说，并联支路数等于套数乘以二。

3. Virtual Slots：虚槽数，从下拉菜单中(1 ~ 4)选择每个实槽下的虚槽数。假设转子为双层绕组，分别为上层和下层，每一层有多个元件边，即对应多个虚槽。

注意：例如，虚槽数若为2，上层和下层可以各有两个元件边；对于一个有12个槽的电机来说，就有24个换向片。

4.Conductors per Slot：每槽导体数，槽中每个线圈的匝数与层数的乘积。输入0，RMxprt会进行自动设计。

5. Coil Pitch：以槽数度量的节距，节距是指一个线圈跨过的槽数目。例如，如果一个线圈起始边在1号槽，终边在6号槽，则节距为5。

6. Number of Strands：每个导体中导线的并绕根数。输入0，RMxprt会自动设计根数。

7. Wire Wrap：漆包线的双边漆皮厚度。输入0后能从导线库中自动获得

8. Wire Size：定子绕组导线的直径（输入0，RMxprt会自动设计）。用户可选择圆导线或扁导线两种型号。当槽型为1到4时，圆形导线可用（参考7.4.1节设置圆导线）。当槽型为5或6时，扁导线可用（参考7.4.2节设置扁导线）。

16.3.3.2.2定义转子的端部绕组和绝缘

可参考7.5.3节端部绕组和槽绝缘中的详细介绍。

在如图16.7所示的End/Insulation列表中定义绕组端部和槽绝缘。

图16.7 端部绕组和绝缘

1. Input Half-turn Length：选择或取消该选项框以指定是否想要键入半匝长度。选中该选项，用户下次打开Properties对话框会出现Half Turn Length。如未被选中，会有End Adjustment替代其位置。

1)Half-turn Length：电枢绕组的半匝长度。当Input Half-turn Length被选中时，可用。

2)End Adjustment：定子绕组的端部长度调节项，及导线伸出定子的垂直距离。当Input

Half-turn Length未被选中时，其可用。

2. Base Inner Radius：底角半径

3. Tip Inner Diameter：线圈外弧半径

4. End Clearance：两临近线圈的间隔

5. Slot Liner：槽绝缘的厚度

6. Wedge Thickness：槽楔的厚度

7. Layer Insulation：层绝缘的厚度

8. Limited Fill Factor：设计槽满率的上限

9.Equalizer Connection：均衡器连接，从下拉菜单中选择均衡器连接的类型。有三种选项：

1) 无均衡器连接

2) 半均衡器连接

3) 全均衡器连接

点击OK返回RMxprt的主窗口。

16.3.4定义换向器和电刷

电流通过换向器在直流端或电刷和转子线圈之间传递，从而使电机旋转。由于换向器的作用，产生的磁场相对于定子是静止的。

双击项目数上的Machine>Commutator图标，以显示特性Properties对话框。有两个表页用来定义换向器和电刷的数据，点击OK关闭弹出的对话框。

16.3.4.1定义换向器

可参考7.7.1节换向器的类型和参数中的详细介绍。

在换向器Commutator表页中定义换向器的数据，如图16.8所示。

图16.8 换向器数据

1. Commutator Type：选择换向器的类型。

1) 点击换向器类型Commutator Type按键，以显示选择换向器类型Select Commutator

Type对话框。

2) 从下面的两种换向器类型中选择一种：

a. 圆柱形。

b. 圆盘形。

3) 点击OK关闭弹出的对话框。

2. 对于圆柱形的换向器有如下定义：

1) Commutator Diameter：换向器的直径。

2) Commutator Length：换向器的长度。

3. 对于圆盘形的换向器有如下定义：

1) Outer Diameter：换向器的外径。

2) Inner Diameter：换向器的内径。

4. Commutator Insulation：两个连续的换向片间的绝缘厚度。

16.3.4.2定义电刷

可参考7.7.2节电刷参数中的详细介绍。

在换向器Commutator表页中定义换向器的数据，如图16.9所示。

图16.9 电刷数据

1. Brush Width：电刷的宽度。

2. Brush Length：电刷的长度。

3. Brush Pairs：使用波绕组时电刷的对数。

4. Brush Displacement：电刷偏离几何中心线的机械角度（反转的方向为正值）。

5. Brush Drop：经过一对电刷的电压降。

6. Brush Press：电刷压紧换向器时的机械压力。

7. Frictional Coefficient：电刷的摩擦系数。

16.3.5定义转轴数据

定义转轴数据：

1.点击项目树中的Machine>Shaft图标，显示Properties对话框.

2.在如图16.10所示的Shaft列表中，选择或清除Magnetic Shaft选项，以指定转轴是否由磁性材料制成。

3.点击OK关闭Properties对话框

图16.10 转轴数据

16.4 永磁直流电动机的求解

16.4.1添加解决方案

在对设计方案进行分析前，先进行几项选择设置：

1. 在项目树下用右键点击Analysis图标，然后右键菜单中点击Add Solution Setup，显示Solution Setup对话框.

2. 在如图16.11的General列表中定义计算方案的数据。

图16.11 解决方案设置

1) Operation Type：运行方式

2) Load Type：从下拉列表中选择负载类型(参考7.8.1电机负载类型)

3) Rated Output Power：转轴输出机械功率

4) Rated Voltage：电机线电压有效值，并选择其单位。

5) Rated Speed：电机同步转速。

6) Operating Temperature：电机运行时的工作温度。工作温度会影响绕线的电阻，因此会影响电阻损耗。

4.点击OK关闭弹出的会话框。

16.4.2 求解

1. 点击RMxprt>Validation Check，显示Validation Check的消息框。

2. 如果设置有问题，可以通过窗口中的诊断消息解决。

3. 点击Close关闭Validation Check的消息框。

4. 当设计被确认后，点击RMxprt>Analyze All。

5. 分析过程会在过程Progress窗口中显示，分析信息会在Message Manager窗口中显示。

16.5 永磁直流电机的设计输出

当RMxprt完成求解后，可采用下面的方法观察和分析设计结果。

16.5.1观察设计结果

点击RMxprt>Results>Solution Data显示Solutions对话框，其中包含4个列表。看完结果后，点击Close来关闭Solution消息对话框。

16.5.1.1求解结果

在下拉数据菜单的解决方案数据Solution Data表页中，共有6种不同的数据表格。

1. 换向数据

感应反电动势Inductance Back EMF 0.0601674 V

电枢磁场反电势Armature Field Back EMF 0.0993971 V

主磁场反电势Main Field Back EMF–0.79948 V

总的感应电压Total Induced Voltage–0.639916 V

2. 满载运行

输入直流电流Input DC Current 7.91438 A

电枢电流Armature Current 3.95719 A

电枢热负载Armature Thermal Load 15.3428

电负载率Specific Electric Loading 5496.49 A_per_meter

电枢电流密度Armature Current Density 2.79138

磨擦和风损耗Frictional and Wind Loss 1.35672 W

铁心损耗Iron-Core Loss 1.58621 W

电枢铜损Armature Copper Loss 5.15237 W

电刷损耗Brush Loss 11.8716 W

总损耗Total Loss 19.9669 W

输出功率Output Power 75.0057 W

输入功率Input Power 94.9725 W

效率Efficiency 78.9762

额定转速Rated Speed 1719.61 rpm

额定转矩Rated Torque 0.416519 NewtonMeter

锁转转矩Locked-Rotor Torque 6.98149 NewtonMeter

锁转电流Locked-Rotor Current 127.649 A

3. 材料消耗：

电枢绕组铜密度Armature Copper Density 8900

永磁体密度Permanent Magnet Density 7800

电枢铁心密度Armature Core Steel Density 7820

转子铁心密度Rotor Core Steel Density 7820

电枢绕组铜重量Armature Copper Weight 0.35776 kg

永磁铁重量Permanent Magnet Weight 0.416291 kg

电枢铁心重量Armature Core Steel Weight 0.398003 kg

转子铁心重量Rotor Core Steel Weight 0.187939 kg

全部净重Total Net Weight 1.36002 kg

电枢铁心的消耗Armature Core Steel Consumption 0.968078 kg 转子铁心的消耗Rotor Core Steel Consumption 0.187939 kg 4. 空载运行：

转子齿磁密Rotor-Teeth Flux Density 2.07679 tesla

转子轭磁密Rotor-Yoke Flux Density： 2.03427 tesla

定子轭磁密Stator-Yoke Flux Density 2.89463 tesla

气隙磁密Air-Gap Flux Density 0.562925 tesla

磁体磁密Magnet Flux Density 0.488128 tesla

转子齿部安匝数Rotor-Teeth Ampere Turns 388.161

转子轭部安匝数Rotor-Yoke Ampere Turns 153.527

定子磁极安匝数Stator-Yoke Ampere Turns 2631.19

气隙安匝数Air-Gap Ampere Turns 261.966

磁体安匝数Magnet Ampere Turns 3365.4

起始电枢反应Start Armature Reactive AT 3829.46

漏磁通因数Leakage-Flux Factor 1

转子轭部修正因数Rotor-Yoke Correction Factor 0.299449

定子轭部修正因数Stator-Yoke Correction Factor 0.422325

空载转速No-Load Speed 1828.96 rpm

空载电流No-Load Current 0.300825 A

空载输入功率No-Load Input Power 3.6099 W

转矩常数Torque Constant KT 0.054693

反电势常数Back-EMF Constant KE 0.054693

齿槽转矩Cogging Torque 0.101222 NewtonMeter

5. 转子槽：

槽型 2

hs0 1.2 mm

hs1 1 mm

hs2 9.8 mm

bs0 3 mm

bs1 8.6 mm

bs2 4 mm

齿顶宽Top Tooth Width 4.76809 mm

齿底宽Bottom Tooth Width 4.1385 mm

6. 转子绕组：

每槽导体数Number of Conductors per Slot 20

股数Number of Strands 2

线径Wire Diameter 0.95 mm

漆膜厚度Wire Wrap 0.09 mm

定子槽满率Stator Slot Fill Factor 99.844

半匝线圈长度Coil Half-Turn Length 118.147 mm

16.5.1.2 参数

在Parameter列表中可以看到预定义的参数值。

16.5.1.3设计单

在Design Sheet表页共有10组相关数据：

PERMANENT MAGNET DC MOTOR DESIGN

File：Setup1.res

1. 总体要求数据

额定输出功率Rated Output Power (kW)：0.075

额定电压Rated Voltage (V)：12

极数Number of Poles：2

给定的额定转速Given Rated Speed (rpm)：2400

摩擦损耗Frictional Loss (W)： 1.89352

风损耗Wind Loss (W)：0

电刷偏移量Brush Displacement：10

一对电刷的压降One-Pair Brush Voltage Drop (V)： 1.5

负载类型Type of Load：Constant Power

运行温度Operating Temperature (C)：0

2. 转子数据

转子槽数Number of Rotor Slots：12

转子外径Outer Diameter of Rotor (mm)：55

转子内径Inner Diameter of Rotor (mm)：9

转子槽型Type of Rotor Slot：2

转子槽尺寸Dimension of Rotor Slot

hr0 (mm)：1.2

hr1 (mm)：1

hr2 (mm)：9.8

br0 (mm)：3

br1 (mm)：8.6

br2 (mm)：4

齿顶宽Top Tooth Width (mm)： 4.76809

齿底宽Bottom Tooth Width (mm)： 4.1385

斜槽宽度Skew Width (槽数)：0

转子磁芯长度Length of Rotor Core (mm)：40

转子磁芯叠片系数Stacking Factor of Rotor Core：0.92

钢型Type of Steel：D23_50

槽绝缘厚度Slot Insulation Thickness (mm)：0.5

端部长度调整End Length Adjustment (mm)：0

每槽虚槽数Number of Virtual Slots per Slot：1

每槽导体数Number of Conductors per Slot：20

电枢绕组类型Type of Armature Winding：叠式绕组

套数Multiplex Number：1

线圈节距Coil Pitch (虚槽数)：5

导体中的线数Number of Wires per Conductor：2

线径Wire Diameter (mm)：0.95

漆膜厚度Wire Wrap Thickness (mm)：0.09

并联支路数Number of Parallel Branches：2

限定的槽满率Limited Slot Fill Factor (%)：75

槽满率Slot Fill Factor (%)：99.844

3. 定子数据

最小气隙Minimum Air Gap (mm)：0.5

外径Outer Diameter (mm)：79

定子长度Length of Stator (mm)：100

铁心叠片系数Stacking Factor of Iron Core：1

钢型Type of Steel：D23_50

极弧偏移系数Polar Arc Offset (mm)：0

极弧半径Polar Arc Radius (mm)：28

物理极弧系数Physical Pole Embrace：0.726

计算极弧系数Computed Pole Embrace：0.72585

最大的磁体厚度Max. Thickness of Magnet (mm)：9

磁铁长度Length of Magnet (mm)：40

磁铁类型Type of Magnet：XG196/96

4. 永磁体数据

剩磁密度Residual Flux Density (Tesla)：0.96

矫顽力Coercive Force (kA/m)：690

最大能量密度Maximum Energy Density (kJ/m^3)：183

相对回复磁导率Relative Recoil Permeability：1

退磁密度Demagnetized Flux Density (Tesla)：0.460781

回复剩磁密度Recoil Residual Flux Density (Tesla)：0.958013回复矫顽力Recoil Coercive Force (kA/m)：762.385

5. 换向器和电刷数据

换向器类型Type of Commutator：柱形

换向器直径Commutator Diameter (mm)：24

换向器长度Commutator Length (mm)：10

换向器绝缘Commutator Insulation (mm)：0.5

电刷宽度Brush Width (mm)：8

电刷长度Brush Length (mm)：8

电刷对数Number of Brush Pairs：1

单位面积下的压力Press per Unit Area (g/mm^2)：2

摩擦系数Frictional Coefficient：0.25

6. 材料消耗

铜线密度Armature Copper Density (kg/m^3)：8900

永磁体密度Permanent Magnet Density (kg/m^3)：7800

电枢铁心密度Armature Core Steel Density (kg/m^3)：7820

转子铁心密度Rotor Core Steel Density (kg/m^3)：7820

电枢绕组铜的重量Armature Copper Weight (kg)：0.35776

永磁体重量Permanent Magnet Weight (kg)：0.416291

电枢铁心的重量Armature Core Steel Weight (kg)：0.398033

转子铁心的重量Rotor Core Steel Weight (kg)：0.187939

全部净重Total Net Weight (kg)： 1.36002

电枢铁心的消耗Armature Core Steel Consumption (kg)：0.968078

转子铁心的消耗Rotor Core Steel Consumption (kg)：0.187939

7. 空载磁性数据

转子齿磁密Rotor-Teeth Flux Density (Tesla)： 2.07679

转子轭磁密Rotor-Yoke Flux Density (Tesla)： 2.03427

定子轭磁密Stator-Yoke Flux Density (Tesla)： 2.89463

气隙磁密Air-Gap Flux Density (Tesla)：0.562925

磁铁磁密Magnet Flux Density (Tesla)：0.488128

转子齿部安匝数Rotor-Teeth Ampere Turns (A.T)：338.161

转子轭部安匝数Rotor-Yoke Ampere Turns (A.T)：135.527

定子轭部安匝数Stator-Yoke Ampere Turns (A.T)：2631.19

气隙安匝数Air-Gap Ampere Turns (A.T)：261.966

磁铁安匝数Magnet Ampere Turns (A.T)：–3365.4

起动时电枢反应安匝数Armature Reactive Ampere Turns at Start Operation (A.T)：3829.46漏磁通因数Leakage-Flux Factor：1

转子轭部磁路长度的修正因数Correction Factor for Magnetic Circuit Length of Rotor Yoke：0.299449

定子轭部磁路长度的修正因数Correction Factor for Magnetic Circuit Length of Stator Yoke：0.422325

空载转速No-Load Speed (rpm)：1828.96

空载电流No-Load Current (A)：0.300825

空载输入功率No-Load Input Power (W)： 3.6099

转矩常数Torque Constant KT (Nm/A)：0.054693

反电势常数Back-EMF Constant KE (Vs/rad)：0.054693

齿槽转矩Cogging Torque (N.m)：0.101222

8. 满载数据

输入电流Input Current (A)：7.91438

电枢电流Armature Current (A)： 3.95719

电枢热负载Armature Thermal Load (A^2/mm^3)：15.3428

电负载率Specific Electric Loading (A/mm)： 5.49649

电枢电流密度Armature Current Density (A/mm^2)： 2.79138

摩擦和风损耗Frictional and Wind Loss (W)： 1.35672

铁心损耗Iron-Core Loss (W)： 1.58621

电枢铜损Armature Copper Loss (W)： 5.15237

电刷损耗Brush Loss (W)：11.8716

总损耗Total Loss (W)：19.9669

输出功率Output Power (W)：75.0057

输入功率Input Power (W)：94.9725

效率Efficiency (%)：78.9762

额定转速Rated Speed (rpm)：1719.61

额定转矩Rated Torque (N.m)：0.416519

锁转转矩Locked-Rotor Torque (N.m)： 6.98149

锁转电流Locked-Rotor Current (A)：127.649

9. 换向数据

感应电压Induced Voltage by Inductance (V)：0.0601674

电枢反应磁场感应电压Induced Voltage by Armature Reaction Field (V)：0.0993971主磁场感应电压Induced Voltage by Main Field (V)：–0.79948

总的感应电压Total Induced Voltage (V)：–0.639916

10. 瞬态有限元输入数据

对于电枢绕组：

匝数Number of Turns：120

并联支路数Parallel Branches：2

端部电阻Terminal Resistance (ohm)：0.0822571

端部漏电感End Leakage Inductance (H)： 6.03524e–005

对于一个电枢线圈：

匝数Number of Turns：10

并联支路数Parallel Branches：1

端部电阻Terminal Resistance (ohm)：0.027419

端部漏电感End Leakage Inductance (H)： 2.01175e–005

二维等效值：

等效模型深度Equivalent Model Depth (mm)：40

等效定子叠片系数Equivalent Stator Stacking Factor： 2.5

等效转子叠片系数Equivalent Rotor Stacking Factor：0.92

等效剩磁密度Equivalent Br (Tesla)：0.958013

等效矫顽力Equivalent Hc (kA/m)：762.385

估计转子转动惯量Estimated Rotor Inertial Moment (kg m^2)：0.000280288

16.5.1.4曲线

在Curve列表的Name下拉菜单中，有多组曲线，如图16.12所示。

a. 输入直流电流-速度曲线

b. 效率-速度曲线

c. 输出功率-速度曲线

d. 输出转矩-速度曲线

e. 齿槽转矩

f. 额定转速下的感应线圈电压

g. 气隙磁密

图16.12 性能曲线

16.5.2创建报告

1. 从菜单栏中点击RMxprt>Results>Create Report以显示Create Report对话框。

2. 在Display Type下拉菜单中选择Rectangle Plot，结果以二维的矩形x-y图表的形式显示。

3. 点击OK, 出现如图16.13所示的Traces对话框。

4. 在Y轴列表中，从参量Quantity队列中选择要增加的曲线，点击Add Trace按键逐个增加曲

线。

5.点击底部的Done按键关闭Traces对话框。

6.双击Results>XY Plot1图标，在一个新的图形窗口中出现多条曲线，如图16.14所示。

图16.13增加三条曲线

图16.14三条曲线图